JP2014156428A - Antibody binding protein - Google Patents

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上田  宏
Hiroyuki Ohashi
広行 大橋
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fusion protein ligand that strongly binds to human antibody Fab fragment or other antibody IgG Fc fragments, and a fluorescent immune sensor including the fusion protein ligand.SOLUTION: Provided is a fusion protein in which Protein A or its antibody-binding domain is fused to Protein G or its antibody-binding domain via a peptide linker. Also provided is a fluorescent immune sensor being the fusion protein labeled with a fluorescent dye.

Description

本発明は、産業上有用性の高い抗体(免疫グロブリン)の検出、精製、さらには蛍光クエンチ原理による抗原検出に応用可能な抗体結合タンパク質に関するものである。   The present invention relates to an antibody-binding protein applicable to detection and purification of antibodies (immunoglobulins) having high industrial utility, and further to antigen detection based on the fluorescence quench principle.

近年、次世代医薬品であるヒト型抗体をはじめとする抗体タンパク質精製担体のニーズが高まっている。従来、IgG抗体のアフィニティ精製カラムのリガンドとして、天然の抗体結合タンパク質であるStaphylococcus Protein A (PA)、Streptococcus Protein G (PG)が用いられてきたが、抗体IgGのサブクラスによっては結合能が低い、生産コストが高いなどの問題をかかえていた。   In recent years, there has been an increasing need for a carrier for purifying antibody proteins, including human antibodies, which are next-generation pharmaceuticals. Conventionally, natural antibody binding proteins Staphylococcus Protein A (PA) and Streptococcus Protein G (PG) have been used as ligands for IgG antibody affinity purification columns, but depending on the subclass of antibody IgG, the binding ability is low. It had problems such as high production costs.

一方、本発明者らは、先に、非天然アミノ酸導入技術を利用して一本鎖抗体(scFv))のN末端近傍を部位特異的に蛍光標識することで、抗原結合依存的に蛍光強度が増大する抗体断片である蛍光標識抗体(Quenchbody:Q-body)を開発した(特許文献1及び非特許文献1を参照)。この現象は、抗原非依存時に標識色素がscFvを構成する可変領域VH/VL界面近傍の、保存性の高いトリプトファン残基と相互作用して消光(クエンチ)し、それが抗原結合により解除されるために起こる。 On the other hand, the present inventors previously performed site-specific fluorescence labeling of the vicinity of the N-terminus of a single-chain antibody (scFv) using a non-natural amino acid introduction technique, so that the fluorescence intensity depends on antigen binding. Fluorescently labeled antibody (Quenchbody: Q-body), which is an antibody fragment with an increased number of nuclei, was developed (see Patent Document 1 and Non-Patent Document 1). This phenomenon is quenched by antigen binding when it interacts with a highly conserved tryptophan residue in the vicinity of the variable region V H / VL interface where the labeling dye constitutes scFv when antigen is independent. Happens to be.

該蛍光標識抗体は簡便迅速な蛍光免疫測定素子(蛍光免疫センサー)として高い有用性を持つ。しかし、この蛍光標識抗体を作製するためには抗体遺伝子の取得と無細胞タンパク質合成系を用いた部位特異的蛍光修飾が必要で、コストと時間がかかるという問題点があった。   The fluorescently labeled antibody has high utility as a simple and rapid fluorescent immunoassay element (fluorescent immunosensor). However, the production of this fluorescently labeled antibody requires acquisition of antibody genes and site-specific fluorescence modification using a cell-free protein synthesis system, which has the problem of cost and time.

WO2011/061944号公報WO2011 / 061944 Publication

Abe et al., J.Am.Chem.Soc.2011,133,17386-17394Abe et al., J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 17386-17394

本発明は、ヒト抗体Fab断片又は多くの抗体IgG Fc断片に強く結合する融合タンパク質リガンド、及び該融合タンパク質リガンドを含む蛍光免疫センサーの提供を目的とする。   An object of the present invention is to provide a fusion protein ligand that strongly binds to a human antibody Fab fragment or many antibody IgG Fc fragments, and a fluorescent immunosensor containing the fusion protein ligand.

本発明者は、抗体結合タンパク質であるProtein A及びProtein Gのタンパク質のIgG結合ドメインを最適な距離で融合することで、ある種のヒトFab断片及び/又は多くのIgG Fc断片に強く結合する融合タンパク質リガンドを作製できることを見出した。これにより、天然タンパク質より低分子量で安価に製造可能でありながら、IgGに特異的かつ強く結合するリガンドを生産できると期待した。さらに、これを蛍光色素で標識し、Fab断片に結合させて抗原結合依存的にその蛍光強度が変化する蛍光免疫センサーを構築しようと考えた。   The present inventor fused the IgG binding domains of Protein A and Protein G, which are antibody-binding proteins, at an optimal distance, thereby strongly binding to certain human Fab fragments and / or many IgG Fc fragments. It has been found that protein ligands can be made. As a result, it was expected that a ligand capable of binding specifically and strongly to IgG could be produced while being able to be produced at a low molecular weight and at a lower cost than a natural protein. Furthermore, we thought to construct a fluorescent immunosensor that was labeled with a fluorescent dye, bound to a Fab fragment, and whose fluorescence intensity varied depending on antigen binding.

抗体IgGのFc部分は、H鎖の二量体で構成されており、Protein A及びProtein Gの結合部位はそのCH2-CH3ドメイン間の各1ヶ所、すなわち分子あたり2ヶ所に存在する。しかし従来の天然由来のものを含む抗体結合タンパク質中の、互いに隣接する結合ドメインは、その分子構造(短い結合ドメイン間距離)から考えてどちらか1ヶ所の結合部位にしか結合できないと考えられた。   The Fc portion of antibody IgG is composed of a heavy chain dimer, and there are two protein A and protein G binding sites, one between each of the CH2-CH3 domains, that is, two per molecule. However, it was thought that the binding domains adjacent to each other in antibody binding proteins including those of natural origin can only bind to one of the binding sites in view of their molecular structure (short binding domain distance). .

そこで本発明者らは、Protein AとProtein GのIgG結合ドメイン各1個を15〜20アミノ酸程度の長いリンカーを介して結合させた新規リガンドPAxPGを作製し、その抗体結合能を測定した。その結果、PAxPGは各種IgGに対しProtein A、Protein Gの各1個の結合ドメインのみならず、複数の結合ドメインを持つ天然Protein A、Protein Gよりも顕著に高い結合活性を示すことを見出した。すなわち、ドメイン間のリンカーの長さや配列を最適化することで1つのIgGの2ヶ所の結合部位に同時に結合可能な新規リガンド分子を構築できることを見出し、新規の抗体結合タンパク質である本発明を完成させるに至った。さらに、PAxPGは、Protein Aに結合能のあるヒトVH3に属する可変領域を持つFab断片に対し、CH1ドメインと同時に結合することで数nM以下の解離定数で結合することを見出した。PAxPGのこのような性質を利用し、蛍光ラベルしたPAxPGを抗原特異的ヒトFab断片と結合させ、その際抗原結合部位のアミノ酸と相互作用してクエンチした蛍光が抗原結合により再び蛍光を回復する現象を利用して抗原の有無を蛍光で検出できることを見出し、本発明を完成させるに至った。   Therefore, the present inventors prepared a novel ligand PAxPG in which one IgG binding domain of Protein A and Protein G was bound via a long linker of about 15 to 20 amino acids, and the antibody binding ability was measured. As a result, it was found that PAxPG shows significantly higher binding activity to various IgG than not only one binding domain of Protein A and Protein G but also natural Protein A and Protein G having multiple binding domains. . That is, it was found that by optimizing the length and sequence of the linker between domains, it was possible to construct a novel ligand molecule capable of binding simultaneously to two binding sites of one IgG, and the present invention as a novel antibody binding protein was completed. I came to let you. Furthermore, it was found that PAxPG binds to a Fab fragment having a variable region belonging to human VH3 capable of binding Protein A with a dissociation constant of several nM or less by binding simultaneously with the CH1 domain. Utilizing these properties of PAxPG, a phenomenon in which fluorescence-labeled PAxPG is bound to an antigen-specific human Fab fragment, and the fluorescence that has been quenched by interacting with amino acids at the antigen-binding site is restored again by antigen binding. The present inventors have found that the presence / absence of an antigen can be detected by fluorescence using the above, and have completed the present invention.

すなわち、本発明は以下のとおりである。
[1] Protein A又はその抗体結合ドメインがペプチドリンカーを介してProtein G又はその抗体結合ドメインと融合している融合タンパク質。
[2] Protein Aの抗体結合ドメインがDドメインであり、Protein Gの抗体結合ドメインがB1ドメインである、[1]の融合タンパク質。
[3] ペプチドリンカーが10〜20個のアミノ酸からなる、[1]又は[2]の融合タンパク質。
[4] ペプチドリンカーが、グリシン(G)、セリン(S)、アラニン(A)、トレオニン(T)、アスパラギン酸(D)、リシン(K)、グルタミン酸(E)、ロイシン(L)及びプロリン(P)からなる群から選択されるアミノ酸からなる、[1]〜[3]のいずれかの融合タンパク質。
[5] ペプチドリンカーが、(GS)3または(DDAKK)4で表されるアミノ酸配列からなる、[1]〜[3]のいずれかの融合タンパク質。
[6] Protein A又はその抗体結合ドメインが抗体の重鎖VH領域に結合し、Protein G又はその抗体結合ドメインが抗体の重鎖CH1領域に結合する、[1]〜[5]のいずれかの融合タンパク質。
[7] Fcに結合する、[1]〜[6]のいずれかの融合タンパク質。
[8] [1]〜[7]のいずれかの融合タンパク質を抗体と接触させることを含む、抗体を精製する方法。
[9] 蛍光色素、消光色素、蛍光タンパク質又は酵素で標識されている、[1]〜[7]の融合タンパク質。
[10] 蛍光色素で標識されている[1]〜[7]のいずれかの融合タンパク質からなる、抗体と結合し、該抗体が抗原と結合したときに蛍光が変化する、蛍光免疫センサー。
[11] 融合タンパク質のProtein A又はその抗体結合ドメインのN末端部が蛍光色素で標識されている、[10]の蛍光免疫センサー。
[12] Protein A又はその抗体結合ドメインのN末端部にProX-tagが付加され、ProX-tag中のアミノ酸が蛍光色素で標識されている、[10]又は[11]の蛍光免疫センサー。
[13] 蛍光色素で標識されたProX-tag、Protein A又はその抗体結合ドメイン、ペプチドリンカー、Protein G又はその抗体結合ドメインが、この順序で融合された、[12]の蛍光免疫センサー。
[14] 蛍光色素又は蛍光色素で標識されたアミノ酸を含むProX-tagとProtein Aの間にペプチドリンカーが介在している、[10]〜[13]の蛍光免疫センサー。
[15] 蛍光色素で標識されたProX-tag、第2のペプチドリンカー、Protein A又はその抗体結合ドメイン、第1のペプチドリンカー、Protein G又はその抗体結合ドメインが、この順序で融合された、[14]の蛍光免疫センサー。
[16] [10]〜[15]のいずれかの蛍光免疫センサーと、非標識抗体、クエンチャーで標識されている抗体又は蛍光免疫センサー中の蛍光色素との間で蛍光共鳴エネルギー移動が生じる蛍光色素で標識されている抗体とを含む、前記抗体が特異的に結合する抗原の検出キット。
[17] 抗原をその抗原に特異的な抗体を用いて検出する方法であって、
(a) [10]〜[15]のいずれかの蛍光免疫センサーを抗体と接触させ、蛍光免疫センサーと抗体の複合体を形成する工程、
(b) (a)で形成された複合体を被験試料中の抗原と接触させ、抗体と抗原を結合させる工程、
(c) 抗体と抗原の結合による蛍光の変化を測定する工程であって、抗体と抗原の結合により蛍光の消光が解除される工程、
とを含む方法。
[18] 抗原をその抗原に特異的な抗体を用いて検出する方法であって、
(a) [10]〜[15]のいずれかの蛍光免疫センサーをクエンチャーで標識した抗体と液中で接触させ、蛍光免疫センサーと標識抗体の複合体を形成する工程、
(b) (a)で形成された複合体を被験試料中の抗原と接触させ、抗体と抗原を結合させる工程、
(c) 抗体と抗原の結合による蛍光の変化を測定する工程であって、抗体と抗原の結合により蛍光の消光が解除される工程、
とを含む方法。
[19] 抗原をその抗原に特異的な抗体を用いて検出する方法であって、
(a) [10]〜[15]のいずれかの蛍光免疫センサーを蛍光色素で標識した抗体と液中で接触させ、蛍光免疫センサーと標識抗体の複合体を形成する工程であって、蛍光免疫センサーの蛍光色素と標識抗体の蛍光色素の組合せがFRETを生じうるエネルギー供与体色素及びエネルギー受容体色素の組合せである工程、
(b) (a)で形成された複合体を被験試料中の抗原と接触させ、抗体と抗原を結合させる工程、
(c) 抗体と抗原の結合による蛍光の変化を測定する工程であって、抗体と抗原の結合によりエネルギー受容体色素からの蛍光が減少する工程、
とを含む方法。
[20] 抗体がFab抗体断片である、[17]〜[19]のいずれかの方法。
That is, the present invention is as follows.
[1] A fusion protein in which Protein A or an antibody binding domain thereof is fused to Protein G or an antibody binding domain thereof via a peptide linker.
[2] The fusion protein of [1], wherein the antibody binding domain of Protein A is the D domain and the antibody binding domain of Protein G is the B1 domain.
[3] The fusion protein of [1] or [2], wherein the peptide linker consists of 10 to 20 amino acids.
[4] Peptide linkers include glycine (G), serine (S), alanine (A), threonine (T), aspartic acid (D), lysine (K), glutamic acid (E), leucine (L) and proline ( The fusion protein according to any one of [1] to [3], comprising an amino acid selected from the group consisting of P).
[5] The fusion protein according to any one of [1] to [3], wherein the peptide linker consists of an amino acid sequence represented by (G 4 S) 3 or (DDAKK) 4 .
[6] Any of [1] to [5], wherein Protein A or an antibody binding domain thereof binds to a heavy chain VH region of an antibody, and Protein G or an antibody binding domain thereof binds to a heavy chain CH1 region of an antibody. Fusion protein.
[7] The fusion protein according to any one of [1] to [6], which binds to Fc.
[8] A method for purifying an antibody, comprising contacting the fusion protein of any one of [1] to [7] with the antibody.
[9] The fusion protein of [1] to [7], which is labeled with a fluorescent dye, a quenching dye, a fluorescent protein or an enzyme.
[10] A fluorescent immunosensor comprising a fusion protein of any one of [1] to [7] labeled with a fluorescent dye, wherein the fluorescence changes when the antibody binds to the antigen and binds to an antigen.
[11] The fluorescent immunosensor according to [10], wherein the N-terminal part of Protein A of the fusion protein or its antibody binding domain is labeled with a fluorescent dye.
[12] The fluorescent immunosensor according to [10] or [11], wherein ProX-tag is added to the N-terminal part of Protein A or an antibody binding domain thereof, and an amino acid in ProX-tag is labeled with a fluorescent dye.
[13] The fluorescent immunosensor according to [12], wherein ProX-tag labeled with a fluorescent dye, Protein A or an antibody binding domain thereof, a peptide linker, Protein G or an antibody binding domain thereof are fused in this order.
[14] The fluorescent immunosensor according to [10] to [13], wherein a peptide linker is interposed between ProX-tag and Protein A containing a fluorescent dye or an amino acid labeled with the fluorescent dye.
[15] A ProX-tag labeled with a fluorescent dye, a second peptide linker, Protein A or an antibody binding domain thereof, a first peptide linker, Protein G or an antibody binding domain thereof are fused in this order. 14] The fluorescence immunosensor of.
[16] Fluorescence in which fluorescence resonance energy transfer occurs between the fluorescent immunosensor of any one of [10] to [15] and an unlabeled antibody, an antibody labeled with a quencher, or a fluorescent dye in the fluorescent immunosensor A detection kit for an antigen to which the antibody specifically binds, comprising an antibody labeled with a dye.
[17] A method for detecting an antigen using an antibody specific for the antigen,
(a) contacting the fluorescent immunosensor of any one of [10] to [15] with an antibody to form a complex of the fluorescent immunosensor and the antibody,
(b) contacting the complex formed in (a) with an antigen in a test sample to bind the antibody and the antigen;
(c) measuring the change in fluorescence due to the binding between the antibody and the antigen, wherein the fluorescence quenching is canceled due to the binding between the antibody and the antigen;
And a method comprising.
[18] A method for detecting an antigen using an antibody specific for the antigen,
(a) contacting the fluorescent immunosensor of any one of [10] to [15] with an antibody labeled with a quencher in a liquid to form a complex of the fluorescent immunosensor and the labeled antibody;
(b) contacting the complex formed in (a) with an antigen in a test sample to bind the antibody and the antigen;
(c) measuring the change in fluorescence due to the binding between the antibody and the antigen, wherein the fluorescence quenching is canceled due to the binding between the antibody and the antigen;
And a method comprising.
[19] A method for detecting an antigen using an antibody specific for the antigen,
(a) contacting the fluorescent immunosensor of any one of [10] to [15] with an antibody labeled with a fluorescent dye in a liquid to form a complex of the fluorescent immunosensor and the labeled antibody, wherein The combination of the sensor fluorescent dye and the labeled antibody fluorescent dye is a combination of an energy donor dye and an energy acceptor dye capable of producing FRET;
(b) contacting the complex formed in (a) with an antigen in a test sample to bind the antibody and the antigen;
(c) measuring the change in fluorescence due to the binding between the antibody and the antigen, wherein the fluorescence from the energy acceptor dye decreases due to the binding between the antibody and the antigen;
And a method comprising.
[20] The method according to any one of [17] to [19], wherein the antibody is a Fab antibody fragment.

本発明によれば、これまで手間のかかる変異導入と選択によらなければ困難であった各種IgGに対する高親和性リガンドを、比較的簡便な原理で得ることができる。さらに本発明は他の天然より優れた性質を持つ抗体結合リガンドに容易に適用することができ、更なる高親和性を得ることも可能である。また、Quenchbody(WO2011/061944号公報)の原理に基づく蛍光免疫素子を、精製抗体と混合するだけで作製できる可能性も示された。   According to the present invention, high-affinity ligands for various IgGs, which had been difficult until now by difficult mutagenesis and selection, can be obtained on a relatively simple principle. Furthermore, the present invention can be easily applied to antibody-binding ligands having properties superior to those of other natural substances, and can achieve higher affinity. Moreover, the possibility that a fluorescent immunoelement based on the principle of Quenchbody (WO2011 / 061944) can be produced simply by mixing with a purified antibody was also shown.

本発明の蛍光免疫センサーの模式図である。It is a schematic diagram of the fluorescence immunosensor of the present invention. 本発明の蛍光免疫センサーを用いた抗原の検出方法の原理を示す図である。It is a figure which shows the principle of the detection method of the antigen using the fluorescence immunosensor of this invention. 構築した蛍光プローブA、B及びCの配列構造を示す図である。It is a figure which shows the arrangement | sequence structure of the constructed fluorescent probes A, B, and C. 合成したプローブA(8.6kDa)、プローブB(16.0kDa)及びプローブC(17.3kDa)のSDS-PAGE(UV照射)の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of SDS-PAGE (UV irradiation) of the probe A (8.6 kDa), the probe B (16.0 kDa), and the probe C (17.3 kDa) which were synthesize | combined. 合成したプローブA、プローブB及びプローブCのGENios Proを用いて作成したTAMRAの濃度の検量線及び蛍光強度測定によるプローブの定量の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the fixed_quantity | quantitative_assay of the probe by the calibration curve of the density | concentration of the concentration of TAMRA produced using GENios Pro of the probe A, the probe B, and the probe C which were synthesized. 合成したプローブA、B及びCとマウスIgG1の結合ELISA(n=3)の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of binding ELISA (n = 3) of the synthesized probes A, B and C and mouse IgG1. 構築した蛍光プローブD〜Iの配列構造を示す図である。It is a figure which shows the arrangement | sequence structure of constructed | assembled fluorescent probe DI. 合成したプローブC、F及びIのSDS-PAGE(緑色光照射)の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of SDS-PAGE (green light irradiation) of the probe C, F, and I which were synthesize | combined. 合成したプローブD〜IのGENios Proを用いて作成したTAMRAの濃度の検量線及び蛍光強度測定によるプローブの定量の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the fixed_quantity | quantitative_assay of the probe by the calibration curve of the density | concentration of TAMRA produced using GENios Pro of the synthesized probes D to I, and fluorescence intensity measurement. 調製した抗BGP Fab抗体断片のSDS-PAGEの結果を示す図である。FTはTalonカラム精製の通過画分(flow through)の結果を示し、EはTalonカラムの溶出画分(elution)の結果を示す。It is a figure which shows the result of SDS-PAGE of the prepared anti- BGP Fab antibody fragment. FT shows the result of the flow through of the Talon column purification, and E shows the result of the elution fraction of the Talon column. 調製した抗BGP Fab抗体断片の抗原結合能確認ELISA (n=3)の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the antigen binding ability confirmation ELISA (n = 3) of the prepared anti- BGP Fab antibody fragment. 合成したプローブC、F及びIとマウスIgG1(図12A)及び抗BGP Fab断片(図12B)の結合評価(n=3)の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the binding evaluation (n = 3) of the synthesized probes C, F and I, mouse IgG1 (FIG. 12A), and anti-BGP Fab fragment (FIG. 12B). プローブと固定化BGPペプチドを介して固相化した抗BGP Fab断片との結合評価(n=3)の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the binding evaluation (n = 3) with the probe and the anti-BGP Fab fragment solid-phased through the immobilized BGP peptide. リガンドとして非標識プローブC(PAxPG)を、アナライトとしてファージライブラリ由来ヒト抗ビメンチンFab断片を用いたセンサーグラムを示す図である。It is a figure which shows the sensorgram which uses the unlabeled probe C (PAxPG) as a ligand, and a phage library-derived human anti-vimentin Fab fragment as an analyte. リガンドとして非標識プローブC(PAxPG)を、アナライトとしてファージライブラリ由来ヒト抗ビメンチンFab断片を用いた場合の、Langmuirモデルを用いて計算された結合定数KaをPA, PG’と比較した結果を示す図である。Results of comparing the binding constant Ka calculated using the Langmuir model with PA, PG 'when using unlabeled probe C (PAxPG) as the ligand and phage library-derived human anti-vimentin Fab fragment as the analyte. FIG. リガンドとしてPAxPGを、アナライトとしてマウスIgG1を用いたセンサーグラムを示す図である。It is a figure which shows the sensorgram which used PAxPG as a ligand and mouse | mouth IgG1 as an analyte. リガンドとしてPAxPGを、アナライトとしてマウスIgG1を用いた場合の、Langmuirモデルを用いて計算したKaをPA, PG’と比較した結果を示すThe results of comparing Ka calculated using the Langmuir model with PA, PG 'when PAxPG is used as the ligand and mouse IgG1 is used as the analyte are shown. PAxPGとマウス抗体との推定結合モデルを示す図である。It is a figure which shows the presumed binding model of PAxPG and a mouse antibody. マイクロプレートに固定化したpolyclonalなマウスIgG (mIgG)及びIgG1、IgG2aをHRP標識プローブを用いて検出した結果(n=3)を示す図である。It is a figure which shows the result (n = 3) which detected polyclonal mouse | mouth IgG (mIgG) fix | immobilized on the microplate, IgG1, and IgG2a using the HRP labeled probe. プローブFにヒト抗ビメンチンFab断片あるいは緩衝液を加えた際の蛍光強度変化を示す図である。It is a figure which shows the fluorescence intensity change at the time of adding a human anti-vimentin Fab fragment or a buffer solution to the probe F. プローブIにヒト抗ビメンチンFab断片あるいは緩衝液を加えた際の蛍光強度変化を示す図である。FIG. 6 shows changes in fluorescence intensity when a human anti-vimentin Fab fragment or a buffer is added to probe I. 図21の結果を、Fab断片添加時点からの相対蛍光量の平均と標準偏差(n=3)として表した図である。It is the figure which represented the result of FIG. 21 as an average and the standard deviation (n = 3) of the relative fluorescence amount from Fab fragment addition time. プローブIにFab断片を加えたサンプルに,抗原ビメンチンあるいは緩衝液を加えた際の蛍光強度変化を示す図である。It is a figure which shows the fluorescence intensity change at the time of adding antigen vimentin or a buffer solution to the sample which added the Fab fragment to the probe I. 図23の結果を、抗原添加の有無での蛍光強度比で示した図である。It is the figure which showed the result of FIG. 23 with the fluorescence intensity ratio with and without antigen addition.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、Protein AとProtein Gの2種類の抗体結合タンパク質の融合タンパク質及び該融合タンパク質を含む蛍光免疫測定素子として用い得る蛍光免疫センサーである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The present invention is a fusion protein of two types of antibody binding proteins, Protein A and Protein G, and a fluorescence immunosensor that can be used as a fluorescence immunoassay element containing the fusion protein.

