JP2020117454A - Method for producing immunoglobulin - Google Patents

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正克 西八條
Masakatsu Nishihachijo
正克 西八條
大 村田
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大 村田
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Abstract

To provide methods capable of efficiently producing immunoglobulin G and the like by separating a liquid sample containing immunoglobulin G and the like derived from an animal belonging to subgenus Capra and immunoglobulin G and the like derived from an animal other than animals belonging to subgenus Capra.SOLUTION: The method for producing immunoglobulin G and the like according to the present invention comprises: by contacting to an affinity separation matrix in which a ligand is immobilized on a carrier, a liquid sample that contains immunoglobulin G and the like derived from an animal belonging to subgenus Capra and immunoglobulin G and the like derived from an animal other than animals belonging to subgenus Capra which binds to wild-type protein A, adsorbing, to the ligand, the immunoglobulin G or a derivative thereof derived from an animal other than animals belonging to subgenus Capra; washing the affinity separation matrix; and separating, from the ligand using an eluent, the immunoglobulin G or a derivative thereof derived from an animal other than subgenus Capra, adsorbed into the ligand, the ligand being a domain of protein A with a specific mutation.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、ヤギ亜科属動物由来の免疫グロブリンGまたはその誘導体とヤギ亜科属動物以外の動物由来の免疫グロブリンGまたはその誘導体とを分離し、免疫グロブリンGまたはその誘導体を効率的に製造することができる方法に関するものである。 The present invention separates immunoglobulin G or a derivative thereof from a goat subgenus and immunoglobulin G or a derivative thereof from an animal other than a goat, and efficiently produces immunoglobulin G or a derivative thereof. It is about how you can do it.

抗体は、抗原と呼ばれる物質に特異的に結合する機能、および、他の生体分子や細胞と協同して抗原を有する因子を無毒化・除去する機能を有する。抗体という名は、このような抗原に結合するという機能を重視した名前であり、物質としては「免疫グロブリン(Ig)」と呼ばれる。 Antibodies have a function of specifically binding to a substance called an antigen and a function of detoxifying and removing a factor having an antigen in cooperation with other biomolecules and cells. The name of antibody is a name that attaches importance to the function of binding to such an antigen, and is called "immunoglobulin (Ig)" as a substance.

近年、遺伝子工学、タンパク質工学、および細胞工学の発展に伴い、抗体医薬と呼ばれる、抗体の有する機能を利用した医薬品の開発が盛んに行われている。抗体医薬は、従来の医薬と比較して、標的分子に対してより特異的に働くために、副作用を軽減させ、且つ高い治療効果が得られることが期待されており、実際に様々な病態の改善に寄与している。 In recent years, with the development of genetic engineering, protein engineering, and cell engineering, a drug called an antibody drug, which utilizes the function of an antibody, has been actively developed. Since antibody drugs work more specifically to target molecules than conventional drugs, it is expected that side effects will be reduced and a high therapeutic effect will be obtained. It contributes to the improvement.

一方、抗体医薬は、生体に大量に投与されることから、他の組み換えタンパク質医薬品と比較してその純度が品質に与える影響は大きいと言われている。 よって、純度の高い抗体を製造するために、抗体に特異的に結合する分子をリガンドとして用いた吸着材料を利用するアフィニティークロマトグラフィー等の手法が一般的に用いられている。 On the other hand, since antibody medicines are administered in large quantities to the living body, it is said that their purity has a greater effect on quality than other recombinant protein medicines. Therefore, in order to produce a highly pure antibody, a technique such as affinity chromatography using an adsorbent material using a molecule that specifically binds to the antibody as a ligand is generally used.

