JP2005527210A - Translocation-dependent complementarity for drug screening - Google Patents

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ニールセン、ソレン・ジェンスビー
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Abstract

本発明は、タンパク質トランスロケーション/再分布および/またはタンパク質間相互作用に干渉する化合物または薬物を発見するための、相補するタンパク質のタンパク質断片の様々な使用に関する。多くの相互作用するタンパク質が、彼らがその作用を発揮するシグナル伝達経路の活性化前に、分離し且つ別個の位置に存在するとの事実を、本発明は利用するものである。また、本発明は、誘導されて相互作用可能な相互作用ドメイン(FRBP、FKBP12)を利用する。特に開示される事項は、GFP(EGFP、F64L変異したEYFP)相補性である。The present invention relates to various uses of protein fragments of complementary proteins to discover compounds or drugs that interfere with protein translocation / redistribution and / or protein-protein interactions. The present invention takes advantage of the fact that many interacting proteins are separated and located in distinct locations prior to the activation of the signaling pathway in which they exert their action. The present invention also utilizes interaction domains that are induced to interact (FRBP, FKBP12). Particularly disclosed is GFP (EGFP, F64L mutated EYFP) complementarity.

Description

発明の分野Field of Invention

本発明は、タンパク質トランスロケーションおよび/またはタンパク質間相互作用に干渉する化合物または薬物を発見するための、相補するタンパク質のタンパク質断片の様々な使用に関する。多くの相互作用するタンパク質が、彼らがその作用を発揮するシグナル伝達経路の活性化前に、分離し且つ別個の位置に存在するとの事実を、本発明は利用するものである。本発明は、特定の刺激を適用することにより相互作用できる、ある種の相互作用ドメインを利用するものである。この手段により、相補性シグナルが、それらの相補性コンポーネントに関して増強され得る。このコンポーネントは、彼らが作用するシグナル伝達経路の活性化に引き続き、同じ細胞内位置(intracellular location)に案内される。   The present invention relates to various uses of protein fragments of complementary proteins to discover compounds or drugs that interfere with protein translocation and / or protein-protein interactions. The present invention takes advantage of the fact that many interacting proteins are separated and located in distinct locations prior to the activation of the signaling pathway in which they exert their action. The present invention utilizes certain types of interaction domains that can interact by applying specific stimuli. By this means, complementary signals can be enhanced with respect to their complementary components. This component is guided to the same intracellular location following activation of the signaling pathway in which they act.

発明の背景Background of the Invention

互いの及び他の細胞コンポーネントとのタンパク質の相互作用は、殆ど全ての細胞プロセスに本質的資質(intrinsic part)であり、このことは細胞内シグナル伝達系で特に真実である。情報は、典型的には、一連の係る相互作用により、シグナル伝達系を通して及びその間を通過する。   Protein interactions with each other and with other cellular components are intrinsic to almost all cellular processes, which is especially true in intracellular signaling systems. Information typically passes through and between signal transduction systems through a series of such interactions.

相互作用する種(species)を同定するための現存している方法は、2つの群に分けられる、即ち:第一は、多少精製されたコンポーネントをインビトロで近接させる(brought together)作業のみでできる方法であり、例えば、表面プラズモン共鳴(エバネッセント波法)、タンパク質の質量分光学法(mass spectroscopy)、蛍光相関分光法(fluorescence correlation spectroscopy)および異方性測定(anisotropy measurements)であり、全てが共通の特性(即ち、対象のコンポーネントが細胞環境(cellular context)から分離されたとの特性)を具備している。第二の群は、生細胞(living cells)内で働くように設計された全ての方法を含む。それらの中で、多くは酵母細胞(酵母二重ハイブリッド、リバース 酵母二重ハイブリッド及びその変法)で働くよう開発されているが、しかし、いくつかのものは哺乳類の細胞システムにおける使用に適用されている。タンパク質相互作用の検出のための細胞方法(Cellular methods)は、文献〔Mendelsohn, A. R. , Brent, R. (1999) (Science 284 (5422): 1948)〕に詳細に総説が記載されている。その方法の多くは、従来の二重ハイブリッド法から派生したものである。これら方法において、転写活性は、二部に分かれた(bi−partite)転写制御因子を、付着した「ベイト(bait)」および「プレイ(prey)」コンポーネントの相互作用を介して、近接させることにより開始される。一方、他の方法は、インビボでの生化学的な機能の再構成に依存する。Rossi等(2000)(Trends in Cell Biology 10: 119−122)は、哺乳類細胞に基づいたタンパク質相互作用アッセイを開発している。このアッセイではリードアウト(read−out)は転写性のものではなく、変異したベータガラクトシダーゼ酵素の再構成である。四量体酵素の再構成に際し、酵素活性をモニターできる。加えて、タンパク質相互作用をモニターするための方法は、光学的なリードアウトに基づくものであり、即ち蛍光共鳴伝達(FRET)、又はコインシデンス分析(coincidence analysis;蛍光相関分光法の変法)、又は蛍光寿命変化(fluorescence lifetime changes)である。最後の3つのカテゴリーは、単純化されたインビトロ条件下で一般的に適用されるが、それらを生細胞の更に複雑な環境に移行するための試みがなされている。   Existing methods for identifying interacting species can be divided into two groups, i.e .: only the task of bringing the slightly purified components in vitro together Methods such as surface plasmon resonance (evanescent wave method), protein mass spectroscopy, fluorescence correlation spectroscopy and anisotropy measurement, all common (I.e., the property that the component of interest has been separated from the cellular context). The second group includes all methods designed to work in living cells. Among them, many have been developed to work in yeast cells (yeast double hybrids, reverse yeast double hybrids and variants thereof), but some are applicable for use in mammalian cell systems. ing. Cellular methods for the detection of protein interactions have been described in the literature [Mendelsohn, A. et al. R. Brent, R.M. (1999) (Science 284 (5422): 1948)] provides a detailed review. Many of the methods are derived from the conventional double hybrid method. In these methods, transcriptional activity is achieved by bringing bi-partite transcriptional regulators into close proximity through the interaction of attached “bait” and “play” components. Be started. On the other hand, other methods rely on reconstitution of biochemical functions in vivo. Rossi et al. (2000) (Trends in Cell Biology 10: 119-122) has developed a protein interaction assay based on mammalian cells. In this assay, read-out is not transcriptional, but is a reconstitution of the mutated beta-galactosidase enzyme. Enzyme activity can be monitored upon reconstitution of the tetrameric enzyme. In addition, methods for monitoring protein interactions are based on optical readouts, ie fluorescence resonance transfer (FRET), or coincidence analysis (variation of fluorescence correlation spectroscopy), or It is a fluorescence lifetime change (fluorescence lifetime changes). The last three categories are commonly applied under simplified in vitro conditions, but attempts have been made to move them to the more complex environment of living cells.

完全な酵素(complete enzyme)の特定の酵素断片の再構成(reassembly)を、タンパク質間相互作用として使用することが示唆されている。JohnssonおよびVarshavsky(Johnsson, N., Varshavsky, A. (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 91,10340−10344)は、ユビキチンの再構成を開示している。この再構成は、融合のユビキチンプロテアーゼによる不可逆的な切断およびレポーターの放出を介して検出される。二重ハイブリッド技術と対照的に、この技術は、タンパク質―タンパク質相互作用を、時間の関数として、生細胞における該相互作用の天然部位(natural sites)で、モニターする可能性を有するものである。   It has been suggested that the reassembly of specific enzyme fragments of a complete enzyme be used as a protein-protein interaction. Johnson and Varshavsky (Johnson, N., Varshavsky, A. (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 91, 10340-10344) disclose the reconstitution of ubiquitin. This reconstitution is detected through irreversible cleavage by the fusion ubiquitin protease and release of the reporter. In contrast to the double hybrid technology, this technology has the potential to monitor protein-protein interactions as a function of time, at the natural sites of the interaction in living cells.

同様のシステムが他のタンパク質の再構成に関して示唆されており、これにはβガラクトシダーゼ(Rossi, F., Charlton, C. A., Blau, H. M. (1997) Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 94,8405−8410)、ジヒドロ葉酸レダクターゼ(DHFR, W098/34120)、およびラクタマーゼ (Wehrman, T., Kleaveland, B. , Her, J. H., Balint, R. F., Blau, H. M. (2002) Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 99,3469−3474)が含まれる。基礎的概念は、機能的タンパク質を2つの断片に分割(splitting)することにより、その機能が損失されるということである。その2つの断片は、それぞれタンパク質XおよびYにインフレームで融合され、細胞に形質転換または形質移入される。タンパク質XおよびY間の結合は2つの断片を共に近接させ、これにより相補する断片の局所濃度が増加し、これらの断片のフォールディングを誘導し、そして活性(非断片化タンパク質の活性と類似する)を有する機能的なタンパク質を産生する。前記機能がDHFR活性である場合、前記細胞は、タンパク質XおよびYが互いに結合するときのみ生存する。   A similar system has been suggested for the reconstitution of other proteins, including β-galactosidase (Rossi, F., Charleston, CA, Blau, HM (1997) Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 94, 8405-8410), dihydrofolate reductase (DHFR, W098 / 34120), and lactamase (Wehrman, T., Kleveland, B., Her, J. H., Balint, R. F.). Blau, HM (2002) Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 99, 3469-3474). The basic concept is that the function is lost by splitting a functional protein into two fragments. The two fragments are fused in-frame to proteins X and Y, respectively, and transformed or transfected into cells. Binding between proteins X and Y brings the two fragments together, thereby increasing the local concentration of complementary fragments, inducing folding of these fragments, and activity (similar to the activity of unfragmented proteins) Produces a functional protein having If the function is DHFR activity, the cells only survive when proteins X and Y bind to each other.

最近、蛍光タンパク質の断片の補助された(assisted)再構成およびフォールディングに関する、多少類似するシステムを使用することが記載された。前記機能は蛍光なので、タンパク質Xおよびタンパク質Yが互いに結合する場合のみ、前記細胞は励起に際して光を発して、これにより相補性を補助する。Ghosh(I. Ghosh, A. D. Hamilton, L. Regan (2000) J. Am. Chem. Soc. 122,5658−5659, W001/87919)は、sg100と称されるGFP変種(F64L, S65C, Q80R, Y151L, I167TおよびK238N)の使用を記載している。本GFPは、単一の蛍光励起(single fluorescence excitation)並びにそれぞれ475nmおよび505nmでの放射ピーク(emission peaks)を有している〔Palmにより記載されたsg25に類似する(Palm, G. J. , Zdanov, A. , Gaitanaris, G. A. , Stauber, R., Pavlakis, G. N., Wlodawer, A. (1997) Nat. Struct. Biol. 4,361−365)〕。機能的なGFP断片の相補性は、2つの独立したペプチドであって、本GFPの最初の157 N末端アミノ酸(NtermGFP157)および本GFPの残りの81 C末端アミノ酸(残基158から開始される)から構成されるペプチドを共発現することにより達成され、各々の前記GFPペプチド断片は該断片を相互作用させる、相互作用するロイシンジッパーペプチドと融合されている。   Recently it has been described to use a somewhat similar system for assisted reconstitution and folding of fragments of fluorescent proteins. Since the function is fluorescence, the cells emit light upon excitation only when protein X and protein Y bind to each other, thereby assisting in complementation. Ghosh (I. Ghosh, A. D. Hamilton, L. Regan (2000) J. Am. Chem. Soc. 122, 5658-5659, W001 / 87919) is a GFP variant called sg100 (F64L, S65C, Q80R, Y151L, I167T and K238N). The present GFP has a single fluorescence excitation and emission peaks at 475 nm and 505 nm, respectively (similar to sg25 described by Palm (Palm, G. J., Zdanov, A., Gaitanaris, GA, Stauber, R., Pavakis, GN, Wlodwer, A. (1997) Nat. Struct. Biol. 4, 361-365)]. The complementation of a functional GFP fragment is two independent peptides, the first 157 N-terminal amino acid of this GFP (NtermGFP157) and the remaining 81 C-terminal amino acid of this GFP (starting from residue 158) Each of the GFP peptide fragments is fused with an interacting leucine zipper peptide that interacts with the fragment.

タンパク質の補充(recruitment)または再局在化(re−localisation)は、多くの重要なシグナル伝達系において重要な役割を担っている。この事項は以下の(i)〜(iii)において明らかである、(i)プロテインキナーゼC(PKC)の活性化、この活性化において、形質膜への補充は、本酵素の活性化プロセスの生来の資質(inherent part)である;(ii)複数のタンパク質(これらのタンパク質のサイトゾールから膜部位への転移が中心的役割を有する)に依存するp42/44MAPキナーゼの活性化;および(iii)rap1の環状AMP駆動性の再局在化は、その活性化に決定的である。タンパク質トランスロケーションを潜在的な医薬(potential medicaments)の同定に関して使用することは、W098/45704に開示されている。しかしながら、無傷の(intact)生細胞におけるタンパク質の局在化および任意の再局在化を検出するための代替的な技術に対する必要性がなおも存在する。現行の検出技術は、一般に低いスループットおよび高価な検出機器を必要とすることから特徴づけられるものである。   Protein recruitment or re-localization plays an important role in many important signal transduction systems. This matter is evident in the following (i) to (iii): (i) Activation of protein kinase C (PKC), in this activation, supplementation to the plasma membrane is the natural process of activation of the enzyme. (Ii) activation of p42 / 44 MAP kinase depending on multiple proteins (translocation of these proteins from cytosol to membrane site has a central role); and (iii) The cyclic AMP-driven relocalization of rap1 is critical for its activation. The use of protein translocation in connection with the identification of potential medicines is disclosed in W098 / 45704. However, there is still a need for alternative techniques for detecting protein localization and any relocalization in intact intact cells. Current detection techniques are typically characterized by their low throughput and the need for expensive detection equipment.

発明の概要Summary of the Invention

2つの独立したタンパク質半分(two independent proteins halves)として発現された場合、特定のGFPsが再構成され、機能的な蛍光タンパク質を形成することを、本出願は開示する。例えば、EGFPが哺乳類細胞において発現される場合、GFPβ−バレルのベータシート構造を形成する残基間のループ領域に位置する、分割部位(a split site)を選択することにより、強い蛍光を生じる(実施例5および実施例7)。更に、本出願は、EYFPも再構成され、驚くことに、再構成されたタンパク質からの蛍光が著明に増強される(それがF64L変異を有している場合)ことを記載する(実施例9)。   The present application discloses that when expressed as two independent protein halves, certain GFPs are reconstituted to form a functional fluorescent protein. For example, when EGFP is expressed in mammalian cells, strong fluorescence is produced by selecting a split site located in the loop region between residues that form the beta sheet structure of the GFP β-barrel ( Example 5 and Example 7). Furthermore, this application describes that EYFP is also reconstituted, and surprisingly the fluorescence from the reconstituted protein is significantly enhanced (if it has the F64L mutation) (Examples). 9).

モデルGFP相補性システム(条件的に相互作用するよう作出できるコンポーネントを用いる)が、予期されるとおり、用量依存的な様式で、相互作用刺激に応答すること、また重要なことに 殆ど自発性の再構成(相補性)が観察されないようなタンパク質の相補性半分(complementary halves)と融合させたタンパク質の条件的な相互作用をブロックする化合物を検出するために使用できる(例えば、GFP相補性システム)(実施例11)こと、を本出願は実証している。   The model GFP complementation system (using components that can be created to conditionally interact) responds to interactive stimuli in a dose-dependent manner as expected and, importantly, is almost spontaneous Can be used to detect compounds that block the conditional interaction of proteins fused with the complementary halves of the protein such that no rearrangement (complementarity) is observed (eg, GFP complementation system) (Example 11) This application demonstrates that.

自発性に相互作用するタンパク質に関して、相補性システムを、生細胞における、それらのタンパク質間の相互作用の程度をレポートするように設計できることを、本明細書中に開示される実施例は開示している。これは、前記細胞の分離した位置に2つのタンパク質を保持すること、これにより相互作用を1又は双方のタンパク質のトランスロケーション後にのみ発生させることを認容して、それらを前記細胞内の1つの区画(compartment)または位置(location)において近接させること、により達成される。   For the proteins that interact spontaneously, the examples disclosed herein disclose that the complementation system can be designed to report the degree of interaction between those proteins in living cells. Yes. This allows the two proteins to be kept in separate locations on the cell, thereby allowing the interaction to occur only after the translocation of one or both proteins, allowing them to be separated into one compartment within the cell. (Compartment) or proximity in location.

本発明の一側面は次に示す概念に基づいて構成される;即ち、シグナル伝達タンパク質(このタンパク質は、活動的な場合、互いに相互作用する)が、大抵は別個の且つ空間的に分離された細胞内位置に、それらが作用するシグナル伝達経路の活性化前に存在し、それゆえに、それらのタンパク質の相互作用をモニターするために使用される、相補的システムの自発性の再構成が回避されるとの概念である。これは実施例14で明瞭に記載される;ここでは1つの局在部位から別の局在部位へのトランスロケーションの誘導が、相補性タンパク質のNおよびC末端を再構成させ、機能を発揮させる(このケースでは蛍光)ことが記載される。同様のシステムは実施例16に記載され;ここでは構成的に相互作用するタンパク質が、誘導性に相互作用を生じるタンパク質(proteins of induced interaction)と置換される。   One aspect of the present invention is constructed on the basis of the following concept; that is, signaling proteins, which interact with each other when active, are usually separate and spatially separated. Spontaneous reconstitution of complementary systems that exist in intracellular locations prior to activation of the signaling pathway they act on, and therefore are used to monitor their protein interactions, is avoided. This is the concept. This is clearly described in Example 14; here, induction of translocation from one local site to another causes the N and C termini of the complementary protein to reconstitute and function. (Fluorescence in this case). A similar system is described in Example 16; here constitutively interacting proteins are replaced with proteins of induced interaction.

詳細な開示Detailed disclosure

本発明は、細胞内のタンパク質の局在化の知識に基づき達成され、これを用いて酵素の2つの半分を、制御された様式で、それらが元のように近接する(brought back together)まで離しておくものである。従って、本発明の主要な態様は細胞に関し、該細胞は少なくとも以下を含み:
第一タンパク質および相補性タンパク質のN末端断片を具備する第一抱合体(first conjugate);および
第二タンパク質および相補性タンパク質のC末端断片を具備する第二抱合体(second conjugate);
ここで前記第一抱合体は、前記第二抱合体が優先的に位置する位置とは別個で且つ空間的に分離した細胞位置に優先的な位置を有しており、
ここで条件が許容された場合、前記第一タンパク質および前記第二タンパク質は互いに結合し、および
ここで前記相補性タンパク質は、前記相補性タンパク質の2断片が近い位置関係(close apposition)に移動し、前記相補性タンパク質の2断片が完全に機能的なタンパク質を形成する場合に、変化特性(altered characteristics)を提示する。
The present invention is achieved based on knowledge of the localization of proteins in the cell, which is used to bring the two halves of the enzyme in a controlled manner until they are in close proximity to the original back to the back. It is something to keep apart. Accordingly, a major aspect of the present invention relates to a cell, the cell comprising at least the following:
A first conjugate comprising an N-terminal fragment of the first protein and the complementary protein; and
A second conjugate comprising a C-terminal fragment of a second protein and a complementary protein;
Here, the first conjugate has a preferential position at a cell position that is separate and spatially separated from a position where the second conjugate is preferentially located,
Where the conditions are allowed, the first protein and the second protein bind to each other; and
Here, the complementary protein changes when the two fragments of the complementary protein move to a close position and the two fragments of the complementary protein form a fully functional protein ( altered characteristics).

本発明の一使用(One use)によって、薬物を同定することが可能であり、該薬物は第一タンパク質と第二タンパク質との間の相互作用を阻止し得るものである。係る薬物適用前の相互作用を避けるための、本発明の1つの重要な特性は、2つの抱合体を異なる細胞位置に保持することである。大抵の(全てではないが)タンパク質は、様々な状態の間で平衡状態にある。このような関係において、この平衡は、細胞内で1つの位置での存在及び別の位置での存在の間のバランスを提示するものである。本出願の課題に関して、2つの異なる細胞位置は、2つのタンパク質の優先的な又は好適な位置と理解され、これにより2つのタンパク質間の相互作用が生じないようにするものであり、即ち、それらの会合が促進されない(not favored)ための条件である。2つの位置間のバランスが一方に大きくシフトする場合、前記タンパク質はそれらの位置の一方に優先的に存在するだろう。システムの活性化は、本明細書において、トランスロケーションを開始させる、システムの任意の処理の結果;又は2つの抱合体の相補性を形成する、即ち、システムの活性化が前記タンパク質のうち少なくとも1つの平衡を、他のタンパク質とは異なる細胞位置から、他のタンパク質と同じ細胞位置にシフトする、任意の他の細胞シグナル伝達プロセスの結果を意味する。例として、PKCβは細胞質に優先的に認められるが、独占的(exclusively)に認められるわけではない、一方、相互作用パートナータンパク質(RACK1)は形質膜(plasma membrane)に優先的に局在している。刺激(例えば、ホルボールエステル PMA)の適用に際して、PKCβタンパク質は形質膜に優先的に局在し、ここで彼らはRACK1と近接する。形質膜へと及び形質膜からトランスロケーションする、シグナル伝達タンパク質の別の例は、STAT転写制御因子およびAKT/PBKキナーゼである。細胞質と核との間をトランスロケーションするシグナル伝達タンパク質の例は、NFカッパB転写制御因子、アンドロゲンレセプター、MAPキナーゼp38、ERKおよびJNK、MAPKAPキナーゼ2並びにForkhead転写制御因子である。   One use of the present invention allows one to identify a drug, which can block the interaction between the first protein and the second protein. One important property of the present invention to avoid such pre-drug interaction is to keep the two conjugates at different cell locations. Most (but not all) proteins are in equilibrium between various states. In such a relationship, this equilibrium provides a balance between the presence at one location and the presence at another location within the cell. For the purposes of the present application, two different cell locations are understood as preferential or preferred locations of the two proteins, so that no interaction between the two proteins occurs, i.e. they This is a condition for the fact that the meeting is not facilitated. If the balance between the two positions is greatly shifted to one, the protein will be preferentially present in one of those positions. Activation of the system as used herein initiates translocation, results of any treatment of the system; or forms complementarity of the two conjugates, ie, activation of the system is at least one of the proteins It means the result of any other cell signaling process that shifts one equilibrium from a different cellular location than the other protein to the same cellular location as the other protein. As an example, PKCβ is preferentially found in the cytoplasm, but not exclusively, whereas the interaction partner protein (RACK1) is preferentially localized in the plasma membrane (plasma membrane). Yes. Upon application of a stimulus (eg, phorbol ester PMA), PKCβ proteins are preferentially localized to the plasma membrane, where they are in close proximity to RACK1. Another example of a signaling protein that translocates to and from the plasma membrane is the STAT transcriptional regulator and AKT / PBK kinase. Examples of signaling proteins that translocate between the cytoplasm and nucleus are the NF kappa B transcription factor, androgen receptor, MAP kinase p38, ERK and JNK, MAPKAP kinase 2, and Forkhead transcription factor.

従って、本発明の大抵の使用に関して、前記第一抱合体の細胞位置は、前記第一タンパク質の素質(nature)により決定される。同様に、前記第二抱合体の細胞位置は、前記第二タンパク質の素質により決定される。   Thus, for most uses of the present invention, the cellular location of the first conjugate is determined by the nature of the first protein. Similarly, the cell location of the second conjugate is determined by the nature of the second protein.

現在既知の相補性タンパク質は不可逆的な相補性を生じる、なぜなら相補する断片の正確にフォールドした複合体はエネルギー論的に有利であり、即ち、フォールドした断片は解離するとしても(if at all)非常に緩徐に解離するからである。従って、タンパク質は同じ位置に存在すると共に相補性が開始する場合(これは前記第一抱合体における第一タンパク質と前記第二抱合体における第二タンパク質との間の自然発生的な結合によるものである)、有利ではない位置でのタンパク質の小さい部分(small fraction)は不可逆的に結合するだろう。不可逆的に結合する場合、それは最早、不利な(unfavored)および有利な(favored)位置の間の自由なタンパク質抱合体の平衡に関与しない。究極的には、前記タンパク質抱合体の殆ど又は全ては、不利な位置に対する平衡化によって引きつけられる(drawn)。これはシンク効果(sink effect)と称される。2つのタンパク質間の自然発生的な会合を最小化する一方法は、前記タンパク質の1つとアンカータンパク質(細胞内でのその可動性(mobility)を厳密に制限する)とが相互作用することである。この場合において、1つのタンパク質は1つの局在部位に固定され、そして相補する断片間の会合は、他のタンパク質がアンカーした位置に移動する場合のみ生じる。
本発明の本側面において、前記第二抱合体は更にアンカータンパク質を具備し、前記アンカータンパク質は前記第一タンパク質が優先的に位置する位置とは異なる細胞区画にアンカーする。
Currently known complementary proteins produce irreversible complementarity, because the correctly folded complex of complementary fragments is energetically favorable, i.e., if the folded fragment dissociates (if at all) This is because they dissociate very slowly. Thus, if the protein is in the same position and complementarity begins (this is due to spontaneous binding between the first protein in the first conjugate and the second protein in the second conjugate). Yes, small fractions of proteins at unfavorable positions will bind irreversibly. When bound irreversibly, it is no longer involved in the equilibrium of free protein conjugates between unfavored and favored positions. Ultimately, most or all of the protein conjugate is drawn by equilibration to the unfavorable position. This is called a sink effect. One way to minimize the spontaneous association between two proteins is for one of the proteins to interact with an anchor protein (which strictly limits its mobility within the cell). . In this case, one protein is fixed at one localization site, and the association between complementary fragments only occurs when the other protein moves to the anchored position.
In this aspect of the invention, the second conjugate further comprises an anchor protein, and the anchor protein anchors to a cell compartment different from the position where the first protein is preferentially located.

位置情報の別の使用(ここで構成的に相互作用するタンパク質は、2つの抱合体が故意に(purposely)引き合わされるまで離される)は、タンパク質のトランスロケーションを測定することである。このことは特定の細胞において実施でき、該細胞は少なくとも以下を具備する:
タンパク質、相互作用パートナーAおよび相補性タンパク質の第一末端断片(the first terminal fragment)を具備する第一抱合体;および
相互作用パートナーBおよび相補性タンパク質の第二末端断片を具備する第二抱合体;
ここで前記第一抱合体は、前記第二抱合体が優先的に位置する位置とは別個で且つ空間的に分離した細胞位置に優先的な位置を有しており、
ここで前記相補性タンパク質は、前記相補性タンパク質の2断片が近い位置関係(close apposition)に移動し、前記相補性タンパク質の2断片が完全に機能的なタンパク質を形成する場合に、変化特性(altered characteristics)を提示し、および
ここで前記相互作用パートナーAおよび相互作用パートナーBは互いに結合する。
Another use of location information (where a constitutively interacting protein is released until the two conjugates are deliberately brought together) is to measure the translocation of the protein. This can be done in a particular cell, which comprises at least the following:
A first conjugate comprising a protein, interaction partner A and a first terminal fragment of a complementary protein; and
A second conjugate comprising an interaction partner B and a second terminal fragment of the complementary protein;
Here, the first conjugate has a preferential position at a cell position that is separate and spatially separated from a position where the second conjugate is preferentially located,
Here, the complementary protein changes when the two fragments of the complementary protein move to a close position and the two fragments of the complementary protein form a fully functional protein ( alternative charactaristics), and where said interaction partner A and interaction partner B bind to each other.

係る細胞において、前記タンパク質の、それによる前記第一抱合体の、前記第二抱合体と同じ細胞位置へのトランスロケーションは、相補性タンパク質の第一および第二末端断片の相補性を生じる。   In such cells, translocation of the protein thereby the first conjugate to the same cellular location as the second conjugate results in complementation of the first and second terminal fragments of the complementary protein.

2つのタンパク質間の自発性の相補性の効果(シンク効果、これにより望まれないバックグラウンドシグナルが発生する)を最小化するための1方法は、抱合体に相互作用パートナーAおよびB〔これらは特異的な相互作用刺激が適用された場合のみ結合する(条件的な相互作用パートナー)〕を具備させることである。この方法において、相互作用刺激が相互作用パートナーを結合させた場合のみ、タンパク質間の自発性の会合(spontaneous meeting)が2つの相補性断片の相補性を発生させ、それによって相補性断片を機能的なタンパク質の再会合および形成に関して近い位置関係に近接させる。本態様において、相互作用パートナーAおよび相互作用パートナーBは、相互作用刺激が適用されている場合のみ互いに結合する。   One method for minimizing the effect of spontaneous complementarity between two proteins (sinking effect, which produces an unwanted background signal) is the interaction partners A and B [which are Binding only when a specific interaction stimulus is applied (conditional interaction partner). In this way, only when an interaction stimulus binds the interaction partner, spontaneous meeting between the proteins generates the complementarity of the two complementary fragments, thereby making the complementary fragment functional. In close proximity with respect to the reassociation and formation of various proteins. In this embodiment, interaction partner A and interaction partner B bind to each other only when an interaction stimulus is applied.

前記抱合体の位置の更なるコントロールを得て、2つの抱合体間の自然発生的な会合を最小にすることは、前記抱合体の1つとアンカータンパク質とが相互作用すること(これは細胞内でのその可動性を厳密に制限する)である。この場合において、1つのタンパク質は1つの局在部位に固定され、そして相補する断片間の会合は、他のタンパク質がアンカーした位置に移動する場合のみ生じる。本発明の本側面において、前記第二抱合体は更にアンカータンパク質を具備し、前記アンカータンパク質は前記第一タンパク質が優先的に位置する位置とは異なる細胞区画にアンカーする。   Obtaining further control of the position of the conjugate and minimizing the spontaneous association between the two conjugates means that one of the conjugates interacts with the anchor protein (this is intracellular Strictly restricts its mobility in In this case, one protein is fixed at one localization site, and the association between complementary fragments only occurs when the other protein moves to the anchored position. In this aspect of the invention, the second conjugate further comprises an anchor protein, and the anchor protein anchors to a cell compartment different from the position where the first protein is preferentially located.

本発明の一態様において、相補性タンパク質の第一末端断片は、相補性タンパク質のN末端断片であり、また相補性タンパク質の第二末端断片は、相補性タンパク質のC末端断片である。本発明の別の態様において、相補性タンパク質の第一末端断片は、相補性タンパク質のC末端断片であり、また相補性タンパク質の第二末端断片は、相補性タンパク質のN末端断片である。   In one aspect of the invention, the first terminal fragment of the complementary protein is the N-terminal fragment of the complementary protein and the second terminal fragment of the complementary protein is the C-terminal fragment of the complementary protein. In another embodiment of the invention, the first terminal fragment of the complementary protein is a C-terminal fragment of the complementary protein and the second terminal fragment of the complementary protein is an N-terminal fragment of the complementary protein.

本発明の単純性は、相補性タンパク質に部分的に由来する。   The simplicity of the present invention is derived in part from complementary proteins.

相補性タンパク質の2つの断片が近い位置関係(close apposition)に移動し、相補性タンパク質の2つの断片が完全に機能的なタンパク質を形成する場合、相補性タンパク質が変化特性(altered characteristics)を提示するとの事実は、相補性タンパク質の2つの断片間の近い位置関係の検出を容易にする。   When two fragments of complementary proteins move to a close position and the two fragments of complementary proteins form a fully functional protein, the complementary proteins exhibit altered characteristics The fact then facilitates the detection of close positional relationships between two fragments of complementary proteins.

原則的に、結合した集合(a combined mass)の任意の検出可能な特性(分離した組成部分のものとは測定可能に異なる)を、それらの分離した部分の相補性のシグナルとして使用し得る。係る特性には、生物物理学的な特性、例えば、回転性の(rotational)又は並進性の(translational)拡散係数、蛍光特性、例えば、ピーク励起(peak excitation)または放射波長(emission wavelengths)、又は蛍光寿命(fluorescence lifetimes)が含まれるが、これらに限定されない。また、潜在的に有用で検出可能な特性には、より生化学的な素質、例えば、触媒効率または酵素的活性、または相補性パートナーの1つに固有のポリペプチド配列の、蛍光または発光(luminesce)を発する能力を獲得した形態への転換効率に関する特性が含まれる。前記組成部分が相補性を介して構成される際に、触媒活性を獲得するように作出できるタンパク質の例は、ユビキチン(Johnsson, N., Varshavsky, A. (1994))、βガラクトシダーゼ (Rossi, F et al (1997) )およびβ−ラクタマーゼ(Wehrman, et al (2002) )である。   In principle, any detectable property of a combined mass (measurablely different from that of separate composition parts) can be used as a signal of complementarity for those separate parts. Such properties include biophysical properties such as rotational or translational diffusion coefficients, fluorescence properties such as peak excitation or emission wavelengths, or Fluorescence lifetimes are included, but are not limited to these. Also, potentially useful and detectable properties include fluorescence or luminescence of more biochemical features such as catalytic efficiency or enzymatic activity, or the polypeptide sequence unique to one of the complementary partners. ) Characteristics related to conversion efficiency to a form that has acquired the ability to issue. Examples of proteins that can be made to acquire catalytic activity when the compositional portion is configured through complementarity include ubiquitin (Johnsson, N., Varshavsky, A. (1994)), β-galactosidase (Rossi, F et al (1997)) and β-lactamase (Wehrman, et al (2002)).

以下に、如何にGFPを分離して、2つの相補する断片を形成できるかについての詳細を記載する、係るデータは本発明の優先日に利用可能ではない。   The following describes details on how GFP can be separated to form two complementary fragments, such data is not available on the priority date of the present invention.

しかしながら、当業者に明らかであるように、他のタンパク質も同様に分離できる。   However, as will be apparent to those skilled in the art, other proteins can be separated as well.

結合して1つの機能的な蛍光単位を形成できる、蛍光タンパク質の非蛍光断片は、1つの蛍光タンパク質のコード化ヌクレオチド配列を適切な部位で分割することと、および各ヌクレオチド配列断片を独立に(融合タンパク質として)相補性タンパク質のN末端断片およびC末端断片(ここではGFP)として発現させることと、により通常産生される。   A non-fluorescent fragment of a fluorescent protein that can be combined to form a functional fluorescent unit can be obtained by splitting the encoded nucleotide sequence of one fluorescent protein at the appropriate site, and each nucleotide sequence fragment independently ( It is usually produced by expressing as complementary proteins N-terminal and C-terminal fragments (here GFP) of complementary proteins.

本発明の一態様において、前記相補性タンパク質は、蛍光タンパク質(例えば、緑色蛍光タンパク質(GFP))である。   In one embodiment of the present invention, the complementary protein is a fluorescent protein (eg, green fluorescent protein (GFP)).

緑色蛍光タンパク質(GFP)は238アミノ酸の長さのタンパク質であって、クラゲ(Aequorea Victoria)(配列番号1)に由来するものである。しかしながら、蛍光タンパク質は、他のメンバーの腔腸動物から分離されたものであり、例えば、Discosoma sp.からの赤色蛍光タンパク質(Matz, M. V. et al. 1999, Nature Biotechnology 17: 969−973)、Renilla reniformisからのGFP、Renilla MuelleriからのGFPである、または他の動物、真菌または植物からの蛍光タンパク質である。GFPは、様々に修飾された形態〔Heim等(Heim, R. et al., 1994, Proc. Natl. Acad. Sci. 91: 26, pp 12501−12504)により開示されたGFPの青色蛍光変種(BFP)を含む〕で存在する;これは、野生型GFPのY66H変種;GFPの黄色蛍光変種(YFP)であって、S65G、S72A、およびT203Y変異を有する(W098/06737);GFPのシアン蛍光変種(CFP)であって、Y66W色変異および任意にF64L、S65T、N146I、M153T、V163Aフォールディング/溶解度変異を有する(Heim, R., Tsien, R. Y. (1996) Curr. Biol. 6,178−182)ものである。最も広範に使用されるGFPの変種(variant)は、EGFPであって、F64LおよびS65T変異(WO 97/11094およびW096/23810)および最初のMetの後に1バリン残基の挿入を有するものである。前記F64L変異は、発色団(chromophore)からポジション1 上流のアミノ酸である。   Green fluorescent protein (GFP) is a protein of 238 amino acids in length, and is derived from Aequorea Victoria (SEQ ID NO: 1). However, the fluorescent protein has been isolated from other members of the gastrointestinal animal, for example, Discosoma sp. Red fluorescent protein from (Matz, M.V. et al. 1999, Nature Biotechnology 17: 969-973), GFP from Renilla reniformis, GFP from Renilla Muelleri, or from other animals, fungi or plants It is a fluorescent protein. GFP is a blue fluorescent variant of GFP disclosed in various modified forms [Heim et al. (Heim, R. et al., 1994, Proc. Natl. Acad. Sci. 91: 26, pp 12501-12504]. This is a Y66H variant of wild-type GFP; a yellow fluorescent variant (YFP) of GFP with S65G, S72A, and T203Y mutations (W098 / 06737); cyan fluorescence of GFP Variant (CFP) with Y66W color mutation and optionally F64L, S65T, N146I, M153T, V163A folding / solubility mutation (Heim, R., Tsien, RY (1996) Curr. Biol. 6, 178-182). The most widely used variant of GFP is EGFP, which has F64L and S65T mutations (WO 97/11094 and W096 / 23810) and an insertion of one valine residue after the first Met. . The F64L mutation is an amino acid upstream of position 1 from the chromophore.

このフォールディング変異を有しているGFPは、GFPが約30℃以上の温度で細胞中に発現される場合に、蛍光強度の増加を提供する(WO 97/11094)。   GFP with this folding mutation provides an increase in fluorescence intensity when GFP is expressed in cells at temperatures above about 30 ° C. (WO 97/11094).

野生型のGFPにおいて蛍光は、発色団(chromophore)の存在に依存することは既知であり、これはポジション65−67(予想された一次アミノ酸配列における)でのSYGの環化(cyclisation)および酸化により産生され、同様に他のGFPアナログにおけるSHG配列(ポジション65−67)でも同じ理由から産生される。   It is known that fluorescence in wild-type GFP depends on the presence of a chromophore, which is the cyclization and oxidation of SYG at positions 65-67 (in the expected primary amino acid sequence). As well as SHG sequences in other GFP analogs (positions 65-67) for the same reason.

この例は、明瞭に再構成したタンパク質からの蛍光強度が、F64L変異を有しているGFPにおいて増強しているかを説明するものである(この変異を有さないGFPと比較して)。従って、GFPがF64L変異を有することが好ましく、本変異を有するGFP(例えば、EGFP)を選択するか又は本変異を特別のGFP(例えば、実施例9に記載されるYFP)に導入することによりなされる。   This example illustrates whether the fluorescence intensity from a clearly reconstituted protein is enhanced in GFP with the F64L mutation (as compared to GFP without this mutation). Accordingly, it is preferred that the GFP has an F64L mutation, by selecting a GFP having this mutation (eg, EGFP) or introducing this mutation into a special GFP (eg, YFP described in Example 9). Made.

GFPの命名法において、「E」はGFPの前に配置されることにより(EGFP, EYFP, ECFP)、この特定のGFPが哺乳類細胞に対して最適化されたコドン使用頻度(codon usage)を有する核酸によりコード化されることを示す。また、これらのタンパク質の多くは、開始メチオニン残基(Met)の後に挿入された、余分なバリン残基を有している。この余分なバリン残基は、残基のナンバリングには考慮されない。以上のように、好適な態様において、本発明のGFPはEGFP、EYFP、ECFP、dsRedおよびRenilla GFPからなる群から選択される。   In the GFP nomenclature, “E” is placed in front of GFP (EGFP, EYFP, ECFP) so that this particular GFP has a codon usage optimized for mammalian cells Indicates that it is encoded by a nucleic acid. Many of these proteins also have an extra valine residue inserted after the initiating methionine residue (Met). This extra valine residue is not considered for residue numbering. As described above, in a preferred embodiment, the GFP of the present invention is selected from the group consisting of EGFP, EYFP, ECFP, dsRed, and Renilla GFP.

本出願の例のいくつかには、EGFPが使用される。従って、本発明の好適な態様において、前記GFPはEGFPである。しかしながら、実施例9および実施例11は、EYFPが特定の利点を有していることを示している。従って、本発明の別の好適な態様において、前記GFPはEYFPである。また、発色団に先行するポジション1において変異したEYFP(E[F64L]YFP)が、特定の利点を有していることが示される。従って、好適な態様において、GFPはE[F64L]YFPである、またはGFPはE[S72A]GFP(これはF64L、S65T、S72A GFP)である。   In some of the examples of this application, EGFP is used. Thus, in a preferred embodiment of the invention, the GFP is EGFP. However, Example 9 and Example 11 show that EYFP has certain advantages. Thus, in another preferred embodiment of the invention, the GFP is EYFP. It is also shown that EYFP mutated at position 1 preceding the chromophore (E [F64L] YFP) has certain advantages. Thus, in a preferred embodiment, the GFP is E [F64L] YFP, or the GFP is E [S72A] GFP (which is F64L, S65T, S72A GFP).

本発明の一側面は上記の細胞に関し、この細胞において、前記相補性タンパク質のN末端断片はGFPのN末端断片(GFPのアミノ酸番号1からアミノ酸番号Xまでのアミノ酸の連続的なストレッチを具備する)であり、ここでアミノ酸番号Xおよびアミノ酸番号X+1間のペプチド結合はGFPのループ内である、および前記相補性タンパク質のC末端断片はGFPのC末端断片(GFPのアミノ酸番号X+1からアミノ酸番号238までのアミノ酸の連続的なストレッチを具備する)である。
本発明において、野生型GFP(配列番号1)(Chalfie, M., Tu, Y., Euskirchen, G., Ward, W.W., Prasher, D.C. (1994) Science 263,802−805, GFPの本変種はポジション231にヒスチジン残基を有する)のナンバリングが使用される。GFPの結晶構造(Yang, F., Moss, L. G., Philips, G.N. (1996) Nat. Biotech. 14,1246−1251)、図5、表1および実施例中に提示されるデータに基づくと、大抵の任意のループにおける分割が、抱合されたタンパク質の相互作用により援助(assisted)された、相補性断片に対する適切な空間的な接近の後に再構成することは明らかである。本出願の目的に関し、「ループ(loop)」の用語は、不規則な二次構造のターンまたはエレメント(element)と理解される。
One aspect of the present invention relates to the cell described above, wherein the N-terminal fragment of the complementary protein comprises an N-terminal fragment of GFP (a continuous stretch of amino acids from amino acid number 1 to amino acid number X of GFP). Where the peptide bond between amino acid number X and amino acid number X + 1 is within the loop of GFP, and the C-terminal fragment of the complementary protein is the C-terminal fragment of GFP (from amino acid number X + 1 to amino acid number 238 of GFP). A continuous stretch of amino acids up to).
In the present invention, wild-type GFP (SEQ ID NO: 1) (Chalfie, M., Tu, Y., Euskirchen, G., Ward, WW, Prasher, DC (1994) Science 263, 802-805 , This variant of GFP has a histidine residue at position 231). Crystal structure of GFP (Yang, F., Moss, LG, Philips, GN (1996) Nat. Biotech. 14, 1246-1251), presented in FIG. 5, Table 1 and Examples Based on the data, it is clear that the split in most arbitrary loops reconstructs after proper spatial access to complementary fragments assisted by conjugated protein interactions. For the purposes of this application, the term “loop” is understood as an irregular secondary structure turn or element.

従って、一側面において、前記相補性タンパク質は2つのGFP断片であり、
ここでXは7、8、11または12、好ましくはXはThr9〜Val11ループ内の9または10であるか;或いは
ここでXは21、22、25または26、好ましくはXはAsn23〜His25ループ内の23または24であるか;或いは
ここでXは36、37、40または41、好ましくはXはThr38〜Gly40ループ内の38または39であるか;或いは
ここでXは46、47、56または57、好ましくはXは48および55の間、即ち、XはCys48〜Pro56ループ内の48、49、50、51、52、53、54または55であるか;或いは
ここでXは70、71、76または77、好ましくはXは72および75の間、即ち、XはSer72〜Asp76ループ内の72、73、74または75であるか;或いは
ここでXは79、80、83または84、好ましくはXはHis81〜Phe83ループ内の81または82であるか;或いは
ここでXは86、87、90または91、好ましくはXはMet88〜Glu90ループ内の88または89であるか;或いは
ここでXは99、100、103または104、好ましくはXはLys101〜Asp103ループ内の101または102であるか;或いは
ここでXは112、113、118または119、好ましくはXは114および117の間、即ち、XはPhe114〜Thr118ループ内の114、115、116または117であるか;或いは
ここでXは126、127、145または146、好ましくはXは128および144の間、即ちXはlle128〜Tyr145ループ内の128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、141、142、143、144であるか;或いは
ここでXは152、153、160または161、好ましくはXは154および159の間、即ちXはAla154〜Gly160ループ内の154、155、156、157、158または159であるか;或いは
ここでXは169、170、175、176、好ましくはXは171および174の間、即ちXはlle171〜Ser175ループ内の171、172、173または174であるか;或いは
ここでXは186、187、197または198、好ましくはXは188および196の間、即ちXはlle188〜Asp197ループ内の188、189、190、191、192、193、194、195または196であるか;或いは
ここでXは208、209、215または216、好ましくはXは210および214の間、即ちXはAsp210〜Art215ループ内の210、211、212、213または214である。
Thus, in one aspect, the complementary proteins are two GFP fragments,
Where X is 7, 8, 11 or 12, preferably X is 9 or 10 in the Thr9-Val11 loop; or
Where X is 21, 22, 25 or 26, preferably X is 23 or 24 in the Asn23-His25 loop; or
Where X is 36, 37, 40 or 41, preferably X is 38 or 39 in the Thr38 to Gly40 loop; or
Where X is 46, 47, 56 or 57, preferably X is between 48 and 55, ie X is 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54 or 55 in the Cys48-Pro56 loop? Or
Where X is 70, 71, 76 or 77, preferably X is between 72 and 75, ie, X is 72, 73, 74 or 75 in the Ser72-Asp76 loop; or
Where X is 79, 80, 83 or 84, preferably X is 81 or 82 in a His81-Phe83 loop; or
Where X is 86, 87, 90 or 91, preferably X is 88 or 89 in the Met88-Glu90 loop; or
Where X is 99, 100, 103 or 104, preferably X is 101 or 102 in the Lys101 to Asp103 loop; or
Where X is 112, 113, 118 or 119, preferably X is between 114 and 117, ie X is 114, 115, 116 or 117 in the Phe 114 to Thr 118 loop; or
Where X is 126, 127, 145 or 146, preferably X is between 128 and 144, ie X is 128, 129, 130, 131, 132, 133, 134, 135, 136, 137 in the llle128 to Tyr145 loop. 138, 139, 140, 141, 142, 143, 144; or
Where X is 152, 153, 160 or 161, preferably X is between 154 and 159, ie X is 154, 155, 156, 157, 158 or 159 in the Ala 154 to Gly 160 loop; or
Where X is 169, 170, 175, 176, preferably X is between 171 and 174, ie X is 171, 172, 173 or 174 in the llle 171 to Ser175 loop; or
Where X is 186, 187, 197 or 198, preferably X is between 188 and 196, ie X is 188, 189, 190, 191, 192, 193, 194, 195 or 196 in the lle188 to Asp197 loop Or
Where X is 208, 209, 215 or 216, preferably X is between 210 and 214, ie X is 210, 211, 212, 213 or 214 in the Asp210-Art215 loop.