1.抗体結合タンパク質の融合タンパク質
本発明の抗体結合タンパク質の融合タンパク質は、Protein A及びProtein Gの融合タンパク質であり、Protein A及びProtein Gの両者の抗体結合部位を含む。
1. Antibody Binding Protein Fusion Protein The antibody binding protein fusion protein of the present invention is a protein A and protein G fusion protein, and contains both protein A and protein G antibody binding sites.

Protein Aは、黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)の細胞壁に存在する46.7kDaのタンパク質であり、免疫グロブリンのFc領域(重鎖定常領域)に特異的に結合する。従来より、Protein AはヒトIgGの4つのサブクラス(IgG1、IgG2、IgG3、IgG4)のうちIgG3を除く3つのサブクラスのFc領域と,一部の重鎖可変領域(VH3)と結合することが報告されていた。またProtein Aは、マウスIgGと比較的弱く、ウサギIgGとかなり強くFc領域で結合することが報告されていた。Protein AのIgGとの結合部位はEドメイン、Dドメイン、Aドメイン、Bドメイン、Cドメインのアミノ酸配列が相同な5つのドメインがあり、そのどれもが抗体のFc領域と特異的に結合する。   Protein A is a 46.7 kDa protein present in the cell wall of Staphylococcus aureus and specifically binds to the Fc region (heavy chain constant region) of immunoglobulin. Previously, Protein A has been reported to bind to the Fc region of three subclasses except IgG3 among the four subclasses of human IgG (IgG1, IgG2, IgG3, IgG4) and some heavy chain variable regions (VH3). It had been. Protein A has been reported to be relatively weak to mouse IgG and to bind rabbit IgG fairly strongly in the Fc region. The binding site of Protein A to IgG has five domains whose amino acid sequences of E domain, D domain, A domain, B domain, and C domain are homologous, all of which specifically bind to the Fc region of an antibody.

Protein Gは、G群溶血性レンサ球菌(group G streptococci)の細胞壁に存在するタンパク質であり、多くの種のIgGのFc領域及びCH1領域に特異的に結合する。Protein GのIgGとの結合部位はB1ドメインとB2ドメインの2箇所(GX7809 strain, S R Fahnestock, et al. J. Bacteriol., 167, 870, 1986)、あるいはC1、C2、C3ドメインの3箇所(G148 strain, A Olsson, et al., Eur. J. Biochem. 168, 319-324, 1987)存在する。   Protein G is a protein present in the cell wall of group G streptococci and specifically binds to the Fc region and CH1 region of many species of IgG. The binding site of Protein G to IgG is 2 sites of B1 domain and B2 domain (GX7809 strain, SR Fahnestock, et al. J. Bacteriol., 167, 870, 1986), or 3 sites of C1, C2, and C3 domains ( G148 strain, A Olsson, et al., Eur. J. Biochem. 168, 319-324, 1987).

本発明の融合タンパク質を構成するProtein Aは、全長Protein Aであっても、抗体結合ドメインであってもよい。また、複数の抗体結合ドメインから構成されていてもよい。好ましくはDドメインを用いる。全長Protein A (M. Uhlen et al., J. Biol. Chem. 259, 1695, 1984))のアミノ酸配列を配列番号1(Genbank J01786.1)に、Dドメインのアミノ酸配列を配列番号2に示す。   Protein A constituting the fusion protein of the present invention may be full-length protein A or an antibody binding domain. Moreover, you may be comprised from the some antibody binding domain. Preferably the D domain is used. The amino acid sequence of full-length protein A (M. Uhlen et al., J. Biol. Chem. 259, 1695, 1984)) is shown in SEQ ID NO: 1 (Genbank J01786.1), and the amino acid sequence of the D domain is shown in SEQ ID NO: 2. .

本発明の融合タンパク質を構成するProtein Gは、全長Protein Gであっても、抗体結合ドメインであってもよい。また、複数の抗体結合ドメインから構成されていてもよい。好ましくはGX7809 strain由来のB1ドメインを用いる。全長Protein Gのアミノ酸配列を配列番号3(Genbank M13825.1)に、B1ドメインのアミノ酸配列を配列番号4に示す。   Protein G constituting the fusion protein of the present invention may be full-length protein G or an antibody binding domain. Moreover, you may be comprised from the some antibody binding domain. Preferably, a B1 domain derived from GX7809 strain is used. The amino acid sequence of full-length protein G is shown in SEQ ID NO: 3 (Genbank M13825.1), and the amino acid sequence of the B1 domain is shown in SEQ ID NO: 4.

本発明の融合タンパク質はProtein AとProtein Gという2つの抗体結合タンパク質を含んでおり、両者が抗体に結合するため、融合タンパク質として抗体への強い結合能を有する。本発明の融合タンパク質は、2つの重鎖及び2つの軽鎖からなる完全抗体のみならず、重鎖CH1領域と重鎖可変領域を有する、Fab断片やFab'断片とも結合し、特にFab断片と大きい親和性で結合する。すなわち、融合タンパク質を構成するProtein A部分が抗体の重鎖VH領域と結合し、かつProtein G部分が重鎖CH1部分に結合するので、Fab断片に2ヶ所で同時に結合し得る。また、融合タンパク質を構成するProtein A部分とProtein G部分が抗体Fc領域の二つの重鎖と2カ所で同時に結合するので、完全長抗体においては計3ヶ所に結合し得る。また、特にProtein Aはある種のヒト抗体の重鎖VH領域と強く結合するので、本発明の融合タンパク質は、ヒトIgG及びヒトFab断片と強く結合し得る。   The fusion protein of the present invention contains two antibody binding proteins, Protein A and Protein G, and both bind to the antibody, so that it has a strong binding ability to the antibody as a fusion protein. The fusion protein of the present invention binds not only to a complete antibody consisting of two heavy chains and two light chains, but also to Fab fragments and Fab ′ fragments having a heavy chain CH1 region and a heavy chain variable region. Bind with great affinity. That is, since the Protein A part constituting the fusion protein binds to the heavy chain VH region of the antibody and the Protein G part binds to the heavy chain CH1 part, it can bind simultaneously to the Fab fragment at two positions. Moreover, since the Protein A part and Protein G part which comprise a fusion protein couple | bond with two heavy chains of an antibody Fc area | region simultaneously at two places, in a full length antibody, it can couple | bond with a total of three places. In particular, since Protein A binds strongly to the heavy chain VH region of certain human antibodies, the fusion protein of the present invention can bind strongly to human IgG and human Fab fragments.

融合タンパク質において、2つの抗体結合タンパク質は、リンカーを介してタンデムに融合させる。リンカーは、特定の長さのアミノ酸配列からなるペプチドリンカーであり、アミノ酸数は限定されないが、5〜30個、好ましくは10〜25個、さらに好ましくは15〜20個である。リンカーの長さにより、融合タンパク質を構成する2種類の抗体結合タンパク質の位置的関係、すなわち距離が変化する。リンカーの長さにより融合タンパク質を構成する抗体結合タンパク質の2つの結合部位の距離を調節することができる。その結果、融合タンパク質を構成するProtein Aの結合ドメインとProtein Gの結合ドメインが抗体に結合するのに最適な距離となるよう融合させることができる。最適なリンカーの長さは、3〜10 nm、好ましくは4〜8 nm、さらに好ましくは6 nm程度である。例えば、Protein AがFc領域の重鎖の一方に結合し、Protein Gが重鎖のもう一方に結合する際、リンカーのアミノ酸の数を10〜20個とすることにより、融合タンパク質のProtein Aが重鎖のFc領域と適切な位置関係で結合すると共に、融合タンパク質のProtein GがFc領域を構成するもう一つの重鎖と適切な位置関係で同時に協同的に結合するので、融合タンパク質の抗体への結合能が相乗的に高まる。   In the fusion protein, the two antibody binding proteins are fused in tandem via a linker. The linker is a peptide linker consisting of an amino acid sequence having a specific length, and the number of amino acids is not limited, but is 5 to 30, preferably 10 to 25, and more preferably 15 to 20. Depending on the length of the linker, the positional relationship, that is, the distance between the two types of antibody binding proteins constituting the fusion protein changes. The distance between two binding sites of the antibody binding protein constituting the fusion protein can be adjusted by the length of the linker. As a result, it is possible to perform fusion so that the protein A binding domain and the protein G binding domain constituting the fusion protein have an optimum distance for binding to the antibody. The optimal linker length is about 3 to 10 nm, preferably about 4 to 8 nm, and more preferably about 6 nm. For example, when Protein A binds to one of the heavy chains of the Fc region and Protein G binds to the other heavy chain, the number of amino acids in the linker is set to 10-20, so that Protein A of the fusion protein It binds to the Fc region of the heavy chain in an appropriate positional relationship, and the protein G of the fusion protein simultaneously and cooperatively binds to another heavy chain that constitutes the Fc region in an appropriate positional relationship. Synergistically increases the binding ability.

リンカーは2〜10個のアミノ酸配列の3〜10回の繰り返し配列であってもよい。アミノ酸の種類は限定されないが、側鎖が少なく反応性が強くないアミノ酸や連結したときに直線的なαへリックス構造をとるアミノ酸を用いるのが好ましい。側鎖が少なく、大きさが小さいアミノ酸として、グリシン(G)、セリン(S)、アラニン(A)、トレオニン(T)等がある。αへリックス構造の形成に寄与するアミノ酸として、アラニン(A)、アスパラギン酸(D)、リシン(K)、グルタミン酸(E)、ロイシン(L)、メチオニン(M)等が挙げられる。またポリプロリンヘリックス構造を形成しうるプロリン(P)が挙げられる。   The linker may be a 3-10 repeat sequence of 2-10 amino acid sequences. The type of amino acid is not limited, but it is preferable to use an amino acid that has few side chains and is not highly reactive, or an amino acid that has a linear α-helix structure when linked. Examples of amino acids with small side chains and small sizes include glycine (G), serine (S), alanine (A), and threonine (T). Examples of amino acids that contribute to the formation of the α-helix structure include alanine (A), aspartic acid (D), lysine (K), glutamic acid (E), leucine (L), and methionine (M). Moreover, proline (P) which can form a polyproline helix structure is mentioned.

側鎖が少ないアミノ酸を主体としたリンカーとして、GとSからなるアミノ酸配列からなるリンカーが挙げられ、例えば、GGGGS(配列番号5)で表わされるアミノ酸配列を2〜6回繰り返した配列(GS)2-6が挙げられ、3回繰り返した配列(GS)3が好ましい。さらに、5〜30個、好ましくは10〜20個のグリシン(G)が連結したポリグリシンからなる配列も挙げられる。また、αへリックスを形成するアミノ酸を主体としたアミノ酸配列として、DDAKK(配列番号6)で表わされるアミノ酸配列を2〜6回繰り返した配列(DDAKK)2-6が挙げられ、4回繰り返した配列(DDAKK)4が好ましい。また、EAAAK(配列番号7)で表されるアミノ酸配列を2〜6回繰り返した配列(EAAAK)2-6が挙げられ、4回繰り返した配列(EAAAK)4が好ましい。さらに、5〜30個、好ましくは10〜20個のプロリン(P)が連結したポリプロリンからなる配列も挙げられる。 Examples of the linker mainly composed of amino acids having few side chains include a linker consisting of an amino acid sequence consisting of G and S. For example, a sequence in which the amino acid sequence represented by GGGGS (SEQ ID NO: 5) is repeated 2 to 6 times (G 4 S) 2-6, and the sequence (G 4 S) 3 repeated three times is preferable. Furthermore, the arrangement | sequence which consists of polyglycine which 5-30 pieces, Preferably 10-20 glycine (G) connected is also mentioned. Moreover, as an amino acid sequence mainly composed of amino acids forming an α helix, there is a sequence (DDAKK) 2-6 in which the amino acid sequence represented by DDAKK (SEQ ID NO: 6) is repeated 2 to 6 times, and is repeated 4 times. The sequence (DDAKK) 4 is preferred. Moreover, the sequence (EAAAK) 2-6 which repeated 2-6 times of the amino acid sequence represented by EAAAK (sequence number 7) is mentioned, The sequence (EAAAK) 4 repeated 4 times is preferable. Furthermore, the sequence which consists of a polyproline which 5-30 pieces, Preferably 10-20 pieces of proline (P) connected is also mentioned.

本発明のProtein Aの結合部位とProtein Gの結合部位を含む融合タンパク質をPAxPGとも呼ぶ。また、本発明の融合タンパク質を融合タンパク質リガンドということもある。   The fusion protein containing the protein A binding site and protein G binding site of the present invention is also referred to as PAxPG. In addition, the fusion protein of the present invention is sometimes referred to as a fusion protein ligand.

抗体結合タンパク質又はその抗体結合部位の融合タンパク質は、公知の融合タンパク質を作製する方法、例えば化学合成法、遺伝子組み換え技術による方法で作製することができるが、遺伝子組換え技術による方法での作製が好ましい。遺伝子組換え技術により本発明の融合タンパク質を作製する場合には、2つの抗体結合タンパク質及びリンカーをコードするDNAをインフレームで連結し、リンカーを含んだ融合タンパク質をコードするDNAを発現ベクターに導入して組換えベクターを作製し、細菌、酵母、昆虫細胞、植物細胞、動物細胞等を宿主として用いた発現系により発現させればよい。   An antibody-binding protein or a fusion protein of the antibody-binding site can be prepared by a method for producing a known fusion protein, for example, a chemical synthesis method or a method by gene recombination technology. preferable. When producing the fusion protein of the present invention by gene recombination technology, two antibody binding proteins and a DNA encoding a linker are linked in-frame, and the DNA encoding the fusion protein containing the linker is introduced into an expression vector. Thus, a recombinant vector may be prepared and expressed by an expression system using bacteria, yeast, insect cells, plant cells, animal cells and the like as hosts.

ベクターとして、プラスミド、ファージ、ウイルス等の宿主細胞において複製可能である限りいかなるベクターも用いることができる。ベクターは、複製開始点、選択マーカー、プロモーターを含み、必要に応じてエンハンサー、転写終結配列(ターミネーター)、リボソーム結合部位、ポリアデニル化シグナル等を含んでいてもよい。
る。
Any vector can be used as long as it can be replicated in a host cell such as a plasmid, phage, or virus. The vector contains a replication origin, a selectable marker, and a promoter, and may contain an enhancer, a transcription termination sequence (terminator), a ribosome binding site, a polyadenylation signal, and the like as necessary.
The

この際、融合タンパク質はProXタグ、FLAGタグ、Hisタグ等のタグやGST(グルタチオンSトランスフェラーゼ)等が付加されていてもよい。これらのタグは蛍光色素の付加や融合タンパク質の精製等に用いることができる。   At this time, the fusion protein may be added with tags such as ProX tag, FLAG tag, His tag, GST (glutathione S transferase) and the like. These tags can be used for fluorescent dye addition, fusion protein purification, and the like.

作製した融合タンパク質は、各種の分離精製方法により、分離・精製することができる。例えば、硫酸アンモニウム沈殿、ゲルろ過、イオン交換クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー等を単独で又は適宜組合せて用いることができる。この際、発現産物がGST等との融合タンパク質として発現される場合は、目的タンパク質と融合しているタンパク質又はペプチドの性質を利用して精製することもできる。例えばGSTとの融合タンパク質として発現させた場合、GSTはグルタチオンに対して親和性を有するので、グルタチオンを担体に結合させたカラムを用いるアフィニティークロマトグラフィーにより効率的に精製することができる。また、ヒスチジンタグとの融合タンパク質として発現させた場合、ヒスチジンタグを有するタンパク質はキレートカラムに結合するので、キレートカラムを用いて精製することができる。   The produced fusion protein can be separated and purified by various separation and purification methods. For example, ammonium sulfate precipitation, gel filtration, ion exchange chromatography, affinity chromatography and the like can be used alone or in appropriate combination. In this case, when the expression product is expressed as a fusion protein with GST or the like, it can be purified using the properties of the protein or peptide fused with the target protein. For example, when expressed as a fusion protein with GST, since GST has an affinity for glutathione, it can be efficiently purified by affinity chromatography using a column in which glutathione is bound to a carrier. In addition, when expressed as a fusion protein with a histidine tag, a protein having a histidine tag binds to the chelate column and can be purified using the chelate column.

また、本発明の融合タンパク質は無細胞翻訳系(セルフリーシステム)で発現させることもできる。無細胞翻訳系において目的のポリペプチドの発現を行う場合は、例えば、大腸菌、小麦胚芽、ウサギ網状赤血球等の無細胞抽出液に、ヌクレオチド3リン酸や各種アミノ酸を加えた反応液中で、目的の融合タンパク質を発現させることができる。   The fusion protein of the present invention can also be expressed in a cell-free translation system (cell-free system). When expressing a target polypeptide in a cell-free translation system, for example, in a reaction solution in which nucleotide triphosphates and various amino acids are added to a cell-free extract such as E. coli, wheat germ, rabbit reticulocyte, etc. Can be expressed.

本発明の融合タンパク質は抗体の精製に用いることができる。該融合タンパク質は2つの結合部位を有するので、抗体のVH領域とCH1領域に同時に結合し、あるいは抗体のFC領域に2ヶ所で同時に結合するので、高い親和性で抗体と結合し、抗体を効率的に捕捉し、捕捉抗体を溶出することにより抗体を精製することができる。本発明の融合タンパク質を抗体を含む試料と接触させ、抗体を融合タンパク質に結合させ、その後溶出することにより精製することができる。   The fusion protein of the present invention can be used for antibody purification. Since the fusion protein has two binding sites, it binds to the VH region and CH1 region of the antibody simultaneously, or binds to the FC region of the antibody at two sites simultaneously, so it binds to the antibody with high affinity and makes the antibody efficient. The antibody can be purified by capture and eluting the capture antibody. The fusion protein of the present invention can be purified by contacting with a sample containing the antibody, allowing the antibody to bind to the fusion protein, and then elution.

例えば、本発明の融合タンパク質をクロマトグラフィー用担体に固定化し、アフィニティークロマトグラフィーの固相化担体として、抗体の精製に用いることができる。クロマトグラフィー担体は、限定されないが種々のクロマトグラフィーにおいて担体として用い得るセルロース、アガロースやデキストランなどのポリサッカライド、シリカ、ビニルポリマー、アクリルアミドポリマー等が含まれる。クロマトグラフィー担体は、市販のものを用いればよく、例えば、Sephadex、Sephacel、Sepharose(以上、Pharmacia社)、Bio-Gel、Macro-Prep、Affi-Gel(以上、Bio Rad社)等がある。   For example, the fusion protein of the present invention can be immobilized on a chromatography carrier and used as a solid phase carrier for affinity chromatography for antibody purification. Chromatographic carriers include, but are not limited to, cellulose, polysaccharides such as agarose and dextran, silica, vinyl polymers, acrylamide polymers and the like that can be used as carriers in various chromatography. Commercially available chromatography carriers may be used, such as Sephadex, Sephacel, Sepharose (above Pharmacia), Bio-Gel, Macro-Prep, Affi-Gel (above Bio Rad) and the like.

本発明の融合タンパク質は、標識物質で標識されていてもよい。標識物質としては、蛍光色素、消光色素、蛍光タンパク質、アルカリホスファターゼ(ALP)や西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)などの酵素等が挙げられる。標識物質による標識は、公知のタンパク質の標識方法で行うことができる。これらの標識物質で標識した融合タンパク質は抗原抗体反応を利用した免疫アッセイにおいて、プローブとして用いることができる。蛍光色素を用いた場合、後記の蛍光免疫センサーとして利用することができる。蛍光色素による標識法については後述する。標識した本発明の融合タンパク質を標識プローブといい、特に蛍光色素で標識した融合タンパク質を蛍光プローブということがある。   The fusion protein of the present invention may be labeled with a labeling substance. Examples of the labeling substance include fluorescent dyes, quenching dyes, fluorescent proteins, enzymes such as alkaline phosphatase (ALP) and horseradish peroxidase (HRP). Labeling with a labeling substance can be performed by a known protein labeling method. The fusion protein labeled with these labeling substances can be used as a probe in an immunoassay utilizing an antigen-antibody reaction. When a fluorescent dye is used, it can be used as a fluorescent immunosensor described later. The labeling method using a fluorescent dye will be described later. The labeled fusion protein of the present invention is referred to as a labeled probe, and in particular, the fusion protein labeled with a fluorescent dye is sometimes referred to as a fluorescent probe.

2.抗体結合タンパク質の融合タンパク質を含む蛍光免疫センサー
上記融合タンパク質を蛍光色素で標識することにより抗原とその特異的抗体との結合を検出し得る蛍光免疫センサーとして利用することができる。
2. Fluorescent immunosensor comprising a fusion protein of an antibody binding protein By labeling the above fusion protein with a fluorescent dye, it can be used as a fluorescent immunosensor capable of detecting the binding between an antigen and its specific antibody.