現在上市されている抗体医薬のほとんどは、分子構造的には免疫グロブリンG(IgG)サブクラスである。IgG抗体にアフィニティーを有する免疫グロブリン結合性タンパク質として、プロテインAがよく知られている。プロテインAは、グラム陽性細菌スタフィロコッカス・アウレウス(Staphylococcus aureus)によって生産される細胞壁タンパク質の1種であり、シグナル配列S、5つの免疫グロブリン結合性ドメイン(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)、および、細胞壁結合ドメインであるXM領域から構成されている(非特許文献1)。抗体医薬製造工程における初期精製工程には、プロテインAがリガンドとして水不溶性担体に固定化されたアフィニティークロマトグラフィー用カラム(以下、「プロテインAカラム」という)が一般的に利用されている(非特許文献1〜3)。 Most of the antibody drugs currently on the market are immunoglobulin G (IgG) subclasses in terms of molecular structure. Protein A is well known as an immunoglobulin-binding protein having affinity for IgG antibodies. Protein A is a kind of cell wall protein produced by the gram-positive bacterium Staphylococcus aureus, and has a signal sequence S and five immunoglobulin-binding domains (E domain, D domain, A domain, B Domain, C domain), and an XM region that is a cell wall binding domain (Non-Patent Document 1). A column for affinity chromatography in which protein A is immobilized as a ligand on a water-insoluble carrier (hereinafter referred to as “protein A column”) is generally used in the initial purification step in the antibody drug manufacturing step (non-patent document). References 1-3).

プロテインAカラムの性能を改良するために、様々な技術開発がなされてきた。リガンドの側面からの技術開発も進んでいる。最初は天然型のプロテインAがリガンドとして利用されてきたが、タンパク質工学的に改変を加えた組み換えプロテインAをリガンドとして、カラムの性能を改良する技術も多数見られるようになった。 Various technical developments have been made to improve the performance of protein A columns. Technology development from the aspect of ligands is also in progress. Initially, natural protein A was used as a ligand, but many techniques for improving the performance of the column have also been found using recombinant protein A modified by protein engineering as a ligand.

プロテインAの変異導入については数多く研究されているが、プロテインAの抗体結合部位、特にFc結合部位については、アミノ酸置換変異導入により、抗体結合活性の著しい低下を引き起こすことがある。その中でも13位のPhe、17位のLeu、31位のIleといった疎水性アミノ酸残基は、Fcとの結合に不可欠なアミノ酸残基とされている(非特許文献4,5)。 Although many studies have been conducted on the introduction of mutagenesis of protein A, the introduction of amino acid substitution mutations at the antibody-binding site of protein A, particularly the Fc-binding site, may cause a marked decrease in antibody-binding activity. Among them, hydrophobic amino acid residues such as Phe at the 13th position, Leu at the 17th position, and Ile at the 31st position are considered to be essential amino acid residues for binding to Fc (Non-Patent Documents 4 and 5).

抗体医薬品は、多くの場合、CHO細胞を生産宿主として培養生産されるのが一般的であるが、トランスジェニック動物を宿主とした抗体生産の研究も進められている。例えば、マウスやラットを宿主としたヒト抗体を生産するシステムは、医薬品候補となる抗体のスクリーニングツールとして有用である(非特許文献6)。また、トランスジェニックヤギやトランスジェニックヒツジは、ミルクタンパク質のプロモーター下流に目的遺伝子を導入することにより、目的組換えタンパク質を高発現することが可能である(特許文献1)。しかし、このようなトランスジェニック動物を用いたヒト抗体生産では、宿主由来抗体と目的とするヒト抗体との分離精製が課題となる。既存のプロテインA担体はヤギIgG2やヒツジIgG2に結合することが知られており、複数のクロマトグラフィーの組み合わせや溶出条件を工夫してヒトIgGと分離する試みがなされている。例えば、トランスジェニックヤギで生産されたヒト抗体から、プロテインAクロマトグラフィー、プロテインGクロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、疎水性相互作用クロマトグラフィーを組み合わせてヤギ由来の抗体を低減した報告がある(非特許文献7)。また、プロテインAクロマトグラフィーを用いて、pHリニアグラジエント溶出により、ヤギ抗体やヒツジ抗体からヒト抗体を分離した例もある(特許文献2)。 In many cases, antibody pharmaceuticals are generally produced by culturing using CHO cells as a production host, but studies on antibody production using transgenic animals as hosts are also underway. For example, a system for producing a human antibody using a mouse or a rat as a host is useful as a screening tool for an antibody that is a drug candidate (Non-Patent Document 6). In addition, transgenic goats and transgenic sheep can highly express the target recombinant protein by introducing the target gene downstream of the milk protein promoter (Patent Document 1). However, in the production of human antibodies using such transgenic animals, separation and purification of the host-derived antibody and the desired human antibody poses a problem. It is known that existing protein A carriers bind to goat IgG2 and sheep IgG2, and attempts have been made to separate them from human IgG by devising the combination of a plurality of chromatography and elution conditions. For example, there has been a report of reducing goat-derived antibodies from human antibodies produced by transgenic goats by combining protein A chromatography, protein G chromatography, ion exchange chromatography, and hydrophobic interaction chromatography (non-patent document). Reference 7). There is also an example in which a human antibody is separated from a goat antibody or a sheep antibody by pH linear gradient elution using protein A chromatography (Patent Document 2).