表1 GFP二次構造、GFP野生型配列アミノ酸ナンバリング。αおよびβは、それぞれαラセンおよびβシート二次構造を示す。

Figure 2005527210
Table 1. GFP secondary structure, GFP wild type sequence amino acid numbering. α and β represent α-helix and β-sheet secondary structures, respectively.
Figure 2005527210

実施例に開示された所見に基づいて、GFPにおける適切な分割部位が、GFP βバレルのβシート構造形成する残基間のループ領域に位置することが結論付けられる。それに応じて、GFPにおける分割は、好ましくはAsn23〜His25ループ、Thr38〜Gly40ループ、Lys101〜Asp102ループ、Phe114〜Thr118ループ、lle128〜Tyr145ループ、Ala154〜Gly160ループ、lle171〜Ser175ループ、lle188〜Asp197ループまたはAsp210〜Arg215ループにおいて成される(表1、図5)。   Based on the findings disclosed in the Examples, it can be concluded that the appropriate split site in GFP is located in the loop region between residues that form the β sheet structure of the GFP β barrel. Accordingly, the division in GFP is preferably asn23-His25 loop, Thr38-Gly40 loop, Lys101-Asp102 loop, Phe114-Thr118 loop, lle128-Tyr145 loop, Ala154-Gly160 loop, lle171-Ser175 loop, lle188-Asp197 loop. Or in the Asp210-Arg215 loop (Table 1, FIG. 5).

本実施例のデータは、Ala154〜Gly160ループがGFP再構成に関して非常に良く適合していることを明瞭に記載している。このことは特に、GFPがアミノ酸Q157とK158との間(即ち、Xが157である場合)で分離される場合である。従って、本発明の好適な態様は、2つのGFP断片(ここでXはAla154〜Gly160ループ内の157である)に関する。   The data in this example clearly shows that the Ala154-Gly160 loop is very well adapted for GFP reconstruction. This is especially the case when GFP is separated between amino acids Q157 and K158 (ie when X is 157). Accordingly, a preferred embodiment of the invention relates to two GFP fragments, where X is 157 in the Ala154-Gly160 loop.

また、本実施例のデータは、lle171〜Ser175ループがGFP再構成に関して非常に有用であることを記載している。このことは特に、GFPがアミノ酸E172とD173との間(即ち、Xが172である場合)で分離される場合である。従って、本発明の好適な態様は、2つのGFP断片(ここでXはlle171〜Ser175ループ内の172である)に関する。   The data of this example also describes that the lle171-Ser175 loop is very useful for GFP reconstruction. This is especially the case when GFP is separated between amino acids E172 and D173 (ie when X is 172). Accordingly, a preferred embodiment of the present invention relates to two GFP fragments, where X is 172 within the lle171-Ser175 loop.

本発明の1つの代替的な側面は上記に記載された細胞に関し、この細胞において、前記相補性タンパク質のN末端断片はGFPのN末端断片(GFPのアミノ酸番号1からアミノ酸番号Xまでのアミノ酸の連続的なストレッチを具備する)であり、ここでアミノ酸番号Xおよびアミノ酸番号X+1間のペプチド結合はGFPのループ内であり、並びに前記相補性タンパク質のC末端はGFPのC末端断片(GFPのアミノ酸番号Y+1からアミノ酸番号238までのアミノ酸の連続的なストレッチを具備する)であり、ここでY<Xは2つのGFP断片のオーバーラップを生じ、ここでアミノ酸Yおよびアミノ酸Y+1間のペプチド結合はGFPのループ内である。   One alternative aspect of the present invention relates to a cell as described above, wherein the N-terminal fragment of the complementary protein is an N-terminal fragment of GFP (of amino acids 1 to X of GFP). Wherein the peptide bond between amino acid number X and amino acid number X + 1 is within the loop of GFP, and the C-terminus of said complementary protein is the C-terminal fragment of GFP (amino acid of GFP). With a continuous stretch of amino acids from number Y + 1 to amino acid number 238, where Y <X results in an overlap of two GFP fragments, where the peptide bond between amino acid Y and amino acid Y + 1 is GFP In the loop.

実施例9に記載されたとおり、オーバーラップ配列を有する断片は、特定の利点を有している。従って、本発明の一側面は2つのGFP断片に関し、該断片は以下を具備する、(a)GFPのN末端断片(GFPのアミノ酸番号1からアミノ酸番号Xまでのアミノ酸の連続的なストレッチを具備し、ここでアミノ酸番号Xおよびアミノ酸番号X+1間のペプチド結合はGFPのループ内である)、並びに(b)GFPのC末端断片(GFPのアミノ酸番号Y+1からアミノ酸番号238までのアミノ酸の連続的なストレッチを具備し、ここでY<Xは2つのGFP断片のオーバーラップを生じ、ここでアミノ酸Yおよびアミノ酸Y+1間のペプチド結合はGFPのループ内である)。   As described in Example 9, fragments with overlapping sequences have certain advantages. Accordingly, one aspect of the invention relates to two GFP fragments, the fragments comprising: (a) an N-terminal fragment of GFP (comprising a continuous stretch of amino acids from amino acid number 1 to amino acid number X of GFP) Where the peptide bond between amino acid number X and amino acid number X + 1 is within the loop of GFP), and (b) a C-terminal fragment of GFP (a sequence of amino acids from amino acid number Y + 1 to amino acid number 238 of GFP) With stretch, where Y <X results in the overlap of two GFP fragments, where the peptide bond between amino acid Y and amino acid Y + 1 is within the loop of GFP).

これらのオーバーラップするGFP断片(overlapping GFP fragments)は、例えば、機能的なクローニングシステムであって、高度に可撓性(flexible)のリンカー配列が融合パートナーの構造の非常に多様な素質に起因して必要とされるクローニングシステムにおいて非常に魅力的である。前記オーバーラップする断片により、融合パートナーの何れかに、長いリンカー配列を有することが許容される。   These overlapping GFP fragments are, for example, functional cloning systems where the highly flexible linker sequence is due to the very diverse nature of the fusion partner structure. It is very attractive in cloning systems that are needed. The overlapping fragment allows to have a long linker sequence in any of the fusion partners.

上記で定義された、GFPのC末端断片における前記Yの素質を決定する目的に関して、Xの値に関する議論と同じ考慮が適用される。   With respect to the purpose of determining the Y identity in the C-terminal fragment of GFP as defined above, the same considerations apply as in the discussion of the value of X.

本発明の一態様において、前記オーバーラップはほんの数個のアミノ酸残基であり、例えばX−Y=1、X−Y=2、X−Y=3、X−Y=4、X−Y=5、X−Y=6、X−Y=7、X−Y=8、X−Y=9またはX−Y=10である。   In one aspect of the invention, the overlap is only a few amino acid residues, eg, XY = 1, XY = 2, XY = 3, XY = 4, XY = 5, XY = 6, XY = 7, XY = 8, XY = 9 or XY = 10.

GFPのフォールディングのフォールディング特性によって、本発明の好適な態様はGFPのN末端およびC末端断片のオーバーラップに関し、ここでアミノ酸Yとアミノ酸Y+1との間のペプチド結合およびアミノ酸Xとアミノ酸X+1との間のペプチド結合は、GFPのループ内である。それによって得られるオーバーラップは、完全な1つのαラセンまたはβシート二次構造である。本発明の典型的な態様において、上記の抱合されたタンパク質〔ここで前記相補性タンパク質のN末端断片(前記相補性タンパク質の第一末端断片)は、対象のタンパク質と抱合される〕は、前記相補性タンパク質の断片と対応する対象のタンパク質との間にリンカー配列を更に具備する。   Due to the folding properties of GFP folding, a preferred embodiment of the present invention relates to the overlap of N-terminal and C-terminal fragments of GFP, where a peptide bond between amino acid Y and amino acid Y + 1 and between amino acid X and amino acid X + 1. The peptide bond in is within the loop of GFP. The resulting overlap is a complete α-racene or β-sheet secondary structure. In a typical embodiment of the present invention, the conjugated protein [wherein the N-terminal fragment of the complementary protein (the first terminal fragment of the complementary protein) is conjugated with the protein of interest] is A linker sequence is further provided between the complementary protein fragment and the corresponding protein of interest.

リンカーの長さおよび組成は、実施者が相補性タンパク質断片と抱合したいと望む、タンパク質に依存して選択されなければならない。リンカーの主な機能は、可撓性を提供して、相補性の立体傷害(steric hindrance)を避けることである。相互作用するタンパク質は自由に相互作用すべきであり、また同時に相補する断片は自由にフォールドすべきである。これは長いリンカー配列(例えば、20以上の残基のリンカー)により促進される。しかしながら、短いリンカー配列は、相補性タンパク質断片を互いに近接させたまま維持する、即ち、相補する断片の局所濃度を増加させ、相補性のエントロピーコスト(entropy cost)を減少させる。相互作用するタンパク質またはホモロガスタンパク質の構造に関する情報への及び相互作用するタンパク質間の相互作用に関する情報へのアクセスは価値がある、なぜなら、それにより5〜10残基(タンパク質の相互作用または相補性を歪める(distort)ことがない)の短いリンカーの設計を促進し得るからである。相補性タンパク質断片を、相互作用タンパク質の末端(これらは相互作用の間に最も近くに引き合わされる)に融合することは、有利である。しかしながら、15〜20残基のリンカー配列が使用され、相互作用タンパク質の末端が40Åを超えて離される場合でさえも、優れた相補性が観察される。   The length and composition of the linker must be selected depending on the protein that the practitioner wishes to conjugate with the complementary protein fragment. The main function of the linker is to provide flexibility and avoid complementary steric hindrance. Interacting proteins should be free to interact and simultaneously complementary fragments should be free to fold. This is facilitated by a long linker sequence (eg, a linker of 20 or more residues). However, short linker sequences keep complementary protein fragments in close proximity to each other, i.e., increase the local concentration of complementary fragments and reduce the entropy cost of complementation. Access to information about the structure of interacting or homologous proteins and to information about interactions between interacting proteins is valuable because it allows 5-10 residues (protein interactions or complementarity). This is because it can facilitate the design of short linkers that do not distort. It is advantageous to fuse complementary protein fragments to the ends of interacting proteins, which are attracted closest during the interaction. However, excellent complementarity is observed even when 15-20 residue linker sequences are used and the ends of the interacting proteins are separated by more than 40 Å.

前記リンカーは、特定のアミノ酸残基(即ち小さく、親水性で、非反応性で、および不十分な(poor)プロテアーゼ切断部位を構成する、例えばSer、Thr、Gly)から主に構成されるべきである。   Said linker should mainly consist of specific amino acid residues (ie small, hydrophilic, non-reactive and constitute poor protease cleavage sites, eg Ser, Thr, Gly) It is.

本発明の好適な態様は、任意の抱合体(conjugates)、断片または上記の融合タンパク質をコード化している核酸に関する。一態様において、上記の本発明による任意のタンパク質をコード化している、核酸構築物はDNA構築物である。別の態様において、上記の本発明による任意のタンパク質をコード化している、核酸構築物はRNA構築物である。   A preferred aspect of the present invention relates to nucleic acids encoding any conjugates, fragments or fusion proteins as described above. In one embodiment, the nucleic acid construct encoding any protein according to the invention described above is a DNA construct. In another embodiment, the nucleic acid construct encoding any protein according to the invention described above is an RNA construct.

当業者には明らかなとおり、前記抱合体は選択して(by choice)構成することが可能であり、また前記タンパク質は、相補性タンパク質の第一末端と、N末端またはC末端において抱合される。しかしながら、実施例に記載されるとおり、対象の第一タンパク質とGFPのN末端断片との抱合は、好ましくはGFPのN末端断片のC末端に対して実施される。同様に、対象の第二タンパク質とGFPのC末端断片との抱合は、好ましくはGFPのC末端断片のN末端に対して実施される。   As will be apparent to those skilled in the art, the conjugate can be constructed by by choice, and the protein is conjugated at the N-terminus or C-terminus with the first end of the complementary protein. . However, as described in the Examples, conjugation of the subject first protein to the N-terminal fragment of GFP is preferably performed on the C-terminus of the N-terminal fragment of GFP. Similarly, conjugation of the second protein of interest with the C-terminal fragment of GFP is preferably performed on the N-terminus of the C-terminal fragment of GFP.

本実施例から明らかなように、対象のタンパク質は、タンパク質、ペプチドまたは非蛋白質性パートナー(non−proteinaceous partner)である。   As is clear from this example, the protein of interest is a protein, a peptide or a non-proteinaceous partner.

従って、本発明の一態様は特定の細胞に関し、該細胞において、前記相補性タンパク質のN末端断片はフレーム内で対象の第一タンパク質と融合される。   Thus, one aspect of the invention relates to a particular cell, in which the N-terminal fragment of the complementary protein is fused in frame with the first protein of interest.

本発明の一態様は特定の細胞に関し、該細胞において、前記第一タンパク質は前記相補性タンパク質のN末端断片のN末端と融合される。   One aspect of the invention relates to a particular cell, wherein the first protein is fused to the N-terminus of the N-terminal fragment of the complementary protein.

本発明の一態様は特定の細胞に関し、該細胞において、前記第一タンパク質は前記相補性タンパク質のN末端断片のC末端と融合される。   One aspect of the invention relates to a particular cell, wherein the first protein is fused to the C-terminus of the N-terminal fragment of the complementary protein.

本発明の一態様は特定の細胞に関し、該細胞において、前記相補性タンパク質のC末端断片はフレーム内で前記第二タンパク質と融合される。   One aspect of the invention relates to a particular cell, in which the C-terminal fragment of the complementary protein is fused in frame with the second protein.

本発明の一態様は特定の細胞に関し、該細胞において、対象の前記第二タンパク質は前記相補性タンパク質のC末端断片のN末端と融合される。   One aspect of the present invention relates to a particular cell, wherein the second protein of interest is fused to the N-terminus of the C-terminal fragment of the complementary protein.

本発明の一態様は特定の細胞に関し、該細胞において、対象の前記第二タンパク質は前記相補性タンパク質のC末端断片のC末端と融合される。   One aspect of the invention relates to a particular cell, wherein the second protein of interest is fused to the C-terminus of the C-terminal fragment of the complementary protein.

本発明の一態様は特定の細胞に関し、該細胞において、前記相補性タンパク質のN末端断片(フレーム内で第一タンパク質と融合された)は、更にリンカー配列を、前記相補性タンパク質のN末端断片と前記第一タンパク質との間に具備する。   One embodiment of the present invention relates to a specific cell, wherein the N-terminal fragment of the complementary protein (fused with the first protein in frame) further comprises a linker sequence and an N-terminal fragment of the complementary protein. And the first protein.

本発明の一態様は特定の細胞に関し、該細胞において、前記相補性タンパク質のC末端断片(フレーム内で第二タンパク質と融合された)は、更にリンカー配列を、前記相補性タンパク質のC末端断片と前記第二タンパク質との間に具備する。   One embodiment of the present invention relates to a specific cell, wherein the C-terminal fragment of the complementary protein (fused with the second protein in frame) further comprises a linker sequence and a C-terminal fragment of the complementary protein. And the second protein.

本発明の一態様は特定の細胞に関し、該細胞において、前記GFPはEYFP(更にF64L変異を有する)であり、Xは172であり、前記第一タンパク質(GFPのN末端断片と融合された)はGFPのN末端断片のC末端と融合され、前記第二タンパク質(GFPのC末端断片と融合された)はGFPのC末端断片のN末端と融合される。   One aspect of the present invention relates to a specific cell, wherein the GFP is EYFP (further having a F64L mutation), X is 172, and the first protein (fused with the N-terminal fragment of GFP). Is fused to the C-terminus of the N-terminal fragment of GFP and the second protein (fused with the C-terminal fragment of GFP) is fused to the N-terminus of the GFP C-terminal fragment.

本発明の一態様は特定の細胞に関し、該細胞において、前記GFPはEYFP(更にF64L変異を有する)であり、Xは157であり、前記第一タンパク質(GFPのN末端断片と融合された)はGFPのN末端断片のC末端と融合され、前記第二タンパク質(GFPのC末端断片と融合された)はGFPのC末端断片のN末端と融合される。   One embodiment of the present invention relates to a specific cell, wherein said GFP is EYFP (further having a F64L mutation), X is 157, and said first protein (fused with an N-terminal fragment of GFP). Is fused to the C-terminus of the N-terminal fragment of GFP and the second protein (fused with the C-terminal fragment of GFP) is fused to the N-terminus of the GFP C-terminal fragment.

前記抱合体は前記細胞内で発現されることは必須(prerequisite)ではないが、しかし、前記第一抱合体は前記細胞において発現されることが好ましい。同様に、好適な態様において、前記第二抱合体は前記細胞において発現される。   It is not essential that the conjugate is expressed in the cell, but it is preferred that the first conjugate is expressed in the cell. Similarly, in a preferred embodiment, the second conjugate is expressed in the cell.

本発明の一連の態様において、前記抱合体のうち少なくとも1つは、アンカータンパク質を有する。本発明において、アンカータンパク質は、規定の細胞分布(cellular distribution)を有する、任意の及び全ての細胞コンポーネント、好ましくは遺伝的にコード化可能な細胞コンポーネントを意味する。   In a series of embodiments of the invention, at least one of the conjugates has an anchor protein. In the context of the present invention, anchor protein means any and all cellular components, preferably genetically codeable cellular components, having a defined cellular distribution.

前記アンカーを選択する場合、システムの素質を考慮することが重要である。例として、いくつかのタンパク質は、形質膜の平面に隔離された(sequestered)酵素により、リン酸化または脱リン酸化される必要がある;対象の係るタンパク質に関して、形質膜に限定(confined)されることが予期されるであろうアンカーコンポーネントを選択して、相互作用するタンパク質をタンパク質間相互作用を測定する際に適切に修飾すること、又はその位置へのトランスロケーションの測定を可能にすること、が適切である。従って、一態様において、前記抱合体に形質膜を標的とさせる、好適なアンカーコンポーネントは、上皮細胞成長因子レセプター(EGFR)の膜貫通ドメインを含んでいる、又はインテグリンタンパク質ファミリーの特定のタンパク質の膜貫通ドメインを含んでいる、又はc−Srcのミリストイル化配列(残基1〜14)を含んでいるタンパク質である。   When choosing the anchor, it is important to consider the nature of the system. By way of example, some proteins need to be phosphorylated or dephosphorylated by enzymes that are sequestered in the plane of the plasma membrane; for such proteins of interest, they are confined to the plasma membrane Selecting an anchor component that would be expected to be, and appropriately modifying the interacting protein in measuring protein-protein interactions, or allowing measurement of translocation to that position, Is appropriate. Thus, in one embodiment, a suitable anchor component that targets the conjugate to the plasma membrane comprises the transmembrane domain of epidermal growth factor receptor (EGFR) or a membrane of a particular protein of the integrin protein family A protein that contains a penetrating domain or that contains a c-Src myristoylated sequence (residues 1-14).

別の態様において、ヒストンタンパク質が前記アンカーとして使用されるか、又は通常核小体に限定されるタンパク質(例えば、p120核タンパク質)が、アンカーする抱合体を核に方向付けるために使用され、それによって核におけるタンパク質間相互作用の測定、又は核へのトランスロケーションの測定を可能にする。   In another embodiment, a histone protein is used as the anchor, or a protein that is normally restricted to the nucleolus (eg, p120 nucleoprotein) is used to direct the anchoring conjugate to the nucleus, Makes it possible to measure protein-protein interactions in the nucleus or to measure translocation to the nucleus.

別の態様において、前記アンカータンパク質は、ミトコンドリアの外側または内側の膜に通常限定される(confined)タンパク質(例えば、VDAC、ATP−aseのFoサブユニット、またはNADHデヒドロゲナーゼ)から選択される。別の態様において、前記アンカータンパク質は、ゴルジ体の多様な異なる領域に通常限定されるタンパク質(例えば、TGN38またはADAM12−L)の群から選択される。別の態様において、前記アンカータンパク質は、焦点結合複合体に通常限定されるタンパク質(例えば、P125、FAK、インテグリン アルファもしくはベータ、またはパキシリン)のグループから選択される。別の態様において、前記アンカータンパク質は、細胞骨格構造に通常関連するタンパク質の群(例えば、F−アクチン鎖または微小管束、例えば、MAP4、アルファアクチニンのアクチン結合ドメイン(actinPaint)、キネシン、ミオシンまたはダイネイン)から選択される。   In another embodiment, the anchor protein is selected from proteins that are normally confined to the outer or inner membrane of the mitochondria (eg, VDAC, Fo subunit of ATP-ase, or NADH dehydrogenase). In another embodiment, the anchor protein is selected from the group of proteins that are normally restricted to a variety of different regions of the Golgi apparatus (eg, TGN38 or ADAM12-L). In another embodiment, the anchor protein is selected from the group of proteins usually restricted to focal binding complexes (eg, P125, FAK, integrin alpha or beta, or paxillin). In another embodiment, the anchor protein is a group of proteins normally associated with cytoskeletal structures (eg, F-actin chains or microtubule bundles such as MAP4, actin binding domain of alpha actinine (actinPaint), kinesin, myosin or dynein ) Is selected.

別の態様において、前記アンカータンパク質は、核の物質(nuclear material)または核のコンポーネントと通常関連するタンパク質〔例えば、ヒストンタンパク質(ヒストンH1、H2A、H2B、H3、H4、およびその変種を含む)〕である。   In another embodiment, the anchor protein is a protein normally associated with a nuclear material or a nuclear component [eg, histone proteins (including histones H1, H2A, H2B, H3, H4, and variants thereof)] It is.

別の態様において、前記アンカータンパク質は、核膜(例えば、AおよびB型ラミン)と、または核小体(例えば、スプライシングボディー、カハールボディー(Cajal bodies)、PML核小体(PML発癌性ドメイン、PODS))と通常関連するタンパク質、または転写エンジン(例えば、RNAポリメラーゼ POL−II)である。   In another embodiment, the anchor protein is a nuclear membrane (eg, A and B type lamin), or a nucleolus (eg, splicing body, cajal bodies, PML nucleolus (PML oncogenic domain), PODS)) or a transcription engine (eg, RNA polymerase POL-II).

記載したとおり、本発明のいくつかの構成(configurations)は、自発性の相互作用タンパク質(spontaneous interaction proteins)を必要とする。自発性の相互作用を生じさせるために使用し得る、タンパク質ドメインの例は、一般に、ロイシンジッパーおよびコイルドコイルドメインである。これらのドメインは、多くの異なるタンパク質において同定されており、また自己相互作用(self−association)の特性がアミノ酸の直線配列(linear sequences)から高い精度(accuracy)で予測された。   As stated, some configurations of the present invention require spontaneous interaction proteins. Examples of protein domains that can be used to generate spontaneous interactions are generally leucine zippers and coiled coil domains. These domains have been identified in many different proteins, and self-association properties have been predicted with high accuracy from linear sequences of amino acids.

ロイシンジッパーを有しているタンパク質の例は、c−Junおよびc−Fosである。コイルドコイルドメインおよび他の自己相互作用するドメインは、Rhoキナーゼ ROCK、Bcr、Bcr−Abl、全ての既知のAKAPsにおいて及び調節性サブユニットPKAにおいて認められている。他の自発性の結合タンパク質は、JNKのc−Junにおけるデルタ領域への結合およびベータカテニン(beta−catenin)のTcf−4転写因子への結合である。   Examples of proteins with leucine zippers are c-Jun and c-Fos. Coiled-coil domains and other self-interacting domains are found in Rho kinases ROCK, Bcr, Bcr-Abl, all known AKAPs and in the regulatory subunit PKA. Other spontaneous binding proteins are the binding of JNK to the delta region in c-Jun and the binding of beta-catenin to the Tcf-4 transcription factor.

刺激誘導性の相互作用の特別な有用性は次のこと、即ち、同一の細胞において、以前には非常に弱い相互作用のみ存在するか又は相互作用が存在しなかったところに、区別可能な(distinctive)相互作用のスイッチを入れることが可能であるということである。これにより、事前に(in advance)、区別可能な相互作用が純粋に2つの相互作用パートナー間の特異的な相互作用の結果であることが保証される。特定の抱合体(該抱合体は、特異的なアンカータンパク質であって、固定された抱合体を特定の細胞位置に位置づけるアンカータンパク質を含む)の場合において、刺激誘導性の相互作用の使用は次のこと、即ち本相互作用が、相補性産物の予期(expected)される位置を検出するために構成されたアッセイ機器により測定可能なシグナルを提供することを保証する。   The special utility of stimulus-induced interactions is distinguishable in the following: in the same cell, only very weak interactions previously existed or where no interaction existed ( distintive) it is possible to switch on the interaction. This ensures in advance that the distinguishable interaction is purely the result of a specific interaction between the two interaction partners. In the case of a specific conjugate (the conjugate is a specific anchor protein, including an anchor protein that positions the immobilized conjugate at a specific cell location), the use of stimulus-inducible interactions is That is, it ensures that this interaction provides a signal that can be measured by an assay instrument configured to detect the expected position of the complementary product.

相互作用パートナーAおよびBを用いた態様において、それらの性状(those aspects)の特異性および有用性は、相互作用刺激(interaction stimulus)の非存在下において互いに対して測定可能な親和性を有さない相互作用パートナーAおよび相互作用パートナーBに依存する。従って一態様において、インタラクター(interactors)AおよびBは、免疫抑制因子(例えば、これらに限定されないが、シクロスポリンA、ラパマイシンおよびFK506)により標的とされるタンパク質のなかの適切なペアにおいて選択される。これらのタンパク質には、FKBP12、FRAPおよびサイクロフィリンが含まれるが、これらに限定されない。好適な態様において、インタラクターAおよびBは、FKBP12およびFRAPの変異した断片(FRB T2098L、ARIAD Pharmaceuticals)により代表され、このインタラクターペアに関する相互作用刺激は、ラパログ(rapalog)AP21967(ARIAD Pharmaceuticals)により代表される。   In embodiments with interaction partners A and B, the specificity and utility of their aspects has measurable affinity for each other in the absence of interaction stimuli. Not dependent on interaction partner A and interaction partner B. Thus, in one aspect, interactors A and B are selected in the appropriate pair of proteins targeted by immunosuppressive factors (eg, but not limited to, cyclosporin A, rapamycin and FK506). . These proteins include, but are not limited to, FKBP12, FRAP and cyclophilin. In a preferred embodiment, interactors A and B are represented by mutated fragments of FKBP12 and FRAP (FRB T2098L, ARIAD Pharmaceuticals), and the interaction stimulus for this interactor pair is by rapalog AP21967 (ARIAD Pharmaceuticals). Be represented.

相互作用タンパク質Aおよび相互作用タンパク質Bおよび相互作用刺激の適切な組み合わせの例は、以下に記載される:

Figure 2005527210
別の態様において、ステロイドホルモン レセプタ(例えば、これに限定されないが、エストロゲンレセプタ)のリガンド結合ドメインが、インタラクターAおよびBの双方として使用される。係るリガンド結合ドメインは、その同族のホルモンリガンド(このケースではエストロゲン)の添加に際して、ホモ二量体化する(図22を参照されたい)。 Examples of suitable combinations of interacting protein A and interacting protein B and interacting stimuli are described below:
Figure 2005527210
In another embodiment, the ligand binding domain of a steroid hormone receptor (eg, but not limited to an estrogen receptor) is used as both interactors A and B. Such a ligand binding domain homodimerizes upon addition of its cognate hormone ligand (in this case, estrogen) (see FIG. 22).

別の態様において、ステロイドホルモン レセプタの完全長(full−length)またはリガンド結合ドメインがインタラクターAとして選択され、インタラクターBはステロイドホルモンレセプタ コアクチベーターのファミリー(SRC−1、GRIP−1、ACTR、AIB−1が含まれるが、これらに限定されない)のなかから選択される上記のとおり、同族のホルモン(cognate hormone)が相互作用刺激として選択される。   In another embodiment, the full-length or ligand binding domain of a steroid hormone receptor is selected as interactor A, and interactor B is a family of steroid hormone receptor coactivators (SRC-1, GRIP-1, ACTR). A cognate hormone is selected as the interaction stimulus, as described above, selected from among, but not limited to, AIB-1.

本システムの1つの主要な利点は、タンパク質間相互作用を光強度における単純な変化として測定する能力である。従って、本発明の一側面は、タンパク質間相互作用を検出するための方法に関し、該方法は以下の工程を具備し:
(a)少なくとも以下を具備する細胞を提供することと:
対象の前記第一タンパク質および第一末端 相補性タンパク質(a first terminal complementation protein)を具備する第一抱合体;および
対象の前記第二タンパク質およびの前記第二末端 相補性タンパク質を具備する第二抱合体;
ここで前記第一抱合体は、前記第二抱合体が優先的に位置する位置とは別個で且つ空間的に分離した細胞位置に優先的な位置を有しており、
(b)相補性パートナーAおよび相補性パートナーBが相補するかどうかを決定することと;
前記第一末端および第二末端 相補性タンパク質間の相補性が次のこと、即ち、対象の前記第一タンパク質が、対象の前記第一タンパク質の優先的な位置から、対象の前記第二タンパク質が位置する細胞位置にトランスロケーションしていること、および対象の2つのタンパク質が相互作用すること、の指標(indicative)である方法である(図21)。
One major advantage of the system is the ability to measure protein-protein interactions as simple changes in light intensity. Accordingly, one aspect of the invention relates to a method for detecting protein-protein interactions, the method comprising the following steps:
(A) providing a cell comprising at least:
A first conjugate comprising said first protein of interest and a first terminal complementation protein; and
A second conjugate comprising said second protein of interest and said second terminal complementary protein;
Here, the first conjugate has a preferential position at a cell position that is separate and spatially separated from a position where the second conjugate is preferentially located,
(B) determining whether complementation partner A and complementation partner B are complementary;
Complementarity between the first end and the second end complementary protein is as follows: the first protein of interest is the preferential position of the first protein of interest; It is a method that is an indicator of translocation to the location of the cell that is located and that the two proteins of interest interact (FIG. 21).

タンパク質間相互作用を検出するための本方法の典型的な使用において、工程(b)前に、前記第一抱合体のトランスロケーションを生じることが既知の刺激が適用される。この刺激は、ストレス、光、化合物または他の手段であってもよい。また、(しかし、トランスロケーション刺激を添加する前に)試験される化合物が添加される。この化合物が相補性を阻止する能力を有する場合、対象の2つのタンパク質間の相互作用を阻止すること、相補性それ自体(complementation as such)を阻止すること、或いは前記第一抱合体のトランスロケーションを阻止すること、が可能である。   In a typical use of the present method for detecting protein-protein interactions, a stimulus known to cause translocation of the first conjugate is applied prior to step (b). This stimulus may be stress, light, a compound or other means. Also, the compound to be tested is added (but before adding the translocation stimulus). If the compound has the ability to block complementarity, block the interaction between the two proteins of interest, block complementation as such, or translocation of the first conjugate It is possible to prevent

この方法の例は、レセプター間の相互作用(二量体化)を、前記第一タンパク質を1つのレセプターとして保有させ、前記第二タンパク質を他のレセプターとして保有させることにより決定することである(任意に、同一レセプター:ホモ二量体化)。   An example of this method is to determine the interaction (dimerization) between receptors by having the first protein as one receptor and the second protein as another receptor ( Optionally, the same receptor: homodimerization).

上記のとおり、係るアッセイの典型的な構成において、前記第二抱合体は更にアンカータンパク質(上記で詳細に記載したような)を具備し、前記アンカータンパク質は対象の前記第一タンパク質が優先的に位置する位置とは異なる細胞位置にアンカーする。   As described above, in a typical configuration of such an assay, the second conjugate further comprises an anchor protein (as described in detail above), the anchor protein being preferentially directed to the first protein of interest. Anchor to a cell location different from the location.

本発明の別の利点は、測定されるトランスロケーションを、光強度の変化にできることである。従って、本発明の一側面は、タンパク質のトランスロケーションを検出するための方法に関し、該方法は以下の工程を具備し:
(a)少なくとも以下を具備する細胞を提供することと:
前記タンパク質、相補性タンパク質の第一末端、および相互作用パートナーAを具備する第一抱合体;および
アンカータンパク質、前記相補性タンパク質の第二末端、および相互作用パートナーBを具備する第二抱合体;
ここで前記第一抱合体は、前記第二抱合体が優先的に位置する位置とは別個で且つ空間的に分離した細胞位置に優先的な位置を有しており、および
ここで前記相互作用パートナーAおよび相互作用パートナーBは互いに結合する;
(b)前記相補性タンパク質の前記末端が再構成するかどうかを決定することと;
前記2つの末端間の再構成(相補性)が次のこと、即ち、前記タンパク質が、前記タンパク質の優先的な位置から、前記アンカータンパク質がアンカーする細胞位置にトランスロケーションしていること、の指標である方法(図21)である。
Another advantage of the present invention is that the measured translocation can be a change in light intensity. Accordingly, one aspect of the invention relates to a method for detecting protein translocation, the method comprising the following steps:
(A) providing a cell comprising at least:
A first conjugate comprising said protein, a first end of a complementary protein, and an interaction partner A; and
A second conjugate comprising an anchor protein, a second end of said complementary protein, and an interaction partner B;
Wherein the first conjugate has a preferential position at a cell position that is separate and spatially separated from the position where the second conjugate is preferentially located; and
Wherein said interaction partner A and interaction partner B bind to each other;
(B) determining whether the ends of the complementary proteins are reconstituted;
An indication that the rearrangement (complementarity) between the two ends is the following, ie that the protein is translocated from a preferential position of the protein to a cell position to which the anchor protein anchors. This is the method (FIG. 21).

タンパク質のトランスロケーションを検出するための本方法の典型的な使用において、工程(b)前、前記第一抱合体のトランスロケーションを生じることが既知の刺激が適用される。この刺激は、ストレス、光、化合物または他の手段であってもよい。また、(しかし、トランスロケーション刺激を添加する前に)試験される化合物が添加される。この化合物が相補性を阻止する能力を有する場合、2つの相互作用パートナー間の相互作用を阻止すること、相補性それ自体(complementation as such)を阻止すること、或いは前記第一抱合体のトランスロケーションを阻止すること、が可能である。
実施例に示されるとおり、ある程度の自発性の蛍光が出現する。このことは、多様な細胞位置の間での1つ又は双方の抱合体の平衡に起因するとの仮説が現在たてられている。従って、他の相互作用パートナーと同じ空間を占めた場合、相互作用および結果的な相補性が発生する。相補したタンパク質は解離しないので、これによりシンク効果が構成される(上記で詳細に記載したように)。この効果が、問題のシステムに依存して、むしろ顕著である可能性がある。任意の自然にトランスロケーションするタンパク質の自然のシャットリング(shuttling)により、アンカーされた相互作用パートナー構築物が結合パートナーのコンスタントな供給へと暴露され、これにより明らかに不可逆的な結合および早発性のフルオロフォア形成が生じる、との問題が考えられる。
In a typical use of the present method for detecting protein translocation, a stimulus known to produce translocation of the first conjugate is applied prior to step (b). This stimulus may be stress, light, a compound or other means. Also, the compound to be tested is added (but before adding the translocation stimulus). If this compound has the ability to block complementarity, block the interaction between two interaction partners, block complementation as such, or translocation of the first conjugate It is possible to prevent
As shown in the examples, some spontaneous fluorescence appears. It has now been hypothesized that this is due to the equilibrium of one or both conjugates between various cell locations. Thus, interactions and resulting complementarity occur when they occupy the same space as other interaction partners. This constitutes a sink effect (as described in detail above) since the complementary proteins do not dissociate. This effect may be rather pronounced depending on the system in question. Natural shutting of any naturally translocating protein exposes the anchored interaction partner construct to a constant supply of binding partners, thereby clearly irreversibly binding and prematurely The problem that fluorophore formation occurs is considered.

この問題を解決する1つの方法は、結合する相互作用パートナーを、相互作用にするのに相互作用刺激を必要とする相互作用パートナー(しばしばブリッジング分子と称される)で置換することである。係るシステムは、例えば、トランスロケーションするタンパク質の核画分をアンカータンパク質に、任意の特定時間に相互作用させる簡便な手段を提供する。   One way to solve this problem is to replace the binding interaction partner with an interaction partner (often referred to as a bridging molecule) that requires an interaction stimulus to interact. Such a system provides, for example, a convenient means of allowing the nuclear fraction of the translocating protein to interact with the anchor protein at any particular time.

係る相互作用ペアの一例は、FKBP12:FRBシステム(上記で詳細に記載された)である。従って、本発明の一側面は、タンパク質のトランスロケーションを検出するための方法に関し、該方法は以下の工程を具備し:
(a)少なくとも以下を具備する細胞を提供することと:
前記タンパク質、相補性タンパク質の第一末端、および相互作用パートナーAを具備する第一抱合体;および
アンカータンパク質、前記相補性タンパク質の第二末端、および相互作用パートナーBを具備する第二抱合体;
ここで前記第一抱合体は、前記第二抱合体が優先的に位置する位置とは別個で且つ空間的に分離した細胞位置に優先的な位置を有しており、
ここで前記相互作用パートナーAおよび相互作用パートナーBは、相互作用刺激が適用されている場合のみ互いに結合する;
(b)相互作用刺激を添加することと;
(c)前記相補性タンパク質の前記第一および第二末端が相補するかどうかを決定することと;
前記2つの末端間の相補性が次のこと、即ち、前記タンパク質が、前記タンパク質の優先的な位置から、前記アンカータンパク質が相互作用刺激の添加後にアンカーする細胞位置に、トランスロケーションしていること、の指標である方法(図21)である。
An example of such an interaction pair is the FKBP12: FRB system (described in detail above). Accordingly, one aspect of the invention relates to a method for detecting protein translocation, the method comprising the following steps:
(A) providing a cell comprising at least:
A first conjugate comprising said protein, a first end of a complementary protein, and an interaction partner A; and
A second conjugate comprising an anchor protein, a second end of said complementary protein, and an interaction partner B;
Here, the first conjugate has a preferential position at a cell position that is separate and spatially separated from a position where the second conjugate is preferentially located,
Wherein said interaction partner A and interaction partner B bind to each other only when an interaction stimulus is applied;
(B) adding an interaction stimulus;
(C) determining whether the first and second ends of the complementary proteins are complementary;
The complementarity between the two ends is as follows: the protein is translocated from a preferential position of the protein to a cell position where the anchor protein anchors after the addition of an interaction stimulus. This is a method (FIG. 21) which is an index of.

タンパク質のトランスロケーションを検出するための本方法の典型的な使用において、工程(b)前に、前記第一抱合体のトランスロケーションを生じることが既知の刺激が適用される。この刺激は、ストレス、光、化合物または他の手段であってもよい。また、(しかし、トランスロケーション刺激を添加する前に)試験される化合物が添加される。この化合物が相補性を阻止する能力を有する場合、2つの相互作用パートナー間の相互作用を阻止すること、相補性それ自体(complementation as such)を阻止すること、或いは前記第一抱合体のトランスロケーションを阻止すること、が可能である。
実施例11に示されるとおり、FRAPシステムを用いた場合、自発性の相互作用は観察されない(たとえ2つの抱合体が細胞質に存在したとしても)。上記で議論したとおり、前記タンパク質を離しておくことにおける努力(efforts)は、タンパク質の位置間の自然バランスが決定(dictate)することを超えるものを必要としない。
In a typical use of the present method for detecting protein translocation, a stimulus known to cause translocation of the first conjugate is applied prior to step (b). This stimulus may be stress, light, a compound or other means. Also, the compound to be tested is added (but before adding the translocation stimulus). If this compound has the ability to block complementarity, block the interaction between two interaction partners, block complementation as such, or translocation of the first conjugate It is possible to prevent
As shown in Example 11, no spontaneous interaction is observed when the FRAP system is used (even if the two conjugates were present in the cytoplasm). As discussed above, the effort in keeping the protein apart does not require more than the natural balance between protein positions is dictated.

時折、トランスロケーションの測定それ自体が実際興味深いことがある。しかしながら、典型的にトランスロケーションは、基礎に存在する細胞プロセスの結果である。これらの基礎に存在するプロセスのいくつかを使用して、他のプロセスに関する情報を取得することが可能である。例えば、細胞がアポトーシスを経験する場合、カスパーゼ酵素の活性が増加する。ペプチド配列(カスパーゼに対するコンセンサス切断部位)が切断される場合、本発明の方法および材料(materials)により、検出が可能となる(図22を参照されたい)。細胞におけるアポトーシス/カスパーゼ活性を決定するための方法であって、少なくとも以下の工程を含み:
(a)少なくとも以下を具備する細胞を提供することと:
相補性タンパク質の第一末端、相互作用パートナーA、核局在化配列(NLS)、バリン−アラニン−アスパルテート(VAD)配列およびアンカータンパク質を具備する第一抱合体;
相補性タンパク質の第二末端、相互作用パートナーBおよびアンカータンパク質を具備する第二抱合体;
ここで前記第一抱合体の前記アンカータンパク質は核とは異なる細胞位置に存在し、前記第二抱合体の前記アンカータンパク質は前記核に存在する、および
ここで相互作用パートナーA、前記NLSおよび前記相補性タンパク質の第一末端は、VAD配列の同じ側(same side)に全て位置しており、前記アンカータンパク質は、前記NLSの他の側に位置している;
(b)前記相補性タンパク質が相補するかどうかを決定することと
相補性が次のこと、即ち、カスパーゼが前記第一抱合体を切断し、自由な部分が前記核にトランスロケーションし、パートナーAおよび相補性パートナーBが相補すること、の指標である方法;
抗原を検出するためのキットであって、以下を具備し:
(a)前記抗原に結合する第一抗体;
(b)前記第一抗体に結合するタンパク質と相補性タンパク質のN末端とを具備する第一抱合体;
(c)前記第一抗体に結合するタンパク質と前記相補性タンパク質のC末端とを具備する第二抱合体;
前記第一および第二抱合体の前記第一抗体に対する結合が、前記相補性タンパク質の2つの末端を機能的なタンパク質が形成されるように近接させる、キット。
Occasionally, the measurement of translocation itself can actually be interesting. However, typically translocation is the result of an underlying cellular process. Some of these underlying processes can be used to obtain information about other processes. For example, when a cell experiences apoptosis, the activity of the caspase enzyme increases. If the peptide sequence (consensus cleavage site for caspase) is cleaved, the method and materials of the present invention allow detection (see FIG. 22). A method for determining apoptosis / caspase activity in a cell comprising at least the following steps:
(A) providing a cell comprising at least:
A first conjugate comprising a first end of a complementary protein, an interaction partner A, a nuclear localization sequence (NLS), a valine-alanine-aspartate (VAD) sequence and an anchor protein;
A second conjugate comprising a second end of a complementary protein, an interaction partner B and an anchor protein;
Wherein the anchor protein of the first conjugate is present at a different cell location than the nucleus, and the anchor protein of the second conjugate is present in the nucleus, and
Here, the first ends of the interaction partner A, the NLS and the complementary protein are all located on the same side of the VAD sequence, and the anchor protein is located on the other side of the NLS. ing;
(B) determining whether the complementary proteins are complementary;
A method in which complementarity is an indication of the following: caspase cleaves the first conjugate, the free part translocates to the nucleus, and partner A and complementation partner B complement;
A kit for detecting an antigen comprising:
(A) a first antibody that binds to the antigen;
(B) a first conjugate comprising a protein that binds to the first antibody and the N-terminus of a complementary protein;
(C) a second conjugate comprising a protein that binds to the first antibody and the C-terminus of the complementary protein;
A kit wherein binding of the first and second conjugates to the first antibody brings the two ends of the complementary proteins in proximity such that a functional protein is formed.

本発明において有用なプローブを、如何に構築する及び試験するかに関する考え(thought)が、(特定の実施例として)GFPを相補するタンパク質として用いて、以下に記載される。当業者に明らかであるように、類似する考えが、他の相補性タンパク質及びその相補する断片の使用に適用される。   The thoughts on how to construct and test probes useful in the present invention are described below using (as a specific example) a protein that complements GFP. As will be apparent to those skilled in the art, similar ideas apply to the use of other complementary proteins and their complementary fragments.

一般的に、プローブ(即ち、「GeneX」−GFP融合またはGFP「GeneX」融合)は、PCRに「GeneX」特異的なプライマーを用いて、クローニング工程を引き続いて実施して、「GeneX」をフレーム内でGFPに融合して構築される。この融合体は、「GeneX」およびGFP間に特定の短いベクター由来配列(例えば、前記プラスミドにおける複数のクローニング部位)を含有し得るもので、作出される融合タンパク質において「GeneX」およびGFP間のペプチドリンカーを生じている。   In general, probes (ie, “GeneX” -GFP fusions or GFP “GeneX” fusions) are performed using a “GeneX” specific primer for PCR followed by a cloning step to frame “GeneX”. It is constructed by fusing with GFP. This fusion may contain a specific short vector-derived sequence (eg, multiple cloning sites in the plasmid) between “GeneX” and GFP, and the peptide between “GeneX” and GFP in the fusion protein produced. This results in a linker.

段階的手順の詳細:
[遺伝子の配列の同定] これは遺伝情報の保管機関を検索することにより非常に容易に実施される、このような保管機関としては、例えば、GenBank配列データベースがあり、これは広く利用可能であり、分子生物学者により日常的に使用される。以下の特定の実施例において、問題の遺伝子のGenBankアクセッション番号が提供される。
Step-by-step details:
[Identification of gene sequence] This is very easily carried out by searching a genetic information storage organization. Examples of such a storage organization include the GenBank sequence database, which is widely available. Used routinely by molecular biologists. In the specific examples below, the GenBank accession number of the gene in question is provided.

[遺伝子特異的なプライマーのデザイン] 遺伝子配列の点検により、PCR反応に使用される遺伝子特異的なプライマーのデザインが可能となる。典型的には、トップ鎖プライマーは遺伝子のATG開始コドンと以下のca.20ヌクレオチド20を含むが、遺伝子をGFPの後に融合する場合(即ち、GFP‐「GeneX」融合体)、ボトム鎖プライマーは終止コドンとca.20の先行するヌクレオチドとを含む。遺伝子がGFPの前に融合される場合(即ち、「GeneX」−GFP融合)、終止コドンを除かなければならない。   [Design of gene-specific primer] By checking the gene sequence, it is possible to design a gene-specific primer used in the PCR reaction. Typically, the top strand primer comprises the ATG start codon of the gene and the following ca. If it contains 20 nucleotides 20 but the gene is fused after GFP (ie, a GFP- “GeneX” fusion), the bottom strand primer will contain a stop codon and ca. 20 preceding nucleotides. If the gene is fused before GFP (ie, a “GeneX” -GFP fusion), the stop codon must be removed.

随意に、GeneXの全長配列を融合に使用しなくてもよく、シグナルに応答してGeneXのように局在化および再分布する単なる部分であってもよい。   Optionally, the full-length sequence of GeneX may not be used for the fusion, but may simply be a portion that is localized and redistributed like GeneX in response to a signal.

遺伝子特異的な配列に加えて、前記プライマーは、制限酵素に対する少なくとも1つの認識配列を含み、PCR産物の引き続くクローニングを可能とする。前記部位は、それらがPCR産物においてユニークで、クローニングベクターと適合するよう選択される。さらにまた、制限酵素部位と遺伝子特異的配列との間に正確な数(exact number)のヌクレオチドを、融合遺伝子の正確な読み枠および/または翻訳開始共通配列を達成するために、具備することが必要であろう。最後に、前記プライマーは、制限酵素部位の前に少数のヌクレオチドを、前記酵素での効率的な消化を可能とするために、常に具備している。   In addition to the gene specific sequence, the primer contains at least one recognition sequence for a restriction enzyme, allowing subsequent cloning of the PCR product. The sites are selected so that they are unique in the PCR product and compatible with the cloning vector. Furthermore, an exact number of nucleotides between the restriction enzyme site and the gene specific sequence may be provided to achieve an accurate reading frame and / or translation initiation consensus sequence of the fusion gene. It will be necessary. Finally, the primer always has a small number of nucleotides in front of the restriction enzyme site to allow efficient digestion with the enzyme.