蛍光免疫センサーは、上記の抗体結合タンパク質を蛍光色素で標識した物質であり、抗体に結合させて用いる。本発明の蛍光免疫センサーの模式図を図1に示す。本発明の蛍光免疫センサーと抗体を用いることにより、該抗体が特異的に結合する抗原を被検出物質として、検出することができる。また、本発明の蛍光免疫センサーを蛍光プローブとも呼ぶ。   A fluorescent immunosensor is a substance obtained by labeling the above antibody-binding protein with a fluorescent dye, and is used by binding to an antibody. A schematic diagram of the fluorescent immunosensor of the present invention is shown in FIG. By using the fluorescent immunosensor and the antibody of the present invention, an antigen to which the antibody specifically binds can be detected as a substance to be detected. The fluorescent immunosensor of the present invention is also called a fluorescent probe.

本発明の蛍光免疫センサーを結合させる抗体は、検出しようとする標的抗原に対する特異的抗体であり、完全抗体であってもよいし、Fab抗体、F(ab')2抗体、1個のFabと完全なFcを有するFab/c抗体であってもよい。また、Protein Aが結合する領域とProtein Gが結合する領域を有し、抗原と結合し得る構造をもった抗体の断片や人工抗体であってもよい。例えば、Protein Aが結合するVH領域とProtein Gが結合するCH1領域を有する抗体の断片や人工抗体が挙げられる。本発明において、抗体という場合、このような抗体の機能的断片や人工抗体も包含する。また、抗体は抗体産生ハイブリドーマが産生するモノクローナル抗体又はその断片を用いてもよいし、ハイブリドーマが産生するモノクローナル抗体のDNA情報に基づいて、遺伝子組換え技術により作製した抗体を用いてもよい。これらの抗体の中でも1つの重鎖可変領域と1つの重鎖CH1領域並びに1つの軽鎖可変領域と1つの軽鎖CL領域を有するFab断片が好ましい。また、抗体の由来動物も限定されず、ヒト、マウス、ラット、ウサギ、ヤギ、ウマ、マスクラット、ヒツジ等のものを用いることができる。本発明の蛍光免疫センサーの融合タンパク質のProtein Aはヒト抗体のVH領域と強く結合し得るので、該免疫蛍光センサーはヒト抗体やヒト抗体Fab断片と強く結合し得る。 The antibody to which the fluorescent immunosensor of the present invention is bound is a specific antibody against the target antigen to be detected, and may be a complete antibody, Fab antibody, F (ab ′) 2 antibody, one Fab and It may be a Fab / c antibody having complete Fc. Further, it may be an antibody fragment or an artificial antibody that has a region to which Protein A binds and a region to which Protein G binds and has a structure capable of binding to an antigen. Examples thereof include antibody fragments and artificial antibodies having a VH region to which Protein A binds and a CH1 region to which Protein G binds. In the present invention, the term “antibody” includes functional fragments of such antibodies and artificial antibodies. The antibody may be a monoclonal antibody produced by an antibody-producing hybridoma or a fragment thereof, or an antibody prepared by genetic recombination technology based on the DNA information of the monoclonal antibody produced by the hybridoma. Among these antibodies, Fab fragments having one heavy chain variable region and one heavy chain CH1 region, and one light chain variable region and one light chain CL region are preferred. The animal from which the antibody is derived is not limited, and humans, mice, rats, rabbits, goats, horses, musk rats, sheep and the like can be used. Since Protein A of the fusion protein of the fluorescent immunosensor of the present invention can bind strongly to the VH region of a human antibody, the immunofluorescent sensor can bind strongly to a human antibody or a human antibody Fab fragment.

本発明の蛍光免疫センサーは、蛍光免疫センサーが抗体に結合している場合と、蛍光免疫センサーが結合している抗体が抗原に結合した場合との間で、蛍光の発生の有無や、蛍光強度が変化するように設計される。すなわち、蛍光免疫センサーが抗体に結合しているときには、標識に用いた蛍光物質が消光(クエンチ)されて蛍光を発しないか、特定の波長の蛍光を発生する状態にあるようにする。抗体に抗原が結合した場合に、蛍光色素の蛍光の発生状態が変化し得る。例えば、抗体と抗原が結合していない状態で消光状態にあった蛍光色素が抗体と抗原が結合することにより蛍光を発するようになるか、あるいは抗体と抗原が結合していない状態で蛍光を発していた蛍光色素が抗体と抗原が結合することにより発生する蛍光の波長がシフトするようにする。   The fluorescent immunosensor of the present invention is the presence or absence of the occurrence of fluorescence and the fluorescence intensity between when the fluorescent immunosensor is bound to an antibody and when the antibody bound to the fluorescent immunosensor is bound to an antigen. Is designed to change. That is, when the fluorescent immunosensor is bound to the antibody, the fluorescent substance used for the label is quenched (quenched) and does not emit fluorescence or is in a state of generating fluorescence of a specific wavelength. When an antigen is bound to the antibody, the fluorescence generation state of the fluorescent dye can change. For example, a fluorescent dye that has been quenched when the antibody and the antigen are not bound to fluoresce when the antibody and the antigen are bound, or fluoresce when the antibody and the antigen are not bound. The fluorescent dye that has been used causes the wavelength of the fluorescence generated by the binding of the antibody and the antigen to shift.

このように、本発明の抗体結合融合タンパク質が結合した抗体に抗原が結合することにより蛍光の状態が変わる系として、消光色素(クエンチャー)により蛍光強度の変化が生じる系、蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)により蛍光色素の発光状態が変化する系が挙げられる。具体的には以下の(1)〜(3)の系が挙げられる。   Thus, as a system in which the fluorescence state is changed by binding an antigen to the antibody to which the antibody-binding fusion protein of the present invention is bound, a system in which a fluorescence intensity is changed by a quenching dye (quencher), a fluorescence resonance energy transfer ( FRET) is a system in which the emission state of the fluorescent dye changes. Specifically, the following systems (1) to (3) are mentioned.

(1)抗体のVH領域に存在するトリプトファン残基を消光色素(クエンチャー)として利用する系
抗体のVH領域の第36番目、第47番目、第103番目(Kabatの番号付け系による)にはトリプトファン(W)残基が存在し、これらのトリプトファン残基はクエンチャーとして作用している(WO2011/061944号公報)。蛍光色素で標識した抗体結合タンパク質を含む融合タンパク質である蛍光免疫センサーが抗体に結合したときに、蛍光色素がトリプトファン残基の近傍に位置しトリプトファン残基と相互作用して蛍光色素がクエンチするように設計する。すなわち、蛍光免疫センサーは抗体に結合した状態では、クエンチされており、蛍光を発しない。抗体に抗原が結合すると、抗体の立体構造が変化し、トリプトファンの近傍に位置していた蛍光色素はトリプトファンから離れ、トリプトファンと相互作用しなくなり、クエンチが解除され、蛍光を発するようになる。この原理の模式図を図2に示す。
(1) A system that uses tryptophan residues present in the VH region of an antibody as a quencher dye The 36th, 47th, and 103rd of the VH region of an antibody (according to the Kabat numbering system) There are tryptophan (W) residues, and these tryptophan residues act as quenchers (WO2011 / 061944). When a fluorescent immunosensor, a fusion protein containing an antibody-binding protein labeled with a fluorescent dye, binds to the antibody, the fluorescent dye is located near the tryptophan residue and interacts with the tryptophan residue to quench the fluorescent dye. To design. That is, in a state where the fluorescent immunosensor is bound to the antibody, it is quenched and does not emit fluorescence. When the antigen is bound to the antibody, the three-dimensional structure of the antibody is changed, and the fluorescent dye located in the vicinity of tryptophan is separated from tryptophan, does not interact with tryptophan, is quenched, and emits fluorescence. A schematic diagram of this principle is shown in FIG.

この系で抗原抗体反応により抗原を測定する場合、測定しようとする抗原に対する抗体に本発明の蛍光免疫センサーを結合させ、抗体と蛍光免疫センサーの複合体を形成させておく。このときには、蛍光色素はVH領域に存在するトリプトファンによりクエンチされている。前記抗原が含まれる可能性があるサンプルを抗体と蛍光免疫センサーの複合体を混合した場合に、抗原が存在する場合、抗体と抗原が結合し、抗体の立体構造が変化し、蛍光色素のクエンチが解除され、蛍光を発するようになる。この蛍光を測定することにより、抗原の存在を検出することができ、また蛍光強度により抗原を定量することもできる。   When an antigen is measured by an antigen-antibody reaction in this system, the fluorescent immunosensor of the present invention is bound to an antibody against the antigen to be measured to form a complex of the antibody and the fluorescent immunosensor. At this time, the fluorescent dye is quenched by tryptophan present in the VH region. When a sample that may contain the antigen is mixed with a complex of an antibody and a fluorescent immunosensor, if the antigen is present, the antibody and antigen are bound, the three-dimensional structure of the antibody is changed, and the fluorescent dye is quenched. Is released, and fluorescence is emitted. By measuring this fluorescence, the presence of the antigen can be detected, and the antigen can also be quantified by the fluorescence intensity.

(2)消光色素(クエンチャー)及び蛍光色素を利用した系
この系においては、本発明の蛍光免疫センサーを結合させる抗体をクエンチャーで標識しておく。クエンチャーによる抗体の標識は、抗体と蛍光免疫センサーが結合したときに、蛍光色素とクエンチャーが近傍に位置し、相互作用し、クエンチャーにより蛍光色素がクエンチされる位置になるように行う。すなわち、蛍光免疫センサーは抗体に結合した状態では、抗体のクエンチャーによりクエンチされている。抗体に抗原が結合すると、抗体の立体構造が変化し、抗体のクエンチャーと蛍光免疫センサーの蛍光色素は離れ、相互作用しなくなり、クエンチが解除され、蛍光を発するようになる。
(2) System using quenching dye (quencher) and fluorescent dye In this system, the antibody to which the fluorescent immunosensor of the present invention is bound is labeled with a quencher. The labeling of the antibody with the quencher is performed such that when the antibody and the fluorescent immunosensor are bound, the fluorescent dye and the quencher are located in the vicinity and interact with each other so that the fluorescent dye is quenched by the quencher. That is, the fluorescence immunosensor is quenched by the antibody quencher in a state of binding to the antibody. When the antigen is bound to the antibody, the three-dimensional structure of the antibody changes, the quencher of the antibody and the fluorescent dye of the fluorescent immunosensor are separated from each other, no longer interact with each other, the quench is released, and fluorescence is emitted.

この系で抗原抗体反応により抗原を測定する場合、測定しようとする抗原に対する抗体であってクエンチャーで標識された抗体に本発明の蛍光免疫センサーを結合させておく。このときには、蛍光免疫センサーの蛍光色素は抗体のクエンチャーによりクエンチされている。前記抗原が含まれる可能性があるサンプル及び抗体と蛍光免疫センサーの複合体とを混合した場合に、抗原が存在する場合、抗体と抗原が結合し、蛍光色素のクエンチが解除され、蛍光を発するようになる。この蛍光を測定することにより、抗原の存在を検出することができ、また蛍光強度により抗原を定量することもできる。
この系においては、本発明の蛍光免疫センサーをクエンチャーで標識し、抗体を蛍光色素で標識して用いてもよい。
When an antigen is measured by an antigen-antibody reaction in this system, the fluorescent immunosensor of the present invention is bound to an antibody against the antigen to be measured and labeled with a quencher. At this time, the fluorescent dye of the fluorescent immunosensor is quenched by the quencher of the antibody. When a sample that may contain the antigen and an antibody and a complex of a fluorescent immunosensor are mixed, if the antigen is present, the antibody and the antigen are bound, the quench of the fluorescent dye is released, and fluorescence is emitted. It becomes like this. By measuring this fluorescence, the presence of the antigen can be detected, and the antigen can also be quantified by the fluorescence intensity.
In this system, the fluorescent immunosensor of the present invention may be labeled with a quencher and the antibody labeled with a fluorescent dye.

(3) 蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)を利用した系
この系においては、本発明の蛍光免疫センサーを結合させる抗体を蛍光免疫センサーの蛍光色素とは異なる蛍光色素で標識しておく。この際、蛍光免疫センサーの蛍光色素と抗体の蛍光色素の組み合わせは、蛍光共鳴エネルギー移動のエネルギー供与体(ドナー)となる供与体色素とエネルギー受容体(アクセプター)となる受容体色素の組み合わせとなるように選択する。免疫蛍光センサー又は抗体のいずれか一方をエネルギー供与体色素で標識し、他方をエネルギー受容体色素で標識する。抗体の蛍光色素による標識は、抗体と蛍光免疫センサーが結合したときに、蛍光免疫センサーの蛍光色素と抗体の蛍光色素、すなわちエネルギー供与体とエネルギー受容体が近傍に位置し、相互作用し、エネルギー供与体が発するエネルギーがエネルギー受容体に移動する位置で行う。例えば、エネルギー供与体色素で標識した蛍光免疫センサーが単独で存在する場合、エネルギー供与体色素の励起波長によりエネルギー供与体色素から固有の波長の蛍光が発生する。エネルギー供与体色素で標識した蛍光免疫センサーをエネルギー受容体色素で標識した抗体と結合させ複合体を形成させたとき、エネルギー供与体色素とエネルギー受容体色素が近傍に位置し、エネルギー供与体色素からエネルギー受容体色素へエネルギー移動が生じ得る。従って、エネルギー供与体色素の励起波長によりエネルギー供与体色素からエネルギー受容体色素へ励起エネルギーの移動が生じ、エネルギー供与体色素から固有の波長の蛍光が発生する。抗体に抗原が結合すると、抗体の立体構造が変化し、蛍光免疫センサーのエネルギー供与体色素と抗体のエネルギー受容体色素は離れ、相互作用しなくなり、蛍光共鳴エネルギー移動が起こらなくなる。その結果、エネルギー受容体から発する蛍光は観察されなくなる。蛍光免疫センサーをエネルギー受容体色素で標識し、抗体をエネルギー供与体色素で標識した場合も同様の現象が起こる。
(3) System Using Fluorescence Resonance Energy Transfer (FRET) In this system, an antibody to which the fluorescent immunosensor of the present invention is bound is labeled with a fluorescent dye different from the fluorescent dye of the fluorescent immunosensor. In this case, the combination of the fluorescent dye of the fluorescent immunosensor and the fluorescent dye of the antibody is a combination of a donor dye that becomes an energy donor (donor) for fluorescence resonance energy transfer and an acceptor dye that becomes an energy acceptor (acceptor). To choose. Either the immunofluorescent sensor or the antibody is labeled with an energy donor dye and the other is labeled with an energy acceptor dye. The labeling of an antibody with a fluorescent dye is such that when the antibody and the fluorescent immunosensor are combined, the fluorescent dye of the fluorescent immunosensor and the fluorescent dye of the antibody, that is, the energy donor and the energy acceptor are located nearby and interact with each other. This is done at a position where the energy emitted by the donor moves to the energy acceptor. For example, when a fluorescent immunosensor labeled with an energy donor dye is present alone, fluorescence at a specific wavelength is generated from the energy donor dye due to the excitation wavelength of the energy donor dye. When a fluorescent immunosensor labeled with an energy donor dye is combined with an antibody labeled with an energy acceptor dye to form a complex, the energy donor dye and the energy acceptor dye are located in the vicinity. Energy transfer can occur to the energy acceptor dye. Therefore, excitation energy is transferred from the energy donor dye to the energy acceptor dye depending on the excitation wavelength of the energy donor dye, and fluorescence having a specific wavelength is generated from the energy donor dye. When the antigen is bound to the antibody, the three-dimensional structure of the antibody is changed, and the energy donor dye of the fluorescent immunosensor and the energy acceptor dye of the antibody are separated from each other and do not interact, and fluorescence resonance energy transfer does not occur. As a result, fluorescence emitted from the energy acceptor is not observed. A similar phenomenon occurs when the fluorescent immunosensor is labeled with an energy acceptor dye and the antibody is labeled with an energy donor dye.

この系で抗原抗体反応により抗原を測定する場合、測定しようとする抗原に対する抗体であってエネルギー供与体色素又はエネルギー受容体色素で標識した抗体に、エネルギー受容体色素又はエネルギー供与体色素で標識した本発明の蛍光免疫センサーを結合させておく。このときには、蛍光免疫センサーの蛍光色素と抗体の蛍光色素、すなわち、エネルギー供与体色素とエネルギー受容体色素の間で蛍光共鳴エネルギー移動が起こり、エネルギー受容体色素から蛍光が発せられる。前記抗原が含まれる可能性があるサンプル及び抗体と蛍光免疫センサーの複合体とを混合した場合に、抗原が存在する場合、抗体と抗原が結合し、エネルギー供与体色素とエネルギー受容体色素が離れ、相互作用しなくなり、エネルギー供与体の発する蛍光が観察されなくなる。この蛍光の変化を測定することにより、抗原の存在を検出することができ、また蛍光強度により抗原を定量することもできる。   When antigen is measured by antigen-antibody reaction in this system, the antibody against the antigen to be measured and labeled with the energy donor dye or energy acceptor dye is labeled with the energy acceptor dye or energy donor dye. The fluorescent immunosensor of the present invention is bound. At this time, fluorescence resonance energy transfer occurs between the fluorescent dye of the fluorescent immunosensor and the fluorescent dye of the antibody, that is, the energy donor dye and the energy acceptor dye, and fluorescence is emitted from the energy acceptor dye. When the sample that may contain the antigen and the complex of the antibody and the fluorescent immunosensor are mixed, if the antigen is present, the antibody and the antigen are bound, and the energy donor dye and the energy acceptor dye are separated. , They no longer interact and the fluorescence emitted by the energy donor is no longer observed. By measuring this change in fluorescence, the presence of the antigen can be detected, and the antigen can also be quantified by the fluorescence intensity.

本発明において、蛍光免疫センサーを作製するために抗体結合タンパク質を含む融合タンパク質を蛍光色素で標識する方法は限定されず、種々の公知の方法で行うことができる。例えば、融合タンパク質の両端若しくは側鎖の官能基を利用して直接又は架橋剤等を介して間接的に化学修飾により標識する方法、無細胞翻訳系を利用して融合タンパク質やリコンビナント抗体を合成しながら部位特異的に標識する手法等を用いてもよい。無細胞翻訳系を利用して標識する方法としては、アンバーサプレッション法(Ellman J et al.(1991)Methods Enzymol.202:301-36)、4塩基コドン法(Hohsaka T., et al., J. Am. Chem. Soc., 118, 9778-9779, 1996)、人工塩基コドン法(Hirao, I., et al. Narute Biotech., 20, 177-182, 2002)、C末端標識法(特開2000-139468号公報)、N末端標識法(米国特許第5,643,722号公報、Olejnik et al.(2005)Methods 36:252-260)等が挙げられる。アンバーサプレッション法は、標識のターゲット部位のアミノ酸をコードするコドンを終止コドンの一つであるアンバーコドンに置き換えたDNA又はmRNAを作製し、無細胞翻訳系を用いて該DNA又はmRNAからタンパク質を合成する方法であり、合成の際に、タンパク質合成反応液に標識された非天然アミノ酸を結合させたサプレッサーtRNAを添加することで、アンバーコドンに置換した部位に標識アミノ酸が導入されたタンパク質を合成する。4塩基コドン法においては、コドンをCGGG等の4塩基コドンに拡張し、アミノ酸をコードするコドンをCGGGに置き換えたDNA又はmRNAを作製し、無細胞翻訳系を用いて該DNA又はmRNAからタンパク質を合成する。その際、タンパク質合成反応液に標識された非天然アミノ酸を結合させたtRNA CGGGを添加することにより、4塩基コドンに置換した部位に標識アミノ酸が導入されたタンパク質を合成することができる。また、C末端標識法では、標識したピューロマイシンを最適濃度で添加した無細胞翻訳系において、DNA又はmRNAからタンパク質への翻訳を行うことにより、C末端特異的に標識が導入されたタンパク質を合成することができる。   In the present invention, the method for labeling a fusion protein containing an antibody-binding protein with a fluorescent dye for producing a fluorescent immunosensor is not limited, and various known methods can be used. For example, a method of labeling by chemical modification directly or indirectly through a cross-linking agent using functional groups at both ends or side chains of the fusion protein, a cell-free translation system, and synthesizing a fusion protein or a recombinant antibody. However, a site-specific labeling method or the like may be used. As a method of labeling using a cell-free translation system, an amber suppression method (Ellman J et al. (1991) Methods Enzymol. 202: 301-36), a 4-base codon method (Hohsaka T., et al., J Am. Chem. Soc., 118, 9778-9779, 1996), artificial base codon method (Hirao, I., et al. Narute Biotech., 20, 177-182, 2002), C-terminal labeling method (JP 2000-139468), N-terminal labeling method (US Pat. No. 5,643,722, Olejnik et al. (2005) Methods 36: 252-260) and the like. The amber suppression method creates DNA or mRNA by replacing the codon encoding the amino acid of the target site of the label with an amber codon that is one of the stop codons, and synthesizes the protein from the DNA or mRNA using a cell-free translation system At the time of synthesis, a protein with a labeled amino acid introduced at the site substituted for the amber codon is synthesized by adding a suppressor tRNA to which a labeled unnatural amino acid is bound to the protein synthesis reaction solution. . In the 4-base codon method, a codon is expanded to a 4-base codon such as CGGG, a codon encoding an amino acid is replaced with CGGG, and a protein is obtained from the DNA or mRNA using a cell-free translation system. Synthesize. At that time, by adding tRNA CGGG to which the labeled unnatural amino acid is bound to the protein synthesis reaction solution, a protein in which the labeled amino acid is introduced at the site substituted with the 4-base codon can be synthesized. In the C-terminal labeling method, a protein having a label introduced specifically is synthesized by translating DNA or mRNA into protein in a cell-free translation system to which labeled puromycin is added at an optimum concentration. can do.

また、大腸菌や動物細胞を宿主とする遺伝子組み換え技術により部位特異的に蛍光色素を導入することもできる。アジドチロシンを認識するアミノアシルtRNA合成酵素と、サプレッサーアジドチロシル-tRNAを導入した大腸菌を宿主として、部位特異的にポリペプチドにアジドチロシンを導入し、導入したアジド基に蛍光色素を結合することができる。さらに、古細菌由来ピロリジルtRNA合成酵素と、サプレッサーピロリジル−tRNAを導入した動物細胞を宿主として、部位特異的にポリペプチドにアジドZリジンを導入し、導入したアジド基に蛍光色素を結合することができる。   Alternatively, fluorescent dyes can be introduced site-specifically by genetic recombination techniques using E. coli or animal cells as hosts. Using an aminoacyl-tRNA synthetase that recognizes azidotyrosine and Escherichia coli introduced with suppressor azidotyrosyl-tRNA as a host, azidotyrosine can be introduced site-specifically and a fluorescent dye can be bound to the introduced azido group. it can. Furthermore, using an animal cell introduced with archaebacterial pyrrolidyl-tRNA synthetase and suppressor pyrrolidyl-tRNA as a host, site-specifically introduce azide Z-lysine into the polypeptide, and bind the fluorescent dye to the introduced azide group Can do.