また、抗体製造では形質転換したCHO細胞を無血清培地で培養することが一般化しているが、研究分野では血清を添加した培地で細胞を培養することが一般的である。血清は細胞増殖の促進に重要な因子であるが、抗体を含む血清の成分が不純物となり、抗体の精製が困難となることがある。よって、抗体の精製の観点からはCHO細胞を無血清培地で培養することが望ましいが、その場合には細胞を無血清培地でも培養できるよう馴化する必要が生じる。一方、特定動物の血清由来の抗体を除去が可能であれば、ハイブリドーマなどを血清培地で培養して抗体を製造することが容易になると言える。 In antibody production, transformed CHO cells are generally cultivated in a serum-free medium, but in the field of research, it is common to cultivate cells in a medium supplemented with serum. Serum is an important factor for promoting cell growth, but serum components including antibodies may become impurities, making antibody purification difficult. Therefore, from the viewpoint of antibody purification, it is desirable to culture CHO cells in a serum-free medium, but in that case, it is necessary to acclimate the cells so that they can be cultured in a serum-free medium. On the other hand, if it is possible to remove the antibody derived from the serum of a specific animal, it can be said that it becomes easy to culture the hybridoma or the like in a serum medium to produce the antibody.

特表2016−513105号公報Japanese Patent Publication No. 2016-513105 国際公開第2004/087761号パンフレットInternational Publication No. 2004/087761 Pamphlet

Hober S.他,J.Chromatogr.B,2007年,848巻,40−47頁Huber S. J. J. et al. Chromatogr. B, 2007, 848, pp. 40-47. Low D.他,J.Chromatogr.B,2007年,848巻,48−63頁Low D. J. J. et al. Chromatogr. B, 2007, 848, 48-63. Roque A.C.A.他,J.Chromatogr.A,2007年,1160巻,44−55頁Roque A. C. A. J. J. et al. Chromatogr. A, 2007, 1160, pp. 44-55. O’Seaghdha M.他,FEBS J,2006年,273巻,4831−4841頁O'Seaghha M. FEBS J, 2006, 273, 4831-4841. Tsukamoto M.他,J.Biol.Eng.,2014年,8巻,15頁Tsukamoto M. J. J. et al. Biol. Eng. , 2014, Volume 8, Page 15 Bruggemann M.他,Arch.Immunol.Ther.Exp.,2015年,63巻,101−108頁Bruggemann M.D. Arch. Immunol. Ther. Exp. , 2015, 63, 101-108 Pollock D.他,J.Immunol.Methods,1999年,231巻,147−157頁Pollock D. J. J. et al. Immunol. Methods, 1999, 231, 147-157.

上述したように、異種の動物由来の抗体を互いに分離することができれば、抗体の製造効率が一層向上する場合がある。
そこで本発明は、ヤギ亜科属動物由来の免疫グロブリンGまたはその誘導体とヤギ亜科属動物以外の動物由来の免疫グロブリンGまたはその誘導体とを含む液体試料を分離し、免疫グロブリンGまたはその誘導体を効率的に製造することができる方法を提供することを目的とする。
As described above, if the antibodies derived from different animals can be separated from each other, the production efficiency of the antibodies may be further improved.
Therefore, the present invention separates a liquid sample containing immunoglobulin G or a derivative thereof from a goat subgenus and immunoglobulin G or a derivative thereof from an animal other than a goat subgenus to obtain immunoglobulin G or a derivative thereof. It is an object of the present invention to provide a method capable of efficiently producing

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた。その結果、特定の変異を有する変異型プロテインAのドメインが、ヤギ亜科属動物由来の免疫グロブリンGまたはその誘導体に対しては比較的低い親和性を示す一方で、それ以外の動物由来の免疫グロブリンGまたはその誘導体への親和性を維持していることから、かかる変異型プロテインAを用いれば、免疫グロブリンGまたはその誘導体を効率的に製造できることを見出して、本発明を完成した。
以下、本発明を示す。
The present inventors have conducted extensive studies to solve the above problems. As a result, the domain of mutated protein A having a specific mutation has a relatively low affinity for immunoglobulin G derived from the subfamily Goat and its derivatives, while immunity derived from other animals. The present invention has been completed by finding that immunoglobulin G or a derivative thereof can be efficiently produced by using such a mutant protein A because the affinity for globulin G or a derivative thereof is maintained.
The present invention will be described below.