[増幅すべき遺伝子の供給源の同定] 特定の産物(遺伝子特異的なプライマーを具備する)を産生するPCR反応のために、遺伝子配列は反応に最初に存在していなければならない(例えば、cDNAの形態で)。GenBankでの情報または科学的な文献により、どの組織に遺伝子が発現しているかが示され、また様々な種の非常に多様な組織または細胞タイプからのcDNAライブラリーが市販されている(例えば、クロンテック(Palo Alto)、ストラタジーン(La Jolla)およびインビトロゲン(San Diego)より)。また、多くの遺伝子が、クローン化された形態で、アメリカンタイプティッシュカルチャーコレクション(Virginia)より利用可能である。   Identification of the source of the gene to be amplified For a PCR reaction that produces a specific product (with gene-specific primers), the gene sequence must first be present in the reaction (eg, cDNA In the form). GenBank information or scientific literature indicates which tissues the gene is expressed in, and cDNA libraries from very diverse tissues or cell types of various species are commercially available (eg, From Palo Alto, La Jolla and Invitrogen (San Diego)). Many genes are also available from the American Type Tissue Culture Collection (Virginia) in cloned form.

[PCR反応の最適化] いくつかの因子がPCR反応の効率および特異性に影響することが知られており、これにはプライマーのアニーリング温度、反応において存在するイオンの濃度(特にMg2+およびK)、同様に反応のpHが含まれる。PCR反応の結果が不満足な場合、上記で述べたパラメータが至適ではない可能性がある。多様なアニーリング温度を試験すべきであり(例えば、一体型の温度勾配を有するPCR機械において、ストラタジーン(La Jolla)などから利用可能)、および/または多様な緩衝剤組成物を試行すべきである(例えば、OptiPrime緩衝システム、ストラタジーン(La Jolla)より)。 PCR reaction optimization Several factors are known to affect the efficiency and specificity of the PCR reaction, including the annealing temperature of the primer, the concentration of ions present in the reaction (especially Mg 2+ and K + ), As well as the pH of the reaction. If the results of the PCR reaction are unsatisfactory, the parameters described above may not be optimal. Various annealing temperatures should be tested (eg, available from La Jolla etc. in PCR machines with integrated temperature gradients) and / or various buffer compositions should be tried. There are (e.g. OptiPrim buffer system, from Stra Jolla).

[PCR産物のクローニング] ベクター(該ベクター中で増幅した遺伝子産物がクローン化され、GFPと融合される)は、プライマーがデザインされた時には既に考慮されているだろう。ベクターを選択する場合、実施者は、どの細胞タイプにプローブを続いて発現させるかについて、少なくとも考慮すべきであり、プローブのプロモータに制御された発現が前記細胞に適合するように考慮されるべきである。また、大抵の発現ベクターは1以上の選択マーカー(例えば、薬物に対する抵抗性を供与する)を含み、このことは実施者が安定な形質移入体(transfectants)を作出する場合に有用な特性である。また、前記選択マーカーは、使用される細胞に適合すべきである。   PCR Product Cloning Vectors (the gene product amplified in the vector is cloned and fused to GFP) will already be considered when the primers are designed. When selecting a vector, the practitioner should at least consider which cell type the probe will be subsequently expressed in such a way that the probe's promoter-controlled expression is compatible with the cell. It is. Most expression vectors also contain one or more selectable markers (eg, confer resistance to drugs), which is a useful property when practitioners produce stable transfectants. . The selectable marker should also be compatible with the cells used.

PCR産物の実際のクローニングは困難性を伴わないはずである、なぜなら典型的には、2つの異なる制限酵素で消化した断片の、同じ2つの酵素で消化したベクターへの1工程クローニングで実施できるからである。クローニングに問題があると判明した場合、それは前記制限酵素が前記PCR断片にうまく作用しなかったからであると思われる。この場合、実施者は、前記プライマー端に、より長い拡張部(longer extensions)を付加して、断片端に近接した消化の潜在的な困難性を克服できるだろう、又は実施者は中間クローニング工程(制限酵素消化に基づかない)を導入できるだろう。いくつかの会社により、このアプローチに関するシステムが提供されている〔例えば、インビトロゲン(San Diego)およびクロンテック(Palo Alto)〕。   The actual cloning of the PCR product should not be difficult because it can typically be performed in a one-step cloning of a fragment digested with two different restriction enzymes into a vector digested with the same two enzymes. It is. If it turns out that there is a problem with cloning, it seems that the restriction enzyme did not work well on the PCR fragment. In this case, the practitioner could add longer extensions to the primer end to overcome the potential difficulty of digestion close to the fragment end, or the practitioner would be able to overcome the intermediate cloning step. Could be introduced (not based on restriction enzyme digestion). Several companies provide systems for this approach [eg, San Diego and Palo Alto].

遺伝子をクローン化し、このプロセス中で、GFP遺伝子と融合した場合、結果的に生じる産物(通常はプラスミド)が予期したとおりであるかチェックして確かめるべきである。最も正確な試験は、融合遺伝子のヌクレオチド配列を取得することであろう。   If the gene is cloned and fused with the GFP gene during this process, the resulting product (usually a plasmid) should be checked to see if it is as expected. The most accurate test would be to obtain the nucleotide sequence of the fusion gene.

プローブの試験
特定のプローブに関してDNA構築物を作出したら、その機能性および有用性を試験し得る。典型的なシナリオにおいて、2つの構築物を個々に全長GFPを用いて、以下の試験にそれを供試することにより確認される:それを前記プローブを発現する能力を有する細胞に形質移入すること。細胞の蛍光を直後に点検(inspect)する(典型的には翌日)。この点において、細胞蛍光の2つの特性が注目される、即ち:強度(intensity)および亜細胞位置(sub−cellular localization)である。
Probe testing
Once a DNA construct has been created for a particular probe, its functionality and utility can be tested. In a typical scenario, the two constructs are individually confirmed using full length GFP by subjecting it to the following test: transfecting it into cells that have the ability to express the probe. The cell fluorescence is inspected immediately (typically the next day). In this regard, two characteristics of cellular fluorescence are noted: intensity and sub-cellular localization.

その強度は、通常は細胞内において、非融合GFPの強度と少なくとも同程度強いものであるべきである。そうではない場合、プローブDNAの配列または質は誤っていると思われ、慎重にチェックすべきである。   Its strength should be at least as strong as that of unfused GFP, usually in cells. Otherwise, the sequence or quality of the probe DNA appears to be incorrect and should be checked carefully.

亜細胞位置は、前記プローブが良好に作動し得るかどうかの指標(indication)である。   Subcellular location is an indication of whether the probe can work well.

それが問題の遺伝子に関して予期したとおり局在化する場合(例えば、それが核から排除される)、それは即時に機能試験に移される。前記プローブが形質移入(transfection)手順の直後に局在しない場合、このポイントで時間内に(in time)過剰発現することが原因である可能性がある、というのも一般的に細胞は非常に多くのコピーのプラスミドを得て、そして局在化は時間内に(例えば、数週間内に)発生し、それにしたがってプラスミドコピー数および発現レベルが減少していくからである。   If it localizes as expected for the gene in question (eg it is excluded from the nucleus), it is immediately transferred to a functional test. If the probe is not localized immediately after the transfection procedure, it may be due to overexpression in time at this point, since cells are generally very Because many copies of the plasmid are obtained and localization occurs in time (eg, within a few weeks), plasmid copy number and expression levels decrease accordingly.

局在化が長時間(prolonged time)経た後でも発生しない場合、GFPとの融合により局在化機能が破壊されている(例えば、その通常の細胞のアンカータンパク質との相互作用に関して必須であるタンパク質配列をマスクする)ことが原因である可能性がある。この場合、逆の融合は機能する可能性がある(例えば、GeneX−GFPが機能しない場合、GFP−GeneXは機能する可能性がある)、というのもGeneXの2つの異なる部分はGFPとの近接度(proximity)により影響されるからである。これが機能しない場合、何れかの端へのGFPの近接度が問題であると思われ、より長いリンカーをDNA構築物におけるGeneXとGFPとの間に導入することにより、距離を増加させることを試みることができるであろう。   If localization does not occur after a prolonged time, the localization function is disrupted by fusion with GFP (eg, a protein that is essential for interaction with its normal cellular anchor protein) Masking the array). In this case, the reverse fusion may function (eg, if GeneX-GFP does not function, GFP-GeneX may function), because two different parts of GeneX are in close proximity to GFP. This is because it is influenced by proximity. If this does not work, the proximity of GFP to either end seems to be a problem and attempts to increase the distance by introducing a longer linker between GeneX and GFP in the DNA construct. Will be able to.

局在化の予備的知識がなく、局在化が観察されない場合、プローブがこのポイントに局在すべきではないことが原因である可能性がある、なぜなら係る事象はGFPに融合したタンパク質の素質に依存するからである。それは次に機能試験に供試されるべきである。   If there is no prior knowledge of localization and no localization is observed, it may be because the probe should not be localized at this point, because such events are predispositions for proteins fused to GFP Because it depends on. It should then be tested for functional testing.

機能試験において、プローブを発現している細胞が少なくとも1つの化合物で処理される、この化合物はシグナル伝達経路を撹乱する(通常は活性化することによって)ものであり、該シグナル伝達経路においてプローブは細胞内でそれ自身が再分布されることによって提示されることが期待される。再分布が期待されたとおりである場合、例えば、予備的知識によりそれが位置Xから位置Yへとトランスロケートすると指摘されている場合、第一の重大な試験をパスする。この場合、それを更に応答の特徴付け及び定量化へと進行させる。   In a functional test, a cell expressing a probe is treated with at least one compound, which disrupts the signal transduction pathway (usually by activation), in which the probe is It is expected to be presented by redistributing itself within the cell. If the redistribution is as expected, for example, if preliminary knowledge indicates that it translocates from position X to position Y, then pass the first critical test. In this case, it proceeds further to response characterization and quantification.

それが期待通り機能しない場合、細胞がシグナル伝達経路の少なくとも1つのコンポーネント(例えば、細胞表面レセプター)を欠損しているか、又は種不適合性が存在することが原因である可能性がある(例えば、プローブがヒトの遺伝子産物の配列情報に基づいて設計され、細胞がハムスター起源である場合)。両方の例において、実施者は、試験するプロセスのために他の細胞タイプ(ここでは潜在的な問題が適用されないであろう)を認定(identify)すべきである。   If it does not function as expected, it may be due to the cell being deficient in at least one component of a signal transduction pathway (eg, a cell surface receptor) or having a species incompatibility (eg, If the probe is designed based on the sequence information of the human gene product and the cell is of hamster origin). In both examples, the practitioner should identify other cell types for the process to be tested, where potential problems will not apply.

これを充足する場合、前記抱合体は、全長に代わって前記相補性タンパク質の断片で構築され、そして同じ細胞において発現された際に試験される。再分布の特性を同定できない場合、問題は上記のとおりである可能性があり、プローブを更に至適な細胞条件下で再試験すべきである。   If this is the case, the conjugate is constructed with fragments of the complementary protein instead of the full length and tested when expressed in the same cell. If the redistribution characteristics cannot be identified, the problem may be as described above and the probe should be retested under more optimal cellular conditions.

プローブが至適な細胞条件下で機能しない場合は、最初からやり直す。   If the probe does not function under optimal cellular conditions, start over.

形質移入のための存在する多くの細胞システム。哺乳類細胞の少数の例は、健常な又は罹患した動物(初代細胞)、或いは細胞培養条件下で無期限(indefinite)に複製する能力を有する、形質移入した哺乳類細胞(細胞株)から直接的に分離された。「哺乳類細胞(mammalian cell)」の用語は、哺乳類起源の任意の生細胞を意味する。前記細胞は樹立された細胞株であってもよく、その多くはアメリカンタイプティッシュカルチャーコレクション(ATCC, Virginia, USA)または類似のカルチャーコレクション(Culture Collections)から入手可能である。前記細胞は、限定された寿命を有し、トランスジェニック動物に由来する組織を含む、哺乳類組織に由来する初代細胞(primary cell)、又は哺乳類組織(トランスジェニック組織を含む)に由来する、新しく樹立された不死の細胞株、又は哺乳類由来の異なる細胞タイプを融合することに由来する、雑種細胞もしくは細胞株(例えば、ハイブリドーマ細胞株)であってもよい。前記細胞は、1以上の非自然の(non−native)遺伝子産物(例えば、レセプター、酵素、酵素基質)を、蛍光プローブの前に(prior to)又は蛍光プローブに加えて(in addition to)、自由選択(optionally)で発現してもよい。好適な細胞株は次を含む(しかし、それらに限定されることはない)、即ち、線維芽細胞起源のもの(例えば、BHK、CHO、BALB、NIH−3T3)または内皮起源のもの〔例えば、HUVEC、BAE(ウシ動脈内皮)、CPAE(雌ウシ肺動脈内皮)、HLMVEC(ヒト肺微小血管性の内皮細胞)〕、または気道上皮起源のもの(例えば、BEAS−2B)、または膵臓起源のもの(例えば、RIN、INS−1、MIN6、bTC3、aTC6、bTC6、HIT)、または造血性起源のもの〔例えば、ヒトから分離された初代細胞であって、モノサイト、マクロファージ、好中球、好塩基球、好酸球およびリンパ球の集団(AML−14、AML−193、HL−60、RBL−1、U937、RAW、JAWS)〕、または脂肪細胞起源のもの(例えば、3T3−L1、ヒトのプレ脂肪細胞)、または神経内分泌起源のもの(例えば、AtT20、PC12、GH3)、筋肉起源(例えば、SKMC、A10、C2C12)、腎臓起源のもの(例えば、HEK293、LLC−PK1)、またはニューロン起源のもの〔例えば、SK−N−DZ、SK−N−BE(2)、HCN−1A、NT2/D1〕を含む。   Many existing cellular systems for transfection. A few examples of mammalian cells are directly from healthy or diseased animals (primary cells), or transfected mammalian cells (cell lines) that have the ability to replicate indefinitely under cell culture conditions. Isolated. The term “mammalian cell” means any living cell of mammalian origin. The cells may be established cell lines, many of which are available from the American Type Tissue Culture Collection (ATCC, Virginia, USA) or similar culture collections (Culture Collections). The cell has a limited life span and is a newly established primary cell derived from a mammalian tissue, including a tissue derived from a transgenic animal, or a primary cell derived from a mammalian tissue (including a transgenic tissue). A hybrid cell or cell line (eg, a hybridoma cell line) derived from fusing different cell types from mammals. The cells may include one or more non-native gene products (e.g., receptors, enzymes, enzyme substrates) in addition to or prior to the fluorescent probe (in addition to). It may be expressed optionally. Suitable cell lines include (but are not limited to) the following: fibroblast origin (eg, BHK, CHO, BALB, NIH-3T3) or endothelial origin [eg, HUVEC, BAE (bovine arterial endothelium), CPAE (cow pulmonary artery endothelium), HLMVCEC (human pulmonary microvascular endothelial cells)], or of respiratory epithelial origin (eg, BEAS-2B), or of pancreatic origin ( For example, RIN, INS-1, MIN6, bTC3, aTC6, bTC6, HIT) or of hematopoietic origin [eg primary cells isolated from humans, including monosites, macrophages, neutrophils, basophils Spheres, eosinophils and lymphocyte populations (AML-14, AML-193, HL-60, RBL-1, U937, RAW, JAWS), Is of adipocyte origin (eg 3T3-L1, human preadipocytes), or of neuroendocrine origin (eg AtT20, PC12, GH3), muscle origin (eg SKMC, A10, C2C12), kidney origin (Eg, HEK293, LLC-PK1) or those of neuronal origin [eg, SK-N-DZ, SK-N-BE (2), HCN-1A, NT2 / D1].

本発明の例は、CHO細胞に基づく。従って、線維芽細胞に由来する細胞株(例えば、BALB、NIH−3T3およびBHK細胞)が好適である。   Examples of the present invention are based on CHO cells. Accordingly, cell lines derived from fibroblasts (eg, BALB, NIH-3T3 and BHK cells) are preferred.

異種性の抱合体を細胞にプラスミドとして導入することが好適であり、例えば、個々のプラスミドを、細胞に適用する際に適切な形質移入薬剤(例えば、FuGENE)と混合して、形質移入した細胞に全ての異種性の抱合体(またはGFP断片)を同時に発現および統合させる。各抱合体をコード化しているプラスミドは、異なる遺伝的な抵抗性マーカーを具備することから、それらの抱合体を発現している細胞の選択が可能となる:また、各々の抱合体は別個のアミノ酸配列(例えば、HAまたはmycまたはFlagマーカー)を具備することが好ましく、これは免疫細胞化学的に検出し得るので、細胞におけるこれらの抱合体の発現が容易に確認し得る。1または両方の抱合体を導入するための、多くの他の手段は、平等に実施可能であり、例えば、電気穿孔法、リン酸カルシウム沈殿、マイクロインジェクション、アデノウイルスおよびレトロウイルスの方法、両方の抱合体をコード化している2シストロン性のプラスミドなどがある。   It is preferred to introduce the heterologous conjugate as a plasmid into the cell, eg, by mixing individual plasmids with a suitable transfection agent (eg, FuGENE) when applied to the cell, Simultaneously express and integrate all heterologous conjugates (or GFP fragments). The plasmids encoding each conjugate have different genetic resistance markers, allowing selection of cells expressing those conjugates: and each conjugate is distinct Preferably it comprises an amino acid sequence (eg HA or myc or Flag marker), which can be detected immunocytochemically so that the expression of these conjugates in the cells can be easily confirmed. Many other means for introducing one or both conjugates can be performed equally, such as electroporation, calcium phosphate precipitation, microinjection, adenoviral and retroviral methods, conjugates of both For example, a bicistronic plasmid encoding.

本発明において、「タンパク質(protein)」の用語は、一般的な意味を有すべき用語である。   In the present invention, the term “protein” is a term that should have a general meaning.

これには、翻訳されたタンパク質、ペプチドまたはタンパク質断片のみならず、化学的に合成されたタンパク質も含まれる。細胞内で翻訳されたタンパク質に対して、自然の又は誘導された翻訳後修飾〔例えば、グリコシレーションおよびリピデーション(lipidation)〕が発生することが予期され、それらの産物はなおもタンパク質であると考えられる。   This includes not only translated proteins, peptides or protein fragments, but also chemically synthesized proteins. It is expected that natural or induced post-translational modifications (eg, glycosylation and lipidation) will occur on proteins translated in the cell, and their products are still proteins. it is conceivable that.

「細胞内タンパク質相互作用(intracellular protein interaction)」の用語は、上記のとおり、同じ細胞内での2つのタンパク質間の相互作用を一般的に意味する。前記相互作用は、タンパク質コンポーネント間の、最も一般的には各タンパク質における1以上の領域またはドメイン(これらの物理化学的特性は多少の特異的な認識を可能とする)間の、共有結合性および/または非共有結合性の力、および関与する2つのタンパク質コンポーネント間の引き続く相互作用、に依存する。好適な態様において、前記細胞内相互作用はタンパク質間相互作用である。   The term “intracellular protein interaction” generally refers to an interaction between two proteins within the same cell, as described above. Said interactions are covalent and between protein components, most commonly between one or more regions or domains in each protein (these physicochemical properties allow some specific recognition) and Depending on non-covalent forces and the subsequent interaction between the two protein components involved. In a preferred embodiment, the intracellular interaction is a protein-protein interaction.

蛍光の記録は、問題となる方法の課題により変化する。一態様において、放射される光は、当該技術における当業者に既知の様々な装置で測定される。典型的には、係る装置は、以下のコンポーネントを具備する: (a)光源、
(b)光源からの光の波長(発光団の発光を励起させる)を選択するための方法、
(c)励起光のシステムの残りの部分への流入を迅速にブロックまたは通過させる装置、
(d)励起光を検体に伝達し、放射された蛍光を空間的に分離した(resolved)様式で集光し、および像をこの蛍光放射から形成するための一連の光学的なエレメント(又は、検出および測定の方法に関連する別のタイプの強度マップ(intensity map))、
(e)一連の光学的エレメントに関して、既定の幾何学(geometry)で測定される、細胞の容器を保持するベンチまたはスタンド、
(f)光強度(好ましくはイメージの形態)を記録するための検出器、
(g)記録された情報および/またはイメージを獲得(acquire)および貯蔵(store)するための、および記録されたイメージからの再分布の程度を計算するための、コンピュータまたは電気的システムおよび関連するソフトウェア。
Fluorescence recording varies depending on the problem of the method in question. In one aspect, the emitted light is measured with various devices known to those skilled in the art. Typically, such a device comprises the following components: (a) a light source;
(B) a method for selecting the wavelength of light from the light source (exciting the emission of the luminophore);
(C) an apparatus for quickly blocking or passing inflow of excitation light into the rest of the system;
(D) a series of optical elements to transmit excitation light to the analyte, collect the emitted fluorescence in a spatially resolved manner, and form an image from this fluorescence radiation (or Another type of intensity map related to the method of detection and measurement),
(E) a bench or stand holding a container of cells, measured with a predetermined geometry for a series of optical elements;
(F) a detector for recording the light intensity (preferably in the form of an image);
(G) a computer or electrical system and associated for acquiring and storing recorded information and / or images, and for calculating the degree of redistribution from recorded images software.

本発明の好適な態様において、前記装置システムは自動化されたものである。一態様において、上記の(d)および(e)におけるコンポーネントは、蛍光顕微鏡を含む。一態様において、上記の(f)における前記コンポーネントはCCDカメラである。   In a preferred aspect of the present invention, the device system is automated. In one aspect, the components in (d) and (e) above include a fluorescence microscope. In one aspect, the component in (f) above is a CCD camera.

一態様において、上記の(f)における前記コンポーネントは、一列の(an array of)光電子倍増管/装置である。   In one aspect, the component in (f) above is an array of photomultiplier tubes / devices.

本発明の一態様において、実際の蛍光測定は、マイクロタイター型のプレートに対する蛍光光度計(蛍光プレートリーダー)の標準型においてなされる。   In one embodiment of the present invention, the actual fluorescence measurement is made in a standard type of fluorometer (fluorescence plate reader) for microtiter type plates.

一態様において、光学的な走査システムを使用して、マイクロタイター型プレートの底面が次のとおり照射される。即ち、発光(luminescence)または蛍光における変化の時間分解記録(time−resolved recording)を、同時に全ての空間的な制限から取得できるように照射される。   In one embodiment, using an optical scanning system, the bottom surface of the microtiter plate is illuminated as follows. That is, irradiation is performed so that time-resolved recording of changes in luminescence or fluorescence can be obtained simultaneously from all spatial limitations.

一態様において、前記イメージは、光学的な走査システムにより形成され、記録される。   In one embodiment, the image is formed and recorded by an optical scanning system.

光強度を測定するための様々な器械(instruments)が存在する。一態様において、蛍光プレートリーダーが使用される(例えば、Wallac Victor (BD Biosciences)、Spectrafluor(Tecan)、Flex station(Molecular Devices)、Explorer(Acumen))。別の態様において、イメージングプレートリーダーが使用される〔例えば、FLIPR(Molecular Devices)、LeadSeaker(アマシャム)、VIPR(Molecular Devices)〕。別の態様において、自動化されたイメージャー(imager)が使用される〔Arrayscan(Cellomics)、Incell Analyser(アマシャム)、Opera(Evotec)のような〕。なお更なる態様において、共焦点蛍光顕微鏡が使用される(例えば、LSM510(ツァイス))。   There are various instruments for measuring light intensity. In one embodiment, a fluorescent plate reader is used (eg, Wallac Victor (BD Biosciences), Spectrafluor (Tecan), Flex station (Molecular Devices), Explorer (Accumen)). In another embodiment, an imaging plate reader is used [eg, FLIPR (Molecular Devices), LeadSeaker (Amersham), VIPR (Molecular Devices)]. In another embodiment, an automated imager is used (such as Arrayscan (Cellomics), Incell Analyzer (Amersham), Opera (Evotec)). In still further embodiments, a confocal fluorescence microscope is used (eg, LSM510 (Zeiss)).

本方法の1つの特定の利点は、不均一な細胞集団において実施できることである。これにより、とりわけクローン細胞を取得するために必要な工程が回避される。   One particular advantage of this method is that it can be performed on heterogeneous cell populations. This avoids, inter alia, the steps necessary to obtain clonal cells.

これは、試験前の蛍光活性化セルソーティング(FACS)により達成される。そのプロセスにおける一工程は最も緑色の細胞(the most green cells)の除去であり、この細胞は機能的な蛍光が達成される細胞である(たとえ対象の2つのタンパク質が相互作用すると仮定されなくとも)。別の工程は黒色細胞の除去であり、この細胞は2つの異種性の抱合体が相互作用しない細胞である(例えば、機能的な相補性が、発生しないか又は若干発生する)。この事象は、これらの細胞における形質移入の欠如(lack)、2つの構築物間の不十分な(poor)発現比率、又は何れかの構築物の機能的な発現の欠如による可能性がある。最も緑色の細胞および黒色細胞の双方において、形質移入は所望のとおりに発生しないことが現在予想(anticipated)されており、異種性の抱合体の相補性が存在しない、乏しい、または過剰となる。これによって取得された「中等度から低度に緑色」の細胞は、次に上記の任意の方法、または他の相補性に基づく方法に使用される。それぞれ「最も緑色」、「中等度に緑色」、「低度に緑色」および「黒色」の細胞は、互いに比較して、蛍光のレベルが減少している。これらのレベルは、当業者により、相対比(relative proportion)に既定されたものである。対象のタンパク質間の相互作用を検出するための好適な方法は、付加的にFACSを含む。この第二のFACS工程の目的は、大きいダイナミックレンジで細胞を分離することである。付加的なFACSにおける第一の動作(action)は、「中等度から低度の緑色」のFACS細胞を化合物(該化合物は対象の2つのタンパク質間の相互作用を誘導する)で刺激することであり、そしてその後に十分な時間を経過させ、タンパク質を相互作用させ、そして蛍光タンパク質断片をフォールドさせ、蛍光を放射させる(become fluorescent)。次の動作は、それらを第二のFACSに供試して、黒い細胞(dark cells)を除去し、中等度の緑色細胞を除去することである。   This is achieved by fluorescence activated cell sorting (FACS) prior to testing. One step in the process is the removal of the most green cells, which are cells where functional fluorescence is achieved (even if the two proteins of interest are not assumed to interact). ). Another step is the removal of melanocytes, which are cells in which the two heterologous conjugates do not interact (eg, functional complementarity does not occur or slightly occurs). This event may be due to lack of transfection in these cells, poor expression ratio between the two constructs, or lack of functional expression of either construct. It is currently anticipated that transfection does not occur as desired in both the green and black cells, and there is no, poor, or excess heterogeneous conjugate complementation. The resulting “moderate to low green” cells are then used in any of the above methods or other complementation-based methods. The “most green”, “moderately green”, “lowly green” and “black” cells, respectively, have reduced levels of fluorescence compared to each other. These levels are predetermined by those skilled in the art for relative production. Suitable methods for detecting interactions between proteins of interest additionally include FACS. The purpose of this second FACS process is to separate cells with a large dynamic range. The first action in additional FACS is to stimulate “moderate to low green” FACS cells with a compound (which induces an interaction between the two proteins of interest). Yes, and then allow sufficient time to allow the proteins to interact and fluorescent protein fragments to fold and emit fluorescence (become fluorescent). The next action is to subject them to a second FACS to remove dark cells and moderate green cells.

細胞の残りの集団〔最も緑色の細胞または非常に緑色細胞(VGC;very green cells)〕は、低度から中等度のバックグラウンドを有し、対象の2つのタンパク質間の相互作用に際して、蛍光タンパク質を形成する能力をなおも有している。細胞が十分な数に増殖し、そして多くの世代数が経過して蛍光が希釈された場合、細胞は上記で概説した任意の方法に即座に使用できる(例えば、対象の2つのタンパク質間の相互作用を誘導する化合物を検出すること及び2つのタンパク質コンポーネント間の条件的な相互作用に干渉する化合物を選別すること)。   The remaining population of cells (the most green cells or very green cells (VGC)) has a low to moderate background, and upon interaction between the two proteins of interest, fluorescent proteins Still have the ability to form. If the cells grow to a sufficient number and the fluorescence is diluted after many generations, the cells can be used immediately in any of the methods outlined above (eg, the interaction between the two proteins of interest Detecting compounds that induce action and screening for compounds that interfere with the conditional interaction between the two protein components).

本方法の好適な側面において、少なくとも1つの細胞は哺乳類細胞である。   In a preferred aspect of the method, the at least one cell is a mammalian cell.

「化合物(compound)」の用語は任意のサンプルを意味し、これは細胞システム(cellular system)において生物学的な機能(function)を有するか又は生物学的な効果(effect)を発揮する。前記サンプルは、生物学的な物質(material)のサンプルであってもよく、それは例えば、体液(血液、血漿、唾液、ミルク、尿を含む)のサンプル、又は微生物または植物の抽出物、汚染物(重金属または毒物を含む)を含有している環境的なサンプル(environmental sample)である、又はそれは有機物合成または遺伝的技術によって調製された、化合物または化合物の混合物を含有しているサンプルであってもよい。前記化合物は、小さい有機化合物またはバイオポリマー(biopolymers)であってもよく、これにはタンパク質およびペプチドが含まれる。   The term “compound” means any sample, which has a biological function or exerts a biological effect in a cellular system. The sample may be a sample of biological material, for example a sample of body fluid (including blood, plasma, saliva, milk, urine), or a microbial or plant extract, contaminants An environmental sample containing (including heavy metals or poisons), or a sample containing a compound or mixture of compounds prepared by organic synthesis or genetic techniques Also good. The compounds may be small organic compounds or biopolymers, including proteins and peptides.

本方法の別の好適な側面において、前記異種性の抱合体は、融合タンパク質である。   In another preferred aspect of the method, the heterologous conjugate is a fusion protein.

本発明の一側面は、異なる色を用いた、多重化分割フルオロフォア相補性(multiplexing split fluorophore complementation)に関する。2つの潜在的に蛍光性の複合体が、別個の蛍光の励起または放射(emission)の特性または両方を有する場合、1つの蛍光タンパク質断片を2以上の適切な相補的な断片と連結すること(combining)により、第一の蛍光タンパク質断片(the first fluorescent protein fragment)と2つの他の相補的な断片の何れかとの結合の程度を決定することが可能である。典型的には、第一の蛍光タンパク質断片は特定のタンパク質と融合され、該タンパク質は3つの他のタンパク質の何れかと結合し得るものであり、それらの各々は別個の相補的な断片と適切に融合されている。例えば、第一の蛍光タンパク質断片は、EGFPを残基80の後で分割することにより取得された、増強されたGFP(EGFP、配列番号1)のC末端断片であってもよい。3つの相補性断片は、EGFPの、EGFP Y66W(配列番号2)およびEGFP Y66H(配列番号3)の適切なN末端断片であってもよい。3つのEGFP変種は、異なるスペクトル特性を有する、即ち:

Figure 2005527210
文献: Heim, R., Prasher, D. C., and Tsien, R. Y. (1994) Wavelength mutations and posttranslational autoxidation of green fluorescent protein. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 91,12501−12504。 One aspect of the present invention relates to multiplexed splitting fluorophore complementation using different colors. Where two potentially fluorescent complexes have distinct fluorescent excitation or emission properties or both, ligating one fluorescent protein fragment with two or more appropriate complementary fragments ( By combining, it is possible to determine the degree of binding between the first fluorescent protein fragment and either of the two other complementary fragments. Typically, the first fluorescent protein fragment is fused to a specific protein, which is capable of binding to any of the three other proteins, each of which is suitably combined with a separate complementary fragment. It is fused. For example, the first fluorescent protein fragment may be a C-terminal fragment of enhanced GFP (EGFP, SEQ ID NO: 1) obtained by splitting EGFP after residue 80. The three complementary fragments may be the appropriate N-terminal fragments of EGFP, EGFP Y66W (SEQ ID NO: 2) and EGFP Y66H (SEQ ID NO: 3). The three EGFP variants have different spectral characteristics:
Figure 2005527210
Literature: Heim, R.D. Prasher, D .; C. , And Tsien, R .; Y. (1994) Wavelength mutations and posttranslational autooxidation of green fluoresce protein. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 91, 12501-12504.

例えば、GFPのC末端半分(例えば、残基158から238)と対応するGFP、GFP Y66WまたはGFP Y66HのN末端半分(例えば、残基1から157)とを構成することにより産生された蛍光複合体は、明瞭に別個の蛍光特性を有するであろう。また、混合物中での複合体の相対的な量を計算できる。   For example, a fluorescent complex produced by constructing the C-terminal half of GFP (eg, residues 158 to 238) and the corresponding N-terminal half of GFP, GFP Y66W or GFP Y66H (eg, residues 1 to 157) The body will have distinctly distinct fluorescent properties. Also, the relative amount of complex in the mixture can be calculated.

様々な色を上記に例示したとおり使用できるのみならず、フルオロフォアの他の物理的なパラメーターをも変更できる(例えば、強度、蛍光寿命、フォールディング時間など)。   Not only can various colors be used as illustrated above, but other physical parameters of the fluorophore can also be altered (eg, intensity, fluorescence lifetime, folding time, etc.).

2色の多重化分割には、いくつかの使用が含まれる: 多くの場合(上記のとおり)、対象のタンパク質はフルオロフォアの「一定(constant)」の半分に連結される、他方でその相互作用パートナーの各々はフルオロフォアの「変異(variable)」部分に連結される(例えば、融合に際して、緑色のフルオロフォアを生じるもの及び青色のフルオロフォアを生じるもの)。これにより空間的な情報(即ち、2つの異なる相互作用パートナーが異なる位置に存在すること)が、色によって対象とするタンパク質がどこに存在するかが示されることにより与えられる。また、相互作用パートナーは同じ位置に存在でき、ここで色は、どの相互作用パートナーを貴方のタンパク質が任意の特定の時間に優先するかについての指標を与える。最後に、後者の特殊な場合として、貴方のタンパク質の異なるパートナーとの相互作用が例えば翻訳後修飾により調節され、色によって貴方のタンパク質が修飾されたか又はされないかが示される。これら3つの異なるセットアップ(setups)は、可能な最も広義の意味(the broadest possible sense)において、貴方のタンパク質の物理的状態に関するセンサーとして使用できる、或いはそれらをスクリーニングアッセイに使用できる(このアッセイにおいて、貴方は試験化合物の2つの色のリードアウト間の比率を変更する能力を測定する)。   Two-color multiplexed partitioning involves several uses: In many cases (as described above), the protein of interest is linked to the “constant” half of the fluorophore, while its mutual Each of the working partners is linked to a “variable” portion of the fluorophore (eg, those that upon fusion yield a green fluorophore and a blue fluorophore). This gives spatial information (ie that two different interaction partners are in different positions) by indicating where the protein of interest is located by color. Also, interaction partners can be in the same location, where the color gives an indication of which interaction partner your protein will prioritize at any particular time. Finally, as a special case of the latter, the interaction of your protein with different partners is regulated, for example by post-translational modification, and the color indicates whether your protein has been modified or not. These three different setups, in the broadest possible sense, can be used as sensors for the physical state of your protein, or they can be used in screening assays (in this assay, You measure the ability to change the ratio between the two color readouts of the test compound).

最後に、色はGFPsのただ1つの物理的パラメータである。他の物理的パラメーター(これらはGFP配列における特定のアミノ酸に対応させることが可能で、またこれらは容易に検出可能であり、例えば、吸収スペクトル、蛍光寿命、フルオロフォアの成熟に関する時間などである)を、色と全く同じ様式で使用できる。異なる相互作用パートナーの数は、2つに限定される必要はない。   Finally, color is the only physical parameter of GFPs. Other physical parameters (these can correspond to specific amino acids in the GFP sequence and these are easily detectable, such as absorption spectra, fluorescence lifetime, time for maturation of fluorophore, etc.) Can be used in exactly the same manner as the color. The number of different interaction partners need not be limited to two.

1つの特殊な例により、如何に本方法が、スクリーニングに関する空間的な情報を使用するための道具として使用し得るかについて示される。これは、たとえ異なる細胞位置における特定のタンパク質の相互作用パートナーについて全く知られていない場合であっても(又は1以上のそれらの区域において、いかなる相互作用パートナーも有していない場合であっても)使用し得る。嚢胞性線維症は、おそらく最も頻繁に詳細に研究されたタンパク質輸送疾患である。嚢胞性線維症 膜貫通コンダクタンス制御因子(CFTR)は、複数膜貫通型のタンパク質(multi−membrane spanning protein)である(このタンパク質は通常はCl流出チャンネルとして、気道の上皮細胞の先端の形質膜で機能する)。最も共通する変異(DeltaF508)は、前記タンパク質を小胞体(ER)に停留させ、そして上皮細胞の形質膜において発現されるCFTRの量を減少させ、これにより細胞からのCl流出を減少させる。このDeltaF508のER保持欠陥は可逆的であること、また温度の減少、いくつかの小さい分子、および「シャペロン」の誘導により、DeltaF508を原形質膜へと往来させ、そしてCl透過性を増加させることが多くの研究から明らかとされた。変異体CFTRの行動を修飾する化合物に関するスクリーニングの一方法は、分割されたフルオロフォア/複数の色の概念を用いる。変異体CFTRを細胞内で、ジッパー断片(フルオロフォアの「一定」半分に融合させた)との融合体として発現できる。ERおよび形質膜マーカーとジッパー(異なる色と融合された)との同じ細胞融合体における発現により、CFTR変異体がERに達した際にこれが1色を生じることが示される。CFTRはPMに移動する場合(例えば、薬刺激により)、これにより異なる色を発生させる。従って、「PM色(PM colour)」の産生を促進(favours)する化合物に関するスクリーニングによって、CF患者のER保持欠陥を特異的に補正(correct)する分子を発見できる。   One special example shows how the method can be used as a tool for using spatial information about screening. This is true even if there is no known interaction partner for a particular protein at different cell locations (or even if it does not have any interaction partner in one or more of those areas). ) Can be used. Cystic fibrosis is probably the most frequently studied protein transport disease. Cystic fibrosis Transmembrane conductance regulator (CFTR) is a multi-membrane spanning protein (usually as a Cl efflux channel in the plasma membrane at the tip of epithelial cells of the respiratory tract) Function). The most common mutation (Delta F508) retains the protein in the endoplasmic reticulum (ER) and reduces the amount of CFTR expressed in the plasma membrane of epithelial cells, thereby reducing Cl efflux from the cell. This Delta F508 ER retention defect is reversible and induces Delta F508 to the plasma membrane and increases Cl permeability by reducing temperature, several small molecules, and induction of “chaperones” However, many studies have revealed it. One method of screening for compounds that modify the behavior of mutant CFTR uses the concept of a segmented fluorophore / multiple colors. Mutant CFTR can be expressed intracellularly as a fusion with a zipper fragment (fused to the “constant” half of the fluorophore). Expression in the same cell fusion of ER and plasma membrane markers and zippers (fused with different colors) indicates that this produces a color when the CFTR variant reaches the ER. When the CFTR moves to the PM (eg, due to a drug stimulus), this generates a different color. Thus, screening for compounds that facilitate the production of “PM color” can find molecules that specifically correct ER retention defects in CF patients.

本発明の一側面は、それゆえに生細胞内で相互作用するタンパク質のライブラリーを産生するための方法に関し、該方法は以下から成る:
1. 細胞のプールに2セットのプラスミドを、同時に又は連続して導入すること(1つのセットのプラスミドは、タンパク質Aのライブラリーをコード化し、各々は相補するフルオロフォアのN末端半分に融合される;および第二のセットのプラスミドは、タンパク質Bのライブラリーをコード化し、各々は相補するフルオロフォアのC末端半分に融合される)。
2. 前記細胞をイメージングにより、機能的なフルオロフォアが正しい位置で形成される場所及び機能的なフルオロフォアが形成されない場所または機能的なフルオロフォアが形成されるが、誤った細胞区画に形成される場所、にソーティングすること(前記機能的なフルオロフォアの形成が、相互作用が正しい細胞区画内においてタンパク質AとBとの間で発生することの指標である)。
One aspect of the invention therefore relates to a method for producing a library of proteins that interact in living cells, said method comprising:
1. Introducing two sets of plasmids simultaneously or sequentially into a pool of cells (one set of plasmids encoding a library of protein A, each fused to the N-terminal half of a complementary fluorophore; And a second set of plasmids encodes a library of protein B, each fused to the C-terminal half of the complementary fluorophore).
2. Where the functional fluorophore is formed at the correct location by imaging the cell and where the functional fluorophore is not formed or where a functional fluorophore is formed but formed in the wrong cell compartment (Formation of the functional fluorophore is an indication that the interaction occurs between protein A and B in the correct cell compartment).

例えば、刺激に応答して、1つの細胞位置から別の細胞位置へと移動するタンパク質に関して、各位置における結合パートナーを同定できる。   For example, for proteins that move from one cell location to another in response to a stimulus, the binding partner at each location can be identified.

本発明の一態様において、前記方法は、1つの細胞区画または位置に位置するが、別の細胞区画または位置には位置しない場合に、2つのタンパク質間の結合の崩壊(disruption)を生じさせる、薬物の同定に関する。本態様は基本的に上記のとおりに実行されるが、次の点においてのみ相違する。その相違点は、前記細胞を強度に基づいてソーティングする代わりに、前記細胞を標準のイメージング設備でイメージして、結合が発生することのみならず、どこで係る結合が発生するかについても決定することである。   In one aspect of the invention, the method results in a disruption of the bond between two proteins when located in one cell compartment or location but not in another cell compartment or location. It relates to drug identification. This aspect is basically executed as described above, but differs only in the following points. The difference is that instead of sorting the cells based on intensity, the cells are imaged with a standard imaging facility to determine not only that binding will occur, but also where such binding will occur. It is.

また、このシステムは、新規の特性を有するフルオロフォア(例えば、上記の分割されたフルオロフォア相補性の利用において使用できるもの)に関するスクリーニングに関して有用である。   This system is also useful for screening for fluorophores with novel properties, such as those that can be used in the utilization of the above-described split fluorophore complementation.

このシステムにおいてGFPのNおよびC末端の双方を変異させることにより、前記システムを使用して、新規の特性を有するフルオロフォアの二重(またはそれ以上の)変異体を組み合わせの様式で選別する。これにより、対象を選択するための、より広範な選択が得られる。さらにまた、2つの変異体は前記分子の異なる半分に存在するので、彼らは付加的(additive)または代償的(compensatory)または両方であり得る。最後に、彼らが分割されたフルオロフォア相補性システムを用いて発見されたとの事実は、彼らが本システムにおいてセンサーとして使用できることを直ちに意味している。   By mutating both the N- and C-termini of GFP in this system, the system is used to select double (or more) fluorophore variants with novel properties in a combinatorial manner. This provides a wider selection for selecting objects. Furthermore, since the two variants are present in different halves of the molecule, they can be additive or compensatory or both. Finally, the fact that they were discovered using a split fluorophore complementation system immediately means that they can be used as sensors in the system.

本発明は、以下の非限定的な実施例において更に具体的に説明される。   The invention is further illustrated in the following non-limiting examples.

実施例1: 蛍光タンパク質のアライメント

Figure 2005527210
アライメントは図16に記載される。 Example 1: Fluorescent protein alignment
Figure 2005527210
The alignment is described in FIG.

実施例2: EGFP相補性断片プローブの構築
原核および真核の中で互いに結合できる、逆平行ロイシンジッパー(NZおよびCZと称される)を、GFPの異なる断片に融合して、分割するGFPの至適な部位を評価した(係る断片の分子相補性実験(蛍光再構成実験を含む)における使用を目的として)。NZおよびCZロイシンジッパーを、リン酸化されたオリゴヌクレオチド2110−2115(NZジッパーに関して、表2を参照されたい)またはリン酸化されたオリゴヌクレオチド2116−2121(CZジッパーに関して)を、アニーリングおよびライゲーションすることにより、NcoI−BamHI切断したpTrcHis−Aベクター(インビトロゲンから利用可能)産生ベクターPS1515(NZジッパーをコード化している発現ベクター)またはPS1516(CZジッパーをコード化している発現ベクター)中に調製した。NZおよびCZアニーリング混合物1にライゲーションされたオリゴにより、NZおよびCZジッパーのN末端部分のコード配列(coding sequences)が産生された。NZおよびCZアニーリング混合物2にライゲーションされたオリゴにより、NZおよびCZジッパーの中間部分(middle parts)のコード配列が産生された、そしてNZおよびCZアニーリング混合物3にライゲーションされたオリゴにより、NZおよびCZジッパーのC末端部分のコード配列が産生された。
Example 2: Construction of an EGFP complementary fragment probe
Antiparallel leucine zippers (referred to as NZ and CZ), which can bind to each other in prokaryotic and eukaryotic, were fused to different fragments of GFP to evaluate the optimal site for splitting GFP (of such fragments). (For use in molecular complementation experiments, including fluorescence reconstruction experiments). Annealing and ligating NZ and CZ leucine zippers with phosphorylated oligonucleotides 2110-2115 (for NZ zippers, see Table 2) or phosphorylated oligonucleotides 2116-2121 (for CZ zippers) Were prepared in the NcoI-BamHI cut pTrcHis-A vector (available from Invitrogen) production vector PS1515 (expression vector encoding NZ zipper) or PS1516 (expression vector encoding CZ zipper). The oligos ligated to NZ and CZ annealing mixture 1 produced coding sequences for the N-terminal part of NZ and CZ zippers. The oligos ligated to NZ and CZ annealing mixture 2 produced the coding sequence of the middle part of NZ and CZ zippers, and the oligos ligated to NZ and CZ annealing mixture 3 produced NZ and CZ zippers. A coding sequence for the C-terminal portion of was produced.

NZジッパーに関するアニーリングプライマーペア
NZアニーリング混合物1
フォワードオリゴ2110(1μM) 5μl
リバースオリゴ2111(1μM) 5μl
50mM Tris−HCI、10mM MgCl、pH8.0 2μl
O 8μl
Annealing primer pair for NZ zipper
NZ annealing mixture 1
Forward oligo 2110 (1 μM) 5 μl
Reverse oligo 2111 (1 μM) 5 μl
50 mM Tris-HCI, 10 mM MgCl 2 , pH 8.0 2 μl
8 μl of H 2 O

NZアニーリング混合物2
フォワードオリゴ2112(1μM) 5μl
リバースオリゴ2113(1μM) 5μl
50mM Tris−HCl、10mM MgCl、pH8.0 2μl
O 8μl
NZ annealing mixture 2
Forward oligo 2112 (1 μM) 5 μl
Reverse oligo 2113 (1 μM) 5 μl
50 mM Tris-HCl, 10 mM MgCl 2 , pH 8.0 2 μl
8 μl of H 2 O

NZアニーリング混合物3
フォワードオリゴ2114(1μM) 5μl
リバースオリゴ2115(1μM) 5μl
50mM Tris−HCl、10mM MgCl、pH8.0 2μl
O 8μl
NZ annealing mixture 3
Forward oligo 2114 (1 μM) 5 μl
Reverse oligo 2115 (1 μM) 5 μl
50 mM Tris-HCl, 10 mM MgCl 2 , pH 8.0 2 μl
8 μl of H 2 O

各々のアニーリング混合物を80℃で2分間、予熱したHybaid OmniGene PCR機械で熱し、引き続いて停止させ、そして室温で冷やす(約10分)。断片を引き続いて氷上に置いた。   Each annealing mixture is heated on a preheated Hybaid OmniGene PCR machine at 80 ° C. for 2 minutes, subsequently stopped, and cooled at room temperature (approximately 10 minutes). The pieces were subsequently placed on ice.