これらの方法の中でも、自然界ではアミノ酸が割り当てられていないコドンに蛍光色素で修飾したアミノ酸を割り当て、タンパク質の合成時にタンパク質を蛍光色素で標識することができる、アンバーサプレッション法、4塩基コドン法、人工コドン法が好ましい。   Among these methods, amino acids modified with fluorescent dyes can be assigned to codons that are not assigned amino acids in nature, and proteins can be labeled with fluorescent dyes during protein synthesis. The codon method is preferred.

これらの方法には、ProX(商標)-tagを利用してもよい。ProX-tagは、大腸菌の無細胞翻訳系での発現量が高いタンパク質のN末端領域の遺伝子配列を一部改変したもので、非天然アミノ酸が取り込まれる位置、およびその前後配列が最適化されている。ProX-tagは標識しようとする融合タンパク質や抗体のN末端に付加して用いることができる。すなわち、融合タンパク質や抗体を合成する際に、ProX-tagをコードするDNAをN末端側に導入して合成すればよい。ProX-tagのアミノ酸配列は、MSKQIEVNXSNET(Xは蛍光標識アミノ酸、配列番号8)で表される。ProX-tagを利用した方法は、例えば、CloverDirect(商標)試薬(プロテイン・エクスプレス社)を用いて行うことができる。
また、一度に大量に標識体を作製できる化学修飾法も好ましい。
For these methods, ProX (trademark) -tag may be used. ProX-tag is a partial modification of the gene sequence in the N-terminal region of a protein that is highly expressed in a cell-free translation system of E. coli. The position where the unnatural amino acid is incorporated and the sequence before and after it are optimized. Yes. ProX-tag can be added to the N-terminus of the fusion protein or antibody to be labeled. That is, when synthesizing a fusion protein or antibody, DNA encoding ProX-tag may be introduced into the N-terminal side and synthesized. The amino acid sequence of ProX-tag is represented by MSKQIEVNXSNET (X is a fluorescently labeled amino acid, SEQ ID NO: 8). The method using ProX-tag can be performed using, for example, CloverDirect (trademark) reagent (Protein Express).
Further, a chemical modification method capable of producing a large amount of a label at a time is also preferable.

抗体結合タンパク質を含む融合タンパク質は、該融合タンパク質が抗体と結合したときに、蛍光色素が結合する抗体のHV領域のトリプトファン残基の近傍に位置するか、あるいは抗体が蛍光色素又はクエンチャーで標識されている場合は、この蛍光色素又はクエンチャーの近傍に位置するように標識する。好ましくは、Protein A又はその抗体結合ドメインとProtein G又はその抗体結合ドメインからなる融合タンパク質のProtein A又はその抗体結合ドメインを標識し、さらに好ましくはProtein A又はその抗体結合ドメインのN末端あるいはN末端近傍を標識する。あるいは、Protein A又はその抗体結合ドメインのN末端部にProX-tag等のペプチドタグを付加し、該タグを標識してもよい。   A fusion protein containing an antibody binding protein is located near the tryptophan residue in the HV region of the antibody to which the fluorescent dye binds when the fusion protein binds to the antibody, or the antibody is labeled with a fluorescent dye or quencher If so, it is labeled so that it is located in the vicinity of this fluorescent dye or quencher. Preferably, Protein A or its antibody binding domain of a fusion protein consisting of Protein A or its antibody binding domain and Protein G or its antibody binding domain is labeled, and more preferably Protein A or its antibody binding domain is N-terminal or N-terminal Mark the neighborhood. Alternatively, a peptide tag such as ProX-tag may be added to the N-terminal part of Protein A or its antibody binding domain, and the tag may be labeled.

また、本発明の蛍光免疫センサーと結合させて用いる抗体も同様の方法で、蛍光色素やクエンチャーで標識することができる。また、後述のように抗体を直接蛍光色素やクエンチャーで標識せず、蛍光色素又はクエンチャーで標識したProtein L等の抗体結合タンパク質を抗体に結合させることにより、抗体を間接的に標識することも可能である。   In addition, an antibody used in combination with the fluorescent immunosensor of the present invention can be labeled with a fluorescent dye or a quencher in the same manner. In addition, as described below, the antibody is not directly labeled with a fluorescent dye or quencher, but the antibody is indirectly labeled by binding an antibody binding protein such as Protein L labeled with a fluorescent dye or quencher to the antibody. Is also possible.

抗体結合タンパク質を含む融合体を標識して蛍光免疫センサーを作製する際に、標識に用いた蛍光色素が、蛍光免疫センサーと抗体が結合したときに適切な空間的配置をとり、抗体のVH領域のトリプトファン残基や抗体の標識に用いた蛍光色素若しくはクエンチャーと適切な空間配置をとるように、蛍光色素と抗体結合タンパク質の結合ドメインの間に一定の距離が存在するように設計してもよい。このためには、例えば、蛍光免疫センサー中の蛍光色素で標識されるアミノ酸と融合タンパク質の結合ドメインとの間に適切なリンカーを設ければよい。リンカーとしては、適切な数のアミノ酸配列からなるペプチドリンカーを用いることができる。   When producing a fluorescent immunosensor by labeling a fusion containing an antibody-binding protein, the fluorescent dye used for the label takes an appropriate spatial arrangement when the fluorescent immunosensor and the antibody are bound, and the VH region of the antibody It may be designed so that there is a certain distance between the binding domain of the fluorescent dye and the antibody binding protein so that it takes an appropriate spatial arrangement with the tryptophan residue or the fluorescent dye or quencher used to label the antibody. Good. For this purpose, for example, an appropriate linker may be provided between the amino acid labeled with the fluorescent dye in the fluorescent immunosensor and the binding domain of the fusion protein. As the linker, a peptide linker comprising an appropriate number of amino acid sequences can be used.

例えば、抗体結合タンパク質を含む融合タンパク質にProX-tag等のペプチドタグを付加し、該タグ中のアミノ酸を標識する場合、タグと融合タンパク質の間にリンカーを設ければよい。例えば、図7はProX-tagを抗体結合タンパク質を含む融合タンパク質に付加してProX-tag中のアミノ酸を蛍光色素で標識する場合を示し、タグと融合タンパク質の間にアミノ酸配列からなるペプチドリンカーを含んでいる。このときに用いるリンカーとしては、上記の融合タンパク質においてProtein AとProtein Gとの間に存在するリンカーと同じ物を用いることができる。特にGとSからなるアミノ酸配列からなるリンカーが挙げられる。また、特徴的なへリックス構造を形成するプロリンからなるアミノ酸配列をリンカーとして用いることもできる。例えば、5〜20個のプロリンからなるポリプロリン、好ましくは5〜10個のプロリンからなるポリプロリンが挙げられる。   For example, when a peptide tag such as ProX-tag is added to a fusion protein containing an antibody binding protein and an amino acid in the tag is labeled, a linker may be provided between the tag and the fusion protein. For example, FIG. 7 shows the case where ProX-tag is added to a fusion protein containing an antibody binding protein and the amino acids in ProX-tag are labeled with a fluorescent dye, and a peptide linker comprising an amino acid sequence is placed between the tag and the fusion protein. Contains. As the linker used at this time, the same linker as the linker existing between Protein A and Protein G in the above fusion protein can be used. In particular, a linker consisting of an amino acid sequence consisting of G and S can be mentioned. An amino acid sequence composed of proline that forms a characteristic helix structure can also be used as a linker. For example, polyproline composed of 5 to 20 prolines, preferably polyproline composed of 5 to 10 prolines.

本発明においては、融合タンパク質中においてProtein A又はその抗体結合ドメインとProtein G又はその抗体結合ドメインの間を介在するペプチドリンカーを第1のペプチドリンカーといい、抗体結合タンパク質を含む融合タンパク質と蛍光色素の間を介在するペプチドリンカーを第2のペプチドリンカーと呼ぶ場合がある。   In the present invention, the peptide linker that intervenes between Protein A or its antibody binding domain and Protein G or its antibody binding domain in the fusion protein is referred to as the first peptide linker, and the fusion protein containing the antibody binding protein and the fluorescent dye The peptide linker that intervenes between them may be referred to as a second peptide linker.

本発明において、蛍光免疫センサー又は抗体の標識に用いる蛍光色素又はクエンチャーとしては、上記の(1)の原理により消光、消光の解除が起こる蛍光色素、あるいは上記(2)の原理により消光、消光の解除が起こる蛍光色素とクエンチャーの組合せ、上記(3)の原理により蛍光共鳴エネルギー移動が起こる蛍光色素の組み合わせが挙げられる。   In the present invention, the fluorescent dye or quencher used for labeling the fluorescent immunosensor or antibody is a fluorescent dye that undergoes quenching and dequenching according to the principle of (1) above, or is quenched and quenched by the principle of (2) above. A combination of a fluorescent dye and a quencher in which the release of the fluorescence occurs, and a combination of a fluorescent dye in which fluorescence resonance energy transfer occurs according to the principle of (3) above.

蛍光標識に用いる蛍光色素としては、ローダミン、クマリン、Cy、EvoBlue、オキサジン、Carbopyronin、naphthalene、biphenyl、anthracene、phenenthrene、pyrene、carbazole 等を基本骨格として有する蛍光色素やその蛍光色素の誘導体が挙げられる。具体的には、CR110:carboxyrhodamine 110 : Rhodamine Green(商標)、TAMRA:carbocytetremethlrhodamine:TMR、Carboxyrhodamine 6G:CR6G、ATTO655(商標)、BODIP YFL(商標):4,4-difluoro-5,7-dimethyl-4-bora-3a,4a-diaza-s-indancene-3-propionicacid、BODIPY 493/503(商標):4,4-difluoro-1,3,5,7-tetramethyl-4-bora-3a,4a-diaza-s-indancene-8-propionicacid、BODIPY R6G(商標) :4,4-difluoro-5-(4-phenyl-1,3-butadienyl)-4-bora-3a,4a-diaza-s-indancene-3-propionic acid、BODIPY 558/568(商標):4,4-difluoro-5-(2-thienyl)-4-bora-3a,4a-diaza-s-indancene-3-propionicacid、BODIPY 564/570(商標):4,4-difluoro-5-styryl-4-bora-3a,4a-diaza-s-indancene-3-propionic acid、BODIPY 576/589(商標) :4,4-difluoro-5-(2-pyrrolyl)-4-bora-3a,4a-diaza-s-indancene-3-propionicacid、BODIPY 581/591(商標):4,4-difluoro-5-(4-phenyl-1,3-butadienyl)-4-bora-3a,4a-diaza-s-indancene-3-propionic acid、Cy3(商標)、Cy3B(商標)、Cy3.5(商標)、Cy5(商標)、Cy5.5(商標)、EvoBlue10(商標)、EvoBlue30(商標)、MR121、ATTO 390(商標)、ATTO 425(商標)、ATTO 465(商標)、ATTO 488(商標)、ATTO 495(商標)、ATTO 520(商標)、ATTO 532(商標)、ATTO Rho6G(商標)、ATTO 550(商標)、ATTO 565(商標)、ATTORho3B(商標)、ATTO Rho11(商標)、ATTO Rho12(商標)、ATTO Thio12(商標)、ATTO 610(商標)、ATTO 611X(商標)、ATTO 620(商標)、ATTO Rho14(商標)、ATTO 633(商標)、ATTO 647(商標)、ATTO647N(商標)、ATTO 655(商標)、ATTO Oxa12(商標)、ATTO 700(商標)、ATTO 725(商標)、ATTO 740(商標)、Alexa Fluor 350(商標)、Alexa Fluor 405(商標)、Alexa Fluor 430(商標)、Alexa Fluor 488(商標)、Alexa Fluor 532(商標)、Alexa Fluor 546(商標)、Alexa Fluor 555(商標)、Alexa Fluor 568(商標)、Alexa Fluor 594(商標)、Alexa Fluor 633(商標)、Alexa Fluor 647(商標)、Alexa Fluor 680(商標)、Alexa Fluor 700(商標)、Alexa Fluor 750(商標)、AlexaFluor 790(商標)、Rhodamine Red-X(商標)、Texas Red-X(商標)、5(6)-TAMRA-X(商標)、5TAMRA(商標)、SFX(商標)等を用いることができる。これらの中でも、ローダミン系蛍光色素であるTAMRAやCR110や、及びオキサジン系蛍光色素であるATTO 655が好ましい。   Examples of fluorescent dyes used for fluorescent labeling include fluorescent dyes having rhodamine, coumarin, Cy, EvoBlue, oxazine, Carbopyronin, naphthalene, biphenyl, anthracene, phenenthrene, pyrene, carbazole and the like as basic skeletons and derivatives of the fluorescent dyes. Specifically, CR110: carboxyrhodamine 110: Rhodamine Green (trademark), TAMRA: carbocytetremethlrhodamine: TMR, Carboxyrhodamine 6G: CR6G, ATTO655 (trademark), BODIP YFL (trademark): 4,4-difluoro-5,7-dimethyl- 4-bora-3a, 4a-diaza-s-indancene-3-propionicacid, BODIPY 493/503 (trademark): 4,4-difluoro-1,3,5,7-tetramethyl-4-bora-3a, 4a- diaza-s-indancene-8-propionicacid, BODIPY R6G (trademark): 4,4-difluoro-5- (4-phenyl-1,3-butadienyl) -4-bora-3a, 4a-diaza-s-indancene- 3-propionic acid, BODIPY 558/568 (trademark): 4,4-difluoro-5- (2-thienyl) -4-bora-3a, 4a-diaza-s-indancene-3-propionicacid, BODIPY 564/570 ( Trademark): 4,4-difluoro-5-styryl-4-bora-3a, 4a-diaza-s-indancene-3-propionic acid, BODIPY 576/589 (trademark): 4,4-difluoro-5- (2 -pyrrolyl) -4-bora-3a, 4a-diaza-s-indancene-3-propionicacid, BODIPY 581/591 (trademark): 4,4-difluoro-5- (4-phenyl-1,3-butadienyl)- 4-bora-3a, 4a-diaza-s-indancene-3-propionic acid, Cy3 ™, Cy3B ™, Cy3.5 ™, Cy5 ( Mark), Cy5.5 (trademark), EvoBlue10 (trademark), EvoBlue30 (trademark), MR121, ATTO 390 (trademark), ATTO 425 (trademark), ATTO 465 (trademark), ATTO 488 (trademark), ATTO 495 (trademark) ), ATTO 520 (TM), ATTO 532 (TM), ATTO Rho6G (TM), ATTO 550 (TM), ATTO 565 (TM), ATTORho3B (TM), ATTO Rho11 (TM), ATTO Rho12 (TM), ATTO Thio12 (TM), ATTO 610 (TM), ATTO 611X (TM), ATTO 620 (TM), ATTO Rho14 (TM), ATTO 633 (TM), ATTO 647 (TM), ATTO647N (TM), ATTO 655 (TM) ), ATTO Oxa12 (TM), ATTO 700 (TM), ATTO 725 (TM), ATTO 740 (TM), Alexa Fluor 350 (TM), Alexa Fluor 405 (TM), Alexa Fluor 430 (TM), Alexa Fluor 488 (Trademark), Alexa Fluor 532 (trademark), Alexa Fluor 546 (trademark), Alexa Fluor 555 (trademark), Alexa Fluor 568 (trademark), Alexa Fluor 594 (trademark), Alexa Fluor 633 (trademark), A lexa Fluor 647 (TM), Alexa Fluor 680 (TM), Alexa Fluor 700 (TM), Alexa Fluor 750 (TM), AlexaFluor 790 (TM), Rhodamine Red-X (TM), Texas Red-X (TM), 5 (6) -TAMRA-X (trademark), 5TAMRA (trademark), SFX (trademark), etc. can be used. Among these, rhodamine fluorescent dyes TAMRA and CR110, and oxazine fluorescent dyes ATTO 655 are preferable.

消光色素(クエンチャー)としては、NBD:7-nitrobenzofurazan、DABCYL、BHQ、ATTO、QXL、QSY、Cy、Lowa Black、IRDYE等を基本骨格とする消光色素やその消光色素の誘導体が挙げられる。具体的には、NBD、DABCYL、BHQ-1(商標)、BHQ-2(商標)、BHQ-3(商標)、ATTO540Q(商標)、ATTO580Q(商標)、ATTO612Q(商標)、QXL490(商標)、QXL520(商標)、QXL570(商標)、QXL610(商標)、QXL670(商標)、QXL680(商標)、QSY-35(商標)、QSY-7(商標)、QSY-9(商標)、QSY-21(商標)、Cy5Q(商標)、Cy7Q(商標)、Lowa Black FQ(商標)、LowaBlack RQ(商標)、IRDYE QC-1(商標)等を用いることできる。これらの中でも、NBDが好ましい。   Examples of the quenching dye (quencher) include quenching dyes having a basic skeleton such as NBD: 7-nitrobenzofurazan, DABCYL, BHQ, ATTO, QXL, QSY, Cy, Lowa Black, IRDYE, and derivatives of the quenching dye. Specifically, NBD, DABCYL, BHQ-1 (trademark), BHQ-2 (trademark), BHQ-3 (trademark), ATTO540Q (trademark), ATTO580Q (trademark), ATTO612Q (trademark), QXL490 (trademark), QXL520 (TM), QXL570 (TM), QXL610 (TM), QXL670 (TM), QXL680 (TM), QSY-35 (TM), QSY-7 (TM), QSY-9 (TM), QSY-21 ( (Trademark), Cy5Q (trademark), Cy7Q (trademark), Lowa Black FQ (trademark), LowaBlack RQ (trademark), IRDYE QC-1 (trademark), etc. can be used. Among these, NBD is preferable.

本発明の抗体免疫センサーと抗体を標識する蛍光色素とクエンチャーの組み合わせとして、例えば、TAMRAとNBDの組み合わせを挙げることができる。また、本発明の抗体免疫センサーと抗体を標識し、蛍光共鳴エネルギー移動が生じるエネルギー供与体とエネルギー受容体の組み合わせについては、例えば、エネルギー供与体としてBODIPY(登録商標) FL、エネルギー受容体としてBODIPY(登録商標) 558/568を選択すればよい。あるいは、エネルギー供与体とエネルギー受容体の組み合わせとして、BODIPY FLとBODIPY 576/586、BODIPY FLとTAMRA、BODIPY FLとCy3、FluoresceinとBODIPY 558/568、Alexa488とBODIPY 558/568、BODIPY 558/568とCy5などの組合せも利用できる。   Examples of the combination of the antibody immunosensor of the present invention, the fluorescent dye for labeling the antibody, and the quencher include a combination of TAMRA and NBD. The antibody immunosensor of the present invention is labeled with an antibody, and the combination of an energy donor and an energy acceptor that causes fluorescence resonance energy transfer, for example, BODIPY (registered trademark) FL as an energy donor and BODIPY as an energy acceptor (Registered trademark) 558/568 may be selected. Alternatively, combinations of energy donors and energy acceptors include BODIPY FL and BODIPY 576/586, BODIPY FL and TAMRA, BODIPY FL and Cy3, Fluorescein and BODIPY 558/568, Alexa488 and BODIPY 558/568, and BODIPY 558/568. Combinations such as Cy5 can also be used.

上記のように、標識したProtein L等の抗体結合タンパク質を用いて抗体を間接的に標識することもできる。上記の(2)及び(3)の原理に基づく系においては、用いる抗体を蛍光色素又はクエンチャーで標識する必要があるが、標識した抗体結合タンパク質を用いることにより、用いる抗体を蛍光色素で標識せずに、本発明の蛍光免疫センサーを用いて抗原を検出することができる。   As described above, the antibody can also be indirectly labeled using a labeled antibody binding protein such as Protein L. In the system based on the above principles (2) and (3), it is necessary to label the antibody to be used with a fluorescent dye or a quencher. By using a labeled antibody binding protein, the antibody to be used is labeled with the fluorescent dye. Without using the fluorescent immunosensor of the present invention, the antigen can be detected.

この場合、抗体結合タンパク質とは異なる抗体結合タンパク質を用いればよい。そのような抗体結合タンパク質としてProtein Lが挙げられる。Protein LはPeptostreptococcus magnusが産生する抗体結合タンパク質であり、抗体のκ軽鎖に結合する。Protein Lは、全長を用いても、抗体結合部位であってもよい。   In this case, an antibody binding protein different from the antibody binding protein may be used. Such an antibody binding protein includes Protein L. Protein L is an antibody-binding protein produced by Peptostreptococcus magnus and binds to the kappa light chain of the antibody. Protein L may be a full length or an antibody binding site.

抗体を蛍光色素又はクエンチャーで結合する代わりに、Protein Lを抗体を標識しようとする蛍光色素又はクエンチャーで標識すればよい。標識したProtein Lと抗体と上記の蛍光免疫センサーを混合した場合、標識したProtein Lと蛍光免疫センサーが同じ抗体に異なる部位で結合し、抗体免疫センサーの蛍光物質とProtein Lの蛍光物質又はクエンチャーが相互作用し、蛍光物質がクエンチされるかあるいは蛍光物質の間で蛍光エネルギー移動が生じ、上の(2)又は(3)の原理で抗原を検出することができる。なお、本発明において、Protein L等の抗体結合タンパク質を利用して標識した抗体も標識抗体という。   Instead of binding the antibody with a fluorescent dye or quencher, Protein L may be labeled with a fluorescent dye or quencher to label the antibody. When the labeled Protein L and the antibody are mixed with the above fluorescent immunosensor, the labeled Protein L and the fluorescent immunosensor bind to the same antibody at different sites, and the fluorescent substance of the antibody immunosensor and the fluorescent substance or quencher of Protein L Interact with each other and the fluorescent material is quenched or fluorescence energy transfer occurs between the fluorescent materials, and the antigen can be detected by the principle of (2) or (3) above. In the present invention, an antibody labeled using an antibody binding protein such as Protein L is also referred to as a labeled antibody.

本発明は、上記の蛍光色素で標識された、抗体結合タンパク質を含む融合タンパク質である蛍光免疫センサーと非標識抗体、クエンチャーで標識されている抗体又は蛍光免疫センサー中の蛍光色素との間で蛍光共鳴エネルギー移動が生じる蛍光色素で標識されている抗体を組合せたキット、あるいは免疫センサーと標識抗体と標識したProtein Lを組み合わせたキットも包含する。   The present invention relates between a fluorescent immunosensor that is a fusion protein containing an antibody-binding protein and labeled with the above-described fluorescent dye, and an unlabeled antibody, an antibody that is labeled with a quencher, or a fluorescent dye in a fluorescent immunosensor. Also included are kits that combine antibodies labeled with fluorescent dyes that produce fluorescence resonance energy transfer, or kits that combine immunosensors, labeled antibodies, and protein L labeled.