[1] 免疫グロブリンGまたはその誘導体を製造するための方法であって、
ヤギ亜科属動物由来の免疫グロブリンGまたはその誘導体と野生型プロテインAに結合するヤギ亜科属動物以外の動物由来の免疫グロブリンGまたはその誘導体とを含む液体試料を、リガンドが担体に固定化されたアフィニティ分離マトリックスに接触させることにより、ヤギ亜科属動物以外の動物由来の免疫グロブリンGまたはその誘導体をリガンドに吸着させる工程、
アフィニティ分離マトリックスを洗浄する工程、および、
リガンドに吸着されたヤギ亜科属動物以外の動物由来の免疫グロブリンGまたはその誘導体を、溶出液を使ってリガンドから分離する工程を含み、
リガンドが、プロテインAのEドメイン、Dドメイン、Aドメイン、BドメインまたはCドメインから選択される1以上のドメインのFc結合部位における1以上の疎水性アミノ酸残基が他の疎水性アミノ酸残基または極性無電荷アミノ酸残基に置換されたアミノ酸配列を有することを特徴とする方法。
[1] A method for producing immunoglobulin G or a derivative thereof, comprising:
A ligand immobilizes a liquid sample containing immunoglobulin G or a derivative thereof from a goat subgenus and immunoglobulin G or a derivative thereof from a non-goat animal that binds to wild-type protein A on a carrier. Adsorbing an immunoglobulin G or a derivative thereof derived from an animal other than a goat subfamily on a ligand by contacting with the affinity separation matrix prepared above,
Washing the affinity separation matrix, and
A step of separating immunoglobulin G or a derivative thereof derived from an animal other than a sub-goat animal adsorbed to the ligand from the ligand using an eluent,
The ligand is one or more hydrophobic amino acid residues in the Fc binding site of one or more domains selected from E domain, D domain, A domain, B domain or C domain of protein A A method comprising having an amino acid sequence substituted with a polar uncharged amino acid residue.

[2] 置換されるべき疎水性アミノ酸残基が、配列番号5の上記Cドメインの5位のPhe、13位のPhe、17位のLeu、または31位のIleである上記[1]に記載の方法。 [2] The hydrophobic amino acid residue to be replaced is Phe at position 5 of the C domain of SEQ ID NO: 5, Phe at position 13, Leu at position 17, or Ile at position 31. [1]. the method of.

[3] 置換されるべき疎水性アミノ酸残基が、配列番号4の上記Bドメインの31位のIleである上記[1]または[2]に記載の方法。 [3] The method according to [1] or [2] above, wherein the hydrophobic amino acid residue to be replaced is Ile at position 31 of the B domain of SEQ ID NO: 4.

[4] 他の疎水性アミノ酸残基が、Ala、Leu、またはIleである上記[1]〜[3]のいずれかに記載の方法。 [4] The method according to any one of [1] to [3] above, wherein the other hydrophobic amino acid residue is Ala, Leu, or Ile.

[5] 極性無電荷アミノ酸残基がThrである上記[1]〜[4]のいずれかに記載の方法。 [5] The method according to any one of [1] to [4] above, wherein the polar uncharged amino acid residue is Thr.

[6] リガンドのアミノ酸配列において、配列番号5の上記Cドメインの第9位のGln、第10位のGln、第14位のTyr、第20位のPro、第21位のAsn、第22位のLeu、第26位のGln、第27位のArg、第30位のPhe、第34位のLeu、第38位のPro、第39位のSer、第45位のLeu、第51位のLeu、第52位のAsn、第55位のGln、および第57位のProに相当するアミノ酸残基が90%以上保持されている上記[1]〜[5]のいずれかに記載の方法。 [6] In the amino acid sequence of the ligand, Gln at the 9th position, Gln at the 10th position, Tyr at the 14th position, Pro at the 20th position, Asn at the 21st position, and 22th position in the C domain of SEQ ID NO: 5 Leu, No. 26 Gln, No. 27 Arg, No. 30 Phe, No. 34 Leu, No. 38 Pro, No. 39 Ser, No. 45 Leu, No. 51 Leu The method according to any one of [1] to [5] above, wherein 90% or more of amino acid residues corresponding to Asn at the 52nd position, Gln at the 55th position, and Pro at the 57th position are retained.