CZジッパーに関するアニーリングプライマーペア
CZアニーリング混合物1
フォワードオリゴ2116(1μM) 5μl
リバースオリゴ2117(1μM) 5μl
50mM Tris−HCl、10mM MgCl、pH8.0 2μl
O 8μl
Annealing primer pair for CZ zipper
CZ annealing mixture 1
Forward oligo 2116 (1 μM) 5 μl
Reverse oligo 2117 (1 μM) 5 μl
50 mM Tris-HCl, 10 mM MgCl 2 , pH 8.0 2 μl
8 μl of H 2 O

CZアニーリング混合物2
フォワードオリゴ2118(1μM) 5μl
リバースオリゴ2119(1μM) 5μl
50mM Tris−HCl、10mM MgCl、pH8.0 2μl
O 8μl
CZ annealing mixture 2
Forward oligo 2118 (1 μM) 5 μl
Reverse oligo 2119 (1 μM) 5 μl
50 mM Tris-HCl, 10 mM MgCl 2 , pH 8.0 2 μl
8 μl of H 2 O

CZアニーリング混合物3
フォワードオリゴ2120(1μM) 5μl
リバースオリゴ2121(1μM) 5μl
50mM Tris−HCl、10mM MgCl、pH8.0 2μl
O 8μl
CZ annealing mixture 3
Forward oligo 2120 (1 μM) 5 μl
Reverse oligo 2121 (1 μM) 5 μl
50 mM Tris-HCl, 10 mM MgCl 2 , pH 8.0 2 μl
8 μl of H 2 O

各々のアニーリング混合物を80℃で2分間、予熱したHybaid OmniGene PCR機械で熱し、引き続いて停止させ、そして室温で冷やす(約10分)。断片を引き続いて氷上に置いた。   Each annealing mixture is heated on a preheated Hybaid OmniGene PCR machine at 80 ° C. for 2 minutes, subsequently stopped, and cooled at room temperature (approximately 10 minutes). The pieces were subsequently placed on ice.

pTrcHis−A原核生物発現ベクターの制限酵素消化
pTrcHis−A原核生物発現ベクター(NcoIおよびBamHI制限酵素で切断し、ゲル精製した)を使用して、調製したNZおよびCZロイシンジッパーコード配列をクローニングした:
Restriction enzyme digestion of pTrcHis-A prokaryotic expression vector
The prepared NZ and CZ leucine zipper coding sequences were cloned using the pTrcHis-A prokaryotic expression vector (cut with NcoI and BamHI restriction enzymes and gel purified):

pTrcHis−Aベクターの制限酵素消化
pTrcHis−A(1μg/μl) 2μl
NcoI(10U/μl) 1μl
Nhel(5U/μl)、任意 0.5μl
BamHI(20U/μl) 1μl
100xBSA 0.4μl
10xNEB(New England Biolabs, NEB)BamHIバッファー
3μl
O 23μl
子ウシ腸ホスファターゼ(任意、最後の20minのみ) 0.5μl
Restriction enzyme digestion of pTrcHis-A vector
pTrcHis-A (1 μg / μl) 2 μl
NcoI (10 U / μl) 1 μl
Nhel (5U / μl), optional 0.5μl
BamHI (20 U / μl) 1 μl
100xBSA 0.4μl
10 × NEB (New England Biolabs, NEB) BamHI buffer
3 μl
23 μl of H 2 O
Calf intestinal phosphatase (optional, last 20 min only) 0.5 μl

ベクターを約1時間37℃で消化し、そしてアガロースゲル電気泳動で精製した。所望のベクター断片を、ゲルからキアゲン(Qiagen)のQIAquickゲル抽出キット(スピンカラム)を用いて回収し、50μlの溶出バッファーに回収した。Nhel(これはNcoIおよびBamHIの間を切断する)を含ませて、非切断の及びセルフライゲーションしたベクターの量を最小化した。   The vector was digested for about 1 hour at 37 ° C. and purified by agarose gel electrophoresis. The desired vector fragment was recovered from the gel using Qiagen's QIAquick gel extraction kit (spin column) and recovered in 50 μl elution buffer. Nhel (which cuts between NcoI and BamHI) was included to minimize the amount of uncleaved and self-ligated vector.

アニールしたNZオリゴペアのライゲーションおよび形質転換
3つのNZアニーリング混合物1〜3の各々を、50倍に希釈(1μlの混合物を50μlのHOに)し、混合し、切断したベクターに以下のとおりライゲーションした(20〜24℃で3時間):
Ligation and transformation of annealed NZ oligo pairs
Each of the three NZ annealing mixtures 1-3 was diluted 50-fold (1 μl of the mixture into 50 μl H 2 O), mixed and ligated to the cleaved vector as follows (20-24 ° C. for 3 hours) ):

NZジッパー断片のpTrcHis−Aベクターへのライゲーション
アニーリング混合物1 1μl
アニーリング混合物2 1μl
アニーリング混合物3 1μl
10xT4 DNAリガーゼバッファー(New England Biolabs)
1μl
T4 DNAリガーゼ(400U/μl、New England Biolabs)
0.5μl
pTrcHis−A(NcoI+BamHI切断) 0.5μl
O 5μl
Ligation of NZ zipper fragment to pTrcHis-A vector
1 μl of annealing mixture 1
Annealing mixture 2 1 μl
Annealing mixture 3 1 μl
10xT4 DNA ligase buffer (New England Biolabs)
1 μl
T4 DNA ligase (400 U / μl, New England Biolabs)
0.5 μl
pTrcHis-A (NcoI + BamHI cleavage) 0.5 μl
5 μl of H 2 O

或いは、NZアニーリング混合物1、2、および3中の断片を、ベクターの非存在下でライゲーションし、そしてアガロースゲル電気泳動で精製できる(NcoI−BamHI切断ベクターへとライゲーションする前に)。アニーリング混合物1〜3からのアニールおよびライゲーションしたオリゴヌクレオチドは一本鎖の末端オーバーハングを有していた、該オーバーハングはpTrcHis−AのNcoIおよびBamHI制限酵素消化により形成されたオーバーハングと適合性のものであった。断片を切断されたpTrcHis−Aへとライゲーションした後、NcoIおよびBamHI部位を再形成(regenerated)した。   Alternatively, the fragments in the NZ annealing mixture 1, 2, and 3 can be ligated in the absence of the vector and purified by agarose gel electrophoresis (before ligation to the NcoI-BamHI cut vector). The annealed and ligated oligonucleotides from annealing mixtures 1-3 had a single-stranded terminal overhang, which was compatible with the overhang formed by NcoI and BamHI restriction enzyme digests of pTrcHis-A. It was a thing. After ligation of the fragment to cleaved pTrcHis-A, the NcoI and BamHI sites were regenerated.

前記ベクターへのライゲーションに続いて、2μlのライゲーション混合物を、50μlのOne Shot TOP10 chemically competent 大腸菌細胞(インビトロゲン)へと形質転換した(製造者のプロトコールに従い)。ライゲーションは、異なる量または容量の断片およびバッファーを用いて実行できる。挿入したDNA配列(配列番号7)およびコード化されたNZジッパーペプチド(配列番号8)は以下のとおりである:   Following ligation to the vector, 2 μl of the ligation mixture was transformed into 50 μl of One Shot TOP10 chemically competent E. coli cells (Invitrogen) (according to manufacturer's protocol). Ligation can be performed using different amounts or volumes of fragments and buffers. The inserted DNA sequence (SEQ ID NO: 7) and the encoded NZ zipper peptide (SEQ ID NO: 8) are as follows:

Figure 2005527210
Figure 2005527210

末端におけるGly−Gly−Thr−Gly−Ser−Glyアミノ酸配列はリンカー配列の一部であり、これはNZジッパーペプチドとEGFPのN末端断片(NtermEGFP)との間に挿入された。また、NtermEGFP−NZ融合タンパク質におけるジッパー配列もGly−Gly−Thr−Gly−Ser−Glyであり、Gly−Gly−Thr−Glyコード配列はNtermEGFPリバース増幅プライマー2129、2130、および2131(表3)において反復されている。下線はユニークなNcoI(CCATGG)、Agel(ACCGGT)およびBamHI(GGATCC)サイトであり、これらはジッパーペプチドのpTrcHis−Aへの及びNtermEGFP−NZ断片のNZジッパーベクターPS1515(以下を参照)へのクローニングに使用された。アステリスク(*)は、終止コドンを示す。   The Gly-Gly-Thr-Gly-Ser-Gly amino acid sequence at the end is part of the linker sequence, which was inserted between the NZ zipper peptide and the N-terminal fragment of EGFP (NtermEGFP). In addition, the zipper sequence in the NtermEGFP-NZ fusion protein is also Gly-Gly-Thr-Gly-Ser-Gly, and the Gly-Gly-Thr-Gly coding sequence is represented by NtermEGFP reverse amplification primers 2129, 2130, and 2131 (Table 3). It has been repeated. Underlined are the unique NcoI (CCATGG), Agel (ACCGGT) and BamHI (GGATCC) sites, which clone the zipper peptide to pTrcHis-A and the NtermEGFP-NZ fragment to the NZ zipper vector PS1515 (see below) Used for. An asterisk (*) indicates a stop codon.

アニールしたCZオリゴペアのライゲーションおよび形質転換
3つのCZアニーリング混合物4〜6の各々を、50倍に希釈(1μlの混合物を50μlのHOに)し、以下のとおりに混合した:
Ligation and transformation of annealed CZ oligo pairs
Each of the three CZ annealing mixtures 4-6 was diluted 50-fold (1 μl of the mixture into 50 μl of H 2 O) and mixed as follows:

CZジッパー断片のpTrcHis−Aベクターへのライゲーション
CZアニーリング混合物1 1μl
CZアニーリング混合物2 1μl
CZアニーリング混合物3 1μl
10xT4 DNAリガーゼバッファー(New England Biolabs)
1μl
T4 DNAリガーゼ(400U/μl、New England Biolabs)
0.5μl
pTrcHis−A(NcoI+BamHI切断) 0.5μl
O 5μl
Ligation of CZ zipper fragment to pTrcHis-A vector
CZ annealing mixture 1 1 μl
CZ annealing mixture 2 1 μl
CZ annealing mixture 3 1 μl
10xT4 DNA ligase buffer (New England Biolabs)
1 μl
T4 DNA ligase (400 U / μl, New England Biolabs)
0.5 μl
pTrcHis-A (NcoI + BamHI cleavage) 0.5 μl
5 μl of H 2 O

或いは、CZアニーリング混合物1、2、および3中の断片を、ベクターの非存在下でライゲーションし、そしてアガロースゲル電気泳動で精製できる(NcoI−BamHI切断ベクターへとライゲーションする前に)。アニーリング混合物1〜3からのアニールおよびライゲーションしたオリゴヌクレオチドは一本鎖化の末端オーバーハングを有していた、該オーバーハングはpTrcHis−AのNcoIおよびBamHI制限酵素消化により産生されたオーバーハングと適合性のものであった。断片の切断されたpTrcHis−Aへのライゲーション後、NcoIおよびBamHI部位を再形成した。   Alternatively, the fragments in the CZ annealing mixtures 1, 2, and 3 can be ligated in the absence of the vector and purified by agarose gel electrophoresis (before ligation to the NcoI-BamHI cut vector). The annealed and ligated oligonucleotides from annealing mixtures 1 to 3 had a single-stranded terminal overhang that was compatible with the overhang produced by NcoI and BamHI restriction enzyme digestion of pTrcHis-A. It was sex. After ligation of the fragment to cleaved pTrcHis-A, the NcoI and BamHI sites were reshaped.

前記ベクターへのライゲーションに続いて、2μlのライゲーション混合物を、50μlのOne Shot TOP10 chemically competent 大腸菌細胞(インビトロゲン)へと形質転換した(製造者のプロトコールに従い)。ライゲーションは、異なる量または容量の断片およびバッファーを用いて実行できる。挿入したDNA配列(配列番号9)およびコード化されたCZジッパーペプチド(配列番号10)は以下のとおりである:   Following ligation to the vector, 2 μl of the ligation mixture was transformed into 50 μl of One Shot TOP10 chemically competent E. coli cells (Invitrogen) (according to manufacturer's protocol). Ligation can be performed using different amounts or volumes of fragments and buffers. The inserted DNA sequence (SEQ ID NO: 9) and the encoded CZ zipper peptide (SEQ ID NO: 10) are as follows:

Figure 2005527210
Figure 2005527210

末端におけるGly−Gly−Thr−Glyアミノ酸配列はリンカー配列の一部であり、これはCZジッパーペプチドとEGFPのC末端断片(CtermEGFP)との間に挿入された。また、CZ−CtermEGFP融合タンパク質におけるジッパー配列もGly−Gly−Thr−Glyであり、Thr−Glyコード配列はCtermEGFPフォワード増幅プライマー2133、2134、および2135(表3)において反復されている。下線はユニークなNcoI(CCATGG)、Agel(ACCGGT)およびBamHI(GGATCC)サイトであり、これらはジッパーペプチドのpTrcHis−Aへの及びCZ−CtermEGFP断片のCZジッパーベクターPS1516(以下を参照)へのクローニングに使用された。アステリスク(*)は、終止コドンを示す。   The Gly-Gly-Thr-Gly amino acid sequence at the end is part of the linker sequence, which was inserted between the CZ zipper peptide and the C-terminal fragment of EGFP (CtermEGFP). The zipper sequence in the CZ-CtermEGFP fusion protein is also Gly-Gly-Thr-Gly, and the Thr-Gly coding sequence is repeated in CtermEGFP forward amplification primers 2133, 2134, and 2135 (Table 3). Underlined are the unique NcoI (CCATGG), Agel (ACCGGT) and BamHI (GGATCC) sites, which clone the zipper peptide to pTrcHis-A and the CZ-CtermEGFP fragment to the CZ zipper vector PS1516 (see below) Used for. An asterisk (*) indicates a stop codon.

実施例3: 大腸菌(E. coli)コロニーPCR選別、プラスミド ミニプレップおよびDNAシークエンシング
形質転換した細菌をルリア ブロス(LB)寒天プレート上で平板培養(plated)した。該プレートは100μl/mlのカルベニシリン(carbenicillin)を選択薬として含有している(使用した大腸菌培地に存在する)。所望のNZまたはCZ構築物を含有している形質転換体を迅速に同定するため、コロニーPCRスクリーニングをオリゴ2110(5’フォワードNZオリゴ)および2115(3’リバース NZオリゴ)を用いて又はオリゴ2116(5’フォワード CZオリゴ)および2121(3’リバースCZオリゴ)を用いて実行した:
Example 3: E. coli colony PCR selection, plasmid miniprep and DNA sequencing
Transformed bacteria were plated on Luria broth (LB) agar plates. The plate contains 100 μl / ml carbenicillin as a selective agent (present in the E. coli medium used). To quickly identify transformants containing the desired NZ or CZ construct, colony PCR screening was performed using oligo 2110 (5 ′ forward NZ oligo) and 2115 (3 ′ reverse NZ oligo) or oligo 2116 ( 5 ′ forward CZ oligo) and 2121 (3 ′ reverse CZ oligo) were used:

サンプルごと(15μl反応容量)
10xTaqポリメラーゼバッファー(パーキンエルマー) 1.5μl
dNTP(5mMヌクレオチド、各々) 0.3μl
50mM MgCl 0.6μl
ジメチルスルホキシド(DMSO) 0.3μl
Taqポリメラーゼ(パーキンエルマー) 0.2μl
5’フォワードプライマー(10μM) 0.5μl
3’リバースプライマー(10μM) 0.5μl
O 6.1μl
Oに再懸濁された形質転換体 5.0μl
Per sample (15 μl reaction volume)
10 × Taq polymerase buffer (Perkin Elmer) 1.5 μl
dNTP (5 mM nucleotide, each) 0.3 μl
50 mM MgCl 2 0.6 μl
Dimethyl sulfoxide (DMSO) 0.3 μl
Taq polymerase (Perkin Elmer) 0.2 μl
5 ′ forward primer (10 μM) 0.5 μl
3 ′ reverse primer (10 μM) 0.5 μl
6.1 μl of H 2 O
5.0 μl of transformant resuspended in H 2 O

サイクリングパラメーター(RoboCycler Gradient 96、ストラタジーン)
開始時変性を94℃で3分間、続いて25サイクルの以下に記載する工程(全ての工程は1分間)、即ち:
変性を94℃、プライマーアニーリングを53℃およびプライマー伸長を72℃で実施する。
最終的に、付加的な伸長工程の72℃での実施を含めた(5分間)。
16のNZ形質転換体および16のCZ形質転換体を選別した。約120塩基対の予想された産物サイズを有するPCR断片を、14のNZクローンおよび15のCZクローンから増幅した(アガロースゲル電気泳動分析により決定された)。
Cycling parameters (RoboCycler Gradient 96, Stratagene)
Initial denaturation at 94 ° C. for 3 minutes, followed by 25 cycles of the steps described below (all steps for 1 minute):
Denaturation is performed at 94 ° C, primer annealing at 53 ° C and primer extension at 72 ° C.
Finally, an additional extension step was performed at 72 ° C. (5 minutes).
Sixteen NZ transformants and 16 CZ transformants were selected. PCR fragments with an expected product size of approximately 120 base pairs were amplified from 14 NZ clones and 15 CZ clones (determined by agarose gel electrophoresis analysis).

3つの陽性コロニーを各々の形質転換(NZおよびCZ)から採取して、5mlの液体LB培地に播種した。37℃で一晩培養した後、プラスミドDNAをQIAprepキット(キアゲン)を用いたミニプレパレーションにより精製した。   Three positive colonies were picked from each transformation (NZ and CZ) and seeded in 5 ml liquid LB medium. After overnight culture at 37 ° C., the plasmid DNA was purified by mini-preparation using the QIAprep kit (Qiagen).

正しいNZ(PS1515)またはCZ(PS1516)断片挿入物を含んでいるプラスミドを、DNAシークエンシング(ABIプリズムモデル377 DNA配列決定装置でフォワード配列決定プライマー1282を用いて)で同定した。   Plasmids containing the correct NZ (PS1515) or CZ (PS1516) fragment insert were identified by DNA sequencing (using forward sequencing primer 1282 on an ABI prism model 377 DNA sequencer).

実施例4: EGFP断片およびジッパーの融合タンパク質をコード化している原核生物性の発現ベクター
それぞれの原核生物性の発現ベクターPS1515およびPS1516中の、NZおよびCZジッパーをコード化しているDNA配列を、所望のEGFP断片(EGFPのN末端断片はNtermEGFPと称され、EGFPのC末端断片はCtermEGFPと称される)又は他の断片をコード化しているDNA配列へと、ロイシンジッパーコード配列の5’端(NZベクターPS1515における)または3’端(CZベクターPS1516における)の何れかにおけるリンカー配列に適切に配置されているユニークなAgeI制限酵素認識部位とジッパーコード化断片のクローニングに使用されたユニークなNcoIまたはBamHI部位の何れかとを組み合わせて用いることにより融合できる(DNAおよびアミノ酸配列は上記に示される)。
Example 4: Prokaryotic expression vector encoding EGFP fragment and zipper fusion protein
The DNA sequences encoding the NZ and CZ zippers in the respective prokaryotic expression vectors PS1515 and PS1516, the desired EGFP fragment (the N-terminal fragment of EGFP is referred to as NtermEGFP, and the C-terminal fragment of EGFP is CtermEGFP) Or a linker sequence at either the 5 ′ end (in NZ vector PS1515) or 3 ′ end (in CZ vector PS1516) of the leucine zipper coding sequence. Fusion can be achieved by using a combination of a properly positioned unique AgeI restriction enzyme recognition site and either the unique NcoI or BamHI site used to clone the zipper-encoded fragment (DNA and amino acid sequences are shown above) That).

融合タンパク質コード配列の一般的な構造は、図1に示される。   The general structure of the fusion protein coding sequence is shown in FIG.

例えば、原核生物の発現ベクター〔該ベクターは融合タンパク質をコード化しており、該融合タンパク質はNtermEGFP断片(例えば、残基1−172(NtermEGFP172))のN末端を介して(N−terminally)融合されたNZジッパー(即ち、NtermEGFP断片のC末端に融合される)からなる〕を調製するために、市販の発現ベクターpEGFP−C1(クロンテック)におけるEGFPコード配列の本領域を、表3のとおりフォワードオリゴ2128(ユニークなNcoI部位を含んでいる)およびリバースオリゴ2131(ユニークなAgel部位を含んでいる)を用いたPCRにより増幅した。   For example, a prokaryotic expression vector (the vector encodes a fusion protein, which is fused (N-terminally) via the N-terminus of a NtermEGFP fragment (eg, residue 1-172 (NtermEGFP172)). NZ zipper (ie, fused to the C-terminus of the NtermEGFP fragment), this region of the EGFP coding sequence in the commercial expression vector pEGFP-C1 (Clontech) is Amplification was by PCR using 2128 (containing a unique NcoI site) and reverse oligo 2131 (containing a unique Agel site).

サンプルごと(50μl反応容量)
10xPfuポリメラーゼバッファー(ストラタジーン) 5.0μl
dNTP(5mMヌクレオチド、各々) 1.0μl
Pfu Hot Startポリメラーゼ(ストラタジーン) 1.0μl
5’フォワードプライマー(10μM) 1.0μl
3’リバースプライマー(10μM) 1.0μl
pEGFP−C1ベクター(10ng/μl) 2.0μl
O 39.0μl
Per sample (50 μl reaction volume)
10 × Pfu polymerase buffer (Stratagene) 5.0 μl
dNTPs (5 mM nucleotides, each) 1.0 μl
Pfu Hot Start Polymerase (Stratagene) 1.0 μl
5 ′ forward primer (10 μM) 1.0 μl
3 ′ reverse primer (10 μM) 1.0 μl
pEGFP-C1 vector (10 ng / μl) 2.0 μl
H 2 O 39.0 μl

サイクリングパラメーター(Hvbaid OmniGene PCR機械)
開始時変性を94℃で3分間、続いて25サイクルの以下に記載する工程(全ての工程は1分間)、即ち:
変性を94℃、プライマーアニーリングを53℃およびプライマー伸長を72℃で実施する。
最終的に、付加的な伸長工程の72℃での実施を含めた(5分間)。
Cycling parameters (Hvbaid OmniGene PCR machine)
Initial denaturation at 94 ° C. for 3 minutes, followed by 25 cycles of the steps described below (all steps for 1 minute):
Denaturation is performed at 94 ° C, primer annealing at 53 ° C and primer extension at 72 ° C.
Finally, an additional extension step was performed at 72 ° C. (5 minutes).

所望のEGFP断片(例えば、残基1−172から構成される上記の断片)をコード化しているPCR断片(前記プライマー配列に含まれる、適切に設計(engineered)した末端の制限酵素認識部位を有する)を、次にゲル精製を上記のとおり、NcoIおよびAgelまたはAgelおよびBamHIで切断し、構築したNZまたはCZ原核生物のロイシンジッパー発現ベクターPS1515またはPS1516(同じ酵素で切断された)へとライゲーションし、ゲル精製した:   PCR fragment encoding the desired EGFP fragment (eg, the above fragment composed of residues 1-172) (having a suitably engineered terminal restriction enzyme recognition site included in the primer sequence) ) And then ligated to the constructed NZ or CZ prokaryotic leucine zipper expression vector PS1515 or PS1516 (cut with the same enzymes), cut with NcoI and Agel or Agel and BamHI as described above. Gel purified:

NtermEGFPおよびCtermEGFP PCR断片の制限酵素消化
EGFP断片(ゲル精製された) 26μg
NcoI(10U/μl)またはBamHI(20U/μl) 0.5μl
Agel(10U/μl) 1.0μl
10xNew England Biolabsバッファー2 3μl
Restriction enzyme digestion of NtermEGFP and CtermEGFP PCR fragments
EGFP fragment (gel purified) 26 μg
NcoI (10 U / μl) or BamHI (20 U / μl) 0.5 μl
Agel (10 U / μl) 1.0 μl
10 × New England Biolabs buffer 2 3 μl

NZ(PS1515)およびCZ(PS1516)ベクターの制限酵素消化
ベクター(1μg/μl) 1.0μl
NcoI(10U/μl)またはBamHI(20U/μl) 0.33μl
Agel(10U/μl) 0.66μl
10xNew England Biolabsバッファー2 1μl
O 7μl
Restriction enzyme digestion of NZ (PS1515) and CZ (PS1516) vectors
Vector (1 μg / μl) 1.0 μl
NcoI (10 U / μl) or BamHI (20 U / μl) 0.33 μl
Agel (10 U / μl) 0.66 μl
1 × l of 10 × New England Biolabs buffer 2
7 μl of H 2 O

全ての酵素は、New England Biolabsから入手した。DNA調製物を1時間、37℃で消化し、ゲル精製した。   All enzymes were obtained from New England Biolabs. The DNA preparation was digested for 1 hour at 37 ° C. and gel purified.

EGFP断片の切断したPS1515またはPS1516ベクターへのライゲーション
切断および精製したベクター 2μl
切断および精製したNtermEGFPまたはCtermEGFP断片 4μl
10xT4 DNAリガーゼバッファー(New England Biolabs)
1μl
T4 DNAリガーゼ(400U/μl、New England Biolabs)
0.5μl
O 2.5μl
Ligation of EGFP fragment to cleaved PS1515 or PS1516 vector
2 μl of cut and purified vector
Cleaved and purified NtermEGFP or CtermEGFP fragment 4 μl
10xT4 DNA ligase buffer (New England Biolabs)
1 μl
T4 DNA ligase (400 U / μl, New England Biolabs)
0.5 μl
H 2 O 2.5 μl

ライゲーションを30分間、22℃で進行させ、その後に2μlの各ライゲーション混合物を、50μlのOne Shot TOP10 chemically competent 大腸菌細胞(インビトロゲン)へと形質転換した(製造者のプロトコールに従い)。   Ligation was allowed to proceed for 30 minutes at 22 ° C., after which 2 μl of each ligation mixture was transformed into 50 μl of One Shot TOP10 chemically competent E. coli cells (Invitrogen) (according to manufacturer's protocol).

形質転換した細胞をLBプレート(カルベニシリンを含有している)に平板培養し、プラスミドを各形質転換の2つのコロニーから上記のとおりに調製した。   Transformed cells were plated on LB plates (containing carbenicillin) and plasmids were prepared as described above from two colonies of each transformation.

実施例5: 大腸菌におけるEGFPに基づく再構成
機能的なNtermEGFP−NZまたはCZ−CtermEGFP相補性構築物を発現したプラスミドを、10μlのOne Shot TOP10 chemically competent 大腸菌細胞(インビトロゲン)に1μlの各々適切に適合(matched)したNtermEGFP−NZまたはCZ−CtermEGFPプラスミド〔即ち、EGFP断片を発現するプラスミド、該プラスミドは同一の分割部位(splitting site)の後(NtermEGFP断片)または前(CtermEGFP断片)で切断(truncated)される〕を共形質転換することと、および共形質転換(co−transformed)した細胞をLBプレート(カーベニシリンおよび5mMのイソプロピル−β−チオガラクトシド(IPTG)を含有する)上で平板培養することと、により同定した。
Example 5: EGFP-based reconstitution in E. coli
Plasmids expressing functional NtermEGFP-NZ or CZ-CtermEGFP complementation constructs were used in 10 μl of One Shot TOP10 chemically competent E. coli cells (Invitrogen) each with 1 μl of appropriately matched NtermEGFP-NZ or CZ-CtermEGF Co-transforming a plasmid (ie, a plasmid expressing an EGFP fragment, the plasmid being truncated at the same splitting site (NtermEGFP fragment) or before (CtermEGFP fragment)); And co-transformed cells were treated with LB plates (carbenicillin and 5 mM isopropyl-β-thiogalactosin And be plated on containing (IPTG)), it was identified by.

形質転換した細胞を一晩、37℃で培養した。青色光源(Fiberoptic−Heim LQ2600)で照らし、黄色フィルター眼鏡を通して確認した際に、EGFPに基づく再構成のために緑色蛍光であった大腸菌コロニーは、形質転換後(蛍光は、5℃で1日以上プレートを保存している間に更に発生した)の約10〜20時間で拡大することなしに寒天プレート上で可視であった。   Transformed cells were cultured overnight at 37 ° C. E. coli colonies that were illuminated with a blue light source (Fiberoptic-Heim LQ2600) and were confirmed to be green fluorescent due to EGFP-based reconstitution when viewed through yellow filter glasses were transformed (fluorescence was at least 5 days at 5 ° C) Visible on the agar plate without expansion in about 10-20 hours (which occurred further during storage of the plate).

機能的な相補性を、残基157および158間または残基172および173間の何れかでの分割に基づいた相補性構築物(complementation constructs)で共形質転換した細胞において明瞭に目視できた、また機能的なNtermEGFP−NZまたはCZ−CtermEGFP相補性断片(PS1594、PS1595、PS1596、PS1597と称される、表4を参照されたい)を産生する発現ベクターのDNA配列を、プライマー1282を用いたDNAシークエンシングで検証した(以前に記載されたとおり)。   Functional complementarity was clearly visible in cells co-transformed with complementation constructs based on splitting either between residues 157 and 158 or between residues 172 and 173, and The DNA sequence of the expression vector that produces a functional NtermEGFP-NZ or CZ-CtermEGFP complementary fragment (referred to as PS1594, PS1595, PS1596, PS1597, see Table 4) is the DNA sequence using primer 1282. Validated by Thing (as previously described).

驚くことに、lle171−Ser175ループ(すなわち残基172および173の間、ベクターPS1595およびPS1597)に分割を有するEGFP相補性断片を発現するベクターで共形質転換した細胞の大腸菌コロニーは、Ala154−Gly160ループ(すなわち残基157および158の間、ベクターPS1594およびPS1596)に分割を有するEGFP相補性断片を発現するベクターで共形質転換した細胞のコロニーよりも有意に蛍光が強かった。   Surprisingly, the E. coli colonies of cells co-transformed with a vector expressing an EGFP complementary fragment having a split in the lle171-Ser175 loop (ie, between residues 172 and 173, vectors PS1595 and PS1597) are Ala154-Gly160 loops. It was significantly more fluorescent than the colonies of cells co-transformed with a vector expressing an EGFP complementary fragment with a split on (ie, between residues 157 and 158, vectors PS1594 and PS1596).

機能的な相補性を、残基144および145間の分割に基づく相補性構築物で共形質転換した細胞において明瞭に目視できなかった。DNAシークエンシングにより、発現ベクターPS1614およびPS1615が、それぞれ正しいNtermEGFP−NZおよびCZ−CtermEGFP再構成断片をコード化していることが確認された。   Functional complementarity was not clearly visible in cells co-transformed with a complementation construct based on the split between residues 144 and 145. DNA sequencing confirmed that expression vectors PS1614 and PS1615 encoded the correct NtermEGFP-NZ and CZ-CtermEGFP reconstructed fragments, respectively.

実施例6: EGFP断片およびジッパーの融合タンパク質をコード化している真核生物性の発現ベクター
144/145分割断片に基づいた相補性断片により産生された蛍光シグナルが低いので、残基157/158または172/173での分割に基づいた相補性断片のみが、真核生物性の発現系へと移され、哺乳類細胞における断片相補性を評価することが認可された。
Example 6: Eukaryotic expression vector encoding EGFP fragment and zipper fusion protein
Since the fluorescent signal produced by the complementary fragment based on the 144/145 split fragment is low, only the complementary fragment based on the split at residues 157/158 or 172/173 will enter the eukaryotic expression system. And was approved to assess fragment complementation in mammalian cells.

NtermEGFP−NZ断片(PS1596およびPS1597における)、およびCZ−CtermEGFP断片(PS1594およびPS1595における)は、NcoI部位(開始コドンに対して5’)およびBamHI部位(終始コドンに対して3’)が両側に配置される(flanked)。前記断片を、ブラントエンド化されたNcoI/BamHI断片として、哺乳類発現ベクター(Eco47III/BamHIで切断された)へと導入した。NtermEGFP−NZおよびCZ−CtermEGFPの双方を発現するプラスミドの安定的発現に関して選択するために、NtermEGFP−NZ断片およびCZ−CtermEGFP断片に関する発現ベクターは、それぞれネオマイシン/ジェネテシン/G418およびゼオシン(zeocin)に対する選択マーカーを含有している。   NtermEGFP-NZ fragment (in PS1596 and PS1597), and CZ-CtermEGFP fragment (in PS1594 and PS1595) have NcoI sites (5 'to start codon) and BamHI sites (3' to start codon) on both sides. It is flunked. The fragment was introduced as a blunt-ended NcoI / BamHI fragment into a mammalian expression vector (cut with Eco47III / BamHI). To select for stable expression of plasmids expressing both NtermEGFP-NZ and CZ-CtermEGFP, the expression vectors for NtermEGFP-NZ and CZ-CtermEGFP fragments were selected against neomycin / geneticin / G418 and zeocin, respectively. Contains a marker.

プラスミドPS1594、PS1595、PS1596、およびPS1597を、NcoI制限酵素で切断し、クレノー断片でブラントエンド化し、ゲル精製し、BamHIで切断し、そしてゲル精製した(以下に記載のとおり)。   Plasmids PS1594, PS1595, PS1596, and PS1597 were cut with NcoI restriction enzyme, blunted with Klenow fragment, gel purified, cut with BamHI, and gel purified (as described below).

NtermEGFP−NZおよびCZ−CtermEGFP原核生物性の発現ベクターの制限酵素消化
PS1594、PS1595、PS1596、またはPS1597(1μg/μl)
1μl
NcoI(10U/μl、New England Biolabsより)
1μl
10xバッファー4(NEB) 3μl
O 25μl
Restriction enzyme digestion of NtermEGFP-NZ and CZ-CtermEGFP prokaryotic expression vectors
PS1594, PS1595, PS1596, or PS1597 (1 μg / μl)
1 μl
NcoI (10 U / μl, from New England Biolabs)
1 μl
3x 10x buffer 4 (NEB)
H 2 O 25 μl

前記プラスミドを約1時間、37℃で消化した。1μlの1mM dNTP混合物および1ユニットのクレノー断片(New England Biolabs)を添加し、反応を30分間、室温でインキュベートした。直鎖状プラスミド断片を、アガロースゲル電気泳動で精製し、ゲルからキアゲンのQIAquickゲル抽出キット(スピンカラム)を用いて回収し、50μlの溶出バッファー中に回収した。5μlのBamHIバッファー(New England Biolabs)および10ユニットBamHI酵素を添加した。前記プラスミドを約1時間、37℃で消化した。所望のプラスミド断片を、アガロースゲル電気泳動で精製し、ゲルからキアゲンのQIAquickゲル抽出キット(スピンカラム)を用いて回収し、50μlの溶出バッファー中に回収した。   The plasmid was digested for about 1 hour at 37 ° C. 1 μl of 1 mM dNTP mixture and 1 unit of Klenow fragment (New England Biolabs) were added and the reaction was incubated for 30 minutes at room temperature. The linear plasmid fragment was purified by agarose gel electrophoresis, recovered from the gel using Qiagen's QIAquick gel extraction kit (spin column), and recovered in 50 μl of elution buffer. 5 μl BamHI buffer (New England Biolabs) and 10 units BamHI enzyme were added. The plasmid was digested for about 1 hour at 37 ° C. The desired plasmid fragment was purified by agarose gel electrophoresis and recovered from the gel using Qiagen's QIAquick gel extraction kit (spin column) and recovered in 50 μl elution buffer.

NtermEGFP−NZおよびCZ−CtermEGFP断片を同じ哺乳類細胞において安定的に共発現させるために、異なる選択マーカーを保持している哺乳類発現ベクターが必要とされる。これを実現するため、発現ベクターpEGFP−C1におけるカナマイシン/ネオマイシン選択マーカーをゼオシン抵抗性マーカーで置換した、このプラスミドをPS0609と命名した。   In order to stably co-express NtermEGFP-NZ and CZ-CtermEGFP fragments in the same mammalian cells, mammalian expression vectors carrying different selectable markers are required. To achieve this, this plasmid was designated PS0609, in which the kanamycin / neomycin selection marker in the expression vector pEGFP-C1 was replaced with a zeocin resistance marker.

pEGFP−C1におけるカナマイシン/ネオマイシンマーカーのゼオシンマーカーでの置換
pEGFP−C1をAvrIIで消化(カナマイシン/ネオマイシン選択マーカーが摘出される)し、次にゲル精製し、ベクター断片を約0.5kbpのAvrII断片(ゼオシン抵抗性をコード化している)とライゲーションした。この断片を、プラスミドpZeoSV(インビトロゲン)におけるゼオシン選択マーカーをプライマー9655および9658を用いてPCR増幅することにより分離した(表2を参照されたい)。両方のプライマーは、AvrIIクローニング部位を有し、プラスミドpZeoSV(自身の大腸菌プロモーターを含んでいる)上のゼオシン抵抗性遺伝子の両側に接している(flank)。トッププライマー(top primer)9658はゼオシンの開始部位のAseI部位を含み、これを利用してAvrII挿入物の、SV40プロモータ(哺乳類細胞における耐性を発揮させる)に対する方向性を決定することができる。生じたプラスミドをPS0609と称する。
Replacement of kanamycin / neomycin marker with zeocin marker in pEGFP-C1
pEGFP-C1 was digested with AvrII (the kanamycin / neomycin selectable marker was excised), then gel purified and the vector fragment was ligated with an approximately 0.5 kbp AvrII fragment (encoding zeocin resistance). This fragment was isolated by PCR amplification of the zeocin selectable marker in plasmid pZeoSV (Invitrogen) using primers 9655 and 9658 (see Table 2). Both primers have an AvrII cloning site and are flanked on both sides of the zeocin resistance gene on the plasmid pZeoSV (which contains its own E. coli promoter). The top primer 9658 contains an AseI site at the start of zeocin, which can be used to determine the orientation of the AvrII insert relative to the SV40 promoter (which exerts resistance in mammalian cells). The resulting plasmid is called PS0609.

プラスミドpEGFP−C1(クロンテック)及びそのゼオシン耐性派生物(derivative)PS0609を、Eco47III制限酵素で切断し、ゲル精製し、BamHIで切断し、そしてゲル精製した(以下に記載のとおり)。これらの工程により、EGFPが摘出され、前記ベクターの残りの部分が無傷(intact)で残される。   Plasmid pEGFP-C1 (Clontech) and its zeocin resistant derivative PS0609 were cut with Eco47III restriction enzyme, gel purified, BamHI cut and gel purified (as described below). These steps extract EGFP and leave the rest of the vector intact.

真核生物性の発現ベクターの制限酵素消化
pEGFP−C1またはPS0609 DNA(1μg/μl) 0.5μl
Eco47III(10U/μl、プロメガより) 1μl
10xバッファーD(プロメガ) 3μl
O 25.5μl
Restriction enzyme digestion of eukaryotic expression vectors
pEGFP-C1 or PS0609 DNA (1 μg / μl) 0.5 μl
Eco47III (10 U / μl, from Promega) 1 μl
10x Buffer D (Promega) 3 μl
25.5 μl of H 2 O

前記プラスミドを約1時間、37℃で消化した。直鎖状プラスミド断片を、アガロースゲル電気泳動で精製し、ゲルからキアゲンのQIAquickゲル抽出キット(スピンカラム)を用いて回収し、50μlの溶出バッファー中に回収した。5μl BamHIバッファー(New England Biolabs)および10ユニットBamHI酵素を添加した。前記プラスミドを約1時間、37℃で消化した。所望のベクター断片を、アガロースゲル電気泳動で精製し、ゲルからキアゲンのQIAquickゲル抽出キット(スピンカラム)を用いて回収し、50μlの溶出バッファー中に回収した。   The plasmid was digested for about 1 hour at 37 ° C. The linear plasmid fragment was purified by agarose gel electrophoresis, recovered from the gel using Qiagen's QIAquick gel extraction kit (spin column), and recovered in 50 μl of elution buffer. 5 μl BamHI buffer (New England Biolabs) and 10 units BamHI enzyme were added. The plasmid was digested for about 1 hour at 37 ° C. The desired vector fragment was purified by agarose gel electrophoresis, recovered from the gel using Qiagen's QIAquick gel extraction kit (spin column), and recovered in 50 μl of elution buffer.

NtermEGFP−NZ断片のpEGFP−C1へのライゲーションおよびCZ−CtermEGFP断片のPS0609へのライゲーション
切断および精製したベクター断片 1μl
切断および精製したNtermEGFP−NZまたはCtermEGFP断片
3μl
10xT4 DNAリガーゼバッファー(New England Biolabs)
1μl
T4 DNAリガーゼ(400U/μl、New England Biolabs)
0.5μl
O 5μl
Ligation of NtermEGFP-NZ fragment to pEGFP-C1 and ligation of CZ-CtermEGFP fragment to PS0609
1 μl of cut and purified vector fragment
Cleaved and purified NtermEGFP-NZ or CtermEGFP fragment
3 μl
10xT4 DNA ligase buffer (New England Biolabs)
1 μl
T4 DNA ligase (400 U / μl, New England Biolabs)
0.5 μl
5 μl of H 2 O

ライゲーション反応を16℃で一晩インキュベーションする。3μlをOne Shot TOP10 chemically competent大腸菌細胞(インビトロゲン)へと形質転換し、形質転換体をカナマイシン添加imMediaまたはゼオシン添加imMedia(両方ともインビトロゲン)上で、それぞれpEGFP−C1およびPS0609派生物に関して選択した。   Incubate the ligation reaction overnight at 16 ° C. 3 μl was transformed into One Shot TOP10 chemically competent E. coli cells (Invitrogen) and transformants were selected for pEGFP-C1 and PS0609 derivatives on kanamycin-added immedia or zeocin-added immedia (both Invitrogen), respectively. .

4つの形質転換体(各形質転換プレートからの)を、imMedia培地に適切な選択(カナマイシンまたはゼオシン)を加えたものに入れて、37℃で6時間成長させた。   Four transformants (from each transformation plate) were grown for 6 hours at 37 ° C. in immedia media plus appropriate selection (kanamycin or zeocin).

プラスミドDNAをQIAprepスピンカラム法(キアゲン)により分離し、AseIおよびMluIでの制限酵素消化で分析した。前記挿入物のDNA配列を、最終的にはシークエンシングにより検証した(上記のとおり)。結果的に生じたプラスミドをPS1557、PS1558、PS1559、およびPS1560(表4)と命名した。   Plasmid DNA was isolated by QIAprep spin column method (Qiagen) and analyzed by restriction enzyme digestion with AseI and MluI. The DNA sequence of the insert was finally verified by sequencing (as described above). The resulting plasmids were named PS1557, PS1558, PS1559, and PS1560 (Table 4).

実施例7: 哺乳類細胞におけるEGFPに基づく再構成
EGFP断片/ジッパー融合タンパク質を発現する細胞株(cell lines)を樹立するため、CHO−hIR細胞をプラスミドペアで形質転換して、2つの細胞株 1)CHO−hIR PS1559+PS1557、および2)CHO−hIR PS1560+PS1558が作出された。CHO−hIR細胞株はCHO−K1(ATCC CCL−61)細胞からなり、該細胞はヒトインシュリンレセプターを安定的に形質移入されている((hIR、GenBank Acc#; M10051) 次の文献に記載されている:Hansen, B.F., Danielsen, G.M., Drejer, K., Srensen, A.R., Wiberg, F.C., Klein, H.H., Lundemose, A.G. (1996) Sustained signalling from the insulin receptor after stimulation with insulin analogues exhibiting increased mitogenic potency. Biochem. J. Apr 1; 315 (Pt 1): 271−279)<。前記ベクターに対する選択マーカーは、メトトレキセート(MTX)である。hIR発現はCHO−hIR細胞において非常に安定であり(淘汰圧なしで)、というのも前記細胞株がインシュリン感受性であるためであり、非常に安定な表現型を淘汰圧なしで維持できる。
Example 7: EGFP-based reconstitution in mammalian cells
To establish cell lines expressing EGFP fragment / zipper fusion proteins, CHO-hIR cells were transformed with plasmid pairs and two cell lines 1) CHO-hIR PS1559 + PS1557, and 2) CHO-hIR. PS1560 + PS1558 was created. The CHO-hIR cell line consists of CHO-K1 (ATCC CCL-61) cells, which are stably transfected with human insulin receptor ((hIR, GenBank Acc #; M10051) as described in Hansen, BF, Danielsen, GM, Dreamer, K., Srensen, A.R., Wiberg, F.C., Klein, H.H., Lundemose, A.G. 1996) Sustained signaling from the insulin receptor after stimulation with insulin analogues exhibiting incimated mitogen potency. pr 1; 315 (Pt 1): 271-279) <. The selectable marker for the vector is methotrexate (MTX). hIR expression is very stable in CHO-hIR cells (without sputum pressure) because the cell line is insulin sensitive and can maintain a very stable phenotype without sputum pressure.

安定な細胞は、選択培地(ジェネテシンおよびゼオシンを含有している)において細胞成長させることにより取得された。   Stable cells were obtained by growing cells in selective medium (containing geneticin and zeocin).

CHO−hIRをFugene(ロシュ)を用いて形質移入した(製造者の指示にしたがって)。形質移入の次の日、細胞を一過性発現(transient expression)に関して検査し、分割(1:10)し、選択培地(500μg/mlのジェネテシン(インビトロゲン)および1mg/mlのゼオシン(Cayla)を添加した、成長培地)に暴露した。前記細胞株は、選択培地における培養の2〜3週後に安定であった。   CHO-hIR was transfected with Fugene (Roche) (according to manufacturer's instructions). The day after transfection, the cells were examined for transient expression, split (1:10), selective medium (500 μg / ml Geneticin (Invitrogen) and 1 mg / ml Zeocin (Cayla)). To the growth medium). The cell line was stable after 2-3 weeks of culture in selective medium.

使用された成長培地(growth medium)は、NUT.MIX F−12(Ham’s)withGLUTAMAX−1(ギブコ/インビトロゲン)に10%ウシ胎児血清(JRH Biosciences)と1%ペニシリン―ストレプトマイシン(10,000IU/ml、ギブコ/インビトロゲン)とを添加した培地であった。前記CHO−hIR細胞を成長培地中で培養し、分割(1:4から1:16)した(週に2回、標準の細胞培養プロトコールにしたがって)。前記CHO−hIR PS1559+PS1557およびCHO−hIR PS1560+PS1558を同様に処理した(前記成長培地が500μg/mlのジェネテシン(インビトロゲン)および1mg/mlゼオシン(Cayla)を常に添加されていることを除いて)。   The growth medium used was NUT. MIX F-12 (Ham's) withGLUTAMAX-1 (Gibco / Invitrogen) was supplemented with 10% fetal calf serum (JRH Biosciences) and 1% penicillin-streptomycin (10,000 IU / ml, Gibco / Invitrogen) Medium. The CHO-hIR cells were cultured in growth medium and split (1: 4 to 1:16) (twice a week according to standard cell culture protocol). The CHO-hIR PS1559 + PS1557 and CHO-hIR PS1560 + PS1558 were treated similarly (except that the growth medium was always supplemented with 500 μg / ml Geneticin (Invitrogen) and 1 mg / ml Zeocin (Cayla)).