これらのキットは、抗体が特異的に結合する抗原を被検出物質とする検出キットとして用いることができる。   These kits can be used as detection kits that use an antigen to which an antibody specifically binds as a substance to be detected.

3.本発明の免疫蛍光センサーを用いた抗原の検出方法
本発明の蛍光免疫センサーを用いた抗原の検出の原理は以下のとおりである。
(i) 本発明の蛍光免疫センサーと標識した抗体を接触させ、結合させ、蛍光免疫センサーと標識又は非標識抗体の複合体を形成させる。この際、抗体として標識した抗体を用いずに、非標識抗体と標識したProtein Lを用い、蛍光免疫センサーと抗体と標識Protein Lの複合体を形成させてもよい。
3. Method for detecting antigen using immunofluorescent sensor of the present invention The principle of antigen detection using the fluorescent immunosensor of the present invention is as follows.
(i) The fluorescent immunosensor of the present invention and a labeled antibody are contacted and bound to form a complex of the fluorescent immunosensor and a labeled or unlabeled antibody. In this case, instead of using a labeled antibody as an antibody, a complex of a fluorescent immunosensor, an antibody, and a labeled protein L may be formed by using unlabeled antibody and labeled protein L.

(ii) 次いで、(i)で形成させた複合体と被験試料とを混合接触させる。この際、あらかじめ蛍光免疫センサーと抗体の複合体を形成させ、その後に被験試料と接触させてもよいし、被験試料と蛍光免疫センサーと標識抗体を同時に混合接触させてもよい。
被験試料中に被検出物質である抗原が存在する場合、蛍光免疫センサーと抗体を含む複合体と被験試料中の抗原が結合する。抗原抗体反応が起こることにより、抗体の立体構造が変化し、免疫蛍光センサーの蛍光物質と抗体のトリプトファン残基、免疫蛍光センサーの蛍光色素と標識抗体のクエンチャー、あるいは免疫蛍光色素の蛍光色素と標識抗体の蛍光色素が相互作用しなくなる。
(ii) Next, the complex formed in (i) and the test sample are mixed and contacted. At this time, a complex of the fluorescent immunosensor and the antibody may be formed in advance, and then contacted with the test sample, or the test sample, the fluorescent immunosensor, and the labeled antibody may be mixed and contacted at the same time.
When an antigen that is a substance to be detected exists in the test sample, the complex containing the fluorescent immunosensor and the antibody binds to the antigen in the test sample. When the antigen-antibody reaction occurs, the three-dimensional structure of the antibody changes, and the fluorescent substance of the immunofluorescent sensor and the tryptophan residue of the antibody, the fluorescent dye and the quencher of the labeled antibody, The fluorescent dye of the labeled antibody does not interact.

(iii) 蛍光色素の発する蛍光を測定し、蛍光の消失、又はエネルギー受容体色素から発生する蛍光等の蛍光の変化を検出することにより、抗原の存在を検出することができる。
この際、予め蛍光免疫センサーと抗体の複合体と既知の量の被検出抗原が含まれる被験試料を混合接触させ、その際の蛍光の変化を測定し、検量線を作成しておくことが好ましい。あるいは、検出を行う際に、複数の既知の量の被検出抗原を含むコントロール被験試料を準備しておき、コントロール被験試料についても同時に測定を行い検量線を作成してもよい。測定された蛍光と検量線から被験試料中の被検出抗原の量を算出することができる。測定された蛍光強度と被験試料中の被検出抗原の量が相関関係にあり、蛍光強度を指標に、被検出抗原の量を測定することができる。
(iii) The presence of the antigen can be detected by measuring the fluorescence emitted from the fluorescent dye and detecting the change in fluorescence such as the disappearance of the fluorescence or the fluorescence generated from the energy acceptor dye.
At this time, it is preferable to prepare a calibration curve by previously bringing a test sample containing a complex of a fluorescent immunosensor and an antibody and a known amount of an antigen to be detected into contact with the mixture and measuring a change in fluorescence at that time. . Alternatively, when performing detection, a control test sample containing a plurality of known amounts of the antigen to be detected may be prepared, and a calibration curve may be created by simultaneously measuring the control test sample. The amount of the antigen to be detected in the test sample can be calculated from the measured fluorescence and the calibration curve. There is a correlation between the measured fluorescence intensity and the amount of the detected antigen in the test sample, and the amount of the detected antigen can be measured using the fluorescence intensity as an index.

本発明の蛍光免疫センサーを用いた被検出抗原の検出は、以下の工程で行うことができる。
(a) 蛍光免疫センサーを抗体と液中で接触させ、蛍光免疫センサーと抗体の複合体を形成する工程、
(b) (a)で形成された複合体を被験試料中の抗原と接触させ、抗体と抗原を結合させる工程、
(c) 抗体と抗原の結合による蛍光の変化を測定する工程であって、抗体と抗原の結合により蛍光の消光が解除される工程。
Detection of an antigen to be detected using the fluorescent immunosensor of the present invention can be performed by the following steps.
(a) contacting the fluorescent immunosensor with the antibody in a liquid to form a complex of the fluorescent immunosensor and the antibody,
(b) contacting the complex formed in (a) with an antigen in a test sample to bind the antibody and the antigen;
(c) A step of measuring a change in fluorescence due to the binding between the antibody and the antigen, wherein the fluorescence quenching is canceled due to the binding between the antibody and the antigen.

本方法によれば、蛍光の消失の解除又は蛍光強度の増加により、抗原の存在を検出することができ、蛍光強度を測定することより抗原を定量することができる。   According to this method, the presence of the antigen can be detected by eliminating the disappearance of fluorescence or increasing the fluorescence intensity, and the antigen can be quantified by measuring the fluorescence intensity.

また、本発明の蛍光免疫センサーを用いた被検出抗原の検出は、以下の工程で行うことができる。
(a) 蛍光免疫センサーをクエンチャーで標識した抗体と液中で接触させ、蛍光免疫センサーと標識抗体の複合体を形成する工程、
(b) (a)で形成された複合体を被験試料中の抗原と接触させ、抗体と抗原を結合させる工程、
(c) 抗体と抗原の結合による蛍光の変化を測定する工程であって、抗体と抗原の結合により蛍光の消光が解除される工程。
In addition, detection of an antigen to be detected using the fluorescent immunosensor of the present invention can be performed by the following steps.
(a) contacting a fluorescent immunosensor with an antibody labeled with a quencher in a liquid to form a complex of the fluorescent immunosensor and the labeled antibody;
(b) contacting the complex formed in (a) with an antigen in a test sample to bind the antibody and the antigen;
(c) A step of measuring a change in fluorescence due to the binding between the antibody and the antigen, wherein the fluorescence quenching is canceled due to the binding between the antibody and the antigen.

本方法によれば、蛍光の消失の解除又は蛍光強度の増加により、抗原の存在を検出することができ、蛍光強度を測定することより抗原を定量することができる。   According to this method, the presence of the antigen can be detected by eliminating the disappearance of fluorescence or increasing the fluorescence intensity, and the antigen can be quantified by measuring the fluorescence intensity.

さらに、本発明の蛍光免疫センサーを用いた被検出抗原の検出は、以下の工程で行うことができる。
(a) 蛍光免疫センサーを蛍光色素で標識した抗体と液中で接触させ、蛍光免疫センサーと標識抗体の複合体を形成する工程であって、蛍光免疫センサーの蛍光色素と標識抗体の蛍光色素の組合せがFRETを生じうるエネルギー供与体色素及びエネルギー受容体色素の組合せである工程、
(b) (a)で形成された複合体を被験試料中の抗原と接触させ、抗体と抗原を結合させる工程、
(c) 抗体と抗原の結合による蛍光の変化を測定する工程であって、抗体と抗原の結合によりエネルギー受容体色素からの蛍光が減少する工程。
Furthermore, detection of an antigen to be detected using the fluorescent immunosensor of the present invention can be performed by the following steps.
(a) A step in which a fluorescent immunosensor is brought into contact with an antibody labeled with a fluorescent dye in a liquid to form a complex of the fluorescent immunosensor and the labeled antibody, wherein the fluorescent dye of the fluorescent immunosensor and the fluorescent dye of the labeled antibody are The combination is a combination of an energy donor dye and an energy acceptor dye capable of producing FRET;
(b) contacting the complex formed in (a) with an antigen in a test sample to bind the antibody and the antigen;
(c) A step of measuring a change in fluorescence due to the binding between the antibody and the antigen, wherein the fluorescence from the energy acceptor dye decreases due to the binding between the antibody and the antigen.

本方法によれば、エネルギー受容体色素からの蛍光の消失又は蛍光強度の減少により、抗原の存在を検出することができ、蛍光強度を測定することより抗原を定量することができる。   According to this method, the presence of the antigen can be detected by the disappearance of the fluorescence from the energy acceptor dye or the decrease in the fluorescence intensity, and the antigen can be quantified by measuring the fluorescence intensity.

本発明の蛍光免疫センサーを用いた抗原の検出方法における蛍光の測定には、通常、蛍光検出に用いる光源や測定装置を用いることができる。光源としては励起光波長を照射できるものであればよく、具体的には水銀ランプ、キセノンランプ、LED(発光ダイオード)、レーザー光等が挙げられる。この際、適当な蛍光フィルターを用いて特定の波長の励起光を得ることができる。蛍光測定装置としては、例えば、励起光の光源及びその照射システム、蛍光画像取得システム等を備えた蛍光顕微鏡等を利用することができ、例えば、MF20/FluoroPoint-Light(オリンパス社製)やFMBIO-III(日立ソフトウェアエンジニアリング社製)等が挙げられる。また、光源、照射システム、測定システムを備えた小型で持ち運び可能な蛍光検出装置を用いてもよい。このような小型の装置を用いることにより、被験試料を採取して実験室に運んで測定することなく、採取現場で抗原を検出することが可能になる。なお蛍光の検出は、蛍光スペクトルの検出であっても、特定の波長の蛍光強度の検出であってもよい。   For the measurement of fluorescence in the antigen detection method using the fluorescence immunosensor of the present invention, a light source or a measurement device used for fluorescence detection can be usually used. Any light source may be used as long as it can irradiate an excitation light wavelength. Specific examples include a mercury lamp, a xenon lamp, an LED (light emitting diode), and a laser beam. At this time, excitation light having a specific wavelength can be obtained using an appropriate fluorescent filter. As the fluorescence measuring apparatus, for example, a fluorescence microscope equipped with a light source of excitation light and its irradiation system, a fluorescence image acquisition system, and the like can be used. For example, MF20 / FluoroPoint-Light (manufactured by Olympus) or FMBIO- III (manufactured by Hitachi Software Engineering). Moreover, you may use the small and portable fluorescence detection apparatus provided with the light source, the irradiation system, and the measurement system. By using such a small device, it is possible to detect the antigen at the collection site without collecting the test sample and carrying it to the laboratory for measurement. The fluorescence detection may be a fluorescence spectrum detection or a fluorescence intensity detection at a specific wavelength.

また、本発明の蛍光免疫センサーを用いた抗原の検出方法において、照射する励起光及び、測定及び/又は検出する蛍光の波長は、使用する蛍光色素の種類に応じて適宜選択すればよい。例えば蛍光色素にCR110を用いた場合は励起光波長480nmと蛍光波長530nmを用い、TAMRAを用いた場合は励起光波長530nmと蛍光波長580nmを用い、ATTO655を用いた場合は励起光波長630nmと蛍光波長680nmを用いればよい。また、2種類の異なる蛍光色素を用いる場合も、抗原濃度を測定及び/又は抗原を検出することができる、励起光波長及び蛍光波長の組み合わせを適宜選択して使用すればよい。   Further, in the method for detecting an antigen using the fluorescent immunosensor of the present invention, the excitation light to be irradiated and the wavelength of the fluorescence to be measured and / or detected may be appropriately selected according to the type of fluorescent dye to be used. For example, when CR110 is used as the fluorescent dye, an excitation light wavelength of 480 nm and a fluorescence wavelength of 530 nm are used, when TAMRA is used, an excitation light wavelength of 530 nm and a fluorescence wavelength of 580 nm are used, and when ATTO655 is used, an excitation light wavelength of 630 nm and fluorescence are used. A wavelength of 680 nm may be used. Also, when two different fluorescent dyes are used, a combination of excitation light wavelength and fluorescence wavelength that can measure the antigen concentration and / or detect the antigen may be appropriately selected and used.

本発明の方法において、測定対象となる被検出物質はイムノアッセイ、すなわち抗原抗体反応を利用したアッセイで測定し得る抗原又は抗体である。抗原としては抗体を作製し得るものなら如何なる抗原でもよく、例えば、タンパク質、多糖類、脂質、糖脂質等が挙げられる。これらの物質を含む原生動物、真菌、細菌、マイコプラズマ、リケッチア、クラミジア、ウイルス、動物組織等も検出し得る。また、麻薬、爆薬、農薬、香料、公害物質等の低分子化合物を含む化学物質も測定対象となり得る。このような物質として、例えば、アンフェタミン、メタンフェタミン、モルヒネ、ヘロイン、コデインなどの覚せい剤や麻薬類、アフラトキシン、ステリグマトシスチン、ネオソラニオール、ニバレノール、フモニシン、オクラトキシン、エンドファイト産生毒素などのカビ毒、テストステロンやエストラジオールなどの性ホルモン、クレンブテロールやラクトパミンなどの飼料に不正に用いられる添加物、PCB、ゴシポール、ヒスタミン、ベンツピレン、メラミン、アクリルアミド、ダイオキシンなどの有害物質、アセタミプリド、イミダクロプリド、クロルフェナピル、マラチオン、カルバリル、クロチアニジン、トリフルミゾール、クロロタロニル、スピノサド、ランネート、メタミドホス、クロルピリホスなどの残留農薬、ビスフェノールAなどの環境モルモンなどが挙げることができる。   In the method of the present invention, the substance to be detected is an antigen or antibody that can be measured by an immunoassay, that is, an assay using an antigen-antibody reaction. The antigen may be any antigen that can produce an antibody, and examples thereof include proteins, polysaccharides, lipids, glycolipids and the like. Protozoa, fungi, bacteria, mycoplasma, rickettsia, chlamydia, viruses, animal tissues and the like containing these substances can also be detected. In addition, chemical substances including low-molecular compounds such as narcotics, explosives, agricultural chemicals, fragrances, and pollutants can also be measured. Examples of such substances include stimulants such as amphetamine, methamphetamine, morphine, heroin, and codeine, and narcotics, aflatoxins, sterigmatocystins, neosolaniol, nivalenol, fumonisins, ochratoxins, and endotoxin-producing toxins. Poisons, sex hormones such as testosterone and estradiol, additives illegally used in feeds such as clenbuterol and ractopamine, harmful substances such as PCB, gossypol, histamine, benzpyrene, melamine, acrylamide and dioxin, acetamiprid, imidacloprid, chlorfenapyr, malathion, Residual pesticides such as carbaryl, clothianidin, triflumizole, chlorothalonil, spinosad, lannate, methamidophos, chlorpyrifos, bisphenol Such as the environment Mormon, such as Nord A can be mentioned.

サンプルも限定されず、血液、血清、血漿、尿、唾液、髄液等の生体由来体液試料、培養上清、細胞抽出液、菌体抽出液、廃水や、アレルゲン等の動物組織由来物質、麻薬等が付着している可能性がある物質を紙等で拭った試料等が挙げられる。
本発明の検出は液系で行うので、上記試料は適宜生理食塩水や緩衝液に懸濁、溶解又は液浸させて検出すればよい。
Samples are not limited, and biological fluid samples such as blood, serum, plasma, urine, saliva, spinal fluid, culture supernatant, cell extract, fungal extract, waste water, animal tissue-derived substances such as allergen, narcotics Examples include a sample obtained by wiping a substance that may have adhered to the surface with paper or the like.
Since the detection of the present invention is performed in a liquid system, the sample may be detected by suspending, dissolving, or immersing the sample in a physiological saline or a buffer as appropriate.

本発明を以下の実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。   The present invention will be specifically described by the following examples, but the present invention is not limited to these examples.

実施例1 無細胞系を用いた抗体結合蛍光プローブの構築及び合成、並びに抗体との結合能の検証
従来の抗原依存的に蛍光強度が増加する蛍光標識抗体Quenchbody(WO2011/061944号公報)には構築に時間がかかるという問題点があり、本実施例では抗体結合タンパク質に基づく蛍光プローブを用いることによりこの問題の解決を試みた。このために、無細胞タンパク質合成系を用いた抗体結合蛍光プローブの作製を試みた。具体的には、そのN末近傍に蛍光色素(TAMRA)を導入した、Protein G (B1 domain, PG-B1)、及びProtein A (D domain, PA-D)とPG-B1を2種類のリンカーを介して結合させた計3種の蛍光プローブを作製した。PA-DとPG-B1を持つプローブでは、これらの間に(G4S)3及び(DDAKK)4という2種のリンカー配列を挿入した。(G4S)3リンカーは4つのグリシンと1つのセリンのアミノ酸配列により構成される1ユニットの3回繰り返しからなる、側鎖が少なく柔軟性の高いリンカーであり、(DDAKK)4リンカーはより直線的なα-helix構造をとると期待されるリンカーである。PA-Dはある種(VH3)のヒト抗体のVH部位と(J L Hillson, N S Karr, I R Oppliger, M Mannik, and E H Sasso, J. Exp. Med. 178(1), 331-336, 1993;M. Graille et al., Proc. Natl. Acad. Sci. 97(10) 5399-5404, 2000.)、PG-B1は多くのIgG抗体のCH1部位と結合する(J P Derrick, and D B Wigley, J. Mol. Biol. 243(5), 906-918, 1994.)ため、適当な距離をとってタンデムに配置することにより結合能が相乗的に高まると期待される。そこで、計3種の蛍光プローブの無細胞発現系を構築し、既述の非天然アミノ酸導入法によりTAMRA色素を導入したプローブを合成し、これらと抗体との結合能を検証した。
Example 1 Construction and synthesis of antibody-binding fluorescent probe using cell-free system, and verification of binding ability with antibody Conventional fluorescent-labeled antibody Quenchbody (WO2011 / 061944) whose fluorescence intensity increases in an antigen-dependent manner There is a problem that it takes time to construct, and in this example, an attempt was made to solve this problem by using a fluorescent probe based on an antibody-binding protein. For this purpose, an attempt was made to produce an antibody-binding fluorescent probe using a cell-free protein synthesis system. Specifically, a fluorescent dye (TAMRA) is introduced near its N-terminal, and Protein G (B1 domain, PG-B1), and Protein A (D domain, PA-D) and PG-B1 are two types of linkers. A total of three types of fluorescent probes were prepared by binding via the. In the probe having PA-D and PG-B1, two kinds of linker sequences (G 4 S) 3 and (DDAKK) 4 were inserted between them. (G 4 S) 3 Linker is a flexible linker with few side chains consisting of 3 repeats of 1 unit composed of 4 glycine and 1 serine amino acid sequences, and (DDAKK) 4 Linker is more This linker is expected to have a linear α-helix structure. PA-D can be found in VH sites of certain human antibodies (VH3) (JL Hillson, NS Karr, IR Oppliger, M Mannik, and EH Sasso, J. Exp. Med. 178 (1), 331-336, 1993. ;....... M Graille et al, Proc Natl Acad Sci 97 (10) 5399-5404, 2000), PG-B1 binds to C H 1 region of most IgG antibody (JP Derrick, and DB Wigley, J. Mol. Biol. 243 (5), 906-918, 1994.) Therefore, it is expected that the binding ability is synergistically increased by arranging them in tandem at an appropriate distance. Therefore, a cell-free expression system for a total of three types of fluorescent probes was constructed, probes in which TAMRA dyes were introduced by the aforementioned unnatural amino acid introduction method were synthesized, and the binding ability between these and antibodies was verified.

I. 抗体結合蛍光プローブの構築及び合成
1. 蛍光プローブA、B及びCのコンストラクトの構築
Protein AのDドメイン、及びProtein GのB1ドメインの遺伝子に適宜リンカー配列を介した以下の三種類の蛍光プローブのコンストラクトを構築した。図3に蛍光プローブA、B及びCの配列構造を示す。なお、以下配列中ではPA-DをPA、PG-B1をPGと表記する。
A ProX-PG-His6
B ProX-PA-(G4S)3-PG-His6
C ProX-PA-(DDAKK)4-PG-His6
I. Construction and synthesis of antibody-bound fluorescent probes Construction of constructs of fluorescent probes A, B and C
The following three types of fluorescent probe constructs were constructed through appropriate linker sequences in the D domain of Protein A and the B1 domain of Protein G. FIG. 3 shows the arrangement structure of the fluorescent probes A, B and C. In the following sequences, PA-D is referred to as PA and PG-B1 is referred to as PG.
A ProX-PG-His 6
B ProX-PA- (G 4 S) 3 -PG-His 6
C ProX-PA- (DDAKK) 4 -PG-His 6

コンストラクトの構築には、以下のプライマーを用いた。
ProX-PGB1back : 5’- TAGTCTAATGAGACCGCCCGCGACTTACAAATTAATC-3’(配列番号9)
His-PGB1for : 5’-TGATGATGAGAACCCCCCCCTTCCAGTAACTGTAAAGGTC-3’(配列番号10)
ProX-PA: 5’-TAGTCTAATGAGACCGCGCAACAAAATAACTTC-3’ (配列番号11)
PA-GS3 : 5’-GCTGCCACCTCCGCCTGAACCGCCTCCACCTGCTTGAGATTCGTTTAAT-3’(配列番号12)
PA-DDAKK4 : 5’-CGCGTCGTCCTTCTTGGCATCATCTTTTTTTTAGCATCATCTGCTTGAGATTCGTTTAATTT-3’(配列番号13)
GS3-PG :5’-GGCGGAGGTGGCAGCGGCGGTGGCGGGTCGGCCGCGACTTACAAATTAATCCT-3’(配列番号14)
DDAKK4-PG : 5’-GCCAAGAAGGACGACGCGAAAAAAGATGATGCTAAAAAAGCCGCGACTTACAAATTAATCCT-3’(配列番号15)
PGNcoBack : 5’-TCGCGCCATGGCGACTTACAAATTAATCCTTAAT-3’(配列番号16)
ProxNcofor : 5’-GACGTCCATGGTCTCATTAGACTAGTTTAC-3’(配列番号17)
The following primers were used for constructing the construct.
ProX-PGB1back: 5'-TAGTCTAATGAGACCGCCCGCGACTTACAAATTAATC-3 '(SEQ ID NO: 9)
His-PGB1for: 5'-TGATGATGAGAACCCCCCCCTTCCAGTAACTGTAAAGGTC-3 '(SEQ ID NO: 10)
ProX-PA: 5'-TAGTCTAATGAGACCGCGCAACAAAATAACTTC-3 '(SEQ ID NO: 11)
PA-GS3: 5'-GCTGCCACCTCCGCCTGAACCGCCTCCACCTGCTTGAGATTCGTTTAAT-3 '(SEQ ID NO: 12)
PA-DDAKK4: 5'-CGCGTCGTCCTTCTTGGCATCATCTTTTTTTTAGCATCATCTGCTTGAGATTCGTTTAATTT-3 '(SEQ ID NO: 13)
GS3-PG: 5'-GGCGGAGGTGGCAGCGGCGGTGGCGGGTCGGCCGCGACTTACAAATTAATCCT-3 '(SEQ ID NO: 14)
DDAKK4-PG: 5'-GCCAAGAAGGACGACGCGAAAAAAGATGATGCTAAAAAAGCCGCGACTTACAAATTAATCCT-3 '(SEQ ID NO: 15)
PGNcoBack: 5'-TCGCGCCATGGCGACTTACAAATTAATCCTTAAT-3 '(SEQ ID NO: 16)
ProxNcofor: 5'-GACGTCCATGGTCTCATTAGACTAGTTTAC-3 '(SEQ ID NO: 17)

実験に使用した大腸菌は以下の通りである。
XL10-Gold (Kanr): Tetr, Δ(mcrA)183, TYKLILNGKTLKGETTTEAVDAATAEKVFKQYANDNGVDGEWTYDDATKTFTVTE (mcrCB-hsdSMR-mrr)173, endA1, supE44, thi-1, recA1, gyrA96, relA1, lac, Hte, [F’ proAB, lacIqZΔM15, Tn10 (Tetr), Tn5 (Kanr), Amy]
JM109 : recA1, endA1, gyrA96, thi-1, hsdR17(rK- mK+), e14-(mcrA-), supE44, relA1, Δ (lac-proAB)/F'〔traD36, proAB+, lac Iq, lacZΔM15〕
The E. coli used in the experiment is as follows.
XL10-Gold (Kan r ): Tet r , Δ (mcrA) 183, TYKLILNGKTLKGETTTEAVDAATAEKVFKQYANDNGVDGEWTYDDATKTFTVTE (mcrCB-hsdSMR-mrr) 173, endA1, supE44, thi-1, recA1, gyrA96, relA1, lac, te lacI q ZΔM15, Tn10 (Tet r ), Tn5 (Kan r ), Amy]
JM109: recA1, endA1, gyrA96, thi-1, hsdR17 (rK - mK +), e14 - (mcrA -), supE44, relA1, Δ (lac-proAB) / F ' [traD36, proAB +, lac I q , lacZΔM15)

大腸菌の培養には適切な抗生物質を含むLB培地またはSOC培地を用いた。形質転換は、塩化カルシウム法、またはエレクトロポレーション法で行った。プラスミド精製は、PureYieldTM Plasmid Miniprep System (Promega)を用いて行った。 For culture of E. coli, LB medium or SOC medium containing an appropriate antibiotic was used. Transformation was performed by the calcium chloride method or the electroporation method. Plasmid purification was performed using the PureYield Plasmid Miniprep System (Promega).