[7] リガンドが、上記ドメインを2個以上連結して得られる複数ドメインからなる上記[1]〜[6]のいずれかに記載の方法。 [7] The method according to any one of [1] to [6] above, wherein the ligand comprises a plurality of domains obtained by linking two or more of the domains.

[8] 液体試料が、ヤギ亜科属動物の乳汁である上記[1]〜[7]のいずれかに記載の方法。 [8] The method according to any one of [1] to [7] above, wherein the liquid sample is milk of a goat subfamily.

本発明方法によれば、ヤギ亜科属動物由来の免疫グロブリンGまたはその誘導体とヤギ亜科属動物以外の動物由来の免疫グロブリンGまたはその誘導体とを含む液体試料を分離し、免疫グロブリンGまたはその誘導体を効率的に製造することが可能になる。よって本発明は、免疫グロブリンGまたはその誘導体の効率的な製造に寄与できるものとして、産業上非常に有用である。 According to the method of the present invention, a liquid sample containing immunoglobulin G or a derivative thereof derived from a goat subgenus and immunoglobulin G or a derivative thereof derived from an animal other than a goat subfamily is separated to obtain an immunoglobulin G or The derivative can be efficiently produced. Therefore, the present invention is industrially very useful because it can contribute to efficient production of immunoglobulin G or its derivative.

図1は、プロテインAのEドメイン,Dドメイン,Aドメイン,BドメインおよびCドメインのアミノ酸配列のアラインメントである。FIG. 1 is an alignment of amino acid sequences of E domain, D domain, A domain, B domain and C domain of protein A.

以下、本発明方法を工程毎に説明する。
1.吸着工程
本工程では、ヤギ亜科属動物由来の免疫グロブリンGまたはその誘導体と野生型プロテインAに結合するヤギ亜科属動物以外の動物由来の免疫グロブリンGまたはその誘導体とを含む液体試料を、リガンドが担体に固定化されたアフィニティ分離マトリックスに接触させることにより、ヤギ亜科属動物以外の動物由来の免疫グロブリンGまたはその誘導体をリガンドに吸着させる。以下、免疫グロブリンGまたはその誘導体をまとめて「IgG」と略記する場合がある。
Hereinafter, the method of the present invention will be described step by step.
1. Adsorption Step In this step, a liquid sample containing an immunoglobulin G or a derivative thereof derived from a subfamily of goats and an immunoglobulin G or a derivative thereof derived from an animal other than a subfamily of a goat that binds to wild-type protein A, By contacting the affinity separation matrix in which the ligand is immobilized on a carrier, immunoglobulin G or its derivative derived from an animal other than Goat subfamily is adsorbed to the ligand. Hereinafter, immunoglobulin G or a derivative thereof may be collectively referred to as “IgG”.

ヤギ亜科属動物は、大家畜に比べると取扱いが容易で多胎であり、世代交代が短く、形質転換により乳汁中などから標的IgGを効率良く得られる。ヤギ亜科属動物としては、例えば、ヤギ属動物やヒツジ属動物などが挙げられる。 Goat subgenus is easier to handle than large livestock, has multiple fetuses, has a short generation change, and can efficiently obtain a target IgG from milk or the like by transformation. Examples of the goat subgenus include goat animals and sheep animals.

ヤギ亜科属動物以外の動物は、有用な抗体を生産するものであれば特に制限されない。例えば、ヒト;マウスやラット等のネズミ科動物;ウサギ等のウサギ亜科動物;ウシ等のウシ亜科動物;ウマ等のウマ科動物;イヌ等のイヌ科動物;ネコ等のネコ科動物;ブタ等のイノシシ属ブタ亜種動物;ラクダ、ラマ、アルパカ等のラクダ科動物を挙げることができる。 Animals other than Goats are not particularly limited as long as they produce a useful antibody. For example, humans; mice such as mice and rats; rabbits such as rabbits; bovines such as cows; equids such as horses; dogs such as dogs; cats such as cats; Examples include boar subspecies such as pigs; camelids such as camels, llamas, and alpaca.