3つのCHO−hIR細胞株〔該細胞株は、pEGFP−C1(1つの短いC末端の伸長部(extension)を有するEGFPを発現する)、PS1559+PS1557(157−158で分割されたEGFP相補性断片、NtermEGFP157−NZ+CZ−CtermEGFP158を発現する)およびPS1560+PS1558(172−173で分割されたEGFP相補性断片、NtermEGFP172−NZ+CZ−CtermEGFP173を発現する)で別々に形質移入された〕のイメージを、形質移入後の1日、2日および10日で収集し、異なる相補性構築物を発現している細胞の相対的輝度(relative brightness)を評価した。イメージをNikon Diaphot300(エピ蛍光(epifluorescence)の作業に対する装備を有する)上で収集した。エピ蛍光に関する光源は、Nikon 100W Hgアークランプを使用した、これは顕微鏡にカスタムの石英線維イルミネーター(TILL Photonics GmbH, Planegg, ドイツ)を通して連結されていた。励起光は、450−490nmバンドパスフィルター(Delta Light and Optics, Lyngby, デンマーク)を通過し、そして検体にChroma 72100 505nmカットオン(cut−on)二色性ミラー(Chroma Technology, Brattleboro, VT, USA)を介して向けられた。Ax40 NA1.3油浸レンズが、全イメージに関して使用された。放射された光は、540−550バンドパスフィルター(Chroma)を通じてHammamatsu Orca ERカメラへと到達した。全イメージを、50ミリ秒照射時間で収集し、イメージの非飽和が各々の光学的なフィールドにおける最大輝度(brightest)(EGFP発現)の細胞(最大画素数<4095)に対してまでも保証されるように選択された。このシステムにおいてイメージを獲得するために使用されたイメージングソフトウェアは、IPLab for Windows(Scanalytics, USA)であった。   3 CHO-hIR cell lines, which include pEGFP-C1 (expressing EGFP with one short C-terminal extension), PS1559 + PS1557 (EGFP complementary fragment divided by 157-158, NtermEGFP157-NZ + CZ-CtermEGFP158 expressing) and PS1560 + PS1558 (EGFP complementary fragment divided by 172-173, NtermEGFP172-NZ + CZ-CtermEGFP173 expressing separately) images after transfection 1 The relative brightness of cells that were collected at day 2, day 2 and day 10 and expressing different complementation constructs were evaluated. Images were collected on a Nikon Diaphot 300 (equipped for epifluorescence work). The light source for epifluorescence used a Nikon 100W Hg arc lamp, which was connected to a microscope through a custom quartz fiber illuminator (TILL Photonics GmbH, Planegg, Germany). Excitation light passes through a 450-490 nm bandpass filter (Delta Light and Optics, Lyngby, Denmark) and the specimen is Chroma 72100 505 nm cut-on dichroic mirror (Chroma Technology, BrattleVorT, US). ) Directed through. An Ax40 NA1.3 oil immersion lens was used for all images. The emitted light reached the Hammamatsu Orca ER camera through a 540-550 bandpass filter (Chroma). All images are collected with a 50 ms exposure time and image desaturation is assured even for cells of maximum brightness (EGFP expression) in each optical field (maximum pixel count <4095). Selected to be. The imaging software used to acquire images in this system was IPLab for Windows (Scananalytics, USA).

イメージの提示(Presentation)および分析
顕微鏡イメージをImageJソフトウェアパッケージを用いて分析した、これはパブリックドメインのイメージ分析ソフトウェアであって、米国国立保健研究所(http://rsb. info. nih. gov/ij/)のWayne Rasbによって作製されたものである、そしてデータ分析をMicrosoft Excelで実行した。
Image presentation and analysis
Microscopic images were analyzed using the ImageJ software package, which is public domain image analysis software, created by Wayne Rasb of the National Institutes of Health (http://rsb.info.nih.gov/ij/). And data analysis was performed with Microsoft Excel.

図2に示されるイメージは、異なるNtermEGFP−NZおよびCZ−CtermEGFP発現ベクターで共形質移入した又はpEGFP−C1で形質移入した、蛍光性のCHO−hIR細胞のイメージである。前記イメージは、個々に測定され(scaled)、前記細胞及びその中の蛍光分布が視覚化される。このスケーリング(scaling)のため、相対的な蛍光レベルはイメージ間で比較できない。同じイメージが同様に(identically)測定される際には、それらは図3のように現される。また、残基172および173間の分割に基づく相補性構築物で形質移入した細胞が、残基157および158間の分割に基づく相補性構築物で形質移入した細胞よりも有意に蛍光が強いことは明白である。しかしながら、pEGFP−C1構築物で形質移入した細胞は、有意により強い蛍光を2日目に呈する。   The image shown in FIG. 2 is an image of fluorescent CHO-hIR cells co-transfected with different NtermEGFP-NZ and CZ-CtermEGFP expression vectors or transfected with pEGFP-C1. The images are individually scaled and the cells and the fluorescence distribution therein are visualized. Because of this scaling, the relative fluorescence levels cannot be compared between images. When the same images are measured idly, they appear as in FIG. It is also clear that cells transfected with a complementary construct based on the split between residues 172 and 173 are significantly more fluorescent than cells transfected with a complementary construct based on the split between residues 157 and 158 It is. However, cells transfected with the pEGFP-C1 construct exhibit significantly stronger fluorescence on day 2.

同じイメージを、ImageJソフトウェアパッケージを用いて、バックグラウンドおよび最大の蛍光強度に関して分析した(図4)。図から次のことが明らかである、それは残基172および173間(および、多分このループ内の別領域(anywhere else))での分割が、残基157および158間での分割(および、多分このループ内の別領域での分割)と比べて非常に優れているということである。   The same image was analyzed for background and maximum fluorescence intensity using the ImageJ software package (Figure 4). From the figure it is clear that the split between residues 172 and 173 (and possibly anotherwhere in this loop) is the split between residues 157 and 158 (and maybe This is very superior to (division in another area in the loop).

実施例8: EYFPおよびEYFP変種F64L 断片/ジッパー 融合タンパク質をコード化している真核生物性の発現ベクター
真核生物性のNtermEGFP−NZ発現ベクターPS1559(NtermEGFP157−NZ)およびPS1560(NtermEGFP172−NZ)の対応するN末端EYFP(配列番号5)断片(NtermEYFP−NZ)変種への突然変異誘発(Mutagenesis)並びに真核生物性のCtermEGFP発現ベクターPS1557(CZ−CtermEGFP158)およびPS1558(CZ−CtermEGFP173)の対応するC末端EYFP断片(CZ−CtermEYFP)変種への突然変異誘発は、QuickChangeキットを用いた部位特異的突然変異誘発により、製造者の指示(ストラタジーン)にしたがって達成された。プライマー2333および2334を使用して、発現ベクターPS1559(NtermEGFP157−NZ)およびPS1560(NtermEGFP172−NZ)をN末端EYFP断片発現ベクターPS1639(NtermEYFP157−NZ)およびPS1642(NtermEYFP172−NZ)に変換(convert)した。導入した変異は:L64F:T65G:V68L:S72Aであった。更に、プライマー2335および2336を使用して、発現ベクターPS1559(NtermEGFP157−NZ)およびPS1560(NtermEGFP172−NZ)をF64L変異したN末端EYFP断片発現ベクターPS1640(NtermE[F64L]YFP157−NZ)およびPS1641(NtermE[F64L]YFP172−NZ)に変換(convert)した。導入した変異は:T65G:V68L:S72Aであった。従って、発現したNtermEYFP断片は、次のアミノ酸配列(残基64−72のみが示される)を有する:
Example 8: Eukaryotic Expression Vector Encoding EYFP and EYFP Variant F64L Fragment / Zipper Fusion Protein
Mutagenesis of the eukaryotic NtermEGFP-NZ expression vectors PS1559 (NtermEGFP157-NZ) and PS1560 (NtermEGFP172-NZ) to the corresponding N-terminal EYFP (SEQ ID NO: 5) fragment (NtermEYFP-NZ) variants, and Mutagenesis of the eukaryotic CtermEGFP expression vectors PS1557 (CZ-CtermEGFP158) and PS1558 (CZ-CtermEGFP173) to the corresponding C-terminal EYFP fragment (CZ-CtermEYFP) variant is site-specific abrupt using the QuickChange kit This was achieved by mutagenesis according to the manufacturer's instructions (Stratagene). Primers 2333 and 2334 were used to convert expression vectors PS1559 (NtermEGFP157-NZ) and PS1560 (NtermEGFP172-NZ) into N-terminal EYFP fragment expression vectors PS1639 (NtermEYFP157-NZ) and PS1642 (NtermEYFP172-NZ). . The introduced mutation was: L64F: T65G: V68L: S72A. Furthermore, using primers 2335 and 2336, the expression vectors PS1559 (NtermEGFP157-NZ) and PS1560 (NtermEGFP172-NZ) were F64L-mutated N-terminal EYFP fragment expression vectors PS1640 (NtermE [F64L] YFP157-NZ) and PS1641 (NtermE [F64L] YFP172-NZ). The introduced mutation was: T65G: V68L: S72A. Thus, the expressed NtermEYFP fragment has the following amino acid sequence (only residues 64-72 are shown):

Figure 2005527210
Figure 2005527210

最後に、プライマー2337および2338を使用して、発現ベクターPS1557(CZ−CtermEGFP158)およびPS1558(CZ−CtermEGFP173)をC末端EYFP断片発現ベクターPS1637(CZ−CtermEYFP158)およびPS1638(CZ−CtermEYFP173)に、T203Y変異を導入することにより変換(convert)した。全配列を、前記ベクターをDNAシークエンシングすることにより検証した。全プライマー配列を表2に示す。   Finally, using primers 2337 and 2338, expression vectors PS1557 (CZ-CtermEGFP158) and PS1558 (CZ-CtermEGFP173) were transferred to C-terminal EYFP fragment expression vectors PS1637 (CZ-CtermEYFP158) and PS1638 (CZ-CtermEYFP173), It was converted by introducing a mutation. The entire sequence was verified by DNA sequencing of the vector. All primer sequences are shown in Table 2.

実施例9: 哺乳類細胞におけるEYFPに基づく再構成
構築されたEYFPに基づく分割蛍光タンパク質発現ベクターPS1637からPS1642(上記)を、EGFPに基づく分割蛍光タンパク質発現ベクターPS1557からPS1560(実施例7に記載)と並行して哺乳類細胞中で調査した、ここで同じ実験セットアップ(同じフィルターセットを含む)および処理(イメージ分析処理を含む)を用いたが、全てのイメージは10ms暴露時間(50ms暴露時間の代わりに)用いて作製された、というのもプローブの輝度が増加し、より多くの細胞をイメージするために20x対物レンズを40x対物レンズの代わりに使用したからである。他の適切なフィルターセットを使用できるだろう。イメージを形質移入の翌日(1日目)取得する。
Example 9: EYFP-based reconstitution in mammalian cells
The constructed EYFP-based split fluorescent protein expression vectors PS1637 to PS1642 (above) were investigated in mammalian cells in parallel with the EGFP-based split fluorescent protein expression vectors PS1557 to PS1560 (described in Example 7), where The same experimental setup (including the same filter set) and processing (including image analysis processing) were used, but all images were generated using a 10 ms exposure time (instead of a 50 ms exposure time). This is because the brightness increased and a 20x objective was used instead of a 40x objective to image more cells. Other suitable filter sets could be used. Images are acquired the day after transfection (Day 1).

同様に測定された形質移入された細胞の蛍光イメージ(図6)から、残基172および173間の分割部位(split site)が、残基157および158間の分割部位より優れていることが再び示されていることは明らかである。そのうえ、EYFP断片に基づく相補性がEGFP断片に基づく相補性よりも優れていることは明らかである。驚くことに、EGFPからのF64L変異をN末端EYFP断片に導入することにより、相補する断片の蛍光が更に多大に増強された。イメージから認められるように、至適な分割部位(残基172および173間)を用いたこと、至適な蛍光タンパク質色変種(EYFP)を用いたこと及びF64Lフォールディング変異をNtermEYFP断片に導入すること、のポジティブ効果は付加的なものである。これらの観察の定量化を、図6に示されるイメージを分析することにより実施した(数値の出力を図7に表す)。   Similarly, from the fluorescence image of the transfected cells measured (FIG. 6), it is again shown that the split site between residues 172 and 173 is superior to the split site between residues 157 and 158. It is clear that it is shown. Moreover, it is clear that complementarity based on EYFP fragments is superior to complementarity based on EGFP fragments. Surprisingly, the introduction of the F64L mutation from EGFP into the N-terminal EYFP fragment further enhanced the fluorescence of the complementary fragment. As can be seen from the image, using the optimal split site (between residues 172 and 173), using the optimal fluorescent protein color variant (EYFP) and introducing the F64L folding mutation into the NtermEYFP fragment The positive effect of, is additive. Quantification of these observations was performed by analyzing the image shown in FIG. 6 (the numerical output is represented in FIG. 7).

Figure 2005527210
Figure 2005527210

Figure 2005527210
Figure 2005527210

Figure 2005527210
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最適な構築物(NtermE[F64L]YFP172−NZおよびCZ−CtermE[F64L]YFP173)が、再構成された際に、EYFP自身と同様の強度であることは興味ぶかい。蛍光強度を大きく増加させることは、多くのタイプの定量的な細胞分析(例えば、ハイスループットなスクリーニングおよび顕微鏡観察)において、シグナルに対するノイズ量(the signal to noise rations)を増加させるため、低い量のプローブのインビボまたはインビトロにおける検出を促進するため、等々において重要である。   It is interesting that the optimal constructs (NtermE [F64L] YFP172-NZ and CZ-CtermE [F64L] YFP173) are as strong as EYFP when reconstituted. A large increase in fluorescence intensity increases the amount of noise to signal in many types of quantitative cell analysis (eg, high-throughput screening and microscopy), so low amounts of Important in order to facilitate the detection of probes in vivo or in vitro.

また、NtermEYFPをCtermEGFPと又はNtermEGFPをCtermEYFP断片と混合することにより、機能的な蛍光複合体(潜在的に異なる色の)を産生することができる(図8および9)。   Also, functional fluorescent complexes (of potentially different colors) can be produced by mixing NtermEYFP with CtermEGFP or NtermEGFP with CtermEYFP fragments (FIGS. 8 and 9).

オーバーラップする配列を有する断片は、同様に機能的であり、そして例えば、機能的なクローニングシステムであって、高度に可撓性(flexible)のリンカー配列が融合パートナーの非常に多様な素質に起因して必要とされるシステムにおいて非常に魅力的である。前記オーバーラップする断片は、融合パートナーの何れかに、長いリンカー配列を有することを許容する(図8、図9に定量化される)。   Fragments with overlapping sequences are equally functional and are, for example, functional cloning systems where the highly flexible linker sequence is due to the very diverse nature of the fusion partner It is very attractive in the required system. The overlapping fragments allow any of the fusion partners to have a long linker sequence (quantified in FIGS. 8 and 9).

実施例10: PS1769、1767、1771、1768の構築
プラスミドPS1769は、NtermE[F64L]YFP172とFKBPとがリンカー配列GSGSGSGDITSLYKKAGST(1文字表記のアミノ酸コード、配列番号11)であって、部分的にGateway組換え配列に由来するリンカー配列により連結された、融合体をコード化する。
Example 10: Construction of PS1769, 1767, 1771, 1768
The plasmid PS1769 is a fusion in which NtermE [F64L] YFP172 and FKBP are linker sequences GSGSGSGTITSLYKKAGST (single letter amino acid code, SEQ ID NO: 11), partially linked by a linker sequence derived from Gateway recombination sequences. Code the body.

プラスミドPS1767は、NtermE[F64L]YFP172とFRAPのFKBP結合部分〔FRB(FRAPのアミノ酸2025−2114)〕とがリンカー配列GSGSGSGDITSLYKKAGST(1文字表記のアミノ酸コード、配列番号12)であって、部分的にGateway組換え配列に由来するリンカー配列により連結された、融合体をコード化する。   In the plasmid PS1767, NtermE [F64L] YFP172 and the FKB FKBP binding part [FRB (amino acids 2025-2114 of FRAP)] are the linker sequence GSSGSGDITSLYKKAGST (single-letter amino acid code, SEQ ID NO: 12). It encodes a fusion linked by a linker sequence derived from a Gateway recombination sequence.

プラスミドPS1771は、FRBとCtermEYFP173とがリンカー配列DPAFLYKVVISGSGSGSG(1文字表記のアミノ酸コード、配列番号13)であって、部分的にGateway組換え配列に由来するリンカー配列により連結された、融合体をコード化する。   Plasmid PS1771 encodes a fusion in which FRB and CtermEYFP173 are linker sequences DPAFLYKVVISGSGSSG (one-letter amino acid code, SEQ ID NO: 13), partially linked by a linker sequence derived from Gateway recombination sequences To do.

プラスミドPS1768は、FKBPとCtermEYFP173とがリンカー配列DPAFLYKVVISGSGSGSG(1文字表記のアミノ酸コード、配列番号14)であって、部分的にGateway組換え配列に由来するリンカー配列により連結された、融合体をコード化する。   Plasmid PS1768 encodes a fusion in which FKBP and CtermEYFP173 are linker sequences DPAFLYKVVISSGGSSG (single letter amino acid code, SEQ ID NO: 14), partially linked by a linker sequence derived from Gateway recombination sequences. To do.

プラスミドPS1769の構築   Construction of plasmid PS1769

プラスミドPS1769は、NtermE[F64L]YFP172とFKBPとが、リンカー配列により連結され、CMVプロモーターのコントロール下に配置され、カナマイシンおよびネオマイシン抵抗性をそれぞれ大腸菌および哺乳類細胞における選択可能なマーカーとして有している、融合体をコード化している。   Plasmid PS1769 has NtermE [F64L] YFP172 and FKBP linked by a linker sequence, placed under the control of a CMV promoter, and has kanamycin and neomycin resistance as selectable markers in E. coli and mammalian cells, respectively. , Coding the fusion.

プラスミドPS1769は、プラスミドPS1779(エントリークローン)およびPS1679(デスティネーションベクター)に由来した。プラスミドPS1679は、プラスミドPS1672およびpEGFP−C1(クロンテック)に由来した。プラスミドPS1672は、上記のプラスミドPS1641に由来した。   Plasmid PS1769 was derived from plasmids PS1799 (entry clone) and PS1679 (destination vector). Plasmid PS1679 was derived from plasmid PS1672 and pEGFP-C1 (Clontech). Plasmid PS1672 was derived from plasmid PS1641 described above.

中間体(intermediate)PS1672の構築   Construction of intermediate PS1672

PS1641をプライマー2219および2222(表2)でのPCRに供試し、ca 0.5kb Nhe1−BamH1断片をNhe1およびBamH1で消化したpEGFP−C1(クロンテック)へとライゲーションした。これによりNtermEGFPがNtermE[F64L]YFP172で置換され、これに続いてリンカー配列(これはフレーム内(in frame)のリンカー配列Gly−Ser−Gly−Ser−Gly−Ser−Glyをコード化している)およびユニークなEcoRV部位(BamH1のちょうど上流)が配置される。このプラスミドは、PS1672と称される。   PS1641 was subjected to PCR with primers 2219 and 2222 (Table 2) and the ca 0.5 kb Nhe1-BamH1 fragment was ligated into pEGFP-C1 (Clontech) digested with Nhe1 and BamH1. This replaces NtermEGFP with NtermE [F64L] YFP172, followed by a linker sequence (which encodes the in-frame linker sequence Gly-Ser-Gly-Ser-Gly-Ser-Gly). And a unique EcoRV site (just upstream of BamH1) is placed. This plasmid is called PS1672.

デスティネーションベクター(destination vector)PS1679の構築   Construction of destination vector PS1679

プラスミドPS1672を、Gateway適合性のデスティネーションベクターへと、前記DNAをEcoRVで切断すること及びそれをGatewayカセット読み枠Aとライゲーションすることにより変換した〔Gateway製造者(インビトロゲン)の指示にしたがって〕。このデスティネーションベクターは、PS1679と称される。   Plasmid PS1672 was transformed into a Gateway compatible destination vector by cutting the DNA with EcoRV and ligating it with Gateway cassette reading frame A [according to Gateway manufacturer (Invitrogen) instructions]. . This destination vector is called PS1679.

GatewayエントリークローンPS1779の構築   Construction of Gateway entry clone PS1779

FKBPのコード配列(GenBank Acc no XM_016660)を、ヒトcDNAからPCRおよびプライマー2442および1272(表2)を用いて分離した。ca 0.4kb産物を、BP反応によりドナーベクターpDONR207へと転移させ(製造者の推奨(インビトロゲン)にしたがって)、エントリークローンPS1779を産生した。   The coding sequence for FKBP (GenBank Acc no XM — 016660) was isolated from human cDNA using PCR and primers 2442 and 1272 (Table 2). The ca 0.4 kb product was transferred to the donor vector pDONR207 by BP reaction (according to the manufacturer's recommendations (Invitrogen)) to produce the entry clone PS1779.

最終的に、発現ベクターPS1769を、FKBPをエントリークローンPS1779からLR反応によりデスティネーションベクターPS1679へと転移させることにより産生した(製造者の推奨(インビトロゲン)にしたがって)。   Finally, the expression vector PS1769 was produced by transferring FKBP from the entry clone PS1779 to the destination vector PS1679 by LR reaction (according to the manufacturer's recommendations (Invitrogen)).

プラスミドPS1767の構築   Construction of plasmid PS1767

プラスミドPS1767は、NtermE[F64L]YFP172とFRAPのFKBP結合部分〔FRB(FRAPのアミノ酸2025−2114)〕とが、リンカー配列により連結され、CMVプロモーターのコントロール下に配置され、カナマイシンおよびネオマイシン抵抗性をそれぞれ大腸菌および哺乳類細胞における選択可能なマーカーとして有している、融合体をコード化している。   Plasmid PS1767 is composed of NtermE [F64L] YFP172 and FRAP's FKBP binding moiety [FRB (amino acids 2025-2114 of FRAP)] linked by a linker sequence, placed under the control of the CMV promoter, and resistant to kanamycin and neomycin. It encodes fusions that each have as a selectable marker in E. coli and mammalian cells.

プラスミドPS1767は、プラスミドPS1781(エントリークローン)およびPS1679(デスティネーションベクター)に由来した。プラスミドPS1679を上記のとおり構築した。   Plasmid PS1767 was derived from plasmids PS1781 (entry clone) and PS1679 (destination vector). Plasmid PS1679 was constructed as described above.

GatewayエントリークローンPS1781の構築   Construction of Gateway entry clone PS1781

FRAPのFKBP結合部分(アミノ酸2025−2114、Gen Bank Acc no XM_001528)を、ヒトcDNAからPCRおよびプライマー2444および1268(表2)を用いて分離した。ca 0.3kb産物を、BP反応によりドナーベクターpDONR207へと転移させ(製造者の推奨(インビトロゲン)にしたがって)、エントリークローンPS1781を産生した。   The FKBP binding portion of FRAP (amino acids 2025-2114, Gen Bank Acc no XM — 001528) was separated from human cDNA using PCR and primers 2444 and 1268 (Table 2). The ca 0.3 kb product was transferred to the donor vector pDONR207 by BP reaction (according to the manufacturer's recommendations (Invitrogen)), producing the entry clone PS1781.

最終的に、発現ベクターPS1767を、FRBをエントリークローンPS1781からLR反応によりデスティネーションベクターPS1679へと転移させることにより産生した(製造者の推奨(インビトロゲン)にしたがって)。   Finally, expression vector PS1767 was produced by transferring FRB from entry clone PS1781 to destination vector PS1679 by LR reaction (according to manufacturer's recommendations (Invitrogen)).

プラスミドPS1771の構築   Construction of plasmid PS1771

プラスミドPS1771は、FRBと称されるFRAPのFKBP結合部分(FRAPのアミノ酸2025−2114)とEYFPのC末端(FRB−CtermEYFP173)とが、リンカー配列により連結され、CMVプロモーターのコントロール下に配置され、ゼオシン抵抗性を大腸菌および哺乳類細胞における選択可能なマーカーとして有している、融合体をコード化している。   In the plasmid PS1771, the FKB FKBP binding part (FRA amino acids 2025-2114) called FRB and the EYFP C-terminal (FRB-CtermEYFP173) are linked by a linker sequence and placed under the control of the CMV promoter. It encodes a fusion that has zeocin resistance as a selectable marker in E. coli and mammalian cells.

プラスミドPS1771は、プラスミドPS1782(エントリークローン)およびPS1688(デスティネーションベクター)に由来した。プラスミドPS1688は、上記のプラスミドPS1674およびPS609に由来した。プラスミドPS1674は、上記のプラスミドPS1638に由来した。   Plasmid PS1771 was derived from plasmids PS1782 (entry clone) and PS1688 (destination vector). Plasmid PS1688 was derived from plasmids PS1674 and PS609 described above. Plasmid PS1674 was derived from plasmid PS1638 described above.

中間体(intermediate)PS1674の構築   Construction of intermediate PS1674

PS1638をプライマー2225および2132(表2)でのPCRに供試し、ca 0.25kb Nhe1−BamH1断片をNhe1およびBamH1で消化したPS609へとライゲーションした。これによりEGFPがEYFP(173−238)で置換され、これに先行してリンカー配列(これはフレーム内(in frame)のリンカー配列Gly−Ser−Gly−Ser−Gly−Ser−Glyをコード化している)およびユニークなEcoRV部位(Nhe1のちょうど下流)が配置される。このプラスミドは、PS1674と称される。   PS1638 was subjected to PCR with primers 2225 and 2132 (Table 2) and the ca 0.25 kb Nhe1-BamH1 fragment was ligated to PS609 digested with Nhe1 and BamH1. This replaces EGFP with EYFP (173-238), preceded by a linker sequence (which encodes the in-frame linker sequence Gly-Ser-Gly-Ser-Gly-Ser-Gly). And a unique EcoRV site (just downstream of Nhe1). This plasmid is called PS1674.

デスティネーションベクターPS1688の構築   Construction of destination vector PS1688

プラスミドPS1674を、Gateway適合性のデスティネーションベクターへと、前記DNAをEcoRVで切断すること及びそれをGatewayカセット読み枠Aとライゲーションすることにより変換した〔Gateway製造者(インビトロゲン)の指示にしたがって〕。このデスティネーションベクターは、PS1688と称される。   Plasmid PS1674 was converted to a Gateway compatible destination vector by cutting the DNA with EcoRV and ligating it with Gateway cassette reading frame A [according to Gateway manufacturer (Invitrogen) instructions]. . This destination vector is called PS1688.

GatewayエントリークローンPS1782の構築   Construction of Gateway entry clone PS1782

FRAPのFKBP結合部分(Gen Bank Acc no XM_001528、アミノ酸2025−2114)を、ヒト cDNAからPCRおよびプライマー2444および2445(表2)を用いて分離した。ca 0.3kb産物を、BP反応によりドナーベクターpDONR207へと転移させ(製造者の推奨(インビトロゲン)にしたがって)、エントリークローンPS1782を産生した。   The FKBP binding portion of FRAP (Gen Bank Acc no XM — 001528, amino acids 2025-2114) was isolated from human cDNA using PCR and primers 2444 and 2445 (Table 2). The ca 0.3 kb product was transferred to the donor vector pDONR207 by BP reaction (according to the manufacturer's recommendations (Invitrogen)), producing the entry clone PS1782.

最終的に、発現ベクターPS1768を、FRBをエントリークローンPS1782からLR反応によりデスティネーションベクターPS1688へと転移させることにより産生した(製造者の推奨(インビトロゲン)にしたがって)。   Finally, expression vector PS1768 was produced by transferring FRB from entry clone PS1782 to destination vector PS1688 by LR reaction (according to manufacturer's recommendations (Invitrogen)).

プラスミドPS1768の構築   Construction of plasmid PS1768

プラスミドPS1768は、FKBPとEYFP(173−238)(FKBP−CtermEYFP173)とが、CMVプロモーターのコントロール下に配置され、ゼオシン抵抗性を大腸菌および哺乳類細胞における選択可能なマーカーとして有している、融合体をコード化する。   Plasmid PS1768 is a fusion in which FKBP and EYFP (173-238) (FKBP-CtermEYFP173) are placed under the control of the CMV promoter and have zeocin resistance as a selectable marker in E. coli and mammalian cells. Is encoded.

プラスミドPS1768は、プラスミドPS1780(エントリークローン)およびPS1688(デスティネーションベクター)に由来した。プラスミドPS1688を上記のとおり構築した。   Plasmid PS1768 was derived from plasmids PS1780 (entry clone) and PS1688 (destination vector). Plasmid PS1688 was constructed as described above.

GatewayエントリークローンPS1780の構築   Construction of Gateway entry clone PS1780

FKBPのコード配列(GenBank Acc no XM_016660)を、ヒトcDNAからPCRおよびプライマー2442および2443(表2)を用いて分離した。ca 0.4kb産物を、BP反応によりドナーベクターpDONR207へと転移させ(製造者(インビトロゲン)の推奨にしたがって)、エントリークローンPS1780を産生した。   The FKBP coding sequence (GenBank Acc no XM — 016660) was isolated from human cDNA using PCR and primers 2442 and 2443 (Table 2). The ca 0.4 kb product was transferred to the donor vector pDONR207 by BP reaction (according to the manufacturer's recommendations (Invitrogen)), producing the entry clone PS1780.

最終的に、発現ベクターPS1768を、FKBPをエントリークローンPS1780からLR反応によりデスティネーションベクターPS1688へと転移させることにより産生した(製造者の推奨(インビトロゲン)にしたがって)。   Finally, the expression vector PS1768 was produced by transferring FKBP from the entry clone PS1780 to the destination vector PS1688 via the LR reaction (according to the manufacturer's recommendations (Invitrogen)).

実施例11: GFP相補性方法を用いる誘導性の相互作用システムの構築(タンパク質間相互作用を阻害する化合物に関するスクリーニングにおいて、該方法の有用性を実証する)。   Example 11: Construction of an inducible interaction system using a GFP complementation method (demonstrating the utility of the method in screening for compounds that inhibit protein-protein interactions).

免疫抑制化合物 ラパマイシンは、FK506結合タンパク質(FKBP)と結合し、同時に大きいPl3キナーゼホモログFRAP(mTORまたはRAFTとしても知られる)と結合し、これら2つのタンパク質に対するヘテロ二量体化因子(heterodimeriser)として作用する。ラパマイシンを使用して所望のタンパク質間のヘテロ二量体を誘導するために、前記タンパク質のうち1つをFKBPドメインに、そして他をFRAPの90アミノ酸部分(FRBと呼ばれ、FKBP−ラパマイシン複合体の結合に関して十分である)に融合する(Chen et al, PNAS 92,4947 (1995))。本実施例において、FRBおよびFKBPの融合体は、分割されたEYFP(これにはEYFP(1−172)配列におけるF64L変異が含まれる(NtermE[F64L]YFP172))の相補性半分へと、相補性反応がラパマイシンの添加によりコントロールできるように作出される。   Immunosuppressive compound Rapamycin binds to FK506 binding protein (FKBP) and simultaneously binds to the large Pl3 kinase homologue FRAP (also known as mTOR or RAFT) as a heterodimerizer for these two proteins Works. To induce heterodimers between desired proteins using rapamycin, one of the proteins is in the FKBP domain and the other is the 90 amino acid portion of FRAP (referred to as FRB, FKBP-rapamycin complex). (Chen et al, PNAS 92, 4947 (1995)). In this example, the fusion of FRB and FKBP is complementary to the complementary half of the split EYFP, which includes the F64L mutation in the EYFP (1-172) sequence (NtermE [F64L] YFP172). A sexual response is created that can be controlled by the addition of rapamycin.

条件的に相互作用するよう作出できるコンポーネントを用いた、モデルGFP相補性システムが、期待どおり用量依存的な様式で相互作用刺激に対して応答することを、本実施例は実証(demonstrates)する。また、前記実施例は、E[F64L]YFP相補性システムに関する蛍光発生(fluorescence development)の速度(rate)についての情報も提供する。更に、前記システムを使用して、E[F64L]YFP相補性システムの相補性半分に融合された、タンパク質の相互作用をブロックする化合物を検出できることが実証される。   This example demonstrates that a model GFP complementation system using components that can be created to interact conditionally responds to interactive stimuli in a dose-dependent manner as expected. The examples also provide information about the rate of fluorescence development for the E [F64L] YFP complementation system. It is further demonstrated that the system can be used to detect compounds that block protein interactions fused to the complementary half of the E [F64L] YFP complementation system.

以下の融合構築物を実施例10に記載のとおり作出した:   The following fusion constructs were generated as described in Example 10:

NtermE[F64L]YFP172−FKBP=プラスミドコードPS1769
FRB−CtermEYFP173=PS1771
NtermE[F64L]YFP172−FRB=PS1767
FKBP−CtermEYFP173=PS1768
プローブをペアで(in pairs)CHO−hIR細胞(上記(supra))中に共形質転換した、この際、PS1769にPS1771およびPS1767にPS1768とし、形質移入因子 FuGENETM6(Boehringer Mannheim Corp, USA)を供給者(suppliers)が推奨する方法に準拠して用いた。細胞を成長培地(HAM’s F12栄養混合物に、Glutamax−1、10%胎児ウシ血清(FBS)、100μg ペニシリン−ストレプトマイシン混合物 ml−1(GibcoBRL, Life Technologiesにより供給された, デンマーク)を有する)中で培養した。形質移入した細胞を、この培地に、使用されているプラスミドに対して適切な2つの選択薬、1mg/mlゼオシン プラス 0.5mg/ml G418硫酸塩を添加して培養した。細胞を37℃で100%湿度、および通常の大気に5%COを補充した条件で培養した。
NtermE [F64L] YFP172-FKBP = plasmid code PS1769
FRB-CtermEYFP173 = PS1771
NtermE [F64L] YFP172-FRB = PS1767
FKBP-CtermEYFP173 = PS1768
Probes were co-transformed into CHO-hIR cells (supra) in pairs, with PS1771 as PS1771 and PS1767 as PS1768, transfection factor FuGENE Corp. (Boehringer Mannheim Corp, USA). Was used in accordance with the method recommended by suppliers. Cells in growth medium (with HAM's F12 nutrient mixture, Glutamax-1, 10% fetal bovine serum (FBS), 100 μg penicillin-streptomycin mixture ml −1 (supplied by GibcoBRL, Life Technologies, Denmark) In culture. Transfected cells were cultured in this medium with the addition of two selection agents appropriate for the plasmid used, 1 mg / ml zeocin plus 0.5 mg / ml G418 sulfate. Cells were cultured at 37 ° C. with 100% humidity and normal atmosphere supplemented with 5% CO 2 .

選択薬の継続的な存在下で10から12日培養した後、生じた細胞株が安定的に形質移入されたかについて判断した。蛍光顕微鏡に関して、細胞のアリクウォット(aliquots)を、Lab−Tekチェンバード(chambered)カバーグラス(Nalge Nunc International, Naperville USA)に移し、少なくとも24時間約80%集密(confluence)に達するまで付着させておいた。イメージは、Nikon Diaphot300倒立蛍光顕微鏡(Nikon Corp., Tokyo, Japan)、x20(ドライ)および/またはx40(油浸)対物レンズを用いて規定通りに収集され、そしてOrca ERチャージド(charged)連結装置(CCD)カメラ(Hammamatsu Photonics K.K., Hammamatsu City, Japan)へと連結された。細胞を100W HBOアークランプで照らした、この際に470±20nm励起フィルター、510nm二色性ミラーおよび515±15nm放射フィルターを介した(最小のイメージバックグラウンドに関して)。イメージ収集、引き続く蛍光強度の測定および分析は、全て特定のソフトウェア(IPLab Spectrum for Windows software, Scanalytics, Fairfax, VA USA)によりコントロールされた。   After culturing for 10-12 days in the continuous presence of the selective agent, it was determined whether the resulting cell line was stably transfected. For fluorescence microscopy, aliquots of cells are transferred to Lab-Tek chambered cover glasses (Nalge Nunc International, Naperville USA) and allowed to attach for at least about 24 hours until they reach about 80% confluence. Oita. Images are collected as specified using a Nikon Diaphot 300 inverted fluorescent microscope (Nikon Corp., Tokyo, Japan), x20 (dry) and / or x40 (oil-immersed) objectives, and Orca ER charged coupler (CCD) camera (Hammamatsu Photonics KK, Hammamatsu City, Japan). Cells were illuminated with a 100 W HBO arc lamp, via a 470 ± 20 nm excitation filter, a 510 nm dichroic mirror and a 515 ± 15 nm emission filter (for minimal image background). Image collection, subsequent fluorescence intensity measurement and analysis were all controlled by specific software (IPLab Spectrum for Windows software, Scanatics, Fairfax, VA USA).

また、細胞を16時間培養して、約1.0x10細胞/400μLをプラスチック96ウェルプレート(Polyfiltronics Packard 96−View PlateまたはCostar Black Plate, clear bottom;両タイプは組織培養処理された)中に有する播種濃度(seeding density)から、イメージング目的と蛍光プレートリーダーにおける蛍光強度の測定との双方に使用した。実験に先立ち、前記細胞を、選択薬剤なしでハムF−12培地(glutamax、100μg ペニシリン−ストレプトマイシン混合物 ml−1および10%FBSを有する)中で一晩培養する。細胞において、インキュベーターからの直接的な(straight from the incubator)蛍光測定を可能にする、低い自己蛍光を本培地は有する。エンドポイント測定に関して、プレート中の細胞を規定通りに固定(4%ホルムアルデヒドをリン酸緩衝食塩水(PBS)中に含むもの+10μMのヘキスト22538で10分間)し、次にPBSを用いた3回の洗浄工程を実施した。核(nuclear)の色素ヘキスト22538を使用することにより、各ウェルからのEYFP蛍光シグナルを細胞密度に対して補正(correction)することが可能となる。この様式(way)で調製したプレートを、Fluoroskan Ascent CFプレートリーダー(Labsystems, フィンランド)に適切なフィルターセット(EYFP:励起485nm、放射527nm;ヘキスト22538:励起355nm、放射460nm)を装備した装置上で測定した。 Also, cells are cultured for 16 hours and have approximately 1.0 × 10 5 cells / 400 μL in a plastic 96-well plate (Polyfiltronics Packard 96-View Plate or Costar Black Plate, clear bottom; both types have been tissue culture treated) From the seeding density, it was used for both imaging purposes and measurement of fluorescence intensity in a fluorescence plate reader. Prior to the experiment, the cells are cultured overnight in Ham's F-12 medium (with glutamax, 100 μg penicillin-streptomycin mixture ml-1 and 10% FBS) without selective agents. In cells, the medium has low autofluorescence, which allows for the measurement of straight from the incubator fluorescence. For endpoint measurements, cells in the plate were fixed routinely (4% formaldehyde in phosphate buffered saline (PBS) + 10 μM Hoechst 22538 for 10 minutes), then 3 times with PBS. A washing step was performed. The use of the nuclear dye Hoechst 22538 allows the EYFP fluorescence signal from each well to be corrected for cell density. Plates prepared in this way are run on a device equipped with a suitable filter set (EYFP: excitation 485 nm, emission 527 nm; Hoechst 22538: excitation 355 nm, emission 460 nm) in a Fluoroskan Ascent CF plate reader (Labsystems, Finland). It was measured.

両方の細胞株CHO−hIR[PS1769+PS1771]およびCHO−hIR[PS1767+PS1768]は、ラパマイシンに応答し、EYFP蛍光の実質的な増加を数時間のインキュベーション後に予想どおり示した(図10)。これらの細胞に対する開始条件で(t=0)、蛍光は大抵の細胞において僅かに(barely)可視であるが、それにもかかわらず集団中のいくつかの細胞(<5%)が、低い(しかし、感知できる(appreciable))蛍光を処理前に有していたことが注目された(図10a)。4時間後(図10b)、多くの細胞(約40%)は、有意に高いEYFP蛍光を細胞質及び核の区画の全体(throughout)に発生させた。16時間後(図10c)、細胞毎の応答は、更に増加し、そして細胞集団の多くの割合(約70%)を包含するものであった。結果は、第二の細胞株CHO−hIR[PS1769+PS1771]に関して基本的に同一であった。   Both cell lines CHO-hIR [PS1769 + PS1771] and CHO-hIR [PS1767 + PS1768] responded to rapamycin and showed a substantial increase in EYFP fluorescence as expected after several hours of incubation (FIG. 10). At the starting conditions for these cells (t = 0), fluorescence is barely visible in most cells, but nevertheless some cells (<5%) in the population are low (but It was noted that it had appreciable fluorescence before treatment (FIG. 10a). After 4 hours (FIG. 10b), many cells (approximately 40%) developed significantly higher EYFP fluorescence throughout the cytoplasmic and nuclear compartments. After 16 hours (FIG. 10c), the cell-by-cell response increased further and encompassed a large proportion (about 70%) of the cell population. The results were essentially the same for the second cell line CHO-hIR [PS1769 + PS1771].

図11のグラフは、細胞のEYFP蛍光の発生の速度(rate)を、CHO−hIR[PS1767+PS1768]株のラパマイシン処理後に示したものである。細胞を96ウェルプレート中で3μMラパマイシンで処理し、様々な時間で蛍光を測定した。処理および測定を、ハムの培地+10%FBS中で成長させた細胞で実施し、蛍光測定値を本培地からのバックグラウンド蛍光に対して補正した。前記グラフは、蛍光の発生に関する半減時間(half−time)が約5時間であることを実証する。蛍光の発生の速度には、二量体化因子(dimeriser) ラパマイシンにより媒介されるFKBPおよびFRB間の相互作用に対する時間、加えてEYFP部分(moieties)のアニーリングに対する時間、および首尾よくアニールしたEYFPタンパク質内のフルオロフォアの成熟に関して必要な(おそらく非常に長い)時間が含まれる。   The graph of FIG. 11 shows the rate of generation of EYFP fluorescence in cells after the rapamycin treatment of the CHO-hIR [PS1767 + PS1768] strain. Cells were treated with 3 μM rapamycin in 96 well plates and fluorescence was measured at various times. Treatments and measurements were performed on cells grown in Ham's medium + 10% FBS and fluorescence measurements were corrected for background fluorescence from this medium. The graph demonstrates that the half-time for fluorescence generation is about 5 hours. The rate of fluorescence generation includes time for the interaction between FKBP and FRB mediated by the dimerizer rapamycin, plus time for annealing of the EYFP moiety (moieties), and successfully annealed EYFP protein Included is the (possibly very long) time required for the maturation of the inner fluorophore.

図12は、異なるラパマイシン用量のCHO−hIR[PS1769+PS1771]細胞株に対する応答曲線である。細胞を96ウェルプレート中で培養し、様々なラパマイシン用量で16時間処理し、次に固定し、EYFP蛍光/細胞(任意のユニット)をAscentプレートリーダー上で決定する前にヘキストで染色した。値は、PBSバックグラウンドおよび細胞数に関して補正される。前記細胞株は、本実験に使用されたラパマイシン用量範囲に対して、EYFP強度/細胞が約3倍増加することを示している。   FIG. 12 is a response curve for CHO-hIR [PS1769 + PS1771] cell lines at different rapamycin doses. Cells were cultured in 96-well plates, treated with various rapamycin doses for 16 hours, then fixed and stained with Hoechst before EYFP fluorescence / cells (arbitrary units) were determined on an Ascent plate reader. Values are corrected for PBS background and cell number. The cell line shows an approximately 3-fold increase in EYFP intensity / cell over the rapamycin dose range used in this experiment.

応答のダイナミックレンジを増加させ、これらの細胞株からの固有の(inherent)EYFPバックグラウンドシグナルを減少させる一様式は、EYFPの輝き(bright)を放つ細胞の一部(fraction)をラパマイシン刺激前に除去することである。これは、蛍光活性化細胞選別(FACS)法により容易に達成される。各々の細胞株は、この方法により3つの群に選別された: (i)最も緑色の群(ii)中等度から低度に緑色の群および(iii)黒色の群である。「最も緑色」は各ケースにおいて廃棄されたが、他の2群は更に使用するために培養された。図13(a)および図13(b)は、ソーティング手順後の細胞株CHO−hIR[PS1767+PS1768]の100nMラパマイシンに対する改善された応答を示す。   One mode of increasing the dynamic range of the response and reducing the inherent EYFP background signal from these cell lines is to allow the fraction of cells that emit the EYFP bright to undergo a rapamycin stimulation prior to rapamycin stimulation. Is to remove. This is easily accomplished by fluorescence activated cell sorting (FACS) method. Each cell line was sorted into three groups by this method: (i) the most green group (ii) moderate to low green group and (iii) black group. The “most green” was discarded in each case, while the other two groups were cultured for further use. FIGS. 13 (a) and 13 (b) show the improved response of the cell line CHO-hIR [PS1767 + PS1768] to 100 nM rapamycin after the sorting procedure.

図14(a)および(b)は、CHO−hIR[PS1767+PS1768]親株に由来する、「中等度から低度の緑色」および「黒色」のFACS群(それぞれ)の応答を示す。ラパマイシンに対する用量反応を、各細胞株に関し7時間(a)および30時間(b)後に測定した。   FIGS. 14 (a) and (b) show the responses of the “moderate to low green” and “black” FACS groups (respectively) derived from the CHO-hIR [PS1767 + PS1768] parent strain. The dose response to rapamycin was measured after 7 hours (a) and 30 hours (b) for each cell line.

蛍光の値を、プレート&培地のバックグラウンドに対して補正した。EYFP蛍光の増加は、各ケースで非刺激の値の20倍を超えるものである。   Fluorescence values were corrected for plate & media background. The increase in EYFP fluorescence is over 20 times the unstimulated value in each case.

予想外なことに、前記細胞はこの期間なおも生存しているが、絶対的な蛍光シグナルは7および30時間の間に有意に変化しないように思われる。さらにまた、各細胞株に関する7および30時間での用量反応曲線は、非常に近接して類似しており、約0.25μMを「中等度から低度の緑色」群、および0.1μMを「黒色」群におけるEC50として有するものである。このデータは、一度二量体化が生じると、EYFP相補性は30時間以上細胞内で安定であることを示唆する。「中等度から低度の緑色」群は、より大きな全体の応答範囲を有しており、最大ラパマイシン濃度で黒色群よりも3倍高い強度に達する。両方のFACS群は、親(非FACS’d)株と比較して、有意に低いプレ刺激蛍光強度を有している Unexpectedly, the cells are still alive during this period, but the absolute fluorescence signal does not appear to change significantly between 7 and 30 hours. Furthermore, the dose response curves at 7 and 30 hours for each cell line are very close and similar, with about 0.25 μM in the “moderate to low green” group and 0.1 μM in the “ The EC 50 in the “black” group. This data suggests that once dimerization occurs, EYFP complementation is stable in the cell for over 30 hours. The “moderate to low green” group has a larger overall response range, reaching 3 times higher intensity than the black group at the maximum rapamycin concentration. Both FACS groups have significantly lower pre-stimulated fluorescence intensity compared to the parent (non-FACS'd) strain

図15(a)および(b)は、FK506対100nMラパマイシンに関して、2つのFACS’d株、CHO−hIR[PS1768+PS1767]「中等度から低度の緑色」群(図15(a))およびCHO−hIR[PS1769+PS1771]「黒色」群(図15(b))における用量反応競合曲線を示す。双方のケースのEC50値は、約1.2μM FK506である。細胞を一晩(16時間)2つの化合物の混合物とインキュベーションし、次に固定し、Ascentプレートリーダー上でEYFP蛍光/細胞の決定前にヘキストで染色した。プレートおよび溶液のバックグラウンドが差し引かれ;各グラフ上の点線はこれらの実験における各細胞株に関する刺激前の蛍光レベルを示す。NtermE[F64L]YFP172およびCtermEYFP173に対する融合体を使用する、GFP相補性法を使用して、2つのタンパク質コンポーネント間の条件的な相互作用間に干渉する化合物を首尾よく選別し得ることを、これらの結果は指摘している。 FIGS. 15 (a) and (b) show two FACS′d strains, CHO-hIR [PS1768 + PS1767] “moderate to low green” groups (FIG. 15 (a)) and CHO− for FK506 versus 100 nM rapamycin. The dose response competition curve in hIR [PS1769 + PS1771] "black" group (FIG.15 (b)) is shown. The EC 50 value for both cases is approximately 1.2 μM FK506. Cells were incubated overnight (16 hours) with a mixture of the two compounds, then fixed and stained with Hoechst on an Ascent plate reader prior to EYFP fluorescence / cell determination. Plate and solution backgrounds are subtracted; the dotted line on each graph indicates the level of fluorescence before stimulation for each cell line in these experiments. These can be successfully screened for compounds that interfere with the conditional interaction between the two protein components using the GFP complementation method using fusions to NtermE [F64L] YFP172 and CtermEYFP173. The results point out.