1−1. 蛍光プローブB及びCのコンストラクトの構築
それぞれProtein G、Protein Aの一部を含む鋳型DNAであるPG-VL (C Suzuki, H Ueda, W Mahoney and T Nagamune, Anal. Biochem. 286(2), 238-246, 2000.)及びPA LcLuc(Y Maeda et al., Anal. Biochem. 249, 147-152, 1997.)を上記のプライマーを適宜用い、KOD FX polymerase (Takara-Bio)によりPCR反応を行った。この産物を1.2%アガロースゲルにより電気泳動し、目的のバンドを切り出し、Wizard SV gel extraction kit (Promega)により精製を行った。これにより、以下のDNA断片を合成した。
1 ProX-PA-(G4S)3
2 ProX-PA-(DDAKK)4
3 (G4S)3-PG-His6
4 (DDAKK)4-PG-His6
5 ProX-PG- His6
1-1. Construction of constructs of fluorescent probes B and C PG-V L (C Suzuki, H Ueda, W Mahoney and T Nagamune, Anal. Biochem. 286 (2), which is a template DNA containing part of Protein G and Protein A, respectively. 238-246, 2000.) and PA LcLuc (Y Maeda et al., Anal. Biochem. 249, 147-152, 1997.) using the above primers as appropriate, and PCR reaction with KOD FX polymerase (Takara-Bio). went. This product was electrophoresed on a 1.2% agarose gel, and the target band was excised and purified by Wizard SV gel extraction kit (Promega). Thereby, the following DNA fragments were synthesized.
1 ProX-PA- (G 4 S) 3
2 ProX-PA- (DDAKK) 4
3 (G 4 S) 3 -PG-His 6
4 (DDAKK) 4 -PG-His 6
5 ProX-PG- His 6

次に、外側の2種類のプライマーと2種類のtemplateを用いたOverlap Extension PCRを行うことにより、合成された上記のDNA断片の1と3より蛍光プローブBのDNA断片を合成し、上記のDNA断片の2と4より蛍光プローブCのDNA断片を合成した。そして、これらを制限酵素NcoIとSmaIで切断したpROX-FL92.1amber (プロテインエクスプレス)と混合しIn-fusion反応させた後、JM109又はXL-10 Goldを形質転換し、LBAプレート培地にて37℃で一晩培養した。翌日、生えたコロニーから数クローンを選んで4 ml LBA培地にて培養後、プラスミドの少量抽出を行い、その塩基配列を調べた。また、同時に濃度測定も行い、蛍光プローブ合成の際のDNA量の指標とした。合成した蛍光プローブの濃度を測定する際は、既知濃度のTAMRA色素を検量線として用いて蛍光プレートリーダー(TECAN社 GEnNios Pro)を用いて535 nmで励起し、590 nmで測定を行った。   Next, by performing overlap extension PCR using two types of outer primers and two types of templates, a DNA fragment of fluorescent probe B is synthesized from 1 and 3 of the above synthesized DNA fragments, and the above DNA A DNA fragment of fluorescent probe C was synthesized from fragments 2 and 4. These were mixed with pROX-FL92.1amber (Protein Express) cleaved with restriction enzymes NcoI and SmaI, and subjected to In-fusion reaction. Then, JM109 or XL-10 Gold was transformed, and 37 ° C in an LBA plate medium. Incubated overnight. The next day, several clones were selected from the grown colonies, cultured in 4 ml LBA medium, a small amount of plasmid was extracted, and the nucleotide sequence was examined. Concentration measurement was also performed at the same time, which was used as an indicator of the amount of DNA during the fluorescent probe synthesis. When measuring the concentration of the synthesized fluorescent probe, a TAMRA dye with a known concentration was used as a calibration curve, excitation was performed at 535 nm using a fluorescence plate reader (TEEn GEnNios Pro), and measurement was performed at 590 nm.

なお、In-Fusion 反応とは、ベクターとインサートの末端に設定する相同な配列(15塩基)間を融合させる、一般的な相同組換えとは異なる特徴的な反応である。プライマーの設計によりベクターの末端とインサートの末端15塩基を相同配列にすれば、制限酵素処理をすることなくインサートをベクターに組み込むことができる。In-Fusion Advantage PCR Cloning KitおよびIn-Fusion HD Cloning Kit (Clontech)をそれぞれ以下のプロトコルで使用した。
In-Fusion Advantage PCR Cloning Kit
PCR product (insert)・・・100 ng
Linear Vector ・・・100 ng
5× In-Fusion Reaction Buffer ・・・2μl
In-Fusion Enzyme・・・1μl
Nuclease Free Water:up to 10 μl
この混合液を37℃で15分放置した後、直ちに温度を50℃に変え15分放置した。
In-Fusion HD PCR Cloning Kit
PCR product (insert)・・・10-100 ng
Linear vector ・・・50-100 ng
5× In-Fusion HD Enzyme Premix ・・・2μl
Nuclease-free Water:up to 10 μl
この混合液を50℃で15分放置した。反応はThermal Cyclerで行った。
The In-Fusion reaction is a characteristic reaction different from general homologous recombination in which a homologous sequence (15 bases) set at the end of the vector and the insert is fused. By making the end of the vector and the end of the insert 15 bases into homologous sequences by designing the primer, the insert can be incorporated into the vector without any restriction enzyme treatment. In-Fusion Advantage PCR Cloning Kit and In-Fusion HD Cloning Kit (Clontech) were used with the following protocols, respectively.
In-Fusion Advantage PCR Cloning Kit
PCR product (insert) ・ ・ ・ 100 ng
Linear Vector ・ ・ ・ 100 ng
5 × In-Fusion Reaction Buffer ・ ・ ・ 2μl
In-Fusion Enzyme ・ ・ ・ 1μl
Nuclease Free Water: up to 10 μl
The mixture was allowed to stand at 37 ° C. for 15 minutes, and immediately the temperature was changed to 50 ° C. and left for 15 minutes.
In-Fusion HD PCR Cloning Kit
PCR product (insert) ・ ・ ・ 10-100 ng
Linear vector ・ ・ ・ 50-100 ng
5 × In-Fusion HD Enzyme Premix ・ ・ ・ 2μl
Nuclease-free Water: up to 10 μl
The mixture was left at 50 ° C. for 15 minutes. The reaction was performed on a Thermal Cycler.

1〜5のDNA断片を合成するPCRの電気泳動、これらを用いたOverlap PCR、pROX-FL92amberとのin-fusion反応、そして大腸菌への形質転換後のプラスミドの塩基配列の確認により、目的の蛍光プローブB及びCのプラスミドDNAの作製が行われたことが確認された。   The target fluorescence is obtained by electrophoresis of PCR to synthesize 1 to 5 DNA fragments, overlap PCR using them, in-fusion reaction with pROX-FL92amber, and confirmation of the nucleotide sequence of the plasmid after transformation into E. coli. It was confirmed that plasmid DNAs for probes B and C were prepared.

1−2. 蛍光プローブAの構築
蛍光プローブB及びCがpROX vectorに組み込まれたプラスミドからProtein A、及びリンカー配列を取り除くことにより蛍光プローブAのプラスミドを作製した。まず、蛍光プローブB及びCのプラスミドをPGNcoBack、ProxNcoforのプライマーを用いてKOD FX polymerase によりPCRを行い、不要な配列を取り除きかつNcoI切断部位を両末端に導入した。この産物を1.2%アガロースゲルにより電気泳動し、精製を行った。増幅したバンドを制限酵素NcoIにより37℃、2時間処理した。これを精製後、Ligation Mix (Nippon Gene)を用いてセルフライゲーションを行った。XL-10 Goldセルへの形質転換後、LBAプレート培地にて37℃で一晩培養した。翌日、生えたコロニーから数クローンを選んで4ml LBA培地にて培養後、プラスミドの少量抽出を行い、その塩基配列を調べた。また、同時に濃度測定も行い、蛍光プローブ合成の際のDNA量の指標とした。
1-2. Construction of fluorescent probe A A plasmid of fluorescent probe A was prepared by removing Protein A and the linker sequence from the plasmid in which fluorescent probes B and C were incorporated into the pROX vector. First, the plasmids of the fluorescent probes B and C were subjected to PCR with KOD FX polymerase using PGNcoBack and ProxNcofor primers, unnecessary sequences were removed, and NcoI cleavage sites were introduced at both ends. This product was purified by electrophoresis through a 1.2% agarose gel. The amplified band was treated with the restriction enzyme NcoI at 37 ° C. for 2 hours. After purification, self ligation was performed using Ligation Mix (Nippon Gene). After transformation into XL-10 Gold cells, the cells were cultured overnight at 37 ° C. in LBA plate medium. On the next day, several clones were selected from the grown colonies, cultured in 4 ml LBA medium, a small amount of plasmid was extracted, and the nucleotide sequence was examined. Concentration measurement was also performed at the same time, which was used as an indicator of the amount of DNA during the fluorescent probe synthesis.

1−1で合成されたプラスミドを用いたPCR、制限酵素処理、ライゲーション、大腸菌への形質転換後のプラスミドの塩基配列の確認により、目的の蛍光プローブAのプラスミドの作製が行われたことが確認された。   Confirmation that the plasmid of the target fluorescent probe A was prepared by PCR using the plasmid synthesized in 1-1, restriction enzyme treatment, ligation, and confirmation of the base sequence of the plasmid after transformation into E. coli. It was done.

1−3. A、B及びCの蛍光プローブタンパク質の合成
蛍光プローブA、B及びCのプラスミドを用い、無細胞合成系のRYTS kit(プロテインエクスプレス)を用い、下記の溶液を混合して合成し、蛍光色素としてTAMRAを導入したプローブを得た。
(1) E. coli Lysate:16.5μl
(2) 2×Reaction Mix:25μl
(3) Methionine:0.5μl
(4) Enzyme Mix:2.5μl
(5) TAMRA−tRNA:5μl
(6) Template plasmid:160 ng
(7) Nuclease-free Water:up to 50μl
1-3. Synthesis of fluorescent probe proteins of A, B, and C Using the plasmids of fluorescent probes A, B, and C, using a cell-free synthetic system RYTS kit (Protein Express), the following solutions are mixed and synthesized as fluorescent dyes A probe incorporating TAMRA was obtained.
(1) E. coli Lysate: 16.5μl
(2) 2 × Reaction Mix: 25μl
(3) Methionine: 0.5μl
(4) Enzyme Mix: 2.5μl
(5) TAMRA-tRNA: 5 μl
(6) Template plasmid: 160 ng
(7) Nuclease-free Water: up to 50μl

なお、(5)のTAMRA−tRNAはTAMRA-tRNAを、1チューブにつき30μlのbufferで溶解したものである。この混合液をピペッティングにて混ぜた後、2時間25℃〜30℃で反応させた。   TAMRA-tRNA (5) is obtained by dissolving TAMRA-tRNA in 30 μl of buffer per tube. This mixture was mixed by pipetting and then reacted at 25 ° C. to 30 ° C. for 2 hours.

その後、His SpinTrapTMカラムを用いた固定化金属アフィニティ精製により精製を行い、Amicon Ultra- 0.5 deviceで0.05% Tween20を含むPBS (10 mM リン酸ナトリウム,147 mM NaCl, 2.7 mM KCl, pH 7.2、以下PBSTと呼ぶ)にbuffer交換した後、SDS-PAGEにてタンパク質の発現を確認し、GENios Proを用いてTAMRAの濃度の検量線を作成、合成された蛍光プローブの濃度を計算した。 Subsequently, purification was performed by immobilized metal affinity purification using a His SpinTrap TM column, and PBS containing 0.05% Tween20 with Amicon Ultra-0.5 device (10 mM sodium phosphate, 147 mM NaCl, 2.7 mM KCl, pH 7.2, below) After exchanging the buffer with PBST), protein expression was confirmed by SDS-PAGE, a calibration curve of TAMRA concentration was created using GENios Pro, and the concentration of the synthesized fluorescent probe was calculated.

SDS-PAGEのUV照射観察結果を図4に示した。これより、それぞれのプローブタンパク質が合成されていることが確認できた。また、TAMRAを用いて検量線を引いた結果を図5に示す。   The results of SDS-PAGE UV irradiation observation are shown in FIG. This confirmed that each probe protein was synthesized. Moreover, the result of having drawn the calibration curve using TAMRA is shown in FIG.

II. 抗体結合蛍光プローブの結合能の検証
蛍光プローブA、B及びCとIgG抗体の結合をELISAで測定した。
以下のように合成した各プローブと、IgGの結合能を調べた。
II. Verification of binding ability of antibody-binding fluorescent probe Binding of fluorescent probes A, B, and C to IgG antibody was measured by ELISA.
The binding ability of each probe synthesized as follows and IgG was examined.

ELISAプレートに希釈されたマウス抗ドウモイ酸モノクローナル抗体(subclass IgG1)を固定化、20% Immunoblockを含むPBS (20% IPBS)でブロッキングした後、 PBSTで20倍希釈した各蛍光プローブを加え一晩4℃で静置、次の日に5% Immunoblockを含むPBS(以下5% IPBSと呼ぶ)で2000倍希釈したAnti-His HRPを加え、3時間静置後、酵素反応溶液を加え5分反応させた後反応を停止させ、吸光度を測定した。   Immobilize mouse anti-domoic acid monoclonal antibody (subclass IgG1) diluted in ELISA plate, block with PBS containing 20% Immunoblock (20% IPBS), add each fluorescent probe diluted 20-fold with PBST overnight 4 Allow to stand at ℃, and add Anti-His HRP diluted 2000 times with PBS containing 5% Immunoblock on the next day (hereinafter referred to as 5% IPBS), let stand for 3 hours, add enzyme reaction solution and react for 5 minutes. After that, the reaction was stopped and the absorbance was measured.

ELISA実験の結果のグラフを図6に示した。これより、合成した各々の蛍光プローブにおいて、マウスIgG1抗体との結合能が認められた。   A graph of the results of the ELISA experiment is shown in FIG. From this, it was confirmed that each synthesized fluorescent probe was capable of binding to mouse IgG1 antibody.

実施例2 改良蛍光プローブの構築及び合成、並びに抗体との結合能の検証
実施例1で、合成した蛍光プローブとIgG抗体の結合能が示された。本実施例では、実施例1で作製した蛍光プローブB及びCのコンストラクトを応用し、さらに蛍光色素が導入されるProX tagとProtein Aの配列の間にリンカーを介した、色素が抗体と立体構造的により相互作用しうるプローブを作製した。また、このリンカー配列は複数のものを検討し、異なる長さを用いたGSリンカー及び、タンパク質中で左巻きヘリックスを形成するプロリンが連続したプロリンリンカーを用いた。
Example 2 Construction and synthesis of improved fluorescent probe and verification of binding ability with antibody In Example 1, the binding ability of the synthesized fluorescent probe and IgG antibody was shown. In this example, the constructs of the fluorescent probes B and C prepared in Example 1 are applied, and the dye and the three-dimensional structure are linked via a linker between the sequence of ProX tag and Protein A into which the fluorescent dye is introduced. Probes were created that could interact better. In addition, a plurality of linker sequences were examined, and a GS linker using different lengths and a proline linker in which a proline forming a left-handed helix in the protein was continuous were used.

また、実施例1においてはIgG抗体のみと結合能を調べたが、本実施例ではQuenchbody (WO2011/061944号公報)としての応答性が高いとされる抗BGP Fab抗体断片を合成し、新たに作製し合成したプローブとの結合能を調べた。   In Example 1, the binding ability was examined only with the IgG antibody. In this example, an anti-BGP Fab antibody fragment having high responsiveness as Quenchbody (WO2011 / 061944) was synthesized and newly synthesized. The binding ability with the prepared and synthesized probe was examined.

I. 改良蛍光プローブの構築及び合成
実施例1で作製した蛍光プローブB及びCのプローブのプラスミドDNAを鋳型とし、ProXtagとPA-DまたはPG-B1の間にリンカー配列を挿入した以下のようなコンストラクトを構築した(図7)。
D ProX-(G4S)2-PA-(G4S)3-PG-His6
E ProX-P8- PA-(G4S)3-PG-His6
F ProX-(G4S)2-PA-(DDAKK)4-PG-His6
G ProX-P8- PA-(DDAKK)4-PG-His6
H ProX-(G4S)5-PA-(G4S)3-PG-His6
I ProX-(G4S)5- PA-(DDAKK)4-PG-His6
I. Construction and Synthesis of Improved Fluorescent Probe The following construct in which a linker sequence is inserted between ProXtag and PA-D or PG-B1 using the plasmid DNA of the fluorescent probes B and C prepared in Example 1 as a template Constructed (Figure 7).
D ProX- (G 4 S) 2 -PA- (G 4 S) 3 -PG-His 6
E ProX-P 8 -PA- (G 4 S) 3 -PG-His 6
F ProX- (G 4 S) 2 -PA- (DDAKK) 4 -PG-His 6
G ProX-P 8 -PA- (DDAKK) 4 -PG-His 6
H ProX- (G 4 S) 5 -PA- (G 4 S) 3 -PG-His 6
I ProX- (G 4 S) 5 -PA- (DDAKK) 4 -PG-His 6

コンストラクトの構築には、以下のプライマーを用いた。
GSx2PAback : 5’-GGGCGGCGGCAGCGGTGGAGGTTCAACCGCGCAACAAAATAACTTC-3’(配列番号18)
GS3x1PXfor : 5’-CGCTGCCGCCGCCCTCATTAGACTAGTTTACTTC-3’(配列番号19)
Px8PAback : 5’-GCCGCCGCCGCCGCCTCCACCTCCAACCGCGCAACAAAATAACTTC-3’(配列番号20)
Px4ProXfor: 5’-GCGGCGGCGGCGGCTCATTAGACTAGTTTACTTC-3’(配列番号21)
G3Sx3PAback : 5’-GGGCGGCGGCAGCGGTGGAGGTTCAGGAGGTGGATCAACCGCGCAACAAAATAACTTC-3’(配列番号22)
G3Sx3PXfor: 5’-CGCTGCCGCCGCCCGAACCGCCTCCGCTACCACCACCCTCATTAGACTAGTTTACTTC-3’(配列番号23)
The following primers were used for constructing the construct.
GSx2PAback: 5'-GGGCGGCGGCAGCGGTGGAGGTTCAACCGCGCAACAAAATAACTTC-3 '(SEQ ID NO: 18)
GS3x1PXfor: 5'-CGCTGCCGCCGCCCTCATTAGACTAGTTTACTTC-3 '(SEQ ID NO: 19)
Px8PAback: 5'-GCCGCCGCCGCCGCCTCCACCTCCAACCGCGCAACAAAATAACTTC-3 '(SEQ ID NO: 20)
Px4ProXfor: 5'-GCGGCGGCGGCGGCTCATTAGACTAGTTTACTTC-3 '(SEQ ID NO: 21)
G3Sx3PAback: 5'-GGGCGGCGGCAGCGGTGGAGGTTCAGGAGGTGGATCAACCGCGCAACAAAATAACTTC-3 '(SEQ ID NO: 22)
G3Sx3PXfor: 5'-CGCTGCCGCCGCCCGAACCGCCTCCGCTACCACCACCCTCATTAGACTAGTTTACTTC-3 '(SEQ ID NO: 23)

まず、蛍光プローブB及びCプラスミドDNAを鋳型とし、適宜上記のプライマーを用いKOD FX polymeraseによりPCR反応を行った。この産物を1.2%アガロースゲルにより電気泳動し、目的のバンドを切り出し精製を行った。これを制限酵素DpnIにより37℃、1時間処理することにより、溶液中に残ったメチル化鋳型DNAを切断した。制限酵素処理されたDNAでXL-10Goldを形質転換し、LBAプレート培地にて37℃で一晩培養した。PCRで用いたプライマーセットは、あらかじめ末端配列同士が相補的になるよう設計されているので、線状DNAは末端がアニールし環状になった状態で形質転換され、菌体内で完全な二本鎖プラスミドに修復される。翌日、生えたコロニーから数クローンを選んで4ml LBA培地にて培養後、プラスミド少量抽出を行い、その塩基配列を調べた。また、同時に濃度測定も行い、蛍光プローブ合成の際のDNA量の指標とした。   First, PCR reaction was performed with KOD FX polymerase using fluorescent probes B and C plasmid DNA as templates and using the above primers as appropriate. This product was electrophoresed on a 1.2% agarose gel, and the target band was excised and purified. By treating this with the restriction enzyme DpnI at 37 ° C. for 1 hour, the methylated template DNA remaining in the solution was cleaved. XL-10Gold was transformed with restriction enzyme-treated DNA and cultured overnight at 37 ° C. in LBA plate medium. The primer set used in PCR is designed so that the terminal sequences are complementary to each other in advance, so that the linear DNA is transformed with the ends annealed into a circular shape and is completely double-stranded in the cell. Repaired to plasmid. On the next day, several clones were selected from the grown colonies, cultured in 4 ml LBA medium, a small amount of plasmid was extracted, and the nucleotide sequence was examined. Concentration measurement was also performed at the same time, which was used as an indicator of the amount of DNA during the fluorescent probe synthesis.