本工程で用いる液体試料は、ヤギ亜科属動物由来のIgGと野生型プロテインAに結合するヤギ亜科属動物以外の動物由来のIgGとを含むものであれば特に制限されない。例えば、ヤギ亜科属動物以外の動物由来の標的IgGを生産するよう形質転換されたヤギ亜科属動物由来の血液、乳汁、卵白などの液体試料を挙げることができる。特に、カゼイン遺伝子などの乳汁タンパク質遺伝子のプロモーターを利用して標的IgG遺伝子を導入した場合には、標的IgGが乳汁中に有効に分泌される。これらは、リガンドに接触させる前に、予備精製してもよい。例えば血液試料としては、血清や血漿を用いてもよい。 The liquid sample used in this step is not particularly limited as long as it contains IgG derived from a caprine subgenus animal and IgG derived from an animal other than a caprine subgenus animal that binds to wild-type protein A. For example, a liquid sample such as blood, milk or egg white derived from a goat subfamily animal transformed to produce a target IgG derived from an animal other than a goat subfamily animal can be mentioned. In particular, when the target IgG gene is introduced by utilizing the promoter of milk protein gene such as casein gene, the target IgG is effectively secreted into milk. These may be pre-purified prior to contact with the ligand. For example, serum or plasma may be used as the blood sample.

上記動物の形質転換は、常法を用いて行えばよい。例えば、標的遺伝子を上記動物の受精卵の前核に顕微注入する方法;標的IgG遺伝子と精子を共培養し、体外受精または顕微受精する方法;標的IgG遺伝子をES細胞に導入し、キメラ動物の作製を経由して形質転換動物を得る方法;標的IgG遺伝子を体細胞や始原生殖細胞(PGC)に導入し、更に体細胞核移植によりクローン個体を作製する方法などを挙げることができる。 Transformation of the above-mentioned animals may be carried out using a conventional method. For example, a method of microinjecting a target gene into the pronucleus of a fertilized egg of the above animal; a method of co-culturing a target IgG gene and sperm for in vitro fertilization or microfertilization; A method of obtaining a transformed animal via production; a method of introducing a target IgG gene into somatic cells or primordial germ cells (PGC), and further producing a cloned individual by somatic cell nuclear transfer can be mentioned.

また、ヤギ亜科属動物以外の動物由来の標的IgGを生産するよう形質転換された細胞を、ヤギ亜科属動物の血清を含む培地で培養した培養培地を液体試料としてもよい。細胞の形質転換は、常法により行うことができる。 A liquid sample may be a culture medium obtained by culturing cells transformed to produce a target IgG derived from an animal other than Goat subgenus in a medium containing serum of Goat subgenus. Transformation of cells can be performed by a conventional method.

本発明において、ヤギ亜科属動物以外の動物由来のIgGを選択的に吸着するためのリガンドは、プロテインAのEドメイン、Dドメイン、Aドメイン、BドメインまたはCドメインから選択される1以上のドメインのFc結合部位における1以上の疎水性アミノ酸残基が他の疎水性アミノ酸残基または極性無電荷アミノ酸残基に置換されたアミノ酸配列を有する。当該リガンドは、野生型プロテインAまたは野生型プロテインAリガンドに比べて、野生型プロテインAに結合するヤギ亜科属動物以外の動物由来のIgGに対する親和性が少なくとも維持されている一方で、ヤギ亜科属動物由来のIgGに対する親和性が低下している。以下、プロテインAを「SpA」と略記する場合がある。 In the present invention, the ligand for selectively adsorbing IgG derived from animals other than Goat subgenus is one or more selected from the E domain, D domain, A domain, B domain or C domain of protein A. It has an amino acid sequence in which one or more hydrophobic amino acid residues in the Fc binding site of the domain have been replaced with other hydrophobic amino acid residues or polar uncharged amino acid residues. The ligand has at least an affinity for a wild-type protein A or an IgG derived from a non-Goat subfamily animal that binds to the wild-type protein A, as compared with the wild-type protein A ligand. The affinity for IgG derived from the family gene is reduced. Hereinafter, Protein A may be abbreviated as “SpA”.