実施例12: PS1736、PS1758、PS1706、PS1810、PS1809、およびPS1827の構築
プラスミドPS1736は、F64L,NY172−NZおよびH2Bがリンカー配列GSGSGSGDITSLYKKAGST(1文字表記のアミノ酸コード、配列番号74)であって、部分的にGateway組換え配列に由来するリンカー配列により連結された、融合体をコード化する。
Example 12: Construction of PS1736, PS1758, PS1706, PS1810, PS1809, and PS1827
Plasmid PS1736 is a fusion in which F64L, NY172-NZ, and H2B are linker sequences GSGSGSGSITTSLYKKAGST (single letter amino acid code, SEQ ID NO: 74), partially linked by a linker sequence derived from a Gateway recombination sequence. Is encoded.

プラスミドPS1758は、ベータカテニンとCZ−CY173とがリンカー配列DPAFLYKVVISGSGSGSG(1文字表記のアミノ酸コード、配列番号69)であって、部分的にGateway組換え配列に由来するリンカー配列により連結された、融合体をコード化する。   Plasmid PS1758 is a fusion in which beta-catenin and CZ-CY173 are linked by a linker sequence DPAFLYKVVISSGSGSG (amino acid code of one letter code, SEQ ID NO: 69) partially derived from Gateway recombination sequences Is encoded.

プラスミドPS1706は、F64L、NY172(=NtermE[F64L]YFP172)およびベータカテニンがリンカー配列GSGSGSGDITSLYKKAGST(1文字表記のアミノ酸コード、配列番号70)であって、部分的にGateway組換え配列に由来するリンカー配列により連結された、融合体をコード化する。
プラスミドPS1810はH2BおよびTCF4(1−70)およびCY173(CtermEYFP173)の融合体をコード化する、ここでH2BおよびTCF4(1−70)はリンカー配列DITSLYKKAGST(配列番号75)であって、部分的にGateway組換え配列に由来するリンカー配列により連結され、ここでTCF4(1−70)およびCY173(CtermEYFP173)はリンカー配列DPAFLYKVVISGSGSG(1文字表記のアミノ酸コード、配列番号71)であって、部分的にGateway組換え配列に由来するリンカー配列により連結される。
Plasmid PS1706 is a linker sequence in which F64L, NY172 (= NtermE [F64L] YFP172) and beta-catenin are linker sequences GSGSGSGSITTSLYKKAGST (amino acid code of one letter code, SEQ ID NO: 70), partially derived from Gateway recombination sequences Encodes a fusion linked by
Plasmid PS1810 encodes a fusion of H2B and TCF4 (1-70) and CY173 (CtermEYFP173), where H2B and TCF4 (1-70) are the linker sequence DITSLYKKAGST (SEQ ID NO: 75) Linked by a linker sequence derived from the Gateway recombination sequence, where TCF4 (1-70) and CY173 (CtermEYFP173) are the linker sequences DPFLYKVVISSGSGSG (single letter amino acid code, SEQ ID NO: 71), which are partially Gateway Linked by a linker sequence derived from the recombinant sequence.

プラスミドPS1809はF64L、NY172(NtermE[F64L]YFP172)およびFKBPおよびベータカテニンの融合体をコード化する、ここでF64L、NY172(NtermE[F64L]YFP172)およびFKBPはリンカー配列GSGSGSGDL(1文字表記のアミノ酸コード、配列番号72)により連結され、ここでFKBPおよびベータカテニンはリンカー配列GTGTGTGDITSLYKKAGST(配列番号76)であって、部分的にGateway組換え配列に由来するリンカー配列により連結される。   Plasmid PS1809 encodes F64L, NY172 (NtermE [F64L] YFP172) and a fusion of FKBP and betacatenin, where F64L, NY172 (NtermE [F64L] YFP172) and FKBP are the linker sequences GSGSGSGDDL (one-letter amino acids) Linked by the code, SEQ ID NO: 72), where FKBP and beta-catenin are the linker sequence GTGTGTGDITSLYKKAGST (SEQ ID NO: 76), linked in part by a linker sequence derived from the Gateway recombination sequence.

プラスミドPS1827はH2BおよびFRAPのFKBP結合部分(アミノ酸2025−2114)およびCY173 (CtermEYFP173)の融合体をコード化する、ここでH2BおよびFRAPのFKBP結合部分(アミノ酸2025−2114)はリンカー配列DPAFLYKVVISGTGTGTG(1文字表記のアミノ酸コード、配列番号73)であって、部分的にGateway組換え配列に由来するリンカー配列により連結され、ここでFRAPのFKBP結合部分(アミノ酸2025−2114)およびCY173(CtermEYFP173)はリンカー配列LPSGSGSGSG(配列番号77)により連結される。   Plasmid PS1827 encodes a fusion of the FKBP binding portion of H2B and FRAP (amino acids 2025-2114) and CY173 (CtermEYFP173), where the FKBP binding portion of H2B and FRAP (amino acids 2025-2114) is the linker sequence DPAFLYKVVISGTGTTGTG (1 The amino acid code in letter code, SEQ ID NO: 73), partially linked by a linker sequence derived from the Gateway recombination sequence, wherein the FKB FKBP binding portion (amino acids 2025-2114) and CY173 (CtermEYFP173) of FRAP are linkers It is linked by the array LPSGSGSGSG (SEQ ID NO: 77).

プラスミドPS1736の構築   Construction of plasmid PS1736

プラスミドPS1736は、F64L、NY172−NZおよびH2Bが、リンカー配列により連結され、CMVプロモーターのコントロール下に配置され、カナマイシンおよびネオマイシン抵抗性をそれぞれ大腸菌および哺乳類細胞における選択可能なマーカーとして有している、融合体をコード化している。   Plasmid PS1736 has F64L, NY172-NZ and H2B linked by a linker sequence and placed under the control of a CMV promoter and has kanamycin and neomycin resistance as selectable markers in E. coli and mammalian cells, respectively. Encodes the fusion.

プラスミドPS1736は、プラスミドPS1667(エントリークローン)およびPS1695(デスティネーションベクター)に由来した。プラスミドPS1695はプラスミドPS1673に由来した。プラスミドPS1673は、上記のプラスミドPS1641およびpEGFP−C1(クロンテック)に由来した。プラスミドPS1672は、上記のプラスミドPS1641に由来した。   Plasmid PS1736 was derived from plasmids PS1667 (entry clone) and PS1695 (destination vector). Plasmid PS1695 was derived from plasmid PS1673. Plasmid PS1673 was derived from plasmid PS1641 and pEGFP-C1 (Clontech) described above. Plasmid PS1672 was derived from plasmid PS1641 described above.

中間体(intermediate)PS1673の構築   Construction of intermediate PS1673

PS1641をプライマー2219および2387(表2)でのPCRに供試し、ca 0.5kb Nhe1−BamH1断片をNhe1およびBamH1で消化したpEGFP−C1(クロンテック)へとライゲーションした。これによりEGFPがF64L,EYFP(1−172)で置換され、これに続いてリンカー配列(これはフレーム内(in frame)のリンカー配列GGTGSG−NZ−GSGSGSGをコード化している)およびユニークなEcoRV部位(BamH1のちょうど上流)が配置される。このプラスミドは、PS1673と称される。   PS1641 was subjected to PCR with primers 2219 and 2387 (Table 2) and the ca 0.5 kb Nhe1-BamH1 fragment was ligated into pEGFP-C1 (Clontech) digested with Nhe1 and BamH1. This replaces EGFP with F64L, EYFP (1-172), followed by a linker sequence (which encodes the in-frame linker sequence GGTGSG-NZ-GSSGSGSG) and a unique EcoRV site. (Just upstream of BamH1) is arranged. This plasmid is called PS1673.

デスティネーションベクター(destination vector)PS1695の構築   Construction of destination vector PS1695

プラスミドPS1673を、Gateway適合性のデスティネーションベクターへと、前記DNAをEcoRVで切断すること及びそれをGatewayカセット読み枠Aとライゲーションすることにより変換した〔Gateway製造者(インビトロゲン)の指示にしたがって〕。このデスティネーションベクターは、PS1695と称される。   Plasmid PS1673 was converted to a Gateway compatible destination vector by cutting the DNA with EcoRV and ligating it with Gateway cassette reading frame A [according to Gateway manufacturer (Invitrogen) instructions]. . This destination vector is called PS1695.

GatewayエントリークローンPS1667の構築   Construction of Gateway entry clone PS1667

H2Bのコード配列(GenBank Acc no NM_003518)を、ヒトcDNAからPCRおよびプライマー2367および2368(表2)を用いて分離した。ca 0.4kb産物を、BP反応によりドナーベクターpDONR207へと転移させ(製造者(インビトロゲン)の推奨にしたがって)、エントリークローンPS1667を産生した。   The coding sequence for H2B (GenBank Acc no NM_003518) was isolated from human cDNA using PCR and primers 2367 and 2368 (Table 2). The ca 0.4 kb product was transferred to the donor vector pDONR207 by BP reaction (according to the manufacturer's recommendations (Invitrogen)) to produce entry clone PS1667.

最終的に、発現ベクターPS1736を、H2BをエントリークローンPS1667からLR反応によりデスティネーションベクターPS1695へと転移させることにより産生した(製造者にしたがって)。   Finally, expression vector PS1736 was produced by transferring H2B from entry clone PS1667 to destination vector PS1695 by LR reaction (according to manufacturer).

プラスミドPS1758の構築   Construction of plasmid PS1758

プラスミドPS1758は、ベータカテニンとCZ−CY173とが、リンカー配列により連結され、CMVプロモーターのコントロール下に配置され、ゼオシン抵抗性を大腸菌および哺乳類細胞における選択可能なマーカーとして有している、融合体をコード化している。   Plasmid PS1758 is a fusion in which beta-catenin and CZ-CY173 are linked by a linker sequence and placed under the control of a CMV promoter and have zeocin resistance as a selectable marker in E. coli and mammalian cells. It is coded.

プラスミドPS1771は、プラスミドPS1762(エントリークローン)およびPS1696(デスティネーションベクター)に由来した。プラスミドPS1696はプラスミドPS1726に由来した。プラスミドPS1726は、上記のプラスミドPS1638およびPS609に由来した。   Plasmid PS1771 was derived from plasmids PS1762 (entry clone) and PS1696 (destination vector). Plasmid PS1696 was derived from plasmid PS1726. Plasmid PS1726 was derived from plasmids PS1638 and PS609 described above.

中間体(intermediate)PS1726の構築   Construction of intermediate PS1726

PS1638をプライマー2388および2132(表2)でのPCRに供試し、ca 0.35kb Nhe1−BamH1断片をNhe1およびBamH1で消化したPS609へとライゲーションした。これによりEGFPがEYFP(173−238)で置換され、これに先行してリンカー配列(これはフレーム内(in frame)のリンカー配列GSGSGSG−zipをコード化している)およびユニークなEcoRV部位(Nhe1のちょうど下流)が配置される。このプラスミドは、PS1726と称される。   PS1638 was subjected to PCR with primers 2388 and 2132 (Table 2) and the ca 0.35 kb Nhe1-BamH1 fragment was ligated to PS609 digested with Nhe1 and BamH1. This replaced EGFP with EYFP (173-238), preceded by a linker sequence (which encodes the in-frame linker sequence GSGSSGSG-zip) and a unique EcoRV site (Nhe1). Just downstream) is arranged. This plasmid is called PS1726.

デスティネーションベクター(destination vector)PS1696の構築   Construction of destination vector PS1696

プラスミドPS1726を、Gateway適合性のデスティネーションベクターへと、前記DNAをEcoRVで切断すること及びそれをGatewayカセット読み枠Aとライゲーションすることにより変換した〔Gateway製造者(インビトロゲン)の指示にしたがって〕。このデスティネーションベクターは、PS1696と称される。   Plasmid PS1726 was converted to a Gateway compatible destination vector by cutting the DNA with EcoRV and ligating it with Gateway cassette reading frame A [according to Gateway manufacturer instructions (Invitrogen) instructions]. . This destination vector is called PS1696.

GatewayエントリークローンPS1762の構築   Construction of Gateway entry clone PS1762

ベータカテニンのコード配列(GenBank Acc no X87838)を、ヒトcDNAからPCRおよびプライマー2359および2439(表2)を用いて分離した。ca 2.3kb産物を、BP反応によりドナーベクターpDONR207へと転移させ(製造者の推奨(インビトロゲン)にしたがって)、エントリークローンPS1762を産生した。   The coding sequence for beta-catenin (GenBank Acc no X87838) was isolated from human cDNA using PCR and primers 2359 and 2439 (Table 2). The ca 2.3 kb product was transferred to the donor vector pDONR207 by BP reaction (according to the manufacturer's recommendations (Invitrogen)), producing the entry clone PS1762.

最終的に、発現ベクターPS1758を、ベータカテニンのコード配列をエントリークローンPS1762からLR反応によりデスティネーションベクターPS1696へと転移させることにより産生した(製造者の推奨(インビトロゲン)にしたがって)。   Finally, the expression vector PS1758 was produced by transferring the beta catenin coding sequence from the entry clone PS1762 to the destination vector PS1696 by LR reaction (according to the manufacturer's recommendations (Invitrogen)).

プラスミドPS1706の構築   Construction of plasmid PS1706

プラスミドPS1706は、F64L、NY172およびベータカテニンが、リンカー配列により連結され、CMVプロモーターのコントロール下に配置され、カナマイシンおよびネオマイシン抵抗性をそれぞれ大腸菌および哺乳類細胞における選択可能なマーカーとして有している、融合体をコード化している。   Plasmid PS1706 is a fusion in which F64L, NY172 and beta-catenin are linked by a linker sequence and placed under the control of a CMV promoter and have kanamycin and neomycin resistance as selectable markers in E. coli and mammalian cells, respectively. The body is coded.

プラスミドPS1706は、プラスミドPS1664(エントリークローン)およびPS1679(デスティネーションベクター)に由来した。プラスミドPS1679は上記に記載される。   Plasmid PS1706 was derived from plasmids PS1664 (entry clone) and PS1679 (destination vector). Plasmid PS1679 is described above.

GatewayエントリークローンPS1664の構築   Construction of Gateway entry clone PS1664

ベータカテニンのコード配列(GenBank Acc no X87838)を、ヒトcDNAからPCRおよびプライマー2359および2360(表2)を用いて分離した。ca 2.3kb産物を、BP反応によりドナーベクターpDONR207へと転移させ(製造者の推奨(インビトロゲン)にしたがって)、エントリークローンPS1664を産生した。   The coding sequence of beta catenin (GenBank Acc no X87838) was isolated from human cDNA using PCR and primers 2359 and 2360 (Table 2). The ca 2.3 kb product was transferred to the donor vector pDONR207 by BP reaction (according to the manufacturer's recommendations (Invitrogen)), producing the entry clone PS1664.

最終的に、発現ベクターPS1706を、ベータカテニンをエントリークローンPS1664からLR反応によりデスティネーションベクターPS1679へと転移させることにより産生した(製造者の推奨(インビトロゲン)にしたがって)。   Finally, the expression vector PS1706 was produced by transferring beta-catenin from the entry clone PS1664 to the destination vector PS1679 by LR reaction (according to the manufacturer's recommendations (Invitrogen)).

プラスミドPS1810の構築   Construction of plasmid PS1810

プラスミドPS1810は、H2B−TCF4(1−70)とCY173とが、リンカー配列により連結され、CMVプロモーターのコントロール下に配置され、ゼオシン抵抗性を大腸菌および哺乳類細胞における選択可能なマーカーとして有している、融合体をコード化している。   Plasmid PS1810 has H2B-TCF4 (1-70) and CY173 linked by a linker sequence and placed under the control of a CMV promoter, and has zeocin resistance as a selectable marker in E. coli and mammalian cells. , Coding the fusion.

プラスミドPS1810は、プラスミドPS1669(エントリークローン)およびPS1806(デスティネーションベクター)に由来した。プラスミドPS1806はプラスミドPS1790に由来した。プラスミドPS1790は、上記のプラスミドPS1674に由来した。   Plasmid PS1810 was derived from plasmids PS1669 (entry clone) and PS1806 (destination vector). Plasmid PS1806 was derived from plasmid PS1790. Plasmid PS1790 was derived from plasmid PS1674 described above.

中間体(intermediate)PS1790の構築   Construction of intermediate PS1790

H2Bのコード配列(GenBank Acc no NM_003518)を、ヒトcDNAからプライマー2389および2390(表2)を用いて分離し、ca 0.4kb Nhe1−EcoRV断片をNhe1およびEcoRVで消化したPS1674へとライゲーションした。これによりEYFP(173−238)のH2B上流が置換され、これに先行してリンカー配列(これはフレーム内(in frame)のリンカー配列GSGSGSG−zipをコード化している)、並びにH2BおよびリンカーEYFP(173−238)間のユニークなEcoRV部位が配置される。このプラスミドは、PS1790と称される。   The coding sequence for H2B (GenBank Acc no NM — 003518) was isolated from human cDNA using primers 2389 and 2390 (Table 2) and ligated to PS1674 digested with ca 0.4 kb Nhe1-EcoRV with Nhe1 and EcoRV. This replaced the H2B upstream of EYFP (173-238), preceded by a linker sequence (which encodes the in-frame linker sequence GSGSSGSG-zip), and H2B and linker EYFP ( 173-238) between the unique EcoRV sites. This plasmid is designated PS1790.

デスティネーションベクターPS1806の構築   Construction of destination vector PS1806

プラスミドPS1790を、Gateway適合性のデスティネーションベクターへと、前記DNAをEcoRVで切断すること及びそれをGatewayカセット読み枠Aとライゲーションすることにより変換した〔Gateway製造者(インビトロゲン)の指示にしたがって〕。このデスティネーションベクターは、PS1806と称される。   Plasmid PS1790 was converted into a Gateway compatible destination vector by cutting the DNA with EcoRV and ligating it with Gateway cassette reading frame A [according to the instructions of the Gateway manufacturer (Invitrogen)]. . This destination vector is called PS1806.

GatewayエントリークローンPS1669の構築   Construction of Gateway entry clone PS1669

TCF4のN末端70アミノ酸のコード配列(GenBank Acc no Y11306)を、ヒトcDNAからPCRおよびプライマー2364および2366(以下に記載される)を用いて分離した。ca 0.25kb産物を、BP反応によりドナーベクターpDONR207へと転移させ(製造者の推奨(インビトロゲン)にしたがって)、エントリークローンPS1669を産生した。   The coding sequence for the N-terminal 70 amino acids of TCF4 (GenBank Acc no Y11306) was isolated from human cDNA using PCR and primers 2364 and 2366 (described below). The ca 0.25 kb product was transferred to the donor vector pDONR207 via a BP reaction (according to the manufacturer's recommendations (Invitrogen)), producing the entry clone PS1669.

最終的に、発現ベクターPS1810を、TCF4(1−70)のコード配列をエントリークローンPS1669からLR反応によりデスティネーションベクターPS1806へと転移させることにより産生した(製造者の推奨(インビトロゲン)にしたがって)。   Finally, the expression vector PS1810 was produced by transferring the coding sequence of TCF4 (1-70) from the entry clone PS1669 to the destination vector PS1806 by LR reaction (according to the manufacturer's recommendations (Invitrogen)) .

プラスミドPS1809の構築   Construction of plasmid PS1809

プラスミドPS1809は、F64L、NY172およびFKBP−ベータカテニンが、リンカー配列により連結され、CMVプロモーターのコントロール下に配置され、カナマイシンおよびネオマイシン抵抗性をそれぞれ大腸菌および哺乳類細胞における選択可能なマーカーとして有している、融合体をコード化している。   Plasmid PS1809 has F64L, NY172 and FKBP-betacatenin linked by a linker sequence and placed under the control of a CMV promoter and has kanamycin and neomycin resistance as selectable markers in E. coli and mammalian cells, respectively. , Coding the fusion.

プラスミドPS1809は、上記のプラスミドPS1664(エントリークローン)およびPS1805(デスティネーションベクター)に由来した。プラスミドPS1805はプラスミドPS1789に由来した。プラスミドPS1789は、上記のプラスミドPS1672および上記のPS1768に由来した。   Plasmid PS1809 was derived from plasmids PS1664 (entry clone) and PS1805 (destination vector) described above. Plasmid PS1805 was derived from plasmid PS1789. Plasmid PS1789 was derived from plasmid PS1672 above and PS1768 above.

中間体(intermediate)PS1789の構築   Construction of intermediate PS1789

PS1768をプライマー2462および2463でのPCRに供試し、ca 0.35kb断片をPvu2およびBamH1で消化し、EcoRVおよびBamH1で消化したPS1672にライゲーションした。これにより、F64L、NY172およびFKBPがGSGSGSGDLリンカーにより連結された融合体が産生され、これはGTGTGTGリンカー配列(FKBPの後ろに)およびユニークなEcoRV部位(GT3リンカーのちょうど下流)を有する。このプラスミドは、PS1789と称される。   PS1768 was subjected to PCR with primers 2462 and 2463 and the ca 0.35 kb fragment was digested with Pvu2 and BamH1 and ligated to PS1672 digested with EcoRV and BamH1. This produces a fusion in which F64L, NY172 and FKBP are joined by a GSGSGSGDDL linker, which has a GTGTTGTG linker sequence (behind FKBP) and a unique EcoRV site (just downstream of the GT3 linker). This plasmid is called PS1789.

デスティネーションベクターPS1805の構築   Construction of destination vector PS1805

プラスミドPS1789を、Gateway適合性のデスティネーションベクターへと、前記DNAをEcoRVで切断すること及びそれをGatewayカセット読み枠Aとライゲーションすることにより変換した〔Gateway製造者(インビトロゲン)の指示にしたがって〕。このデスティネーションベクターは、PS1805と称される。   Plasmid PS1789 was converted into a Gateway compatible destination vector by cutting the DNA with EcoRV and ligating it with Gateway cassette reading frame A [according to Gateway manufacturer (Invitrogen) instructions]. . This destination vector is called PS1805.

最終的に、発現ベクターPS1809を、ベータカテニンをエントリークローンPS1664からLR反応によりデスティネーションベクターPS1805へと転移させることにより産生した(製造者の推奨(インビトロゲン)にしたがって)。   Finally, the expression vector PS1809 was produced by transferring beta-catenin from the entry clone PS1664 to the destination vector PS1805 by LR reaction (according to the manufacturer's recommendations (Invitrogen)).

プラスミドPS1827の構築
プラスミドPS1827は、H2BおよびFRAPのFKBP結合部分(アミノ酸2025−2114)およびCY173が、リンカー配列により連結され、CMVプロモーターのコントロール下に配置され、ゼオシン抵抗性を大腸菌および哺乳類細胞における選択可能なマーカーとして有している、融合体をコード化している。
Construction of plasmid PS1827
Plasmid PS1827 has H2B and FRAP FKBP binding moieties (amino acids 2025-2114) and CY173 linked by a linker sequence and placed under the control of the CMV promoter, making zeocin resistance a selectable marker in E. coli and mammalian cells. Has a fusion encoding.

プラスミドPS1827は、プラスミドPS1732(エントリークローン)およびPS1826(デスティネーションベクター)に由来した。プラスミドPS1826はプラスミドPS1788に由来した。プラスミドPS1788は、上記のプラスミドPS1674およびPS1767に由来した。   Plasmid PS1827 was derived from plasmids PS1732 (entry clone) and PS1826 (destination vector). Plasmid PS1826 was derived from plasmid PS1788. Plasmid PS1788 was derived from plasmids PS1674 and PS1767 described above.

中間体(intermediate)PS1788の構築   Construction of intermediate PS1788

PS1767をプライマー2464および2465でのPCRに供試し、ca 0.35kb産物をNhe1−Sma1で消化し、Nhe1およびEcoRVで消化したPS1674にライゲーションした。   PS1767 was subjected to PCR with primers 2464 and 2465 and the ca 0.35 kb product was digested with Nhe1-Sma1 and ligated to PS1674 digested with Nhe1 and EcoRV.

これによりFRAP(2025−2114)とEYFP(173−238)とがリンカー配列(GSGSGSG)で連結された融合体が産生され、これはGTGTGTGリンカー配列(FRAPの前に)およびユニークなEcoRV部位(GTGTGTGリンカーのちょうど上流)を有している。このプラスミドは、PS1788と称される。   This produced a fusion in which FRAP (2025-2114) and EYFP (173-238) were linked by a linker sequence (GSGSGSSG), which had a GGTTGTG linker sequence (before FRAP) and a unique EcoRV site (GTGTTGTG). Has just upstream of the linker). This plasmid is called PS1788.

デスティネーションベクターPS1826の構築   Construction of destination vector PS1826

プラスミドPS1788を、Gateway適合性のデスティネーションベクターへと、前記DNAをEcoRVで切断すること及びそれをGatewayカセット読み枠Aとライゲーションすることにより変換した〔Gateway製造者(インビトロゲン)の指示にしたがって〕。このデスティネーションベクターは、PS1826と称される。   Plasmid PS1788 was converted into a Gateway compatible destination vector by cutting the DNA with EcoRV and ligating it with Gateway cassette reading frame A [according to Gateway manufacturer instructions (Invitrogen) instructions]. . This destination vector is called PS1826.

GatewayエントリークローンPS1732の構築   Construction of Gateway entry clone PS1732

H2Bのコード配列(GenBank Acc no NM_003518)を、ヒトcDNAからPCRおよびプライマー2367および2407(表2)を用いて分離した。ca 0.4kb産物を、BP反応によりドナーベクターpDONR207へと転移させ(製造者の推奨(インビトロゲン)にしたがって)、エントリークローンPS1732を産生した。   The coding sequence of H2B (GenBank Acc no NM_003518) was isolated from human cDNA using PCR and primers 2367 and 2407 (Table 2). The ca 0.4 kb product was transferred to the donor vector pDONR207 by BP reaction (according to the manufacturer's recommendations (Invitrogen)) to produce the entry clone PS1732.

最終的に、発現ベクターPS1827を、H2BをエントリークローンPS1732からLR反応によりデスティネーションベクターPS1826へと転移させることにより産生した(製造者の推奨(インビトロゲン)にしたがって)。   Finally, expression vector PS1827 was produced by transferring H2B from entry clone PS1732 to destination vector PS1826 by LR reaction (according to manufacturer's recommendations (Invitrogen)).

実施例13: 標的タンパク質のペアの1つ若しくは両方のメンバーのトランスロケーション行動及び/又はそれらのタンパク質間の相互作用、を修飾する化合物に関して生細胞内でスクリーニングするためのアッセイ。   Example 13: Assay for screening in living cells for compounds that modify the translocation behavior of one or both members of a target protein pair and / or the interaction between those proteins.

本実施例はGFP相補性方法を用いたタンパク質トランスロケーションアッセイの構築を示し、これにより標的タンパク質のペアの1つ若しくは両方のメンバーのトランスロケーション行動を及び/又はそれらのタンパク質間の相互作用を修飾する化合物に関する、生細胞内でのスクリーニングにおける、前記方法の有用性が実証される(トランスロケーションおよび相互作用依存的な相補性、TIDC)。   This example demonstrates the construction of a protein translocation assay using the GFP complementation method, which modifies the translocation behavior of one or both members of a target protein pair and / or the interaction between those proteins The usefulness of the method in screening in vivo for compounds that do (translocation and interaction dependent complementation, TIDC) is demonstrated.

本実施例は次のことを実証する、即ち、GFP相補性システムをデザインして、生細胞内での1つのタンパク質とパートナータンパク質との間の相互作用の程度をレポートできることである、具体的には、係る相互作用を1つ若しくは両方のタンパク質のトランスロケーション(両方のコンポーネントを前記細胞内の1つの区画もしくは位置に近接させる)が発生した後にのみ生じさせることが可能である。蛍光シグナルが取得され、これはパートナータンパク質間で生じた相互作用の程度に対応し、これは通常は適切なトランスロケーションを誘導する刺激の後に続く。係るアッセイシステムを使用して、関与するトランスロケーションプロセスまたは相補性プローブの構築に使用された標的タンパク質間の相互作用、のうち何れかを修飾する化合物もしくは処理に関して選別することが可能である。   This example demonstrates that: a GFP complementation system can be designed to report the degree of interaction between one protein and a partner protein in a living cell, specifically Can only cause such interactions to occur after translocation of one or both proteins (which brings both components in close proximity to one compartment or position in the cell). A fluorescent signal is acquired, which corresponds to the degree of interaction that occurred between the partner proteins, which usually follows a stimulus that induces proper translocation. Such assay systems can be used to screen for compounds or treatments that modify either the translocation process involved or the interaction between target proteins used to construct complementary probes.

βカテニンは、多機能性のタンパク質であり、ある種のヒトの癌(最も著しいのは大腸の癌)の発生および進行に重要な役割を担っている。非分裂性の結腸の上皮細胞において、βカテニンは、形質膜で細胞接着分子との複合体中に認められ、また、その標的とする破壊(細胞のユビキチン結合システムによる)を共にコントロールする、いくつかのタンパク質(Axin、大腸腺腫様ポリポーシス タンパク質、またはAPC、およびプロテインキナーゼGSK3β)との複合体中にも認められる。また、βカテニンは転写のアクチベーターとして機能する。その機能に関して、βカテニンが、核にトランスロケーションし、他のプロ転写性の(pro−transcriptional)コファクター(大腸細胞において、最も顕著なものはTCF4である)と二量体を形成することが必要である。非分裂細胞におけるβカテニンのレベルは、ユビキチン結合および引き続くプロテオソームによる破壊により低く維持されている、また、若干のβカテニンが核で発見されるか又は発見されないので、若干のβカテニン誘導性の遺伝子転写が生じているか又は生じていない。癌性の及び特定の前癌性の大腸上皮細胞において、βカテニン自身における又はその調節性のタンパク質の1つにおける変異により、前記タンパク質の細胞質における蓄積が誘導され、引き続く核へのトランスロケーションおよびβカテニン:TCF4因子によりコントロールされる遺伝子の構成的な活性化が付随して発生する。係る細胞における癌性の表現型(cancerous phenotype)を誘導するものは、これらの遺伝子の連続的な発現である。   β-catenin is a multifunctional protein and plays an important role in the development and progression of certain human cancers (most notably colon cancer). In non-dividing colonic epithelial cells, β-catenin is found in complexes with cell adhesion molecules at the plasma membrane and also controls its targeted destruction (by the cell's ubiquitin-binding system). It is also found in complexes with these proteins (Axin, colorectal adenomatous polyposis protein, or APC, and protein kinase GSK3β). Β-catenin functions as a transcriptional activator. In terms of its function, β-catenin can translocate to the nucleus and form dimers with other pro-transcriptional cofactors (the most prominent in colon cells is TCF4). is necessary. Β-catenin levels in non-dividing cells are kept low by ubiquitin binding and subsequent destruction by proteosomes, and some β-catenin-inducible genes because some β-catenin is found or not found in the nucleus Transcription has occurred or has not occurred. In cancerous and certain precancerous colorectal epithelial cells, mutations in β-catenin itself or in one of its regulatory proteins induce accumulation of the protein in the cytoplasm, followed by translocation to the nucleus and β Catenin: Concomitantly occurs with constitutive activation of genes controlled by TCF4 factor. It is the continuous expression of these genes that induces a cancerous phenotype in such cells.

本実施例において、GFPの相補性半分は、βカテニンと及びヒストンH2Bを転写コアクチベータ(transcriptional co−activator)TCF4のβカテニン結合断片に連結したものと、別々に融合される。両方の構築物を、次に哺乳類細胞内に共形質移入し、発現させる。βカテニン構築物は、細胞の細胞質内の全体に低いレベルで局在化されることが予期され、その濃度はプロテインキナーゼGSK3βの活性化により効果的にコントロールされる。H2B−TCF4構築物は、高度に塩基性のヒストン部分により、細胞の核に局在する。それ故、2つのコンポーネントは、通常の成長条件下で互いに出会わないはずである。しかしながら、GSK3βがリチウムイオンにより阻害される場合、βカテニン構築物の細胞質レベルが、細胞質において増加し、核に有意な様式(significant fashion)でトランスロケーションすることが予期される。前記構築物がβカテニンのトランスロケーションの結果として核で共に混合される場合、2つのタンパク質間(βカテニンおよびTCF4)の自然な相互作用は、相補的なGFP半分を近い位置関係に近接させ、それに際してアニーリングプロセスが開始されるはずであり、これにより最終的に完全に蛍光な(fully fluorescent)GFP分子の発生が誘導される。リチウム処理された細胞における核の蛍光の発生により、βカテニンの核へのトランスロケーションおよびβカテニンとTCF4のβカテニン結合ドメインとの間の引き続く相互作用が統合された結果が効果的にレポートされる。   In this example, the complementary half of GFP is fused separately with β-catenin and histone H2B linked to the β-catenin binding fragment of transcriptional co-activator TCF4. Both constructs are then cotransfected and expressed in mammalian cells. The β-catenin construct is expected to be localized at low levels throughout the cytoplasm of the cell, and its concentration is effectively controlled by activation of the protein kinase GSK3β. The H2B-TCF4 construct is localized in the nucleus of the cell by a highly basic histone moiety. Therefore, the two components should not meet each other under normal growth conditions. However, when GSK3β is inhibited by lithium ions, it is expected that the cytoplasmic level of the β-catenin construct will increase in the cytoplasm and translocate to the nucleus in a significant fashion. When the construct is mixed together in the nucleus as a result of β-catenin translocation, the natural interaction between the two proteins (β-catenin and TCF4) brings the complementary GFP halves into close proximity, which In the meantime, the annealing process should be initiated, which ultimately induces the generation of a fully fluorescent GFP molecule. Generation of nuclear fluorescence in lithium-treated cells effectively reports integrated results of β-catenin translocation to the nucleus and subsequent interaction between β-catenin and the β-catenin binding domain of TCF4 .

以下の融合構築物を作出した(実施例12を参照されたい):
NtermE[F64L]YFP172−βカテニン=プラスミドコードps1706
H2B−TCF4(frag)−CtermEYFP173=ps1810
プラスミドps1706とps1810を、チャイニーズハムスター卵巣細胞(CHO)に、形質移入薬剤 FuGENETM6(Boehringer Mannheim Corp, USA)を用いて共形質移入した(供給者が推奨する方法にしたがって)。細胞を成長培地(HAM’s F12栄養混合物に、Glutamax−1、10%胎児ウシ血清(FBS)、100μg ペニシリン−ストレプトマイシン混合物 ml−1(GibcoBRL, Life Technologiesにより供給された, デンマーク)を有する)中で培養した。形質移入した細胞を本培地に、使用しているプラスミドに適切な2つの選択薬(1mg/mlゼオシン プラス 0.5mg/ml G418硫酸塩)を付加した培地で培養した。細胞を37℃で100%湿度、および通常の大気に5%COを補充した条件で培養した。
The following fusion constructs were created (see Example 12):
NtermE [F64L] YFP172-β-catenin = plasmid code ps1706
H2B-TCF4 (frag) -CtermEYFP173 = ps1810
Plasmids ps1706 and ps1810 were cotransfected into Chinese hamster ovary cells (CHO) using the transfection agent FuGENE 6 (Boehringer Mannheim Corp, USA) (according to the method recommended by the supplier). Cells in growth medium (with HAM's F12 nutrient mixture, Glutamax-1, 10% fetal bovine serum (FBS), 100 μg penicillin-streptomycin mixture ml −1 (supplied by GibcoBRL, Life Technologies, Denmark) In culture. The transfected cells were cultured in this medium in a medium supplemented with two selective agents (1 mg / ml zeocin plus 0.5 mg / ml G418 sulfate) appropriate for the plasmid used. Cells were cultured at 37 ° C. with 100% humidity and normal atmosphere supplemented with 5% CO 2 .

選択薬の継続的な存在下で10から12日培養した後、生じた細胞株が安定的に形質移入されたかについて判断した。
蛍光顕微鏡に関して、細胞のアリクウォット(aliquots)を、Lab−Tekチェンバード(chambered)カバーグラス(Nalge Nunc International, Naperville USA)に移し、少なくとも24時間約80%集密(confluence)に達するまで付着させておいた。イメージを、ツァイスLSM410倒立共焦点蛍光顕微鏡(ツァイス, Jena, ドイツ)にx40(油浸)対物レンズを用いたものを用いて収集した。488nmレーザーライトをGFPの励起に使用し、放射はFT510二色性および510−525nmバンドパスフィルターを介してフィルタ処理された。
After culturing for 10-12 days in the continuous presence of the selective agent, it was determined whether the resulting cell line was stably transfected.
For fluorescence microscopy, aliquots of cells are transferred to Lab-Tek chambered cover glasses (Nalge Nunc International, Naperville USA) and allowed to attach for at least about 24 hours until they reach about 80% confluence. Oita. Images were collected using a Zeiss LSM410 inverted confocal fluorescence microscope (Zeiss, Jena, Germany) with a x40 (oil immersion) objective. A 488 nm laser light was used for GFP excitation, and the radiation was filtered through FT510 dichroism and a 510-525 nm bandpass filter.

処理後(しかし、顕微鏡観察前に)、細胞を規定通りに4%ホルムアルデヒドをリン酸緩衝食塩水(PBS)中に含むもので10分間固定し、次にPBSを用いた3回の洗浄工程を実施した。   After treatment (but before microscopic observation), the cells were fixed as usual with 4% formaldehyde in phosphate buffered saline (PBS) for 10 minutes, and then washed three times with PBS. Carried out.

図18(A)は、安定なCHO[ps1706+ps1810]における、前記細胞に何らかの処理を施す前の蛍光のレベルを示す。蛍光のレベルは、多くの細胞において非常に弱く、これはフラボノイド(例えば、FAD)からの細胞の自己蛍光に完全に依存したものであろう(使用された励起フィルターは、FAD自己蛍光の一部を一般的に通過させる)。ときおり細胞(Occasional cells)(図18(A)の上部右隅)は、弱いGFP蛍光を核および細胞質の区画において示し、これは明らかに自発性(spontaneous)の相補性の結果である。これらの細胞の多くはクラスターを形成しており、おそらくこれは発現(又はおそらく細胞分裂)の間に相補性が起こりえる同じ区画へと彼らが近接するような、導入したコンポーネントの不正確なプロセッシングをもたらすだろうクローンの行動(clonal behaviour)を指摘するものである。しかしながら、16時間、5mM LiClで処理した場合、蛍光GFPを含有している細胞の数は非常に増大し、それらの多くはもっぱらそれらの核に限定されたGFP蛍光を有しており、この結果はこのペアの融合構築物から予期されたGFP相補性の分布と矛盾のないものだった(図18(B))。   FIG. 18 (A) shows the level of fluorescence before applying any treatment to the cells in stable CHO [ps1706 + ps1810]. The level of fluorescence is very weak in many cells, which will be completely dependent on the cell autofluorescence from flavonoids (eg FAD) (the excitation filter used is part of the FAD autofluorescence). In general). Occasionally cells (Occasional cells) (upper right corner of FIG. 18A) show weak GFP fluorescence in the nuclear and cytoplasmic compartments, which is clearly a result of spontaneous complementation. Many of these cells are clustered, possibly inaccurate processing of the introduced components such that they are in close proximity to the same compartment where complementation can occur during expression (or perhaps cell division) It points out the behavior of the clone that would lead to However, when treated with 5 mM LiCl for 16 hours, the number of cells containing fluorescent GFP was greatly increased and many of them had GFP fluorescence restricted exclusively to their nuclei, resulting in this result. Was consistent with the distribution of GFP complementation expected from this pair of fusion constructs (FIG. 18 (B)).

これらの結果は次のことを指摘する、即ち、分離した細胞の区画または位置に通常存在するタンパク質コンポーネントのNtermE[F64L]YFP172およびCtermEYFP173に対する融合体を使用する、GFP相補性方法を使用して、それらのコンポーネント間のタンパク質間相互作用(これは双方のコンポーネントを1区画内または1共有位置に近接させるトランスロケーションプロセスの結果である)をモニターできる。この原理に基づいた、単純な強度またはイメージに準拠した(image−based)蛍光アッセイを使用して、特定の細胞コンポーネントに関連のあるトランスロケーションプロセスまたは係るタンパク質コンポーネント間の相互作用(生きた哺乳類細胞内での)の何れかに影響する、化合物を選別し得る。関与するトランスロケーションプロセスのみをレポートするためにデザインされた、類似するアッセイと組み合わせた使用により(例えば、実施例14または実施例16に記載されたものと類似するアッセイ)、任意の化合物が特異的にトランスロケーションを又は相互作用を標的とするかどうかを明らかにする(define)ことが可能である。   These results point to the following: using the GFP complementation method, using fusions to the protein components NtermE [F64L] YFP172 and CtermEYFP173, which are normally present in isolated cell compartments or locations, Protein-protein interactions between these components can be monitored, which is the result of a translocation process that brings both components in one compartment or close to one shared position. Based on this principle, a simple intensity or image-based fluorescence assay is used to relate the translocation process associated with a particular cellular component or the interaction between such protein components (live mammalian cells Compounds that affect any of the Use in combination with a similar assay designed to report only the translocation process involved (eg, an assay similar to that described in Example 14 or Example 16), making any compound specific It is possible to define whether to target translocation or interaction.

実施例14: GFP相補性を用いたタンパク質トランスロケーションアッセイ
本方法は、化合物(該化合物は標的タンパク質のトランスロケーション行動を修飾する化合物である)の生細胞内でのスクリーニングにおける、前記方法の有用性を実証するものである(トランスロケーション依存的な相補性、TDCzip)。
Example 14: Protein translocation assay using GFP complementation
This method demonstrates the usefulness of the method in screening in vivo for compounds (which are compounds that modify the translocation behavior of the target protein) (translocation dependent complementarity). , TDCzip).

本実施例は、GFP相補性システムをデザインして、生細胞内での標的蛋白質のトランスロケーション行動をレポートできることを実証する。蛍光シグナルが取得され、これは生じたトランスロケーションの程度に直接的に対応する。係るアッセイシステムを使用して、標的タンパク質のトランスロケーション行動を修飾する化合物もしくは処理に関して選別することが可能である。   This example demonstrates that a GFP complementation system can be designed to report target protein translocation behavior in living cells. A fluorescent signal is acquired, which directly corresponds to the degree of translocation that occurs. Such assay systems can be used to screen for compounds or treatments that modify the translocation behavior of the target protein.

βカテニンは、多機能性のタンパク質であり、ある種のヒトの癌(最も著しいのは大腸の癌)の発生および進行に重要な役割を担っている。非分裂性の結腸の上皮細胞において、βカテニンは、形質膜で細胞接着分子との複合体中に認められ、また、その標的とする破壊(細胞のユビキチン結合システムによる)を共にコントロールする、いくつかのタンパク質(Axin、大腸腺腫様ポリポーシス タンパク質、またはAPC、およびプロテインキナーゼGSK3β)との複合体中にも認められる。また、βカテニンは転写のアクチベーターとして機能する。その機能に関して、βカテニンが、核にトランスロケーションし、他のプロ転写性の(pro−transcriptional)コファクター(大腸細胞において、最も顕著なものはTCF4である)と二量体を形成することが必要である。非分裂細胞におけるβカテニンのレベルは、ユビキチン結合および引き続くプロテオソームによる破壊により低く維持されている、また、若干のβカテニンが核で発見されるか又は発見されないので、若干のβカテニン誘導性の遺伝子転写が生じているか又は生じていない。癌性の及び特定の前癌性の大腸上皮細胞において、βカテニン自身における又はその調節性のタンパク質の1つにおける変異により、前記タンパク質の細胞質における蓄積が誘導され、引き続く核へのトランスロケーションおよびβカテニン:TCF4因子によりコントロールされる遺伝子の構成的な活性化が付随して発生する。係る細胞における癌性の表現型を誘導するものは、これらの遺伝子の連続的な発現である。   β-catenin is a multifunctional protein and plays an important role in the development and progression of certain human cancers (most notably colon cancer). In non-dividing colonic epithelial cells, β-catenin is found in complexes with cell adhesion molecules at the plasma membrane and also controls its targeted destruction (by the cell's ubiquitin-binding system). It is also found in complexes with these proteins (Axin, colorectal adenomatous polyposis protein, or APC, and protein kinase GSK3β). Β-catenin functions as a transcriptional activator. In terms of its function, β-catenin can translocate to the nucleus and form dimers with other pro-transcriptional cofactors (the most prominent in colon cells is TCF4). is necessary. Β-catenin levels in non-dividing cells are kept low by ubiquitin binding and subsequent destruction by proteosomes, and some β-catenin-inducible genes because some β-catenin is found or not found in the nucleus Transcription has occurred or has not occurred. In cancerous and certain precancerous colorectal epithelial cells, mutations in β-catenin itself or in one of its regulatory proteins induce accumulation of the protein in the cytoplasm, followed by translocation to the nucleus and β Catenin: Concomitantly occurs with constitutive activation of genes controlled by TCF4 factor. It is the continuous expression of these genes that induces a cancerous phenotype in such cells.

本実施例において、GFPの相補性半分は、βカテニンと及びヒストンH2Bと別々に融合され、細胞内で共発現される。βカテニン構築物は、細胞の細胞質内の全体に低いレベルで局在化されることが予期され、その濃度はプロテインキナーゼGSK3βの活性化により効果的にコントロールされる。H2B構築物は、高度に塩基性のヒストン部分により、細胞の核に局在する。それ故、2つのコンポーネントは、通常の成長条件下で互いに出会わないはずである。しかしながら、GSK3βがリチウムイオンにより阻害される場合、βカテニン構築物の細胞質のレベルが、細胞質において増加し、核に有意な様式(significant fashion)でトランスロケーションすることが予期される。両方の構築物を設計して、ロイシンジッパードメインを含有させた。前記構築物がβカテニンのトランスロケーションの結果として核で共に混合される場合、ロイシンジッパーは、二量体化して相補的なGFP半分を近い位置関係に近接させ、それに際してアニーリングプロセスが開始され、これにより最終的に完全に蛍光な(fully fluorescent)GFP分子の発生が誘導される。リチウム処理された細胞における核の蛍光の発生により、βカテニンの核へのトランスロケーションが効果的にレポートされる   In this example, the complementary half of GFP is fused separately with β-catenin and histone H2B and co-expressed in the cell. The β-catenin construct is expected to be localized at low levels throughout the cytoplasm of the cell, and its concentration is effectively controlled by activation of the protein kinase GSK3β. The H2B construct is localized in the nucleus of the cell by a highly basic histone moiety. Therefore, the two components should not meet each other under normal growth conditions. However, when GSK3β is inhibited by lithium ions, it is expected that the cytoplasmic level of the β-catenin construct will increase in the cytoplasm and translocate to the nucleus in a significant fashion. Both constructs were designed to contain a leucine zipper domain. When the construct is mixed together in the nucleus as a result of β-catenin translocation, the leucine zipper dimerizes to bring the complementary GFP halves into close proximity, during which the annealing process begins, Ultimately induces the generation of a fully fluorescent GFP molecule. Nuclear fluorescence generation in lithium-treated cells effectively reports translocation of β-catenin to the nucleus

以下の融合構築物を作出した(実施例12を参照されたい):
NtermE[F64L]YFP172−Zip−H2B=プラスミドコードps1736
βカテニン−Zip−NtermE[F64L]YFP172=ps1758
The following fusion constructs were created (see Example 12):
NtermE [F64L] YFP172-Zip-H2B = plasmid code ps1736
β-catenin-Zip-NtermE [F64L] YFP172 = ps1758

プラスミドps1736とps1758を、チャイニーズハムスター卵巣細胞(CHO)に、形質移入薬剤 FuGENETM6(Boehringer Mannheim Corp, USA)を用いて共形質移入した(供給者が推奨する方法にしたがって)。細胞を成長培地(HAM’s F12栄養混合物に、Glutamax−1、10%胎児ウシ血清(FBS)、100μg ペニシリン−ストレプトマイシン混合物 ml−1(GibcoBRL, Life Technologiesにより供給された, デンマーク)を有する)中で培養した。形質移入した細胞を本培地に、使用しているプラスミドに適切な2つの選択薬(1mg/mlゼオシン プラス 0.5mg/ml G418硫酸塩)を付加した培地で培養した。細胞を37℃で100%湿度、および通常の大気に5%COを補充した条件で培養した。 Plasmids ps1736 and ps1758 were cotransfected into Chinese hamster ovary cells (CHO) using the transfection agent FuGENE 6 (Boehringer Mannheim Corp, USA) (according to the method recommended by the supplier). Cells in growth medium (with HAM's F12 nutrient mixture, Glutamax-1, 10% fetal bovine serum (FBS), 100 μg penicillin-streptomycin mixture ml −1 (supplied by GibcoBRL, Life Technologies, Denmark) In culture. The transfected cells were cultured in this medium in a medium supplemented with two selective agents (1 mg / ml zeocin plus 0.5 mg / ml G418 sulfate) appropriate for the plasmid used. Cells were cultured at 37 ° C. with 100% humidity and normal atmosphere supplemented with 5% CO 2 .