実施例1と同様の方法でプローブタンパク質C、F及びIの合成を行った。
蛍光プローブB及びCのプラスミドDNAを鋳型としたPCR反応によりpROX vectorに挿入し大腸菌に形質転換したプラスミドの塩基配列の確認の結果、目的のD〜IのプラスミドDNAの構築が確認された。
Probe proteins C, F and I were synthesized in the same manner as in Example 1.
As a result of confirmation of the base sequence of the plasmid inserted into the pROX vector by the PCR reaction using the plasmid DNAs of the fluorescent probes B and C as a template and transformed into Escherichia coli, the construction of the target plasmid DNAs D to I was confirmed.

合成した蛍光プローブD〜IのSDS-PAGEの結果を図8に示した。これより、それぞれのプローブタンパク質が合成されていることが確認できた。また、TAMRAを用いて検量線を引いた結果を図9に示す。   The results of SDS-PAGE of the synthesized fluorescent probes D to I are shown in FIG. This confirmed that each probe protein was synthesized. Moreover, the result of having drawn the calibration curve using TAMRA is shown in FIG.

II. 抗オステオカルシン(BGP)Fab断片の調製、及び抗原結合能の確認
(1) 抗BGP Fab断片の調製
抗オステオカルシン(Bone Gla protein, BGP)抗体であるKTM219のFab抗体断片調製は、J H Dong, M Ihara, and H Ueda, Anal. Biochem. 386, 36-44, 2009.に従い行った。
II. Preparation of anti-osteocalcin (BGP) Fab fragment and confirmation of antigen binding ability
(1) Preparation of anti-BGP Fab fragment Preparation of Fab antibody fragment of KTM219, which is an anti-osteocalcin (Bone Gla protein, BGP) antibody, was carried out by JH Dong, M Ihara, and H Ueda, Anal. Biochem. 386, 36-44, 2009. Went according to.

pDong1(KTM219)を用いてタンパク質を発現させ、Talonカラムによる精製後SDS-PAGEを行った結果を図10に示す。これより、目的のFab断片に相当する分子量(30 kd)のタンパク質が大腸菌内のペリプラズムにおいて発現し、これを得られたことを確認した。   FIG. 10 shows the results of SDS-PAGE after the protein was expressed using pDong1 (KTM219) and purified with a Talon column. From this, it was confirmed that a protein having a molecular weight (30 kd) corresponding to the target Fab fragment was expressed in the periplasm in E. coli and obtained.

(2) 抗BGP Fab抗体の抗原結合能確認
実施例1のELISA測定方法により、合成されたFab抗体とこれに対するBGP抗原の結合能を調べた。
(2) Confirmation of antigen binding ability of anti-BGP Fab antibody By the ELISA measurement method of Example 1, the binding ability of the synthesized Fab antibody and the BGP antigen thereto was examined.

ELISAプレートにStreptavidin (10μg/ml)を固定化、ブロッキング後、5% IPBSで4000倍希釈されたビオチン化BGP抗原を加え1時間静置した。その後5% IPBSで希釈された、(1)で合成したFab抗体(2μg/ml)を加え、1時間静置後、5% IPBSで8000倍希釈されたα-His HRP及び5% IPBSで3000倍希釈されたα-FLAG HRPを加え、一時間静置した。その後酵素反応溶液を加え5分間反応させた後反応を停止させ、吸光度を測定した。   Streptavidin (10 μg / ml) was immobilized on an ELISA plate, blocked, biotinylated BGP antigen diluted 4000 times with 5% IPBS was added, and allowed to stand for 1 hour. Thereafter, the Fab antibody (2 μg / ml) synthesized in (1) diluted with 5% IPBS was added, and after standing for 1 hour, α-His HRP diluted 8000 times with 5% IPBS and 3000 with 5% IPBS Double-diluted α-FLAG HRP was added and allowed to stand for 1 hour. Thereafter, the enzyme reaction solution was added and allowed to react for 5 minutes. Then, the reaction was stopped, and the absorbance was measured.

結果を図9に示す。合成したFab断片中に存在するFLAGタグ(図11A)及びHisタグ(図11B)に対する二次抗体で検出されているので、これより合成されたFabは抗原BGPペプチドを認識し結合能を有することが分かった。   The results are shown in FIG. Since it is detected with a secondary antibody against the FLAG tag (FIG. 11A) and His tag (FIG. 11B) present in the synthesized Fab fragment, the Fab synthesized therefrom has the ability to recognize and bind to the antigen BGP peptide. I understood.

III. 蛍光プローブC、F及びIとIgG及びFab断片との結合能の確認
実施例1のELISA測定方法に従い、以下のように合成したプローブC、F及びIと、ヒトIgG及び合成した抗BGP Fab抗体との結合能を調べた。
III. Confirmation of binding ability between fluorescent probes C, F and I and IgG and Fab fragments According to the ELISA measurement method of Example 1, probes C, F and I synthesized as follows, human IgG and synthesized anti-BGP Fab antibody The binding ability to was investigated.

(1)蛍光プローブとヒトIgG及びFabとの結合ELISA (抗体固定化)
ELISAプレートにPBSで希釈したhuman IgG (2μg/ml)及び抗BGP Fab (3.3μg/ml)を4℃で一晩おいて固定化し、20% IPBSでブロッキングした後、蛍光プローブをwellあたり1.5μl,PBSTで希釈して加え一晩4℃で静置した。次に5% IPBSで希釈されたウサギ抗TAMRA抗体 (2.5μg/ml)を加え、1時間静置後、5% IPBSで6000倍希釈したHRP標識抗ウサギIgGを加え、2時間静置後、酵素反応溶液を加え反応させた後反応を停止させ、吸光度を測定した。
(1) ELISA for binding fluorescent probes to human IgG and Fab (antibody immobilization)
Human IgG (2 μg / ml) and anti-BGP Fab (3.3 μg / ml) diluted with PBS were immobilized on an ELISA plate overnight at 4 ° C., blocked with 20% IPBS, and 1.5 μl of fluorescent probe per well , Diluted with PBST and added overnight at 4 ° C. Next, a rabbit anti-TAMRA antibody (2.5 μg / ml) diluted with 5% IPBS was added, allowed to stand for 1 hour, HRP-labeled anti-rabbit IgG diluted 6000 times with 5% IPBS was added, and allowed to stand for 2 hours. After the enzyme reaction solution was added and reacted, the reaction was stopped and the absorbance was measured.

ELISAの結果のグラフを図12に示す。いずれのプローブもヒトIgG及び抗BGP Fab(マウスヒトキメラ抗体)との結合能を持つことがわかった。なお、酵素反応時間は7分である。   A graph of the ELISA results is shown in FIG. Both probes were found to have the ability to bind to human IgG and anti-BGP Fab (mouse human chimeric antibody). The enzyme reaction time is 7 minutes.

(2)蛍光プローブとFabの結合ELISA (抗原固定化)
ELISAプレートにStreptavidin (10μg/ml)をPBS中4℃で一晩置いて固定化し、20% IPBSでブロッキング後、5% IPBSで4000倍希釈したビオチン化BGP-C12ペプチド抗原を加え1時間静置した。その後PBST中抗BGP Fab (3.3μg/ml)を加え、1時間静置し、蛍光プローブを各wellにつき1.5μl入るようPBSTで希釈し加え一晩4℃で静置した。次に5%IPBSで希釈したウサギ抗TAMRA抗体(2.5μg/ml)を加え、1時間静置後、5% IPBSで6000倍希釈したHRP標識抗ウサギIgGを加え、2時間静置後、酵素反応溶液を加えた後反応を停止させ、吸光度を測定した。
(2) Fluorescent probe and Fab binding ELISA (antigen immobilization)
Streptavidin (10μg / ml) was immobilized on an ELISA plate at 4 ° C overnight in PBS. After blocking with 20% IPBS, biotinylated BGP-C12 peptide antigen diluted 4000 times with 5% IPBS was added and allowed to stand for 1 hour. did. Thereafter, anti-BGP Fab (3.3 μg / ml) in PBST was added and allowed to stand for 1 hour. The fluorescent probe was diluted with PBST so that 1.5 μl of each well was added and allowed to stand overnight at 4 ° C. Next, add rabbit anti-TAMRA antibody (2.5 μg / ml) diluted with 5% IPBS, let stand for 1 hour, add HRP-labeled anti-rabbit IgG diluted 6000 times with 5% IPBS, let stand for 2 hours, After adding the reaction solution, the reaction was stopped and the absorbance was measured.

結果のグラフを図13に示した。これより、いずれのプローブも抗BGP Fabと抗原結合状態で結合できること、うち蛍光プローブIが一番高い結合能を持つことが示唆された。   The resulting graph is shown in FIG. This suggests that any of the probes can bind to the anti-BGP Fab in an antigen-bound state, and that fluorescent probe I has the highest binding ability.

実施例3 大腸菌を用いた蛍光プローブの合成、各種抗体との結合、及び蛍光測定
実施例1及び2においては蛍光プローブの合成はRYTS kitを用いて無細胞系で行っていた。この方法には、簡便な操作で翻訳時に蛍光ラベルが出来るというメリットがある一方、得られるタンパク質量が少なく、可能な解析とその回数が限られるという問題があった。そこで、発現ベクターを大腸菌内大量発現系に適したもの(pET)に変更し、大腸菌の菌体内で非標識プローブを発現させ、これに化学修飾により蛍光色素ラベルする方法を試みた。なおこの際、あらかじめpROXにおいて非天然アミノ酸導入部位であったアンバーコドンをシステイン(Cys)をコードするコドンTGCに変えておいた。その後、発現・精製した非標識プローブと各種IgGとその断片との相互作用の速度論的解析を、SPRバイオセンサーを用いて行った。
Example 3 Synthesis of fluorescent probe using E. coli, binding to various antibodies, and fluorescence measurement In Examples 1 and 2, the fluorescent probe was synthesized in a cell-free system using RYTS kit. This method has a merit that a fluorescent label can be formed at the time of translation by a simple operation, but has a problem that the amount of protein obtained is small, and the possible analysis and the number of times are limited. Therefore, an expression vector was changed to one suitable for a large-scale expression system in Escherichia coli (pET), and an unlabeled probe was expressed in Escherichia coli, and a method of labeling with a fluorescent dye by chemical modification was attempted. At this time, the amber codon that was an unnatural amino acid introduction site in pROX was changed in advance to a codon TGC encoding cysteine (Cys). Thereafter, kinetic analysis of the interaction between the expressed and purified unlabeled probe and various IgG and fragments thereof was performed using an SPR biosensor.

また、蛍光色素導入部位のシステインに西洋わさびペルオキシダーゼ(HRP)を標識することにより、ELISAによる各種抗体との結合能評価を行った。   Further, by labeling cysteine at the fluorescent dye introduction site with horseradish peroxidase (HRP), the binding ability to various antibodies was evaluated by ELISA.

さらに、Cys部位に蛍光色素を化学修飾し、この蛍光プローブ溶液へのFab抗体の添加、それに続く抗原の添加による蛍光強度の変化を測定した。   Further, the fluorescent dye was chemically modified at the Cys site, and the change in fluorescence intensity due to the addition of Fab antibody to the fluorescent probe solution and subsequent addition of the antigen was measured.

本実施例では、以下の大腸菌を用いた。
BL21(DE3)pLysS: E. coli B F- dcm ompT hsdS(rB- mB-) gal λ (DE3) [pLysS Camr]a
また、プライマーは以下のものを用いた。
ProCXback: 5’- cgaaGTAAACTGCTCTAATGAG -3’(配列番号24)
pROX2FabQ-Bamfor: 5’- CGTCGTCCTTGTAGTCGGATCCACTAGTAACGGC -3’(配列番号25)
In the present example, the following E. coli was used.
BL21 (DE3) pLysS: E. coli B F- dcm ompT hsdS (r B -m B- ) gal λ (DE3) [pLysS Cam r ] a
The following primers were used.
ProCXback: 5'-cgaaGTAAACTGCTCTAATGAG-3 '(SEQ ID NO: 24)
pROX2FabQ-Bamfor: 5'- CGTCGTCCTTGTAGTCGGATCCACTAGTAACGGC -3 '(SEQ ID NO: 25)

1.蛍光プローブA〜IのpROXからpETベクターへの入れ替え
以下の方法で蛍光プローブA〜IのプラスミドのOpen Reading FrameをpROXからpETベクターに入れ替え、ならびにProXタグ中のアンバーコドンのCysコドンへの入れ替えを行った。
1. Replacement of fluorescent probes A to I from pROX to pET vector Replace the Open Reading Frame of the fluorescent probe A to I plasmid from pROX to pET vector and replace the amber codon in the ProX tag with Cys codon by the following method. went.

それぞれのプラスミドベクターを、ProCXback及びpROX2FabQ-BamforをプライマーとしてPCR反応を行った。この産物を1.2%アガロースゲルにより電気泳動し、目的のバンドを切り出し、精製を行った。また、pET32由来のProX(Cys)タグ付きFab断片発現ベクターpET FabQ Hd++をAgeI及びBamHIで制限酵素処理してFabをコードする断片を切除し、長い方のバンドを回収・精製を行った。各PCR断片とベクターとをIn-fusion反応させた後、BL21(DE3)pLysSを形質転換し、LBAC (34μg/ml クロラムフェニコールを含むLBA agar)プレートにて37℃で一晩培養した。得られたコロニーから数クローンを選んで4 ml LBAC培地にて培養後、プラスミドの少量抽出を行い、塩基配列が目的のものであることを確認した。なお、この操作により得られるタンパク質のORFは、ProXタグ中のコドン以外はこれまでと同一である。   Each plasmid vector was subjected to PCR reaction using ProCXback and pROX2FabQ-Bamfor as primers. This product was electrophoresed on a 1.2% agarose gel, and the target band was excised and purified. Further, the Fab fragment expression vector pET FabQ Hd ++ with pET32-derived ProX (Cys) tag was treated with restriction enzymes with AgeI and BamHI to excise the Fab-encoding fragment, and the longer band was collected and purified. Each PCR fragment and the vector were subjected to In-fusion reaction, then transformed with BL21 (DE3) pLysS, and cultured overnight at 37 ° C. on an LBAC (LBA agar containing 34 μg / ml chloramphenicol) plate. Several clones were selected from the obtained colonies, cultured in 4 ml LBAC medium, and a small amount of plasmid was extracted to confirm that the nucleotide sequence was the target. Note that the ORF of the protein obtained by this operation is the same as before except for the codon in the ProX tag.

2.非標識プローブタンパク質の調製
組み換えが成功した蛍光プローブC、F及びIのコロニーから各1クローンを選んで4 ml LBACにて一晩培養した後、この培地を1 ml取り、本培養用の0.1%グルコースを含む100 ml LBACに入れ、incubatorで200rpm、37℃で振とう培養をOD600が約0.5に達するまで行い、これに終濃度が1mMになるようイソプロピルチオガラクトピラノシドIPTGを加え、37℃で4時間振とう培養を行った。その後培養液を遠心管に移し、6000 rpm、10 min、4℃で遠心した後、沈殿を20 mlのTalon extraction bufferで懸濁し、超音波破砕機を用い可溶性タンパク質を調製した。その後これを11000 rpm、20 min、4℃で遠心し、抽出液を得た。実施例1と同様の方法によりTalonカラムによりタンパク質の精製を行い、SDS-PAGEにより目的タンパク質の量と純度を確認した。
2. Preparation of unlabeled probe protein One clone was selected from colonies of fluorescent probes C, F and I that had been successfully recombined, and cultured overnight in 4 ml LBAC. Then, 1 ml of this medium was taken and 0.1% for the main culture. Place in 100 ml LBAC containing glucose and shake culture at 200 rpm and 37 ° C with an incubator until OD 600 reaches about 0.5, add isopropylthiogalactopyranoside IPTG to a final concentration of 1 mM, 37 Cultured with shaking at 4 ° C for 4 hours. Thereafter, the culture solution was transferred to a centrifuge tube, centrifuged at 6000 rpm, 10 min, 4 ° C., the precipitate was suspended in 20 ml of Talon extraction buffer, and soluble protein was prepared using an ultrasonic crusher. Thereafter, this was centrifuged at 11000 rpm, 20 min, 4 ° C. to obtain an extract. The protein was purified using a Talon column by the same method as in Example 1, and the amount and purity of the target protein were confirmed by SDS-PAGE.

3.SPRバイオセンサーを用いたプローブと各種抗体の結合解析
Biacore 2000 (GE Healthcare)を用いた速度論解析を以下のように行った。リガンドとしてPA (Merck Millipore 539202)、PG’(Fluka 08062)(C R Goward, J P Murphy, T Atkinson, and D A Barstow, Biochem. J. 267, 171-177, 1990)及び非標識プローブCを10〜50μg/mlの濃度で、10 mM NaOAc溶液(pH 4.5、ただしPGはpH 3.0)に希釈した。これらをセンサーチップCM5にアミンカップリング法(ただし蛍光プローブCはProXタグ中のCysを用いたチオールカップリング法)により1000-5000 RU固定化した。アナライトとしては、各種IgG及びFabをHBS-EP溶液に12.5 nM〜200 nMの濃度に希釈し、これをセンサーチップに20μl/minの速度で順次流して各リガンドとの相互作用を測定した。その後、速度論的解析をBIAevaluation software 4.1を用いてLangmuirモデル又は物質移動律速を考慮したLangmuirモデルに基づくGlobal fitting法により行った。
3. Analysis of binding between probe and various antibodies using SPR biosensor
The kinetic analysis using Biacore 2000 (GE Healthcare) was performed as follows. PA (Merck Millipore 539202), PG '(Fluka 08062) (CR Goward, JP Murphy, T Atkinson, and DA Barstow, Biochem. J. 267, 171-177, 1990) and 10-50 μg of unlabeled probe C as ligands The solution was diluted in a 10 mM NaOAc solution (pH 4.5, but PG was pH 3.0) at a concentration of / ml. These were immobilized on the sensor chip CM5 by the amine coupling method (however, the fluorescent probe C was a thiol coupling method using Cys in the ProX tag) at 1000 to 5000 RU. As the analyte, various IgGs and Fabs were diluted in HBS-EP solution to a concentration of 12.5 nM to 200 nM, and this was sequentially passed through the sensor chip at a rate of 20 μl / min to measure the interaction with each ligand. After that, kinetic analysis was performed by BIAevaluation software 4.1 by Global fitting method based on Langmuir model or Langmuir model considering mass transfer rate limiting.

図14に、リガンドとして非標識プローブC(PAxPG)を、アナライトとしてファージライブラリ由来ヒト抗ビメンチンFab(Morphosys AG, Martinsried, Germany)を用いたセンサーグラムを示す。また図15にここからLangmuirモデルを用いて計算された結合定数KaをPA, PG’と比較した結果を示す。これより、PAxPGは二個以上の結合ドメインを持つPA, PG’と比較しても有意に高い結合定数でこのFab断片と結合することがわかった。すなわち、PAxPGの各ドメインがFab断片のVHとCH1に結合することで,より強く結合したことが示唆された(Avidity効果)。なお,図のエラーバーは結合速度と解離速度それぞれの標準誤差SEから導かれたSEを示す。 FIG. 14 shows a sensorgram using an unlabeled probe C (PAxPG) as a ligand and a phage library-derived human anti-vimentin Fab (Morphosys AG, Martinsried, Germany) as an analyte. FIG. 15 shows the result of comparing the coupling constant Ka calculated using the Langmuir model with PA and PG ′. This indicates that PAxPG binds to this Fab fragment with a significantly higher binding constant than PA and PG ', which have two or more binding domains. That is, it was suggested that each domain of PAxPG was bound more strongly by binding to VH and CH1 of the Fab fragment (Avidity effect). The error bars in the figure indicate the SEs derived from the standard errors SE of the binding rate and dissociation rate.

次に、図16に、リガンドとしてPAxPGを、アナライトとしてマウスIgG1 (9E10, OEM Concepts, Toms River, NJ)を用いたセンサーグラムを示す。また図17に、これを含む各センサーグラムから物質移動律速を考慮したLangmuirモデルを用いて計算したKaをPA, PG’と比較した結果を示す。これより、PAxPGは特によく各種検出実験に用いられるマウスIgG1及びIgG2aに対してPA, PG’より有意に強く結合することが示された。また、IgG3に対してもIgG1, IgG2aに対してとほぼ同等の強い結合能を持つことが示された。   Next, FIG. 16 shows a sensorgram using PAxPG as a ligand and mouse IgG1 (9E10, OEM Concepts, Toms River, NJ) as an analyte. FIG. 17 shows the results of comparing Ka calculated from each sensorgram including this using the Langmuir model considering the mass transfer rate control with PA and PG ′. From this, it was shown that PAxPG binds significantly stronger than PA and PG 'to mouse IgG1 and IgG2a, which are often used in various detection experiments. It was also shown that IgG3 has a strong binding ability almost equal to IgG1 and IgG2a.

各種マウスIgGに対しPAxPGがPA, PG’より強い結合能を示す理由としては,マウスFabにはPAは結合しないことが知られているため、図18のようにFc部分の二つの重鎖にPAxPGの二つの結合ドメインが協同的に結合し、avidity効果が得られているためと考えられる。   It is known that PAxPG has a stronger binding ability to various mouse IgG than PA and PG ', since PA is not bound to mouse Fab. This is probably because the two binding domains of PAxPG are linked cooperatively and an avidity effect is obtained.

4.HRP標識プローブを用いたELISA
プローブCのHRP標識をPeroxidase Labeling Kit (Dojindo)の指示に従い行った。得られたHRP標識プローブを用いて各種抗体との結合を次のようにELISAで測定した。
4). ELISA using HRP labeled probe
Probe C was labeled with HRP according to the instructions of Peroxidase Labeling Kit (Dojindo). Using the obtained HRP-labeled probe, binding to various antibodies was measured by ELISA as follows.

ELISAプレートにPBSで希釈した各種マウスIgG (1μg/ml)を4℃で一晩吸着固定化し、ブロッキング後、5% IPBSで1000倍希釈したHRP標識プローブを加え1時間静置した。その後酵素反応溶液を加え5から30分間反応させた後反応を停止し、吸光度を測定した。   Various kinds of mouse IgG (1 μg / ml) diluted with PBS were adsorbed and immobilized at 4 ° C. overnight on an ELISA plate. After blocking, an HRP-labeled probe diluted 1000-fold with 5% IPBS was added and allowed to stand for 1 hour. Thereafter, the enzyme reaction solution was added and allowed to react for 5 to 30 minutes. Then, the reaction was stopped and the absorbance was measured.

この結果、図19に示すように作製したHRP標識プローブはpolyclonalなマウスIgG (mIgG)及びIgG1, IgG2aを検出できることが分かった。特にIgG1に対しては市販HRP標識のプロテインA(PA-HRP)より有意に強く検出することができた。なお図のエラーバーは3回の測定の標準偏差SDを示す。   As a result, it was found that the HRP-labeled probe prepared as shown in FIG. 19 can detect polyclonal mouse IgG (mIgG), IgG1, and IgG2a. In particular, IgG1 could be detected significantly more strongly than commercially available HRP-labeled protein A (PA-HRP). The error bar in the figure indicates the standard deviation SD of three measurements.

5.TAMRA蛍光標識プローブを用いた蛍光測定
非標識プローブF及びI各50μlとTAMRA-C5-maleimide (Biotium)を、モル比がおおよそ3:1になるように混合し、2時間室温、遮光した状態で静置した。その後、スピンカラム(cut-off分子量 3 K)で限外濾過を複数回行い、未反応のTAMRA-maleimideを取り除いた。得られた溶液をSDS-PAGEした後、緑色LED光を照射することでプローブがTAMRAで修飾されたことを確認した。
5. Fluorescence measurement using TAMRA fluorescently labeled probe 50 μl of each of unlabeled probes F and I and TAMRA-C5-maleimide (Biotium) were mixed at a molar ratio of approximately 3: 1 and kept in the dark for 2 hours at room temperature. Left to stand. Thereafter, ultrafiltration was performed several times with a spin column (cut-off molecular weight 3 K) to remove unreacted TAMRA-maleimide. After SDS-PAGE of the obtained solution, it was confirmed that the probe was modified with TAMRA by irradiating with green LED light.

このようにして得られた標識プローブF(終濃度100 nM,SDS-PAGEにより標準蛋白質として各濃度のウシ血清アルブミン(BSA)とバンド密度を比較して定量)を250μlの1mg/mL BSAを含むPBS+0.1% Tween20 (PBST0.1)で希釈し、日立F-2500蛍光分光光度計で530 nmで励起し580 nmの蛍光強度を測定した結果が図20である。測定開始30分後に、終濃度100 nMの抗ビメンチンFab断片(12.5μl)を加えたところ、その後約1時間にわたり蛍光強度の減少が観察された。これに対し、Fabの代わりにPBST0.1を加えた場合には明らかな減少は見られなかった。なお全ての蛍光強度は,その溶液量変化に伴う減少については補正して示している。   The labeled probe F thus obtained (final concentration 100 nM, determined by comparing the density of each concentration with bovine serum albumin (BSA) as standard protein by SDS-PAGE) contains 250 μl of 1 mg / mL BSA. FIG. 20 shows the results of dilution with PBS + 0.1% Tween20 (PBST0.1), excitation with 530 nm using a Hitachi F-2500 fluorescence spectrophotometer, and measurement of fluorescence intensity at 580 nm. 30 minutes after the start of the measurement, an anti-vimentin Fab fragment (12.5 μl) having a final concentration of 100 nM was added, and thereafter a decrease in fluorescence intensity was observed over about 1 hour. On the other hand, when PBST0.1 was added instead of Fab, no obvious decrease was observed. In addition, all the fluorescence intensities are corrected and shown for the decrease accompanying the change in the amount of the solution.

同様の実験をより長い色素-PA間リンカーを持つ標識プローブIについて行った結果が図21である。これをもとに、Fab断片投入後の蛍光強度変化をFab断片投入時の蛍光強度を1として規格化して表したところ、Fab断片を投入したサンプルにおいて、投入しなかったサンプルと比べて有意な蛍光強度減少(最大約9%)が観察された(図22)。なお図のエラーバーは3回の測定の標準偏差SDを示す。   FIG. 21 shows the result of the same experiment performed for a labeled probe I having a longer dye-PA linker. Based on this, the fluorescence intensity change after the Fab fragment was introduced was normalized and expressed with the fluorescence intensity at the time of the Fab fragment being taken as 1, which was significantly greater in the sample in which the Fab fragment was introduced than in the sample that was not added. A decrease in fluorescence intensity (up to about 9%) was observed (FIG. 22). The error bar in the figure indicates the standard deviation SD of three measurements.

次に、図21−22で用いたサンプル2種類に対し、更に抗原ビメンチン(終濃度を示す)又はPBST0.1各13.6μlを段階的に加え、蛍光強度変化を測定した結果が図23である。さらにこれを抗原投入時の蛍光強度で規格化し、抗原投入の有無での比として表した(図24)ところ、標識プローブIとFabの混合物(複合体)への抗原添加により、蛍光強度が増加したことがわかる。すなわち、本標識プローブIが、特に結合能の高いヒト型Fabと結合してQ−bodyとしての性質を示しうる事が明らかとなった。   Next, FIG. 23 shows the results of measuring changes in fluorescence intensity with stepwise addition of 13.6 μl each of antigen vimentin (indicating final concentration) or PBST0.1 to the two types of samples used in FIGS. 21-22. . Furthermore, this was normalized by the fluorescence intensity at the time of antigen injection and expressed as a ratio with or without antigen input (FIG. 24). As a result, the fluorescence intensity increased by adding the antigen to the mixture (complex) of labeled probe I and Fab. You can see that That is, it has been clarified that this labeled probe I can bind to a human Fab having a particularly high binding ability and exhibit the properties as Q-body.

本発明の抗体結合タンパク質の融合タンパク質であるPAxPGは天然PAやPGより低分子量でありながらより高い抗原結合能と幅広いサブクラスのIgGに適用可能であることから、低コストで高性能な抗体精製カラムへの応用が期待される。またPAxPGを蛍光色素や酵素で標識することで蛍光免疫センサーとして簡便な検出試薬としての応用も可能である。さらに各種のヒト型Fabを蛍光標識PAxPGと混ぜるだけでQuenchbody WO2011/061944号公報と同様に抗原の検出に用いることができる。   PAxPG, which is a fusion protein of the antibody-binding protein of the present invention, has a lower molecular weight than natural PA and PG, but can be applied to higher antigen-binding ability and a wide range of subclass IgGs. Application to is expected. Further, by labeling PAxPG with a fluorescent dye or enzyme, it can be applied as a simple detection reagent as a fluorescent immunosensor. Furthermore, various human-type Fabs can be used for detection of antigens just by mixing with fluorescently labeled PAxPG as in Quenchbody WO2011 / 061944.

配列番号5〜8 合成
配列番号9〜25 プライマー
SEQ ID NOs: 5-8 Synthetic SEQ ID NOs: 9-25 Primers

Claims (20)

Protein A又はその抗体結合ドメインがペプチドリンカーを介してProtein G又はその抗体結合ドメインと融合している融合タンパク質。   A fusion protein in which Protein A or an antibody binding domain thereof is fused to Protein G or an antibody binding domain thereof via a peptide linker. Protein Aの抗体結合ドメインがDドメインであり、Protein Gの抗体結合ドメインがB1ドメインである、請求項1記載の融合タンパク質。   The fusion protein according to claim 1, wherein the antibody binding domain of Protein A is a D domain and the antibody binding domain of Protein G is a B1 domain. ペプチドリンカーが10〜20個のアミノ酸からなる、請求項1又は2に記載の融合タンパク質。   The fusion protein according to claim 1 or 2, wherein the peptide linker consists of 10 to 20 amino acids. ペプチドリンカーが、グリシン(G)、セリン(S)、アラニン(A)、トレオニン(T)、アスパラギン酸(D)、リシン(K)、グルタミン酸(E)、ロイシン(L)及びプロリン(P)からなる群から選択されるアミノ酸からなる、請求項1〜3のいずれか1項に記載の融合タンパク質。   Peptide linkers from glycine (G), serine (S), alanine (A), threonine (T), aspartic acid (D), lysine (K), glutamic acid (E), leucine (L) and proline (P) The fusion protein according to any one of claims 1 to 3, comprising an amino acid selected from the group consisting of: ペプチドリンカーが、(GS)3または(DDAKK)4で表されるアミノ酸配列からなる、請求項1〜3のいずれか1項に記載の融合タンパク質。 The fusion protein according to any one of claims 1 to 3, wherein the peptide linker consists of an amino acid sequence represented by (G 4 S) 3 or (DDAKK) 4 . Protein A又はその抗体結合ドメインが抗体の重鎖VH領域に結合し、Protein G又はその抗体結合ドメインが抗体の重鎖CH1領域に結合する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の融合タンパク質。   The fusion according to any one of claims 1 to 5, wherein Protein A or an antibody binding domain thereof binds to the heavy chain VH region of the antibody, and Protein G or an antibody binding domain thereof binds to the heavy chain CH1 region of the antibody. protein. Fcに結合する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の融合タンパク質。   The fusion protein according to any one of claims 1 to 6, which binds to Fc. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の融合タンパク質を抗体と接触させることを含む、抗体を精製する方法。   A method for purifying an antibody, comprising contacting the fusion protein according to any one of claims 1 to 7 with the antibody. 蛍光色素、消光色素、蛍光タンパク質又は酵素で標識されている、請求項1〜7に記載の融合タンパク質。   The fusion protein according to claim 1, which is labeled with a fluorescent dye, a quenching dye, a fluorescent protein or an enzyme. 蛍光色素で標識されている請求項1〜7のいずれか1項に記載の融合タンパク質からなる、抗体と結合し、該抗体が抗原と結合したときに蛍光が変化する、蛍光免疫センサー。   A fluorescent immunosensor comprising the fusion protein according to any one of claims 1 to 7, which is labeled with a fluorescent dye, which binds to an antibody and changes fluorescence when the antibody binds to an antigen. 融合タンパク質のProtein A又はその抗体結合ドメインのN末端部が蛍光色素で標識されている、請求項10記載の蛍光免疫センサー。   The fluorescent immunosensor according to claim 10, wherein the N-terminal part of Protein A of the fusion protein or its antibody binding domain is labeled with a fluorescent dye. Protein A又はその抗体結合ドメインのN末端部にProX-tagが付加され、ProX-tag中のアミノ酸が蛍光色素で標識されている、請求項10又は11に記載の蛍光免疫センサー。   The fluorescent immunosensor according to claim 10 or 11, wherein ProX-tag is added to the N-terminal part of Protein A or an antibody binding domain thereof, and an amino acid in ProX-tag is labeled with a fluorescent dye. 蛍光色素で標識されたProX-tag、Protein A又はその抗体結合ドメイン、ペプチドリンカー、Protein G又はその抗体結合ドメインが、この順序で融合された、請求項12記載の蛍光免疫センサー。   The fluorescent immunosensor according to claim 12, wherein ProX-tag labeled with a fluorescent dye, Protein A or an antibody binding domain thereof, a peptide linker, Protein G or an antibody binding domain thereof are fused in this order. 蛍光色素又は蛍光色素で標識されたアミノ酸を含むProX-tagとProtein Aの間にペプチドリンカーが介在している、請求項10〜13に記載の蛍光免疫センサー。   The fluorescent immunosensor according to claim 10, wherein a peptide linker is interposed between ProX-tag and Protein A containing a fluorescent dye or an amino acid labeled with the fluorescent dye. 蛍光色素で標識されたProX-tag、第2のペプチドリンカー、Protein A又はその抗体結合ドメイン、第1のペプチドリンカー、Protein G又はその抗体結合ドメインが、この順序で融合された、請求項14記載の蛍光免疫センサー。   15. A fluorescent dye-labeled ProX-tag, a second peptide linker, Protein A or an antibody binding domain thereof, a first peptide linker, Protein G or an antibody binding domain thereof are fused in this order. Fluorescent immunosensor. 請求項10〜15のいずれか1項に記載の蛍光免疫センサーと、非標識抗体、クエンチャーで標識されている抗体又は蛍光免疫センサー中の蛍光色素との間で蛍光共鳴エネルギー移動が生じる蛍光色素で標識されている抗体とを含む、前記抗体が特異的に結合する抗原の検出キット。   Fluorescent dye in which fluorescence resonance energy transfer occurs between the fluorescent immunosensor according to any one of claims 10 to 15 and an unlabeled antibody, an antibody labeled with a quencher, or a fluorescent dye in the fluorescent immunosensor And a detection kit for an antigen that specifically binds to the antibody. 抗原をその抗原に特異的な抗体を用いて検出する方法であって、
(a) 請求項10〜15のいずれか1項に記載の蛍光免疫センサーを抗体と接触させ、蛍光免疫センサーと抗体の複合体を形成する工程、
(b) (a)で形成された複合体を被験試料中の抗原と接触させ、抗体と抗原を結合させる工程、
(c) 抗体と抗原の結合による蛍光の変化を測定する工程であって、抗体と抗原の結合により蛍光の消光が解除される工程、
とを含む方法。
A method of detecting an antigen using an antibody specific for the antigen,
(a) contacting the fluorescent immunosensor according to any one of claims 10 to 15 with an antibody to form a complex of the fluorescent immunosensor and the antibody,
(b) contacting the complex formed in (a) with an antigen in a test sample to bind the antibody and the antigen;
(c) measuring the change in fluorescence due to the binding between the antibody and the antigen, wherein the fluorescence quenching is canceled due to the binding between the antibody and the antigen;
And a method comprising.
抗原をその抗原に特異的な抗体を用いて検出する方法であって、
(a) 請求項10〜15のいずれか1項に記載の蛍光免疫センサーをクエンチャーで標識した抗体と液中で接触させ、蛍光免疫センサーと標識抗体の複合体を形成する工程、
(b) (a)で形成された複合体を被験試料中の抗原と接触させ、抗体と抗原を結合させる工程、
(c) 抗体と抗原の結合による蛍光の変化を測定する工程であって、抗体と抗原の結合により蛍光の消光が解除される工程、
とを含む方法。
A method of detecting an antigen using an antibody specific for the antigen,
(a) contacting the fluorescent immunosensor according to any one of claims 10 to 15 with an antibody labeled with a quencher in a liquid to form a complex of the fluorescent immunosensor and the labeled antibody;
(b) contacting the complex formed in (a) with an antigen in a test sample to bind the antibody and the antigen;
(c) measuring the change in fluorescence due to the binding between the antibody and the antigen, wherein the fluorescence quenching is canceled due to the binding between the antibody and the antigen;
And a method comprising.
抗原をその抗原に特異的な抗体を用いて検出する方法であって、
(a) 請求項10〜15のいずれか1項に記載の蛍光免疫センサーを蛍光色素で標識した抗体と液中で接触させ、蛍光免疫センサーと標識抗体の複合体を形成する工程であって、蛍光免疫センサーの蛍光色素と標識抗体の蛍光色素の組合せがFRETを生じうるエネルギー供与体色素及びエネルギー受容体色素の組合せである工程、
(b) (a)で形成された複合体を被験試料中の抗原と接触させ、抗体と抗原を結合させる工程、
(c) 抗体と抗原の結合による蛍光の変化を測定する工程であって、抗体と抗原の結合によりエネルギー受容体色素からの蛍光が減少する工程、
とを含む方法。
A method of detecting an antigen using an antibody specific for the antigen,
(a) contacting the fluorescent immunosensor according to any one of claims 10 to 15 with an antibody labeled with a fluorescent dye in a liquid to form a complex of the fluorescent immunosensor and the labeled antibody, The combination of the fluorescent dye of the fluorescent immunosensor and the fluorescent dye of the labeled antibody is a combination of an energy donor dye and an energy acceptor dye capable of producing FRET;
(b) contacting the complex formed in (a) with an antigen in a test sample to bind the antibody and the antigen;
(c) measuring the change in fluorescence due to the binding between the antibody and the antigen, wherein the fluorescence from the energy acceptor dye decreases due to the binding between the antibody and the antigen;
And a method comprising.
抗体がFab抗体断片である、請求項17〜19のいずれか1項に記載の方法。   The method according to any one of claims 17 to 19, wherein the antibody is a Fab antibody fragment.
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Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016194193A1 (en) * 2015-06-04 2016-12-08 株式会社日立製作所 Wavelength conversion material
WO2016208466A1 (en) * 2015-06-22 2016-12-29 ウシオ電機株式会社 Method for detecting substance of interest
WO2017010381A1 (en) * 2015-07-10 2017-01-19 ウシオ電機株式会社 N terminal labeling agent, fluorescent-labeled protein using same, and production method therefor
JP2018517398A (en) * 2015-04-06 2018-07-05 プレジデント アンド フェローズ オブ ハーバード カレッジ Biosynthetic amyloid-based materials displaying functional protein sequences
JP2020500150A (en) * 2016-09-23 2020-01-09 デューク ユニバーシティ Non-repetitive and non-structural polypeptides with lower critical solution temperature behavior
JP2020076673A (en) * 2018-11-08 2020-05-21 国立大学法人埼玉大学 Fluorescent probe and rapid fluorescence measuring method using probe
WO2020246495A1 (en) * 2019-06-05 2020-12-10 国立大学法人東京工業大学 Homogeneous immunoassay method using peptide having multiple fluorochromes joined thereto
US11098133B2 (en) 2016-05-19 2021-08-24 President And Fellows Of Harvard College Methods of making gels and films using curli nanofibers
US11352397B2 (en) 2013-04-23 2022-06-07 President And Fellows Of Harvard College Genetic reprogramming of bacterial biofilms
US11458205B2 (en) 2015-08-04 2022-10-04 Duke University Genetically encoded intrinsically disordered stealth polymers for delivery and methods of using same
US11467156B2 (en) 2016-06-01 2022-10-11 Duke University Nonfouling biosensors
US11512314B2 (en) 2019-07-12 2022-11-29 Duke University Amphiphilic polynucleotides
US11554097B2 (en) 2017-05-15 2023-01-17 Duke University Recombinant production of hybrid lipid-biopolymer materials that self-assemble and encapsulate agents
US11648200B2 (en) 2017-01-12 2023-05-16 Duke University Genetically encoded lipid-polypeptide hybrid biomaterials that exhibit temperature triggered hierarchical self-assembly
US11649275B2 (en) 2018-08-02 2023-05-16 Duke University Dual agonist fusion proteins
US11680083B2 (en) 2017-06-30 2023-06-20 Duke University Order and disorder as a design principle for stimuli-responsive biopolymer networks
US11752213B2 (en) 2015-12-21 2023-09-12 Duke University Surfaces having reduced non-specific binding and antigenicity

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995006125A1 (en) * 1993-08-23 1995-03-02 Applied Immune Sciences, Inc. CHIMERIC RECEPTOR CONTAINING ONE IgG BINDING DOMAIN OF BOTH PROTEIN A AND PROTEIN G
JPH0827200A (en) * 1994-07-18 1996-01-30 Toray Ind Inc Fused protein
WO2011061944A1 (en) * 2009-11-19 2011-05-26 株式会社プロテイン・エクスプレス Fluoroimmunoasssay method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995006125A1 (en) * 1993-08-23 1995-03-02 Applied Immune Sciences, Inc. CHIMERIC RECEPTOR CONTAINING ONE IgG BINDING DOMAIN OF BOTH PROTEIN A AND PROTEIN G
JPH0827200A (en) * 1994-07-18 1996-01-30 Toray Ind Inc Fused protein
WO2011061944A1 (en) * 2009-11-19 2011-05-26 株式会社プロテイン・エクスプレス Fluoroimmunoasssay method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J. BIOL. CHEM., vol. 263, no. 9, JPN6016033403, 1988, pages 4323 - 4327, ISSN: 0003389788 *

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11352397B2 (en) 2013-04-23 2022-06-07 President And Fellows Of Harvard College Genetic reprogramming of bacterial biofilms
JP2018517398A (en) * 2015-04-06 2018-07-05 プレジデント アンド フェローズ オブ ハーバード カレッジ Biosynthetic amyloid-based materials displaying functional protein sequences
US11286491B2 (en) 2015-04-06 2022-03-29 President And Fellows Of Harvard College Biosynthetic amyloid-based materials displaying functional protein sequences
WO2016194193A1 (en) * 2015-06-04 2016-12-08 株式会社日立製作所 Wavelength conversion material
WO2016208466A1 (en) * 2015-06-22 2016-12-29 ウシオ電機株式会社 Method for detecting substance of interest
WO2017010381A1 (en) * 2015-07-10 2017-01-19 ウシオ電機株式会社 N terminal labeling agent, fluorescent-labeled protein using same, and production method therefor
US11458205B2 (en) 2015-08-04 2022-10-04 Duke University Genetically encoded intrinsically disordered stealth polymers for delivery and methods of using same
US11752213B2 (en) 2015-12-21 2023-09-12 Duke University Surfaces having reduced non-specific binding and antigenicity
US11098133B2 (en) 2016-05-19 2021-08-24 President And Fellows Of Harvard College Methods of making gels and films using curli nanofibers
US11467156B2 (en) 2016-06-01 2022-10-11 Duke University Nonfouling biosensors
JP2020500150A (en) * 2016-09-23 2020-01-09 デューク ユニバーシティ Non-repetitive and non-structural polypeptides with lower critical solution temperature behavior
US11155584B2 (en) 2016-09-23 2021-10-26 Duke University Unstructured non-repetitive polypeptides having LCST behavior
US11648200B2 (en) 2017-01-12 2023-05-16 Duke University Genetically encoded lipid-polypeptide hybrid biomaterials that exhibit temperature triggered hierarchical self-assembly
US11554097B2 (en) 2017-05-15 2023-01-17 Duke University Recombinant production of hybrid lipid-biopolymer materials that self-assemble and encapsulate agents
US11680083B2 (en) 2017-06-30 2023-06-20 Duke University Order and disorder as a design principle for stimuli-responsive biopolymer networks
US11649275B2 (en) 2018-08-02 2023-05-16 Duke University Dual agonist fusion proteins
JP2020076673A (en) * 2018-11-08 2020-05-21 国立大学法人埼玉大学 Fluorescent probe and rapid fluorescence measuring method using probe
WO2020246495A1 (en) * 2019-06-05 2020-12-10 国立大学法人東京工業大学 Homogeneous immunoassay method using peptide having multiple fluorochromes joined thereto
JP7461661B2 (en) 2019-06-05 2024-04-04 国立大学法人東京工業大学 Homogeneous immunoassay using peptides conjugated with multiple fluorescent dyes
US11512314B2 (en) 2019-07-12 2022-11-29 Duke University Amphiphilic polynucleotides
US11965164B2 (en) 2019-07-12 2024-04-23 Duke University Amphiphilic polynucleotides

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