選択薬の継続的な存在下で10から12日培養した後、生じた細胞株が安定的に形質移入されたかについて判断した。蛍光顕微鏡に関して、細胞のアリクウォット(aliquots)を、Lab−Tekチェンバード(chambered)カバーグラス(Nalge Nunc International, Naperville USA)に移し、少なくとも24時間約80%集密(confluence)に達するまで付着させておいた。イメージは、Nikon Diaphot300倒立蛍光顕微鏡(Nikon Corp., Tokyo, Japan)、x20(ドライ)および/またはx40(油浸)対物レンズを用いて規定通りに収集され、そしてOrca ERチャージド(charged)連結装置(CCD)カメラ(Hammamatsu Photonics K.K., Hammamatsu City, Japan)へと連結された。細胞を100W HBOアークランプで照らした、この際に470±20nm励起フィルター、510nm二色性ミラーおよび515±15nm放射フィルターを介した(最小のイメージバックグラウンドに関して)。イメージ収集、引き続く蛍光強度の測定および分析は、全て特定のソフトウェア(IPLab Spectrum for Windows software, Scanalytics, Fairfax, VA USA)によりコントロールされた。   After culturing for 10-12 days in the continuous presence of the selective agent, it was determined whether the resulting cell line was stably transfected. For fluorescence microscopy, aliquots of cells are transferred to Lab-Tek chambered cover glasses (Nalge Nunc International, Naperville USA) and allowed to attach for at least about 24 hours until they reach about 80% confluence. Oita. Images are collected as specified using a Nikon Diaphot 300 inverted fluorescent microscope (Nikon Corp., Tokyo, Japan), x20 (dry) and / or x40 (oil-immersed) objectives, and Orca ER charged coupler (CCD) camera (Hammamatsu Photonics KK, Hammamatsu City, Japan). Cells were illuminated with a 100 W HBO arc lamp, via a 470 ± 20 nm excitation filter, a 510 nm dichroic mirror and a 515 ± 15 nm emission filter (for minimal image background). Image collection, subsequent fluorescence intensity measurement and analysis were all controlled by specific software (IPLab Spectrum for Windows software, Scanatics, Fairfax, VA USA).

処理後、細胞を規定通りに4%ホルムアルデヒドをリン酸緩衝食塩水(PBS)中に含むもので10分間固定し、次にPBSを用いた3回の洗浄工程を実施した。   After treatment, the cells were fixed for 10 minutes with 4% formaldehyde in phosphate buffered saline (PBS) as specified, and then three washing steps with PBS were performed.

図19(A)は、安定なCHO[ps1736+ps1758]における、前記細胞に何らかの処理を施す前の蛍光のレベルを示す。蛍光のレベルは、非常に弱く、これはフラボノイド(例えば、FAD)からの細胞の自己蛍光に完全に依存したものであろう(使用された励起フィルターは、FAD自己蛍光の一部を一般的に通過させる)。また、この蛍光の分布は、FAD自己蛍光と一致するものであり、それは主に細胞質に存在しており、どちらかといえば点状に現れる。16時間、5mM LiClで処理した場合、これらの細胞はGFPで輝く核を呈し、この結果はこのペアの融合構築物から予期されたGFP相補性の分布と矛盾のないものだった(図19(B))   FIG. 19 (A) shows the level of fluorescence before performing any treatment on the cells in stable CHO [ps1736 + ps1758]. The level of fluorescence is very weak, which may be entirely dependent on cellular autofluorescence from flavonoids (eg, FAD) (excitation filters used generally account for some of the FAD autofluorescence). Pass through). In addition, this fluorescence distribution is consistent with FAD autofluorescence, which is mainly present in the cytoplasm, and appears more like dots. When treated with 5 mM LiCl for 16 hours, these cells exhibited GFP-shining nuclei, a result consistent with the distribution of GFP complementation expected from this pair of fusion constructs (FIG. 19 (B ))

これらの結果は次のことを指摘する、即ち、分離した細胞の区画または位置に通常存在するタンパク質コンポーネントのNtermE[F64L]YFP172およびCtermEYFP173に対する融合体を使用する、GFP相補性方法を使用して、双方のコンポーネントが1区画内(within one compartment)または1共有位置(at one shared location)に近接する結果を生じるような、トランスロケーションプロセスをモニターできる。この原理に基づいた、単純な強度またはイメージに準拠した(image−based)蛍光アッセイを使用して、特定の細胞コンポーネントに関連のあるトランスロケーションプロセス(生きた哺乳類細胞内での)に影響する、化合物を選別し得る。   These results point to the following: using the GFP complementation method, using fusions to the protein components NtermE [F64L] YFP172 and CtermEYFP173, which are normally present in isolated cell compartments or locations, The translocation process can be monitored such that both components result in proximity to a one-one compartment or one-one shared location. A simple intensity- or image-based fluorescence assay based on this principle is used to affect the translocation process (in a living mammalian cell) associated with a particular cellular component, Compounds can be screened.

実施例15: 誘導性のFRBP12:FRB相互作用の開発
実施例14で説明したとおり、いくつかのアッセイはシンク効果を経験し、即ち:任意の自然にトランスロケーションするタンパク質の自然のシャットリング(shuttling)により、アンカーされたジッパー構築物が結合パートナーのコンスタントな供給へと暴露され、これにより不可逆的な結合および早発性のフルオロフォア形成が生じる、との問題が考えられる。同じ問題にTIDCシステムにおいても直面する可能性がある、このシステムは構成的な自然の相互作用(β−カテニンおよびTCF−4間の相互作用に類似する)に依存する(実施例14)。
Example 15: Development of inducible FRBP12: FRB interaction
As described in Example 14, some assays experience a sink effect, ie, due to the natural shuttling of any naturally translocating protein, the anchored zipper construct is a constant binding partner. There may be problems with exposure to the supply, which results in irreversible binding and premature fluorophore formation. The same problem, which may be encountered in TIDC systems, relies on constitutive natural interactions (similar to the interaction between β-catenin and TCF-4) (Example 14).

FKBP12:FRBシステムは、例えば、トランスロケーションするタンパク質の核画分(相補性パートナーAに融合されている)を、アンカータンパク質(相補性パートナーBに融合されている)に、任意の特定時間に相互作用させる簡便な手段である。   The FKBP12: FRB system can, for example, reciprocate a nuclear fraction of a translocating protein (fused to complementation partner A) to an anchor protein (fused to complementation partner B) at any particular time. It is a simple means to act.

最も適切であると思われる融合体は、FKBP12:ラパマイシン:FRB(図17)の共結晶構造に基づいたものであり、これは両方の分割したEYFP F64L断片をFKBP12およびFRBのC末端に融合したものであり、なぜならそれらは互いに近接しているからである。しかしながら、我々はN末端分割断片を融合パートナーおよびvisa versaと融合することを一般的に好むので、この方向性を実施例16で選択した。これは部分的に我々の経験に基づいており、末端間の少なくとも40Åの距離は相補性を限定(limit)しない(GFPは約40Åの長さである)。FKBP12およびFRBを用いる場合、10〜15残基のリンカーがFKBP12およびFRBの両側に必要である。リンカー長は、残基ごとに1.5Å(αヘリックス)および3.5Å(βシート)の間である(図17を参照されたい)。   The fusion that seems to be most suitable is based on the co-crystal structure of FKBP12: rapamycin: FRB (FIG. 17), which fused both split EYFP F64L fragments to the C-terminus of FKBP12 and FRB. Because they are close to each other. However, this orientation was selected in Example 16 because we generally prefer to fuse the N-terminal split fragment with the fusion partner and visa versa. This is based in part on our experience, and a distance of at least 40 cm between the ends does not limit complementarity (GFP is about 40 cm in length). When using FKBP12 and FRB, a 10-15 residue linker is required on both sides of FKBP12 and FRB. The linker length is between 1.5 Å (α helix) and 3.5 Å (β sheet) per residue (see Figure 17).

実施例16: 誘導可能な相互作用パートナーでのタンパク質トランスロケーションアッセイ
本実施例は誘導性のGFP相補性方法を用いたタンパク質トランスロケーションアッセイの構築を示し、これにより標的タンパク質のトランスロケーション行動を修飾する化合物に関する、生細胞内でのスクリーニングにおける、前記方法の有用性が実証される(ラパマイシンによるトランスロケーション依存的な相補性、TIDC)。
Example 16: Protein translocation assay with inducible interaction partners
This example demonstrates the construction of a protein translocation assay using an inducible GFP complementation method, thereby usefulness of the method in screening in vivo for compounds that modify the translocation behavior of the target protein. Is demonstrated (translocation dependent complementation by rapamycin, TIDC).

本実施例は、誘導性のGFP相補性システムをデザインして、生細胞内での標的蛋白質のトランスロケーション行動を、改善されたシグナル・バックグラウンド比(signal to background ratio)でレポートできることを実証する。トランスロケーションプロセスの誘導に続いて、相補性を相互作用するタンパク質を近接させることにより刺激し、蛍光シグナル(これは発生したトランスロケーションの程度に直接的に対応する)を取得する。係るアッセイシステムを使用して、標的タンパク質のトランスロケーション行動を修飾する、化合物もしくは処理に関して選別することが可能である。   This example demonstrates that an inducible GFP complementation system can be designed to report target protein translocation behavior in living cells with an improved signal-to-background ratio. . Following induction of the translocation process, the complementarity interacting proteins are stimulated by proximity to obtain a fluorescent signal (which directly corresponds to the degree of translocation that has occurred). Such an assay system can be used to screen for compounds or treatments that modify the translocation behavior of the target protein.

付加的なリンカー配列を各々に付加した。なぜならば我々はもはや関連する緊密に相互作用するジッパーペプチドを有していないからである。Gateway組換え配列は約10残基であり、これは挿入された融合タンパク質とFKBP12/FRBとの間に十分なはずである。分割する断片に対する連結部(connections)は、12〜20残基であるべきである。   Additional linker sequences were added to each. Because we no longer have the relevant closely interacting zipper peptides. The Gateway recombination sequence is about 10 residues, which should be sufficient between the inserted fusion protein and FKBP12 / FRB. The connections for the fragment to be split should be 12-20 residues.

βカテニンは、多機能性のタンパク質であり、ある種のヒトの癌(最も著しいのは大腸の癌)の発生および進行に重要な役割を担っている。非分裂性の結腸の上皮細胞において、βカテニンは、形質膜で細胞接着分子との複合体中に認められ、また、その標的とする破壊(細胞のユビキチン結合システムによる)を共にコントロールする、いくつかのタンパク質(Axin、大腸腺腫様ポリポーシス タンパク質、またはAPC、およびプロテインキナーゼGSK3β)との複合体中にも認められる。また、βカテニンは転写のアクチベーターとして機能する。その機能に関して、βカテニンが、核にトランスロケーションし、他のプロ転写性の(pro−transcriptional)コファクター(大腸細胞において、最も顕著なものはTCF4である)と二量体を形成することが必要である。非分裂細胞におけるβカテニンのレベルは、ユビキチン結合および引き続くプロテオソームによる破壊により低く維持されている、また、若干のβカテニンが核で発見されるか又は発見されないので、若干のβカテニン誘導性の遺伝子転写が生じているか又は生じていない。癌性の及び特定の前癌性の大腸上皮細胞において、βカテニン自身における又はその調節性のタンパク質の1つにおける変異により、前記タンパク質の細胞質における蓄積が誘導され、引き続く核へのトランスロケーションおよびβカテニン:TCF4因子によりコントロールされた遺伝子の構成的な活性化が付随して発生する。係る細胞における癌性の表現型を誘導するものは、これらの遺伝子の連続的な発現である。   β-catenin is a multifunctional protein and plays an important role in the development and progression of certain human cancers (most notably colon cancer). In non-dividing colonic epithelial cells, β-catenin is found in complexes with cell adhesion molecules at the plasma membrane and also controls its targeted destruction (by the cell's ubiquitin-binding system). It is also found in complexes with these proteins (Axin, colorectal adenomatous polyposis protein, or APC, and protein kinase GSK3β). Β-catenin functions as a transcriptional activator. In terms of its function, β-catenin can translocate to the nucleus and form dimers with other pro-transcriptional cofactors (the most prominent in colon cells is TCF4). is necessary. Β-catenin levels in non-dividing cells are kept low by ubiquitin binding and subsequent destruction by proteosomes, and some β-catenin-inducible genes because some β-catenin is found or not found in the nucleus Transcription has occurred or has not occurred. In cancerous and certain precancerous colorectal epithelial cells, mutations in β-catenin itself or in one of its regulatory proteins induce accumulation of the protein in the cytoplasm, followed by translocation to the nucleus and β Catenin: Concomitantly occurs with constitutive activation of genes controlled by TCF4 factor. It is the continuous expression of these genes that induces a cancerous phenotype in such cells.

本実施例において、GFPの相補性半分は、βカテニンと及びヒストンH2Bと別々に融合され、細胞内で共発現される。βカテニン構築物は、細胞の細胞質内の全体に低いレベルで局在化されることが予期され、その濃度はプロテインキナーゼGSK3βの活性化により効果的にコントロールされる。H2B構築物は、高度に塩基性のヒストン部分により、細胞の核に局在する。それ故、2つのコンポーネントは、通常の成長条件下で互いに出会わないはずである。しかしながら、GSK3βがリチウムイオンにより阻害される場合、βカテニン構築物の細胞質レベルが、細胞質において増加し、核に有意な様式(significant fashion)でトランスロケーションすることが予期される。両方の構築物を設計して、誘導可能な相互作用ドメインを含有させた。βカテニン構築物は、FK506結合タンパク質(FKBP)を含む。H2B構築物はFRB(これはFRAPの93アミノ酸部分である)、大きいPl3キナーゼホモログFRAP(mTORまたはRAFTとしても知られる)を含む。免疫抑制化合物 ラパマイシンは、FKBPおよび同時にFRBと結合し、これら2つのタンパク質に対するヘテロ二量体化因子(heterodimeriser)として作用する。GFPの分離された半分(これら2つの構築物に含まれる)の間の相補性反応をラパマイシンの添加により誘導できる、しかし、タンパク質構築物が同じ細胞位置で互いに出会うことが可能な場合に限る。FKBPおよびFRBはラパマイシンの非存在下では相互作用しないので、「シンク効果」は大きく減少または排除される。   In this example, the complementary half of GFP is fused separately with β-catenin and histone H2B and co-expressed in the cell. The β-catenin construct is expected to be localized at low levels throughout the cytoplasm of the cell, and its concentration is effectively controlled by activation of the protein kinase GSK3β. The H2B construct is localized in the nucleus of the cell by a highly basic histone moiety. Therefore, the two components should not meet each other under normal growth conditions. However, when GSK3β is inhibited by lithium ions, it is expected that the cytoplasmic level of the β-catenin construct will increase in the cytoplasm and translocate to the nucleus in a significant fashion. Both constructs were designed to contain inducible interaction domains. The β-catenin construct contains FK506 binding protein (FKBP). The H2B construct includes FRB (which is the 93 amino acid portion of FRAP), the large Pl3 kinase homolog FRAP (also known as mTOR or RAFT). Immunosuppressive compound Rapamycin binds FKBP and simultaneously FRB and acts as a heterodimerizer for these two proteins. Complementary reactions between the separated halves of GFP (contained in these two constructs) can be induced by the addition of rapamycin, but only if the protein constructs can meet each other at the same cellular location. Since FKBP and FRB do not interact in the absence of rapamycin, the “sink effect” is greatly reduced or eliminated.

前記構築物がβカテニンのトランスロケーションの結果として核で共に混合される場合、ラパマイシンの添加により、相補的なGFP半分を近い位置関係に誘導性のFKBP:FRB相互作用を介して近接させ、それに際してアニーリングプロセスが開始されるはずであり、これにより最終的に完全に蛍光な(fully fluorescent)GFP分子の発生が誘導される。本実施例において、核のGFP蛍光の発生(相補性の後に生じる)は、ラパマイシンにより誘導され、結果的にラパマイシン付加時のβカテニン構築物の核へのトランスロケーションの程度がレポートされる。   When the construct is mixed together in the nucleus as a result of β-catenin translocation, the addition of rapamycin brings the complementary GFP halves into close proximity via an inducible FKBP: FRB interaction, An annealing process should be initiated, which ultimately induces the generation of a fully fluorescent GFP molecule. In this example, the occurrence of nuclear GFP fluorescence (which occurs after complementation) is induced by rapamycin, resulting in a report of the extent of translocation of the β-catenin construct to the nucleus upon addition of rapamycin.

以下の融合構築物を作出した(実施例12を参照されたい):
NtermE[F64L]YFP172−FKBP−βカテニン=プラスミドコードps1809
H2B−FRAP(2024−2114)−CtermEYFP173=ps1827
The following fusion constructs were created (see Example 12):
NtermE [F64L] YFP172-FKBP-βcatenin = plasmid code ps1809
H2B-FRAP (2024-2114) -CtermEYFP173 = ps1827

プラスミドps1809とps1827を、チャイニーズハムスター卵巣細胞(CHO)に、形質移入薬剤 FuGENETM6(Boehringer Mannheim Corp, USA)を用いて共形質移入した(供給者が推奨する方法にしたがって)。細胞を成長培地(HAM’s F12栄養混合物に、Glutamax−1、10%胎児ウシ血清(FBS)、100μg ペニシリン−ストレプトマイシン混合物 ml−1(GibcoBRL, Life Technologiesにより供給された, デンマーク)を有する)中で培養した。形質移入した細胞を、本培地に、使用しているプラスミドに適切な2つの選択薬(1mg/mlゼオシン プラス 0.5mg/ml G418硫酸塩)を付加した培地で培養した。細胞を37℃で100%湿度、および通常の大気に5%COを補充した条件で培養した。 Plasmids ps1809 and ps1827 were cotransfected into Chinese hamster ovary cells (CHO) using the transfection agent FuGENE 6 (Boehringer Mannheim Corp, USA) (according to the method recommended by the supplier). Cells in growth medium (with HAM's F12 nutrient mixture, Glutamax-1, 10% fetal bovine serum (FBS), 100 μg penicillin-streptomycin mixture ml −1 (supplied by GibcoBRL, Life Technologies, Denmark) In culture. The transfected cells were cultured in a medium supplemented with two selective agents (1 mg / ml zeocin plus 0.5 mg / ml G418 sulfate) appropriate for the plasmid used in this medium. Cells were cultured at 37 ° C. with 100% humidity and normal atmosphere supplemented with 5% CO 2 .

選択薬の継続的な存在下で10から12日培養した後、生じた細胞株を安定的に形質移入されたかについて判断した。蛍光顕微鏡に関して、細胞のアリクウォット(aliquots)を、Lab−Tekチェンバード(chambered)カバーグラス(Nalge Nunc International, Naperville USA)に移し、少なくとも24時間約80%集密(confluence)に達するまで付着させておいた。全ての処理を完全なハム培地(full HAM’s medium)+10%FBSにおいて実施した。   After culturing for 10-12 days in the continuous presence of the selective agent, it was determined whether the resulting cell line was stably transfected. For fluorescence microscopy, aliquots of cells are transferred to Lab-Tek chambered cover glasses (Nalge Nunc International, Naperville USA) and allowed to attach for at least about 24 hours until they reach about 80% confluence. Oita. All treatments were performed in full HAM's medium + 10% FBS.

イメージを、ツァイスLSM410倒立共焦点蛍光顕微鏡(ツァイス, Jena, ドイツ)にx40(油浸)対物レンズを用いたものを用いて収集した。488nmレーザーライトをGFPの励起に使用し、放射(emissions)はFT510二色性および510〜525nmバンドパスフィルターを介してフィルタ処理された。   Images were collected using a Zeiss LSM410 inverted confocal fluorescence microscope (Zeiss, Jena, Germany) with a x40 (oil immersion) objective. A 488 nm laser light was used to excite GFP and the emissions were filtered through FT510 dichroism and a 510-525 nm bandpass filter.

処理後(しかし、顕微鏡観察前に)、細胞を規定通りに4%ホルムアルデヒドをリン酸緩衝食塩水(PBS)中に含むもので10分間固定し、次にPBSを用いた3回の洗浄工程を実施した。   After treatment (but before microscopic observation), the cells were fixed as usual with 4% formaldehyde in phosphate buffered saline (PBS) for 10 minutes, and then washed three times with PBS. Carried out.

図20は、CHO細胞(ps1809とps1827を発現する)のモンタージュ(montage)を示し、これは4つの別々の処理からイメージされたものである。最上部横列(top row)(図20a−d)は、GFP蛍光のイメージである。GFPはこれらの細胞の核のみに局在する。このことは下部横列(lower row)のイメージ(図20e−h)において実証されているとおりであり、ここでは通過した光イメージを、それに対応するGFP蛍光でオーバーレイ(overlayed)している。図20c&dにおいて、Lab−Tekチェンバード(chambered)カバーグラスへと移動させた直後、細胞を16時間、5mMリチウムクロライドで処理することにより、キナーゼGSK3が阻害される;図20a&bにおける細胞は、この期間にリチウムを受け取っていなかった。図20b&dの細胞は、次に3μMラパマイシン(エタノール貯蔵物中のエタノール終濃度は0.6%v/vであった)で処理されたが、一方で図20a&cの細胞は0.6%エタノールのみで処理された。両方の処理を更に6時間継続した(細胞を固定し、イメージする前)。   FIG. 20 shows a montage of CHO cells (expressing ps1809 and ps1827), which was imaged from four separate treatments. The top row (FIGS. 20a-d) is an image of GFP fluorescence. GFP is localized only in the nucleus of these cells. This is as demonstrated in the lower row image (FIGS. 20e-h) where the passed light image is overlaid with the corresponding GFP fluorescence. In FIGS. 20c & d, immediately after transfer to Lab-Tek chambered coverglass, treatment of cells with 5 mM lithium chloride for 16 hours inhibits kinase GSK3; cells in FIGS. Did not receive lithium. The cells of FIGS. 20b & d were then treated with 3 μM rapamycin (the final ethanol concentration in the ethanol stock was 0.6% v / v), whereas the cells of FIGS. 20a & c were only 0.6% ethanol. Was processed. Both treatments were continued for an additional 6 hours (before fixing and imaging the cells).

リチウム処理なしの場合(図20a&b)、蛍光のレベルは多くの細胞において非常に弱く、これはフラボノイド(例えば、FAD)からの細胞の自己蛍光に完全に依存したものであろう(使用された励起フィルターは、FAD自己蛍光の一部を一般的に通過させる)。   Without lithium treatment (FIGS. 20a & b), the level of fluorescence was very weak in many cells, which would be entirely dependent on cellular autofluorescence from flavonoids (eg FAD) (excitation used) The filter generally allows some of the FAD autofluorescence to pass through).

ときおり細胞(Occasional cells)は、弱いGFP蛍光を核において示し、これは明らかに、細胞分裂時の核膜崩壊に伴うであろう、自発性(spontaneous)の相補性の結果である。16時間、5mM LiClで処理した場合、蛍光GFPを含有している細胞の数は非常に増大し、それらの多くはもっぱらそれらの核に限定されたGFP蛍光を有しており、この結果はこのペアの融合構築物から予期されたGFP相補性の分布と矛盾のないものだった(図20c&d)。Li処理された細胞における核の蛍光のレベルは、ラパマイシン処理(図20d)で実質的に増加する、また二量体化因子は、各々の応答する細胞において、輝く核(bright nuclei)を有する細胞数およびGFPの平均強度の双方を増加させる。   Occasionally cells (Occasional cells) show weak GFP fluorescence in the nucleus, which is clearly a result of spontaneous complementation that would accompany nuclear membrane disruption during cell division. When treated with 5 mM LiCl for 16 hours, the number of cells containing fluorescent GFP was greatly increased, many of them having GFP fluorescence limited exclusively to their nuclei, and this result is It was consistent with the distribution of GFP complementation expected from the paired fusion constructs (FIGS. 20c & d). The level of nuclear fluorescence in Li-treated cells is substantially increased with rapamycin treatment (FIG. 20d), and the dimerization factor is a cell with a bright nucleus in each responding cell. Increase both the number and the average intensity of GFP.

スクリーニングの状況において、本実施例は無処置細胞において(a)自発性の相補性は発生しない(図19(A)と比較)ことを示しており、このことにより「シンク」効果が回避される。   In the screening situation, this example shows that (a) spontaneous complementarity does not occur in untreated cells (compared to FIG. 19A), thereby avoiding the “sink” effect. .

これらの結果は次の事項を指摘する、即ち、GFP相補性方法を構成(configured)することにより、タンパク質コンポーネントのトランスロケーションを生細胞内でモニターすることが可能であること、および前記方法の効率(シグナル・バックグラウンド比により測定されるような)を誘導性のタンパク質間相互作用の連関(例えば、ラパマイシンの存在下においてFKBP:FRBにより提供される)を包含させることにより有意に改善することが可能であること。このようなシステムの構成を使用して、高いスループットの、強度に基づく蛍光アッセイを構築し、細胞コンポーネントのトランスロケーションを調節するよう作用する化合物(または他の作用(influences))を同定することが可能であろう。   These results point to the following: it is possible to monitor the translocation of protein components in living cells by configuring the GFP complementation method and the efficiency of the method Can be significantly improved by including an inducible protein-protein interaction link (eg, provided by FKBP: FRB in the presence of rapamycin) (as measured by signal background ratio). Be possible. Using such a system configuration, a high-throughput, intensity-based fluorescence assay can be constructed to identify compounds (or other influences) that act to modulate the translocation of cellular components. It will be possible.

  table

表2 クローニングに使用されたオリゴヌクレオチド。P*で始まるオリゴヌクレオチドは、ライゲーションを許容するために5’端がリン酸化される。

Figure 2005527210
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Table 2 Oligonucleotides used for cloning. Oligonucleotides beginning with P * are phosphorylated at the 5 ′ end to allow ligation.
Figure 2005527210
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表3 EGFP断片増幅に使用されたプライマーペア

Figure 2005527210
Table 3 Primer pairs used for EGFP fragment amplification
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表4 クローニングおよび発現ベクター

Figure 2005527210
Table 4 Cloning and expression vectors
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表5 配列の名称および番号

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Table 5 Sequence names and numbers
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本出願中で参照された、全ての引用特許、文献、同時係属出願(copending applications)、および仮出願(provisional applications)は、参照によって本明細書中に援用される。   All cited patents, literature, co-pending applications, and provisional applications referenced in this application are hereby incorporated by reference.

記載された本発明が、多くの様式に変化し得ることは明白である。このような変化は、本発明の意図(spirit)および範囲(scope)から逸脱するものとは認識されない。また、当業者には自明であろう全てのこのような修正は、本願に添付した特許請求の範囲の請求項の範囲内に含まれる。   It will be apparent that the described invention can be varied in many ways. Such changes are not recognized as departing from the spirit and scope of the present invention. Also, all such modifications as would be obvious to one skilled in the art are included within the scope of the claims appended hereto.

融合タンパク質コード配列の一般的な構造。General structure of the fusion protein coding sequence. NtermEGFP−NZおよびCZ−CtermEGFP発現ベクターで共形質移入されるか又はpEGFP−C1で形質移入された、蛍光CHO−hIR細胞の16ビットのイメージ。該イメージが個々に取得され、測定(scaled)されて、細胞及びその中の蛍光分布が可視化される。ピクセル強度スケーリング(pixel intensity scaling)のため、相対的な蛍光レベルはイメージ間で比較できない。分割部位は、残基157/158間(最上部横列、プラスミドPS1557およびPS1559)または残基172/173間(中央横列、プラスミドPS1558およびPS1560)の何れかに存在する。EGFP発現ベクターpEGFP−C1を、最下部横列(bottom row)の細胞に形質移入した。イメージを、形質移入後の1日目(左の縦列(column))、2日目(中央の縦列)、または10日目(右の縦列)に取得した。細胞のイメージは、機能的に相補する断片を発現する細胞の代表的なものである。16-bit image of fluorescent CHO-hIR cells co-transfected with NtermEGFP-NZ and CZ-CtermEGFP expression vectors or transfected with pEGFP-C1. The images are acquired individually and scaled to visualize the cells and the fluorescence distribution therein. Due to pixel intensity scaling, relative fluorescence levels are not comparable between images. The split site exists either between residues 157/158 (top row, plasmids PS1557 and PS1559) or between residues 172/173 (center row, plasmids PS1558 and PS1560). The EGFP expression vector pEGFP-C1 was transfected into the cells in the bottom row. Images were acquired on day 1 (left column), day 2 (center column), or day 10 (right column) after transfection. Cell images are representative of cells that express functionally complementary fragments. NtermEGFP−NZおよびCZ−CtermEGFP発現ベクターで共形質移入されるか又はpEGFP−C1で形質移入された、蛍光CHO−hIR細胞の16ビットのイメージ。該イメージは図2で示したものと同様であるが、図3では蛍光強度の比較を可能にするため、同じ強度スケーリングで示される。残基172および173間の分割に基づく相補性構築物で形質移入した細胞(中央横列)は、残基157および158間の分割に基づく相補性構築物で形質移入した細胞(最上部横列)よりも明らかにより蛍光が強い。しかしながら、pEGFP−C1構築物(最下部横列)で形質移入された細胞は、有意により強い蛍光を2日目に呈する。16-bit image of fluorescent CHO-hIR cells co-transfected with NtermEGFP-NZ and CZ-CtermEGFP expression vectors or transfected with pEGFP-C1. The image is similar to that shown in FIG. 2, but shown in FIG. 3 with the same intensity scaling to allow comparison of fluorescence intensity. Cells transfected with a complementation construct based on the split between residues 172 and 173 (middle row) are more apparent than cells transfected with a complementation construct based on the split between residues 157 and 158 (top row) Due to strong fluorescence. However, cells transfected with the pEGFP-C1 construct (bottom row) exhibit significantly stronger fluorescence on day 2. 図3で示された未操作の顕微鏡イメージをImageJソフトウェアパッケージを用いて分析し、データ分析をMicrosoft Excelで実行した。各16ビットの単色のIP Lab顕微鏡イメージに対して、ピクセル強度データをImageJで作製し、データ分析のためにExcelスプレッドシートにエクスポートした。最も暗い(darkest)および最も明るい(brightest)0.5%のピクセルを、各イメージにおいて同定し、これら2つの群のピクセルの平均強度を計算した。0.5%の最も暗いピクセルの平均強度を、バックグラウンド蛍光強度(白色バーとして、ヒストグラム中で示される)と定義し、0.5%の最も明るいピクセルの強度を最大強度と定義した。最大強度およびバックグラウンド強度の間の強度の差を、レスポンス(応答)(クロスハッチバーとして、ヒストグラム中で示される)と定義した。バックグラウンド強度およびレスポンスの和は、最大強度と等しい(equal)。図から次のことが明らかである、それは残基172および173間(および、多分このループ内の別領域(anywhere else))での分割を用いたEGFPに基づく蛍光相補性が、残基157および158間での分割(および、多分このループ内の別領域での分割)を用いたEGFPに基づく蛍光相補性に対して非常に優れているということである。The raw microscope image shown in FIG. 3 was analyzed using the ImageJ software package, and data analysis was performed with Microsoft Excel. For each 16-bit monochromatic IP Lab microscope image, pixel intensity data was generated with ImageJ and exported to an Excel spreadsheet for data analysis. The darkest and brighttest 0.5% pixels were identified in each image and the average intensity of these two groups of pixels was calculated. The average intensity of the darkest pixel at 0.5% was defined as the background fluorescence intensity (shown in the histogram as a white bar) and the intensity of the brightest pixel at 0.5% was defined as the maximum intensity. The difference in intensity between maximum intensity and background intensity was defined as the response (shown in the histogram as a cross hatch bar). The sum of background intensity and response is equal to the maximum intensity. From the figure it is clear that it is EGFP-based fluorescence complementation with residues 157 and 173 between residues 172 and 173 (and possibly anywhere else in this loop) It is very good for fluorescence complementarity based on EGFP using splitting between 158 (and possibly splitting in another region within this loop). 適切な蛍光タンパク質の分割部位を、GFPのリボンおよびワイヤーフレーム表示で示す。2つの表示は、2つの面(垂直軸の周りを約180度回転させた分子)からの同じ部位を示している。Appropriate fluorescent protein cleavage sites are indicated by a GFP ribbon and wireframe representation. The two representations show the same site from two planes (molecules rotated about 180 degrees around the vertical axis). EGFPおよびEYFPに基づく相補性断片を発現する発現ベクターの共形質移入。図3に記載されたように、様々な相補性断片の能力を比較するため、細胞中で組み合わされ、機能的な複合体を産生させる。全イメージが同様に測定されて(scaled)、イメージ間の蛍光強度の直接的な比較が可能となる。N末端断片での単一の形質移入により、バックグラウンドレベルを超える、如何なる検出可能な蛍光をも生じなかった(データ示さず)。これらのN末端断片は、完全長のGFPにおいて発色団を形成する、アミノ酸残基65−67を含有する。Co-transfection of expression vectors expressing complementary fragments based on EGFP and EYFP. As described in FIG. 3, to compare the ability of various complementary fragments, they are combined in a cell to produce a functional complex. All images are similarly scaled, allowing a direct comparison of fluorescence intensity between images. A single transfection with an N-terminal fragment did not produce any detectable fluorescence above background levels (data not shown). These N-terminal fragments contain amino acid residues 65-67 that form a chromophore in full-length GFP. 図6に示したイメージの定量分析。結果は、細胞の視覚的な調査の印象と一致する。データは、図4の説明文に記載したように得られた。Quantitative analysis of the image shown in FIG. The results are consistent with the impression of visual inspection of the cells. Data was obtained as described in the legend of FIG. EGFPおよびEYFPに基づく相補性断片を発現する発現ベクターの共形質移入。図3に記載されたように、異なる色のEGFP、EYFPおよびEYFP F64L断片を混合した効果を比較するため、および断片をオーバーラップさせること(例えば、残基1−172および158−238をコード化している断片を組み合わせること)の影響を決定するために実施された。全ての、色の組み合わせは相補したが、しかし概して正しい組み合わせよりは効率が低い。オーバーラップ領域を有する断片も機能的であり、これは立体障害が原因でより長いリンカー配列が、融合パートナーにより要求される(又は要求されるであろう)実験において有利であろう。この事項は、融合パートナーがロイシンジッパーである本実験においてはあてはまらない。例(中央の縦列)において、残基158〜172は両方の断片に存在した。全ての状況において、F64Lは蛍光強度に好ましい効果を有している。全イメージが同様に測定され(scaled)、イメージ間の蛍光強度の直接的な比較が可能となる。Co-transfection of expression vectors expressing complementary fragments based on EGFP and EYFP. To compare the effect of mixing EGFP, EYFP and EYFP F64L fragments of different colors and to overlap the fragments (eg, encoding residues 1-172 and 158-238 as described in FIG. 3) To determine the effect of combining the fragments). All color combinations are complementary, but generally less efficient than the correct combination. Fragments with overlapping regions are also functional, which may be advantageous in experiments where longer linker sequences are required (or will be required) by the fusion partner due to steric hindrance. This is not the case in this experiment where the fusion partner is a leucine zipper. In the example (middle column), residues 158-172 were present in both fragments. In all situations, F64L has a positive effect on fluorescence intensity. All images are similarly scaled, allowing a direct comparison of fluorescence intensity between images. 図8に示したイメージの定量分析。結果は、図7に示された結果と直接的に比較することができる。また、それらは細胞の視覚的な調査の印象と一致する。データは、図4の説明文に記載したように得られた。Quantitative analysis of the image shown in FIG. The results can be directly compared with the results shown in FIG. Also, they are consistent with the visual search impression of the cells. Data was obtained as described in the legend of FIG. 1μMラパマイシン処理後の3タイムポイントでのCHO−hIR[PS1767+PS1768]細胞。イメージ(c)は25msecの露出、前の2イメージは各々100msecの露出で取得した。(a)は、これらの細胞に対する開始条件であり(t=0)、蛍光は大抵の細胞において僅かに(barely)可視であるが、それにもかかわらず集団中のいくつかの細胞(<5%)が、低い(しかし、感知できる(appreciable))蛍光を処理前に有していたことが注目された。(b)、4時間後、多くの細胞(約40%)は、有意に高いEYFP蛍光を細胞質及び核の位置の全体に発生させた。(c)、16時間後、細胞毎の応答は、更に増加し、そして細胞集団の多くの割合(約70%)を包含するものであった。CHO-hIR [PS1767 + PS1768] cells at 3 time points after treatment with 1 μM rapamycin. Image (c) was acquired with an exposure of 25 msec, and the previous two images were acquired with an exposure of 100 msec. (A) is the starting condition for these cells (t = 0) and the fluorescence is barely visible in most cells, but nevertheless some cells in the population (<5% However, it was noted that it had low (but appreciable) fluorescence before treatment. (B) After 4 hours, many cells (about 40%) generated significantly higher EYFP fluorescence throughout the cytoplasm and nucleus location. (C) After 16 hours, the cell-by-cell response increased further and encompassed a large proportion (about 70%) of the cell population. CHO−hIR[PS1767+PS1768]株のラパマイシン処理後の、細胞EYFP蛍光の発生の速度(rate)。細胞を96ウェルプレート中で3μMラパマイシンで処理し、蛍光を測定した。処理および測定を、ハムの培地+10%FBS中で成長させた細胞で実施し、蛍光測定値を本培地からのバックグラウンド蛍光に対して補正した。前記グラフは、蛍光の発生に関する半減時間(half−time)が約5時間であることを実証する。値はハム(HAM’s)のバックグラウンドに対して補正された、各値は8測定の平均値+sdである。Rate of generation of cellular EYFP fluorescence after rapamycin treatment of CHO-hIR [PS1767 + PS1768] strain. Cells were treated with 3 μM rapamycin in 96 well plates and fluorescence was measured. Treatments and measurements were performed on cells grown in Ham's medium + 10% FBS and fluorescence measurements were corrected for background fluorescence from this medium. The graph demonstrates that the half-time for fluorescence generation is about 5 hours. Values corrected for HAM's background, each value is the average of 8 measurements + sd. CHO−hIR[PS1769+PS1771]細胞株に対する異なるラパマイシン用量の応答曲線。細胞を96ウェルプレート中で培養し、様々なラパマイシン用量で16時間処理し、次に固定し、EYFP蛍光/細胞(任意のユニット)をAscentプレートリーダー上で決定する前にヘキストで染色した。値は、PBSバックグラウンドおよび細胞数に関して補正される。前記細胞株は、本実験に使用されたラパマイシン用量範囲に対して、EYFP強度/細胞が約3倍増加することを示している。Response curves of different rapamycin doses to the CHO-hIR [PS1769 + PS1771] cell line. Cells were cultured in 96-well plates, treated with various rapamycin doses for 16 hours, then fixed and stained with Hoechst before EYFP fluorescence / cells (arbitrary units) were determined on an Ascent plate reader. Values are corrected for PBS background and cell number. The cell line shows an approximately 3-fold increase in EYFP intensity / cell over the rapamycin dose range used in this experiment. 各々の細胞株は、蛍光活性化細胞選別され3つの群に選別された、即ち:(i)最も緑色の群(ii)中等度から低度に緑色の群および(iii)黒色の群である。「最も緑色」は各ケースにおいて廃棄されたが、他の2群は更に使用するために培養された。A: CHO−hIR[ps1768+ps1767]FACS群「黒色」刺激前(i)、および100nMラパマイシン(ii)&(iii)で16時間刺激後。イメージ(i)および(ii)は100msec露出され、イメージ(iii)は25msec露出された。B: CHO−hIR[ps1768+ps1767]FACS群「中等度〜低度に緑色」刺激前(i)、および100nMラパマイシン(ii)&(iii)で16時間刺激後。イメージ(i)および(ii)は100msec露出され、イメージ(iii)は25msec露出された。Each cell line was fluorescently activated and sorted into three groups: (i) the most green group (ii) moderate to low green group and (iii) black group . The “most green” was discarded in each case, while the other two groups were cultured for further use. A: CHO-hIR [ps1768 + ps1767] FACS group “black” before stimulation (i) and after stimulation with 100 nM rapamycin (ii) & (iii) for 16 hours. Images (i) and (ii) were exposed for 100 msec and image (iii) was exposed for 25 msec. B: CHO-hIR [ps1768 + ps1767] FACS group “moderate to low green” before stimulation (i) and after stimulation with 100 nM rapamycin (ii) & (iii) for 16 hours. Images (i) and (ii) were exposed for 100 msec and image (iii) was exposed for 25 msec. CHO−hIR[PS1767+PS1768]親株に由来する、「中等度から低度の緑色」(a)および「黒色」(b)のFACS群(それぞれ)の応答を示す。ラパマイシンに対する用量反応を、各細胞株に関して7時間(i)および30時間(ii)後に測定した。蛍光に関する値を、プレート&培地のバックグラウンドに対して補正した。EYFP蛍光の増加は、各ケースで非刺激の値の20倍を超えるものである。The responses of the FACS groups (respectively) of “moderate to low green” (a) and “black” (b) derived from the CHO-hIR [PS1767 + PS1768] parent strain are shown. The dose response to rapamycin was measured after 7 hours (i) and 30 hours (ii) for each cell line. Values for fluorescence were corrected for plate & media background. The increase in EYFP fluorescence is over 20 times the unstimulated value in each case. FK506 対 100nMラパマイシンに関して、2つのFACS’d株、(a)CHO−hIR[PS1768+PS1767]「中等度から低度の緑色」群、および(b)CHO−hIR[PS1769+PS1771]「黒色」群における用量反応競合曲線を示す。双方のケースのEC50値は、約1.2μM FK506である。細胞を一晩(16時間)2つの化合物の混合物とインキュベーションし、次に固定し、Ascentプレートリーダー上でEYFP蛍光/細胞の決定前にヘキストで染色した。プレートおよび溶液のバックグラウンドが差し引かれ;各グラフ上の点線(dashed lines)は、これらの実験における各細胞株に関する刺激前の蛍光レベルを示す。Dose response in two FACS'd strains, (a) CHO-hIR [PS1768 + PS1767] “moderate to low green” group, and (b) CHO-hIR [PS1769 + PS1771] “black” group for FK506 vs. 100 nM rapamycin A competition curve is shown. The EC 50 value for both cases is approximately 1.2 μM FK506. Cells were incubated overnight (16 hours) with a mixture of the two compounds, then fixed and stained with Hoechst on an Ascent plate reader prior to EYFP fluorescence / cell determination. Plate and solution backgrounds are subtracted; the dashed lines on each graph indicate the level of fluorescence before stimulation for each cell line in these experiments. 蛍光タンパク質のアライメントFluorescent protein alignment 蛍光タンパク質のアライメントFluorescent protein alignment FRB(右)へのFRBP12(左)のラパマイシン誘導した結合の結晶構造。分子のC末端は、互いに15Å以内である。一方の分子のN末端は、他の分子のC末端から32〜36Å離れている。Crystal structure of rapamycin-induced binding of FRBP12 (left) to FRB (right). The C-termini of the molecules are within 15 cm of each other. The N-terminus of one molecule is 32-36 cm away from the C-terminus of the other molecule. (A)は、安定なCHO[ps1706+ps1810](NtermE[F64L]YFP172−βカテニン+H2B−TCF4(frag)−CtermEYFP173)における、前記細胞に何らかの処理を施す前の蛍光のレベルを示す。蛍光のレベルは、多くの細胞において非常に弱く、これはフラボノイド(例えば、FAD)からの細胞の自己蛍光に完全に依存したものであろう(使用された励起フィルターは、FAD自己蛍光の一部を一般的に通過させる)。ときおり細胞(Occasional cells)((A)の上部右隅)は、弱いGFP蛍光を核および細胞質の位置において示し、これは明らかに自発性(spontaneous)の相補性の結果である。これらの細胞の多くはクラスターを形成しており、おそらくこれは発現(又はおそらく細胞分裂)の間に相補性が起こりえる同じ位置へと彼らが近接するような、導入したコンポーネントの不正確なプロセッシングをもたらすだろうクローンの行動(clonal behaviour)を指摘するものである。しかしながら、16時間、5mM LiClで処理した場合、蛍光GFPを含有している細胞の数は非常に増大し、それらの多くはもっぱらそれらの核に限定されたGFP蛍光を有しており、この結果はこのペアの融合構築物から予期されたGFP相補性の分布と矛盾のないものだった(B)。(A) shows the level of fluorescence before the cells are subjected to any treatment in stable CHO [ps1706 + ps1810] (NtermE [F64L] YFP172-βcatenin + H2B-TCF4 (frag) -CtermEYFP173). The level of fluorescence is very weak in many cells, which will be completely dependent on the cell autofluorescence from flavonoids (eg FAD) (the excitation filter used is part of the FAD autofluorescence). In general). Occasionally cells (Occasional upper right corner) show weak GFP fluorescence in the nucleus and cytoplasmic position, which is clearly a result of spontaneous complementation. Many of these cells are clustered, possibly inaccurate processing of the introduced components such that they are close to the same location where complementation can occur during expression (or perhaps cell division). It points out the behavior of the clone that would lead to However, when treated with 5 mM LiCl for 16 hours, the number of cells containing fluorescent GFP was greatly increased and many of them had GFP fluorescence restricted exclusively to their nuclei, resulting in this result. Was consistent with the distribution of GFP complementation expected from this pair of fusion constructs (B). (A)は、安定なCHO[ps1736+ps1758](NtermE[F64L]YFP172−Zip−H2B+βカテニン−Zip−CtermEYFP173)における、前記細胞に何らかの処理を施す前の蛍光のレベルを示す。16時間、5mM LiClで処理した場合、これらの細胞はGFPで輝く核を呈し、この結果はこのペアの融合構築物から予期されたGFP相補性の分布と矛盾のないものだった(B)。(A) shows the level of fluorescence before performing any treatment on the cells in stable CHO [ps1736 + ps1758] (NtermE [F64L] YFP172-Zip-H2B + β-catenin-Zip-CtermEYFP173). When treated with 5 mM LiCl for 16 hours, these cells exhibited GFP-shining nuclei, a result consistent with the distribution of GFP complementation expected from this pair of fusion constructs (B). ps1809とps1827を発現するCHO細胞(NtermE[F64L]YFP172−FKBP−β−カテニン+H2B−FRAP(2024−2114)−CtermEYFP173)のモンタージュ(montage)を示し、これは4つの別々の処理からイメージされたものである。最上部横列(top row)(a−d)は、GFP蛍光のイメージである。下部横列(lower row)のイメージ(e−h)は、通過した光イメージを、それに対応するGFP蛍光でオーバーレイ(overlayed)している。 a&e: 未処理。 b&f: 3μMラパマイシン(+6時間)。 c&g: 16時間を5mMリチウムクロライド(lithium chloride)処理。 d&h: 16時間を5mMリチウムクロライド処理 3μMラパマイシン(+6時間)。A montage of CHO cells (NtermE [F64L] YFP172-FKBP-β-catenin + H2B-FRAP (2024-2114) -CtermEYFP173) expressing ps1809 and ps1827 was imaged from four separate treatments. Is. The top row (ad) is an image of GFP fluorescence. The lower row image (eh) overlays the passed light image with the corresponding GFP fluorescence. a & e: Unprocessed. b & f: 3 μM rapamycin (+6 hours). c & g: 16 mM treatment with 5 mM lithium chloride. d & h: 16 hours treated with 5 mM lithium chloride 3 μM rapamycin (+6 hours). 様々なアッセイの構成(assay configurations)。IDC(相互作用依存的な相補性)は通常の構成である。この構成において2つのタンパク質(ここではBetaCatおよびTcf4と記載される)間の相互作用が、NおよびC末端のXFP相補性パートナーに作用して、再構成させ、検出可能になる。IDCペアの1つの具体的な利点は、選択されたタンパク質ペアから発生するTIDCアッセイを確認(validate)することである。ラパマイシン誘導性のFKBP−FRB相互作用ペアを使用して、確認すること及び更にIDCの利用を開発することが可能である。TDCrapシステムの記述をも参照されたい。TIDC(トランスロケーションおよび相互作用依存的な相補性)は、再分布(redistribution )および相互作用が光強度(light intensity)の増加として測定される構成である。相補性断片と融合されたβ−カテニンは、細胞質に優先的に位置する。刺激に際して、β−カテニンは核にトランスロケーションする。ここで、それは天然での相互作用パートナーTCF−4(相補する断片と融合された)を発見する。2つの相補性パートナーは、会合(assemble)し、蛍光性となる。β−カテニン トランスロケーションまたはβ−カテニン−TCF−4相互作用の何れかを阻害する、化合物は、相補性および蛍光複合体の形成を阻害する。TDC(トランスロケーション依存的な相補性)は、再分布(redistribution )のみが光強度(light intensity)の増加として測定される構成である。例えば、XFP相補性断片およびロイシンジッパー配列と融合されたβ−カテニンは、細胞質に優先的に位置する。刺激に際して、β−カテニン融合体は核にトランスロケーションする。ここで、ロイシンジッパーは、他のロイシンジッパー配列(該ロイシンジッパー配列は、相補するXFP断片およびアンカータンパク質または核局在化シグナルと融合されている)を発見する。2つの相補性パートナーは、前記ジッパーの相互作用が起因して会合(assemble)し、蛍光性となる。β−カテニン トランスロケーションを阻害する化合物は、相補性および蛍光複合体の形成を阻害する。TDCrap(ラパマイシンにより誘導された、トランスロケーション依存的な相補性)は基本的にTDCと同じであるが、しかし誘導性の相互作用ペア(例えば、ラパマイシン誘導性のFKBPおよびFRB相互作用ペア)は、「シンク効果」を非常に減少させ、他のタイプのトランスロケーション(例えば、細胞質から原形質膜又はその逆(or visa versa))に基づくアッセイの開発を促進する。Various assay configurations. IDC (interaction-dependent complementarity) is a normal configuration. In this configuration, the interaction between the two proteins (denoted here BetaCat and Tcf4) acts on the N and C-terminal XFP complementation partners to allow reconstitution and detection. One particular advantage of an IDC pair is that it validates a TIDC assay generated from a selected protein pair. A rapamycin-inducible FKBP-FRB interaction pair can be used to confirm and further develop the use of IDC. See also the description of the TDCrap system. TIDC (translocation and interaction-dependent complementarity) is a configuration in which redistribution and interaction are measured as an increase in light intensity. Β-catenin fused to the complementary fragment is preferentially located in the cytoplasm. Upon stimulation, β-catenin translocates to the nucleus. Here it finds the natural interaction partner TCF-4 (fused with a complementary fragment). The two complementarity partners associate and become fluorescent. Compounds that inhibit either β-catenin translocation or β-catenin-TCF-4 interaction inhibit complementation and the formation of fluorescent complexes. TDC (translocation dependent complementarity) is a configuration in which only the redistribution is measured as an increase in light intensity. For example, β-catenin fused with an XFP complementary fragment and a leucine zipper sequence is preferentially located in the cytoplasm. Upon stimulation, the β-catenin fusion translocates to the nucleus. Here, the leucine zipper discovers other leucine zipper sequences, which are fused with complementary XFP fragments and anchor proteins or nuclear localization signals. The two complementarity partners are assembled and become fluorescent due to the interaction of the zipper. Compounds that inhibit β-catenin translocation inhibit complementation and the formation of fluorescent complexes. TDCrap (translocation-dependent complementarity induced by rapamycin) is essentially the same as TDC, but inducible interaction pairs (eg, rapamycin-induced FKBP and FRB interaction pairs) are: The “sink effect” is greatly reduced, facilitating the development of other types of translocation (eg, cytoplasm to plasma membrane or visa versa). 本図の左手部分は、レセプターの二量体化(この場合、ホモ二量体化)を決定するためのアッセイの構成を示す。レセプターおよび相補性タンパク質のN末端(ここではYN)又は相補性タンパク質のC末端(ここではYC)を具備する2つの抱合体が、細胞で発現される。リガンドでの細胞の刺激に際してのみ、レセプターは近い位置関係に近接し、YNおよびYC末端断片が機能的なタンパク質を形成する。図の右手側は、カスパーゼ(caspase)活性に関するアッセイの構成を説明する。第一抱合体は、相補性タンパク質のN末端(YN)、構成的な相互作用パートナー(ロイシンジッパー)、核局在化配列(NLS)、カスパーゼのコンセンサス切断部位(例えば、VAD=バリン−アラニン−アスパルテート)を具備し、アンカータンパク質(ここでは、細胞膜)に融合される。第二抱合体は、相補性タンパク質のN C末端(YC)、相互作用パートナー(ロイシンジッパー)および核におけるアンカー(ここでは円として示してある)を具備する。カスパーゼ活性が増加した場合、カスパーゼはYN融合体をVAD部位で切断し、第一抱合体はNLSにより核にトランスロケーションする、ここで相互作用パートナー(ジッパー)との結合により蛍光が生じる。The left hand portion of the figure shows the assay configuration for determining receptor dimerization (in this case, homodimerization). Two conjugates comprising the receptor and the N-terminus of the complementary protein (here YN) or the C-terminus of the complementary protein (here YC) are expressed in the cell. Only upon stimulation of the cell with the ligand, the receptors are in close proximity and the YN and YC terminal fragments form a functional protein. The right hand side of the figure illustrates the configuration of the assay for caspase activity. The first conjugate consists of the complementary protein N-terminus (YN), constitutive interaction partner (leucine zipper), nuclear localization sequence (NLS), caspase consensus cleavage site (eg, VAD = valine-alanine- Aspartate) and fused to an anchor protein (here, cell membrane). The second conjugate comprises the N-terminus (YC) of the complementary protein, the interaction partner (leucine zipper) and the anchor in the nucleus (shown here as a circle). When caspase activity is increased, the caspase cleaves the YN fusion at the VAD site and the first conjugate translocates to the nucleus by NLS, where fluorescence occurs upon binding to an interaction partner (zipper).

Claims (75)

少なくとも以下を具備する細胞:
第一タンパク質および相補性タンパク質のN末端断片を具備する第一抱合体;および
第二タンパク質および相補性タンパク質のC末端断片を具備する第二抱合体;
ここで前記第一抱合体は、前記第二抱合体が優先的に位置する位置とは、異なる細胞位置に優先的な位置を有しており、
ここで前記第一タンパク質および前記第二タンパク質は、互いに結合し、
ここで前記相補性タンパク質は、前記相補性タンパク質の2断片が近い位置関係(close apposition)に移動し、前記相補性タンパク質の2断片が完全に機能的なタンパク質を形成する場合に、変化特性(altered characteristics)を提示する。
A cell comprising at least:
A first conjugate comprising an N-terminal fragment of the first protein and a complementary protein; and
A second conjugate comprising a C-terminal fragment of a second protein and a complementary protein;
Here, the first conjugate has a preferential position at a different cell position from the position where the second conjugate is preferentially located,
Wherein the first protein and the second protein bind to each other,
Here, the complementary protein changes when the two fragments of the complementary protein move to a close position and the two fragments of the complementary protein form a fully functional protein ( altered characteristics).
請求項1に記載の細胞であって、前記第一抱合体の細胞区画(cellular compartment)が前記第一タンパク質の素質(nature)により決定される細胞。 The cell according to claim 1, wherein the cell compartment of the first conjugate is determined by the nature of the first protein. 請求項1または2に記載の細胞であって、前記第二抱合体の細胞区画(cellular compartment)が前記第二タンパク質の素質(nature)により決定される細胞。 The cell according to claim 1 or 2, wherein the cell compartment of the second conjugate is determined by the nature of the second protein. 請求項1〜2の何れか1項に記載の細胞であって、前記第二抱合体は更にアンカータンパク質を具備し、前記アンカータンパク質は前記第一タンパク質が優先的に位置する位置とは異なる細胞区画にアンカーする、細胞。 3. The cell according to claim 1, wherein the second conjugate further comprises an anchor protein, and the anchor protein is different from the position where the first protein is preferentially located. A cell that anchors to a compartment. 少なくとも以下を具備する細胞:
第一タンパク質、相互作用パートナーAおよび相補性タンパク質の第一末端断片(the first terminal fragment)を具備する第一抱合体;および
相互作用パートナーBおよび相補性タンパク質の第二末端断片を具備する第二抱合体;
ここで前記第一抱合体は、前記第二抱合体が優先的に位置する位置とは異なる細胞区画に優先的な位置を有しており、
ここで前記相補性タンパク質は、前記相補性タンパク質の2断片が近い位置関係(close apposition)に移動し、前記相補性タンパク質の2断片が完全に機能的なタンパク質を形成する場合に、変化特性(altered characteristics)を提示する。
A cell comprising at least:
A first conjugate comprising a first protein, an interaction partner A and a first terminal fragment of a complementary protein; and
A second conjugate comprising an interaction partner B and a second terminal fragment of the complementary protein;
Wherein the first conjugate has a preferential position in a cell compartment different from the position where the second conjugate is preferentially located;
Here, the complementary protein changes when the two fragments of the complementary protein move to a close position and the two fragments of the complementary protein form a fully functional protein ( altered characteristics).
請求項5に記載の細胞であって、前記相互作用パートナーAおよび相互作用パートナーBが互いに結合する細胞。 6. The cell according to claim 5, wherein the interaction partner A and interaction partner B bind to each other. 請求項5に記載の細胞であって、前記相互作用パートナーAおよび相互作用パートナーBが、相互作用刺激が適用されている場合のみ、互いに結合する細胞。 6. The cell of claim 5, wherein the interaction partner A and interaction partner B bind to each other only when an interaction stimulus is applied. 請求項5〜7の何れか1項に記載の細胞であって、前記第二抱合体は更にアンカータンパク質を具備し、前記アンカータンパク質は前記第一タンパク質が優先的に位置する位置とは異なる細胞区画にアンカーする、細胞。 The cell according to any one of claims 5 to 7, wherein the second conjugate further comprises an anchor protein, and the anchor protein is different from a position where the first protein is preferentially located. A cell that anchors to a compartment. 請求項1〜8の何れか1項に記載の細胞であって、相補性タンパク質がジヒドロ葉酸レダクターゼ(DHFR)である細胞。 The cell according to any one of claims 1 to 8, wherein the complementary protein is dihydrofolate reductase (DHFR). 請求項1〜8の何れか1項に記載の細胞であって、前記相補性タンパク質がユビキチンである細胞。 The cell according to any one of claims 1 to 8, wherein the complementary protein is ubiquitin. 請求項1〜8の何れか1項に記載の細胞であって、相補性タンパク質がβ―ラクタマーゼである細胞。 The cell according to any one of claims 1 to 8, wherein the complementary protein is β-lactamase. 請求項1〜8の何れか1項に記載の細胞であって、相補性タンパク質がβ―ガラクトシダーゼである細胞。 The cell according to any one of claims 1 to 8, wherein the complementary protein is β-galactosidase. 請求項1〜8の何れか1項に記載の細胞であって、相補性タンパク質が蛍光タンパク質である細胞。 The cell according to any one of claims 1 to 8, wherein the complementary protein is a fluorescent protein. 請求項13に記載の細胞であって、前記相補性タンパク質が緑色蛍光タンパク質(GFP)である細胞。 14. The cell according to claim 13, wherein the complementary protein is green fluorescent protein (GFP). 請求項14に記載の細胞であって、前記相補性タンパク質がエクオリア ビクトリア(Aequoria victoria)に由来する細胞。 15. The cell according to claim 14, wherein the complementary protein is derived from Aequoria victoria . 請求項14に記載の細胞であって、前記相補性タンパク質のN末端断片はGFPのN末端断片(GFPのアミノ酸番号1からアミノ酸番号Xまでのアミノ酸の連続的なストレッチを具備する)であり、ここでアミノ酸番号Xおよびアミノ酸番号X+1間のペプチド結合はGFPのループ内である、および前記相補性タンパク質のC末端断片はGFPのC末端断片(GFPのアミノ酸番号X+1からアミノ酸番号238までのアミノ酸の連続的なストレッチを具備する)である細胞。 15. The cell of claim 14, wherein the N-terminal fragment of the complementary protein is an N-terminal fragment of GFP (comprising a continuous stretch of amino acids from GFP amino acid number 1 to amino acid number X), Here, the peptide bond between amino acid number X and amino acid number X + 1 is in the loop of GFP, and the C-terminal fragment of the complementary protein is the C-terminal fragment of GFP (of amino acids from amino acid number X + 1 to amino acid number 238 of GFP). A cell comprising a continuous stretch). 請求項14に記載の細胞であって、前記相補性タンパク質のN末端断片はGFPのN末端断片(GFPのアミノ酸番号1からアミノ酸番号Xまでのアミノ酸の連続的なストレッチを具備する)であり、ここでアミノ酸番号Xおよびアミノ酸番号X+1間のペプチド結合はGFPのループ内である、および前記相補性タンパク質のC末端はGFPのC末端断片(GFPのアミノ酸番号Y+1からアミノ酸番号238までのアミノ酸の連続的なストレッチを具備する)であり、ここでY<Xは2つのGFP断片のオーバーラップを生じ、およびアミノ酸Yおよびアミノ酸Y+1間のペプチド結合はGFPのループ内である、細胞。 15. The cell of claim 14, wherein the N-terminal fragment of the complementary protein is an N-terminal fragment of GFP (comprising a continuous stretch of amino acids from GFP amino acid number 1 to amino acid number X), Here, the peptide bond between amino acid number X and amino acid number X + 1 is in the loop of GFP, and the C-terminus of the complementary protein is the C-terminal fragment of GFP (a sequence of amino acids from amino acid number Y + 1 to amino acid number 238 of GFP). Where Y <X results in the overlap of two GFP fragments and the peptide bond between amino acid Y and amino acid Y + 1 is within the loop of GFP. 請求項14〜17の何れか1項に記載の細胞であって、GFPがEGFP、EYFP、ECFP、dsRedおよびRenilla GFPからなる群から選択される細胞。 The cell according to any one of claims 14 to 17, wherein the GFP is selected from the group consisting of EGFP, EYFP, ECFP, dsRed, and Renilla GFP. 前記GFPがEGFPである、請求項18に記載の細胞。 The cell according to claim 18, wherein the GFP is EGFP. 前記GFPがEYFPである、請求項18に記載の細胞。 The cell according to claim 18, wherein the GFP is EYFP. 請求項14〜20の何れか1項に記載の細胞であって、発色団に先行するポジション1におけるアミノ酸が変異して蛍光強度の増加を提供する細胞。 21. The cell according to any one of claims 14 to 20, wherein the amino acid at position 1 preceding the chromophore is mutated to provide an increase in fluorescence intensity. 請求項21に記載の細胞であって、発色団に先行するポジション1におけるアミノ酸FがLに置換された細胞。 The cell according to claim 21, wherein the amino acid F at position 1 preceding the chromophore is substituted with L. 請求項14〜22の何れか1項に記載の細胞であって、前記GFPが変異して更にS72A変異を有する細胞。 23. The cell according to any one of claims 14 to 22, wherein the GFP is mutated and further has a S72A mutation. 請求項16〜23の何れか1項に記載の細胞であって、Xは、Thr9〜Val11ループ内の9と10との間;又はAsn23〜His25ループ内の23と24との間;又はThr38〜Gly40ループ内の38と39との間;又はCys48〜Pro56ループ内の48と55との間;又はSer72〜Asp76ループ内の72と75との間;又はHis81〜Phe83ループ内の81と82との間;又はMet88〜Glu90ループ内の88と89との間;Lys101〜Asp103ループ内の101と102との間;又はPhe114〜Thr118ループ内の114と117との間;又はIle128〜Tyr145ループ内の128と144との間;又はAla154〜Gly160ループ内の154と159との間;又はlle171〜Ser175ループ内の171と174との間;又はlle188〜Asp197ループ内の188と196との間;又はAsp210〜Art215ループ内の210と214との間である細胞。 24. The cell of any one of claims 16-23, wherein X is between 9 and 10 in the Thr9-Val11 loop; or between 23 and 24 in the Asn23-His25 loop; or Thr38 ~ Between 38 and 39 in the Gly40 loop; or 48 and 55 in the Cys48-Pro56 loop; or 72 and 75 in the Ser72-Asp76 loop; or 81 and 82 in the His81-Phe83 loop. Or between 88 and 89 in the Met88-Glu90 loop; between 101 and 102 in the Lys101-Asp103 loop; or between 114 and 117 in the Phe114-Thr118 loop; or the Ile128-Tyr145 loop Between 128 and 144 in; or between 154 and 159 in the Ala154-Gly160 loop ; Or lle171~Ser175 between 171 and 174 in the loop; cells is between 210 and 214 or Asp210~Art215 loop; between 188 and 196 or lle188~Asp197 the loop. 請求項24に記載の細胞であって、XはAla154〜Gly160ループ内の154と159との間である細胞。 25. The cell of claim 24, wherein X is between 154 and 159 in the Ala154-Gly160 loop. 請求項25に記載の細胞であって、XはAla154〜Gly160ループ内の157である細胞。 26. The cell of claim 25, wherein X is 157 in the Ala154-Gly160 loop. 請求項24に記載の細胞であって、Xはlle171〜Ser175ループ内の171と174との間である細胞。 25. The cell of claim 24, wherein X is between 171 and 174 within the lle171-Ser175 loop. 請求項27に記載の細胞であって、Xはlle171〜Ser175ループ内の172である細胞。 28. The cell of claim 27, wherein X is 172 within the lle171-Ser175 loop. 請求項17に記載の細胞であって、YはAla154〜Gly160ループ内の154と159との間である細胞。 18. A cell according to claim 17, wherein Y is between 154 and 159 in the Ala154-Gly160 loop. 請求項29に記載の細胞であって、YはAla154〜Gly160ループ内の157である細胞。 30. The cell of claim 29, wherein Y is 157 in the Ala154-Gly160 loop. 請求項16〜30の何れか1項に記載の細胞であって、Xはlle171〜Ser175ループ内の172であり、YはAla154〜Gly160ループ内の157である細胞。 31. The cell according to any one of claims 16 to 30, wherein X is 172 in the llle171-Ser175 loop and Y is 157 in the Ala154-Gly160 loop. 請求項1〜31の何れか1項に記載の細胞であって、前記相補性タンパク質のN末端断片がフレーム内で対象の第一タンパク質と融合される細胞。 32. The cell according to any one of claims 1 to 31, wherein the N-terminal fragment of the complementary protein is fused in frame with the first protein of interest. 請求項1〜32の何れか1項に記載の細胞であって、前記第一タンパク質が前記相補性タンパク質のN末端断片のN末端と融合される細胞。 The cell according to any one of claims 1 to 32, wherein the first protein is fused with the N-terminus of the N-terminal fragment of the complementary protein. 請求項1〜33の何れか1項に記載の細胞であって、前記第一タンパク質が前記相補性タンパク質のN末端断片のC末端と融合される細胞。 34. The cell according to any one of claims 1 to 33, wherein the first protein is fused with the C-terminus of the N-terminal fragment of the complementary protein. 請求項1〜34の何れか1項に記載の細胞であって、前記相補性タンパク質のC末端断片がフレーム内で、前記第二タンパク質と融合される細胞。 35. The cell according to any one of claims 1-34, wherein the C-terminal fragment of the complementary protein is fused with the second protein in frame. 請求項1〜35の何れか1項に記載の細胞であって、対象の前記第二タンパク質が、前記相補性タンパク質のC末端断片のN末端と融合される細胞。 36. The cell according to any one of claims 1 to 35, wherein the second protein of interest is fused with the N-terminus of the C-terminal fragment of the complementary protein. 請求項1〜36の何れか1項に記載の細胞であって、対象の前記第二タンパク質が、前記相補性タンパク質のC末端断片のC末端と融合される細胞。 37. The cell according to any one of claims 1-36, wherein the second protein of interest is fused to the C-terminus of the C-terminal fragment of the complementary protein. 請求項1〜37の何れか1項に記載の細胞であって、前記相補性タンパク質のN末端断片(フレーム内で第一タンパク質と融合された)は、更にリンカー配列を、前記相補性タンパク質のN末端断片と前記第一タンパク質との間に具備する細胞。 38. The cell according to any one of claims 1 to 37, wherein the N-terminal fragment of the complementary protein (fused with the first protein in frame) further comprises a linker sequence of the complementary protein. A cell provided between the N-terminal fragment and the first protein. 請求項1〜38の何れか1項に記載の細胞であって、前記相補性タンパク質のC末端断片(フレーム内で対象の第二タンパク質と融合された)は、更にリンカー配列を、前記相補性タンパク質のC末端断片と前記第二タンパク質との間に具備する細胞。 The cell according to any one of claims 1 to 38, wherein the C-terminal fragment of the complementary protein (fused with the second protein of interest in frame) further comprises a linker sequence, A cell provided between the C-terminal fragment of the protein and the second protein. 請求項1〜39の何れか1項に記載の細胞であって、前記GFPはEYFP(更にF64L変異を有する)であり、Xは172であり、前記第一タンパク質(GFPのN末端断片と融合された)はGFPのN末端断片のC末端と融合され、及び前記第二タンパク質(GFPのC末端断片と融合された)はGFPのC末端断片のN末端と融合される、細胞。 The cell according to any one of claims 1 to 39, wherein the GFP is EYFP (further having a F64L mutation), X is 172, and the first protein (fused with an N-terminal fragment of GFP) Cells) fused to the C-terminus of the N-terminal fragment of GFP, and the second protein (fused to the C-terminal fragment of GFP) is fused to the N-terminus of the GFP C-terminal fragment. 請求項1〜40の何れか1項に記載の細胞であって、前記GFPはEYFP(更にF64L変異を有する)であり、Xは157であり、前記第一タンパク質(GFPのN末端断片と融合された)はGFPのN末端断片のC末端と融合され、及び前記第二タンパク質(GFPのC末端断片と融合された)はGFPのC末端断片のN末端と融合される、細胞。 41. The cell according to any one of claims 1 to 40, wherein the GFP is EYFP (further having an F64L mutation), X is 157, and the first protein (fused with an N-terminal fragment of GFP). Cells) fused to the C-terminus of the N-terminal fragment of GFP, and the second protein (fused to the C-terminal fragment of GFP) is fused to the N-terminus of the GFP C-terminal fragment. 請求項1〜41の何れか1項に記載の細胞であって、前記第一抱合体が前記細胞において発現される細胞。 42. The cell according to any one of claims 1-41, wherein the first conjugate is expressed in the cell. 請求項1〜42の何れか1項に記載の細胞であって、前記第二抱合体が前記細胞において発現される細胞。 43. The cell according to any one of claims 1-42, wherein the second conjugate is expressed in the cell. 請求項1〜43の何れか1項に記載の細胞であって、相互作用パートナーAはFKBP12であり、相互作用パートナーBはFRAPであり(又は逆(or vise versa))、および前記相互作用刺激はラパマイシンである細胞。 44. A cell according to any one of claims 1 to 43, wherein interaction partner A is FKBP12, interaction partner B is FRAP (or reverse), and said interaction stimulation Are rapamycin cells. 請求項1〜44の何れか1項に記載の細胞であって、相互作用パートナーAはFKBP12であり、相互作用パートナーBはFRB(T2098L)であり(又は逆(or vise versa))、および前記相互作用刺激はラパマイシンである細胞。 45. A cell according to any one of claims 1 to 44, wherein interaction partner A is FKBP12, interaction partner B is FRB (T2098L) (or vice versa) and said Cells that interact with rapamycin. 請求項1〜45の何れか1項に記載の細胞であって、相互作用パートナーAはFKBP12であり、相互作用パートナーBはFRB(T2098L)であり(又は逆(or vise versa))、および前記相互作用刺激はAP21967である細胞。 46. A cell according to any one of claims 1 to 45, wherein interaction partner A is FKBP12, interaction partner B is FRB (T2098L) (or vice versa) and said Cells whose interaction stimulus is AP21967. 請求項1〜46の何れか1項に記載の細胞であって、相互作用パートナーAはFKBP12であり、相互作用パートナーBはFKBP12であり(又は逆(or vise versa))、および前記相互作用刺激はAP21967である細胞。 49. A cell according to any one of claims 1 to 46, wherein interaction partner A is FKBP12, interaction partner B is FKBP12 (or vice versa) and said interaction stimulus Is the cell that is AP21967. 請求項1〜47の何れか1項に記載の細胞であって、相互作用パートナーAはFKBP12であり、相互作用パートナーBはFKBP12であり(又は逆(or vise versa))、および前記相互作用刺激はAP21967である細胞。 48. The cell of any one of claims 1-47, wherein interaction partner A is FKBP12, interaction partner B is FKBP12 (or vice versa) and said interaction stimulus Is the cell that is AP21967. 請求項1〜48の何れか1項に記載の細胞であって、相互作用パートナーAおよびBはステロイドホルモンレセプターであり、二量体化因子(dimerizing agent)は同族の(cognate)ホルモンリガンドである細胞。 49. The cell according to any one of claims 1 to 48, wherein the interaction partners A and B are steroid hormone receptors and the dimerizing agent is a cognate hormone ligand. cell. 請求項1〜49の何れか1項に記載の細胞であって、相互作用パートナーAおよびBはエストロゲンレセプターであり、相互作用刺激因子はエストロゲンである細胞。 50. A cell according to any one of claims 1 to 49, wherein the interaction partners A and B are estrogen receptors and the interaction stimulating factor is estrogen. 請求項1〜50の何れか1項に記載の細胞であって、前記アンカータンパク質は、上皮細胞成長因子レセプター(EGFR)の膜貫通ドメインを含んでいる、又はインテグリンタンパク質ファミリーの1つの膜貫通ドメインを含んでいる、又はc−Srcのミリストイル化配列(残基1〜14)を含んでいるタンパク質である、細胞。 51. The cell according to any one of claims 1-50, wherein the anchor protein comprises a transmembrane domain of epidermal growth factor receptor (EGFR) or one transmembrane domain of the integrin protein family. Or a protein that contains a myristoylation sequence of c-Src (residues 1-14). 請求項1〜51の何れか1項に記載の細胞であって、前記アンカータンパク質はヒストンタンパク質又は核小体に通常限定されるタンパク質(例えば、p120核小体タンパク質)である、細胞。 52. The cell according to any one of claims 1 to 51, wherein the anchor protein is a protein normally limited to a histone protein or a nucleolus (eg, a p120 nucleolus protein). 請求項1〜52の何れか1項に記載の細胞であって、前記アンカータンパク質は、ミトコンドリアの外側または内側の膜に通常限定されるタンパク質(例えば、VDAC、ATP−aseのFoサブユニット、またはNADHデヒドロゲナーゼ)である、細胞。 53. The cell according to any one of claims 1 to 52, wherein the anchor protein is a protein that is normally restricted to the outer or inner membrane of the mitochondria (eg, VDAC, Fo subunit of ATP-ase, or NADH dehydrogenase). 請求項1〜53の何れか1項に記載の細胞であって、前記アンカータンパク質は、ゴルジ体の様々な異なる領域に通常限定されるタンパク質(例えば、TGN38またはADAM12−L)である、細胞。 54. The cell according to any one of claims 1 to 53, wherein the anchor protein is a protein (eg, TGN38 or ADAM12-L) that is usually limited to various different regions of the Golgi apparatus. 請求項1〜54の何れか1項に記載の細胞であって、前記アンカータンパク質は、焦点結合複合体(focal adhesion complexes)に通常限定されるタンパク質(例えば、P125、FAK、インテグリン アルファまたはベータ、またはパキシリン)である、細胞。 55. The cell according to any one of claims 1 to 54, wherein the anchor protein is a protein (e.g., P125, FAK, integrin alpha or beta) that is normally limited to focal adhesion complexes. Or cells that are paxillin). 請求項1〜55の何れか1項に記載の細胞であって、前記アンカータンパク質は、細胞骨格構造に通常関連するタンパク質(例えば、F−アクチン鎖または微小管束、例えば、MAP4、アルファ−アクチニンのアクチン結合ドメイン、キネシン、ミオシンまたはダイネイン)である、細胞。 56. The cell of any one of claims 1 to 55, wherein the anchor protein is a protein normally associated with a cytoskeletal structure (e.g., F-actin chain or microtubule bundle, e.g., MAP4, alpha-actinin). Actin-binding domain, kinesin, myosin or dynein). 請求項1〜56の何れか1項に記載の細胞であって、前記アンカータンパク質は、核の物質(nuclear material)または核のコンポーネントと通常関連するタンパク質〔例えば、ヒストンタンパク質(ヒストンH1、H2A、H2B、H3、H4、およびその変種を含む)〕である、細胞。 57. The cell according to any one of claims 1 to 56, wherein the anchor protein is a protein normally associated with a nuclear material or a nuclear component [eg, histone proteins (histone H1, H2A, H2B, H3, H4, and variants thereof). 請求項1〜57の何れか1項に記載の細胞であって、前記アンカータンパク質は、核膜(例えば、AおよびB型ラミン)と、または核小体(例えば、スプライシングボディー、カハールボディー、PML核小体(PML発癌性ドメイン、PODS)と通常関連するタンパク質、または転写エンジン(例えば、RNAポリメラーゼ POL−II)である、細胞。 58. The cell according to any one of claims 1 to 57, wherein the anchor protein is a nuclear membrane (for example, A and B type lamin) or a nucleolus (for example, a splicing body, a Kahal body, PML). A cell that is a protein normally associated with the nucleolus (PML carcinogenic domain, PODS), or a transcription engine (eg, RNA polymerase POL-II). 請求項1〜58の何れか1項に記載の細胞であって、真核細胞である細胞。 59. The cell according to any one of claims 1 to 58, wherein the cell is a eukaryotic cell. 請求項1〜58の何れか1項に記載の細胞であって、原核細胞である細胞。 59. The cell according to any one of claims 1 to 58, wherein the cell is a prokaryotic cell. タンパク質間相互作用を検出するための方法であって、以下の工程を含み:
(a)少なくとも以下を具備する細胞を提供することと:
対象の前記第一タンパク質および相補性タンパク質の第一末端断片(the first terminal fragment)を具備する第一抱合体;および
対象の前記第二タンパク質および相補性タンパク質の第二末端断片を具備する第二抱合体;
ここで対象の前記第二タンパク質は、対象の前記第一タンパク質が優先的に位置する位置とは、異なる細胞位置に優先的な位置を有している、
(b)相補性パートナーAおよび相補性パートナーBが相補するかどうかを決定することと;
相補性パートナーAおよび相補性パートナーB間の相補性が次のこと、即ち、対象の前記第一タンパク質が、この対象の第一タンパク質の優先的な位置から、対象の前記第二タンパク質が位置する細胞区画にトランスロケーションしていること、および対象の2つのタンパク質が相互作用すること、の指標(indicative)である方法。
A method for detecting protein-protein interactions comprising the following steps:
(A) providing a cell comprising at least:
A first conjugate comprising a first terminal fragment of the first protein of interest and a complementary protein; and
A second conjugate comprising a second terminal fragment of said second protein of interest and a complementary protein;
Here, the second protein of interest has a preferential position at a different cell position from the position where the first protein of interest is preferentially located.
(B) determining whether complementation partner A and complementation partner B are complementary;
Complementarity between complementation partner A and complementation partner B is as follows: the subject first protein is located from the preferential position of the subject first protein, and the subject second protein is located. A method that is an indicator of translocation to a cellular compartment and that the two proteins of interest interact.
タンパク質間相互作用を検出するための方法であって、以下の工程を含み:
(a)請求項1〜60の何れかに記載の細胞を提供することと、および
(b)相補性パートナーAおよび相補性パートナーBが相補するかどうかを決定することと;
相補性パートナーAおよび相補性パートナーB間の相補性が次のこと、即ち、対象の前記第一タンパク質が、この対象の第一タンパク質の優先的な位置から、対象の前記第二タンパク質が位置する細胞区画にトランスロケーションしていること、および対象の2つのタンパク質が相互作用すること、の指標(indicative)である方法。
A method for detecting protein-protein interactions comprising the following steps:
(A) providing the cell according to any one of claims 1 to 60; and
(B) determining whether complementation partner A and complementation partner B are complementary;
Complementarity between complementation partner A and complementation partner B is as follows: the subject first protein is located from the preferential position of the subject first protein, and the subject second protein is located. A method that is an indicator of translocation to a cellular compartment and that the two proteins of interest interact.
化合物がタンパク質間相互作用を阻止するかどうかを試験するための方法であって、以下の工程を含み:
(a)請求項1〜60の何れかに記載の細胞を提供することと;
(a1)前記化合物を工程(a)の細胞に添加することと;
(a2)トランスロケーション刺激を工程(a1)の細胞に添加することと、
ここで前記トランスロケーション刺激は2つの抱合体に作用して、同じ細胞局在を生じさせる;
(b)相補性パートナーAおよび相補性パートナーBが相補するかどうかを決定することと;
低い相補性(工程(a1)を省略したシステムと比較して)が、前記化合物が2つのタンパク質間の相互作用を阻止する能力を有すること、の指標である方法。
A method for testing whether a compound inhibits a protein-protein interaction comprising the following steps:
(A) providing the cell according to any one of claims 1 to 60;
(A1) adding said compound to the cells of step (a);
(A2) adding a translocation stimulus to the cells of step (a1);
Wherein the translocation stimulus acts on the two conjugates to produce the same cellular localization;
(B) determining whether complementation partner A and complementation partner B are complementary;
A method wherein low complementarity (compared to a system omitting step (a1)) is an indication that the compound has the ability to block the interaction between two proteins.
請求項61〜63の何れか1項に記載の方法であって、前記第二抱合体は更にアンカータンパク質を具備し、前記アンカータンパク質は、対象の前記第一タンパク質が優先的に位置する位置とは異なる細胞区画にアンカーする、方法。 64. The method according to any one of claims 61 to 63, wherein the second conjugate further comprises an anchor protein, and the anchor protein has a position where the target first protein is preferentially located. Anchors to different cell compartments. タンパク質のトランスロケーションを検出するための方法であって、以下の工程を含み:
(a)少なくとも以下を具備する細胞を提供することと:
前記タンパク質、相補性タンパク質の第一末端(the first terminal)、および相互作用パートナーAを具備する第一抱合体;および
アンカータンパク質、相補性タンパク質の第二末端、および相互作用パートナーBを具備する第二抱合体;
ここで前記アンカータンパク質は前記タンパク質が優先的に位置する細胞区画とは異なる細胞区画にアンカーする、および
ここで前記相互作用パートナーAおよび相互作用パートナーBは互いに結合する;
(b)相補性パートナーAおよび相補性パートナーBが相補するかどうかを決定することと;
相補性パートナーAおよび相補性パートナーB間の相補性が次のこと、即ち、前記タンパク質が、前記タンパク質の優先的な位置から、前記アンカータンパク質がアンカーする細胞区画にトランスロケーションしていること、の指標である方法。
A method for detecting translocation of a protein comprising the following steps:
(A) providing a cell comprising at least:
A first conjugate comprising said protein, a first terminal of a complementary protein, and an interaction partner A; and
A second conjugate comprising an anchor protein, a second end of a complementary protein, and an interaction partner B;
Wherein the anchor protein anchors to a cell compartment different from the cell compartment in which the protein is preferentially located; and
Wherein said interaction partner A and interaction partner B bind to each other;
(B) determining whether complementation partner A and complementation partner B are complementary;
Complementarity between complementation partner A and complementation partner B is as follows: the protein is translocated from a preferential position of the protein to a cell compartment to which the anchor protein anchors. The method that is an indicator.
タンパク質のトランスロケーションを検出するための方法であって、以下の工程を含み:
(a)請求項6〜60の何れかに記載の細胞を提供することと、および
(b)相補性パートナーAおよび相補性パートナーBが相補するかどうかを決定することと;
相補性パートナーAおよび相補性パートナーB間の相補性が次のこと、即ち、前記タンパク質が、前記タンパク質の優先的な位置から、前記アンカータンパク質がアンカーする細胞区画にトランスロケーションしていること、の指標である方法。
A method for detecting translocation of a protein comprising the following steps:
(A) providing a cell according to any of claims 6 to 60; and
(B) determining whether complementation partner A and complementation partner B are complementary;
Complementarity between complementation partner A and complementation partner B is as follows: the protein is translocated from a preferential position of the protein to a cell compartment to which the anchor protein anchors. The method that is an indicator.
化合物がタンパク質のトランスロケーションを誘導するかどうかを試験するための方法であって、以下の工程を含み:
(a)請求項6〜60の何れかに記載の細胞を提供することと;
(a1)前記化合物を工程(a)の細胞に添加することと;
(b)相補性パートナーAおよび相補性パートナーBが相補するかどうかを決定することと;
増加した相補性(工程(a1)を省略したシステムと比較して)が、前記化合物が前記タンパク質のトランスロケーションを誘導すること、の指標である方法。
A method for testing whether a compound induces protein translocation comprising the following steps:
(A) providing the cell according to any one of claims 6 to 60;
(A1) adding said compound to the cells of step (a);
(B) determining whether complementation partner A and complementation partner B are complementary;
A method wherein increased complementarity (compared to a system omitting step (a1)) is an indication that the compound induces translocation of the protein.
化合物がタンパク質のトランスロケーションを阻止するかどうかを試験するための方法であって、以下の工程を含み:
(a)請求項6〜60の何れかに記載の細胞を提供することと;
(a1)前記化合物を工程(a)の細胞に添加することと;
(a2)トランスロケーション刺激を工程(a1)の細胞に添加することと:
(b)相補性パートナーAおよび相補性パートナーBが相補するかどうかを決定することと;
低い相補性(工程(a1)を省略したシステムと比較して)が、前記化合物が前記タンパク質のトランスロケーションを阻止すること、の指標である方法。
A method for testing whether a compound inhibits protein translocation comprising the following steps:
(A) providing the cell according to any one of claims 6 to 60;
(A1) adding said compound to the cells of step (a);
(A2) adding a translocation stimulus to the cells of step (a1):
(B) determining whether complementation partner A and complementation partner B are complementary;
A method wherein low complementarity (compared to a system that omits step (a1)) is an indication that the compound blocks translocation of the protein.
タンパク質のトランスロケーションを検出するための方法であって、以下の工程を含み:
(a)少なくとも以下を具備する細胞を提供することと:
前記タンパク質、相補性パートナーA、および相互作用パートナーAを具備する第一抱合体;および
アンカータンパク質、相補性パートナーB、および相互作用パートナーBを具備する第二抱合体;
ここで前記アンカータンパク質は、前記タンパク質が優先的に位置する細胞区画とは異なる細胞区画にアンカーする、
ここで前記相互作用パートナーAおよび相互作用パートナーBは、相互作用刺激が適用されている場合のみ互いに結合する;
(b)相互作用刺激を添加することと;
(c)相補性パートナーAおよび相補性パートナーBが相補するかどうかを決定することと;
相補性パートナーAおよび相補性パートナーB間の相補性が次のこと、即ち、前記タンパク質が、前記タンパク質の優先的な位置から、前記アンカータンパク質がアンカーする細胞区画に、前記相互作用刺激の添加後にトランスロケーションしていること、の指標である方法。
A method for detecting translocation of a protein comprising the following steps:
(A) providing a cell comprising at least:
A first conjugate comprising said protein, complementation partner A, and interaction partner A; and
A second conjugate comprising an anchor protein, a complementation partner B, and an interaction partner B;
Wherein the anchor protein anchors to a cell compartment different from the cell compartment in which the protein is preferentially located,
Wherein said interaction partner A and interaction partner B bind to each other only when an interaction stimulus is applied;
(B) adding an interaction stimulus;
(C) determining whether complementation partner A and complementation partner B are complementary;
Complementarity between complementation partner A and complementation partner B is as follows: after the addition of the interaction stimulus, the protein is moved from the preferential position of the protein to the cell compartment anchored by the anchor protein. A method that is an indicator of being translocated.
タンパク質のトランスロケーションを検出するための方法であって、以下の工程を含み:
(a)請求項7〜60の何れかに記載の細胞を提供することと、および
(b)相互作用刺激を添加することと;
(c)相補性パートナーAおよび相補性パートナーBが相補するかどうかを決定することと;
相補性パートナーAおよび相補性パートナーB間の相補性が次のこと、即ち、前記タンパク質が、前記タンパク質の優先的な位置から、前記アンカータンパク質がアンカーする細胞区画に、前記相互作用刺激の添加後にトランスロケーションしていること、の指標である方法。
A method for detecting translocation of a protein comprising the following steps:
(A) providing the cell according to any one of claims 7 to 60; and
(B) adding an interaction stimulus;
(C) determining whether complementation partner A and complementation partner B are complementary;
Complementarity between complementation partner A and complementation partner B is as follows: after the addition of the interaction stimulus, the protein from the preferential position of the protein to the cell compartment anchored by the anchor protein A method that is an indicator of being translocated.
化合物がタンパク質のトランスロケーションを誘導するかどうかを試験するための方法であって、以下の工程を含み:
(a)請求項7〜60の何れかに記載の細胞を提供することと;
(a1)前記化合物を工程(a)の細胞に添加することと;
(b)相互作用刺激を添加することと;
(c)相補性パートナーAおよび相補性パートナーBが相補するかどうかを決定することと;
増加した相補性(工程(a1)を省略したシステムと比較して)が、前記化合物が前記タンパク質のトランスロケーションを誘導すること、の指標である方法。
A method for testing whether a compound induces protein translocation comprising the following steps:
(A) providing the cell according to any one of claims 7 to 60;
(A1) adding said compound to the cells of step (a);
(B) adding an interaction stimulus;
(C) determining whether complementation partner A and complementation partner B are complementary;
A method wherein increased complementarity (compared to a system omitting step (a1)) is an indication that the compound induces translocation of the protein.
化合物がタンパク質のトランスロケーションを阻止するかどうかを試験するための方法であって、以下の工程を含み:
(a)請求項7〜60の何れかに記載の細胞を提供することと;
(a1)前記化合物を工程(a)の細胞に添加することと;
(a2)トランスロケーション刺激を工程(a1)の細胞に添加することと:
(b)相互作用刺激を添加することと;
(c)相補性パートナーAおよび相補性パートナーBが相補するかどうかを決定することと;
低い相補性(工程(a1)を省略したシステムと比較して)が、前記化合物が前記タンパク質のトランスロケーションを阻止すること、の指標である方法。
A method for testing whether a compound inhibits protein translocation comprising the following steps:
(A) providing the cell according to any one of claims 7 to 60;
(A1) adding said compound to the cells of step (a);
(A2) adding a translocation stimulus to the cells of step (a1):
(B) adding an interaction stimulus;
(C) determining whether complementation partner A and complementation partner B are complementary;
A method wherein low complementarity (compared to a system that omits step (a1)) is an indication that the compound blocks translocation of the protein.
抗原を検出するためのキットであって、以下を具備し:
(a)前記抗原に結合する第一抗体;
(b)前記第一抗体に結合するタンパク質と相補性タンパク質のN末端とを具備する第一抱合体;
(c)前記第一抗体に結合するタンパク質と前記相補性タンパク質のC末端とを具備する第二抱合体;
前記第一および第二抱合体の前記第一抗体に対する結合が、前記相補性タンパク質の2つの末端を機能的なタンパク質が形成されるように近接させる、キット。
A kit for detecting an antigen comprising:
(A) a first antibody that binds to the antigen;
(B) a first conjugate comprising a protein that binds to the first antibody and the N-terminus of a complementary protein;
(C) a second conjugate comprising a protein that binds to the first antibody and the C-terminus of the complementary protein;
A kit wherein binding of the first and second conjugates to the first antibody brings the two ends of the complementary proteins in proximity such that a functional protein is formed.
細胞におけるカスパーゼ活性を決定するための方法であって、少なくとも以下の工程を含み、
(a)少なくとも以下を具備する細胞を提供することと:
相補性タンパク質の第一末端、相互作用パートナーA、核局在化配列(NLS)、バリン−アラニン−アスパルテート(VAD)配列およびアンカータンパク質を具備する第一抱合体;
相補性タンパク質の第二末端、相互作用パートナーBおよびアンカータンパク質を具備する第二抱合体;
ここで前記第一抱合体の前記アンカータンパク質は核とは異なる細胞位置に存在し、前記第二抱合体の前記アンカータンパク質は前記核に存在する、および
ここで相互作用パートナーA、前記NLSおよび前記相補性タンパク質の第一末端は、VAD配列の同じ側(same side)に全て位置しており、前記アンカータンパク質は、前記NLSの他の側に位置している、
(b)前記相補性タンパク質が相補するかどうかを決定することと
相補性が次のこと、即ち、カスパーゼが前記第一抱合体を切断し、自由な部分が前記核にトランスロケーションし、パートナーAおよび相補性パートナーBが相補すること、の指標である方法。
A method for determining caspase activity in a cell comprising at least the following steps:
(A) providing a cell comprising at least:
A first conjugate comprising a first end of a complementary protein, an interaction partner A, a nuclear localization sequence (NLS), a valine-alanine-aspartate (VAD) sequence and an anchor protein;
A second conjugate comprising a second end of a complementary protein, an interaction partner B and an anchor protein;
Wherein the anchor protein of the first conjugate is present at a different cellular location than the nucleus, and the anchor protein of the second conjugate is present in the nucleus, and
Here, the first ends of the interaction partner A, the NLS and the complementary protein are all located on the same side of the VAD sequence, and the anchor protein is located on the other side of the NLS. ing,
(B) determining whether the complementary proteins are complementary;
A method in which complementarity is an indication of the following: caspase cleaves the first conjugate, the free part translocates to the nucleus, and partner A and complementation partner B complement.
任意の前記抱合体、断片または融合タンパク質をコード化している核酸。 A nucleic acid encoding any said conjugate, fragment or fusion protein.
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