SpAは、グラム陽性細菌スタフィロコッカス・アウレウス(Staphylococcus aureus)によって生産される細胞壁タンパク質の1種であり、シグナル配列S、5つの免疫グロブリン結合性ドメイン(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)、および、細胞壁結合ドメインであるXM領域から構成されている(非特許文献1)。SpAのE、D、A、B、およびCドメインは、免疫グロブリンの相補性決定領域(CDR)以外の領域に結合することができる免疫グロブリン結合性ドメインであり、いずれのドメインも、免疫グロブリンのFc領域、Fab領域、およびFab領域中の特にFv領域に結合する活性を有する。本発明で用いる変異型SpAは、上記免疫グロブリン結合性ドメインのうち1以上のドメインのFc結合部位における疎水性アミノ酸残基が他の疎水性アミノ酸残基または極性無電荷アミノ酸残基に置換されたアミノ酸配列を有する。 SpA is one of the cell wall proteins produced by the Gram-positive bacterium Staphylococcus aureus, and has a signal sequence S and five immunoglobulin-binding domains (E domain, D domain, A domain, B domain). , C domain) and an XM region that is a cell wall binding domain (Non-patent document 1). The E, D, A, B, and C domains of SpA are immunoglobulin binding domains capable of binding to regions of the immunoglobulin other than the complementarity determining regions (CDRs), and both domains are immunoglobulin It has an activity of binding to the Fc region, the Fab region, and particularly the Fv region in the Fab region. In the mutant SpA used in the present invention, a hydrophobic amino acid residue in the Fc binding site of one or more of the immunoglobulin binding domains is replaced with another hydrophobic amino acid residue or a polar uncharged amino acid residue. It has an amino acid sequence.

また、本発明で用いる変異型SpAドメインは、上記免疫グロブリン結合性ドメインから選択される1つのドメインであってもよいし、2以上のドメインが結合した多量体であってもよい。当該多量体は、1種の免疫グロブリン結合性ドメインが結合したホモ多量体であってもよいし、2種以上の免疫グロブリン結合性ドメインが結合したヘテロ多量体であってもよい。免疫グロブリン結合性ドメイン多量体におけるドメインの数としては、2個以上が挙げられ、好ましくは3個以上、より好ましくは4個以上、より好ましくは5個以上であり、また、10個以下が挙げられ、好ましくは8個以下、より好ましくは6個以下である。 Further, the mutant SpA domain used in the present invention may be one domain selected from the above immunoglobulin-binding domains, or may be a multimer in which two or more domains are bound. The multimer may be a homo-multimer having one immunoglobulin-binding domain bound thereto or a hetero-multimer having two or more immunoglobulin-binding domains bound thereto. The number of domains in the immunoglobulin-binding domain multimer may be 2 or more, preferably 3 or more, more preferably 4 or more, more preferably 5 or more, and 10 or less. It is preferably 8 or less, more preferably 6 or less.

免疫グロブリン結合性ドメイン多量体における各ドメインの連結のされ方としては、1または複数のアミノ酸残基で連結する方法、および、アミノ酸残基を挟まず直接連結する方法が挙げられる。連結のためのアミノ酸残基数に特に制限は無いが、好ましくは20残基以下であり、より好ましくは15残基以下であり、更により好ましくは10残基以下であり、更により好ましくは5残基以下であり、更により好ましくは2残基以下である。これらのアミノ酸配列は、各ドメインの3次元立体構造を不安定化しないものが好ましい。 Examples of the method of linking each domain in the immunoglobulin-binding domain multimer include a method of linking with one or more amino acid residues and a method of directly linking without interposing amino acid residues. The number of amino acid residues for linking is not particularly limited, but is preferably 20 residues or less, more preferably 15 residues or less, even more preferably 10 residues or less, and still more preferably 5 residues or less. It is less than or equal to the residue, and even more preferably less than or equal to 2 residues. It is preferable that these amino acid sequences do not destabilize the three-dimensional structure of each domain.

Fc結合部位の疎水性アミノ酸残基が他の疎水性アミノ酸残基または極性無電荷アミノ酸残基に置換されたアミノ酸配列を有する変異型SpAまたは変異型SpAドメインのアミノ酸配列は、野生型SpAのEドメイン、Dドメイン、Aドメイン、BドメインまたはCドメイン、即ち配列番号1〜5のアミノ酸配列に限定されず、アミノ酸の置換、挿入、欠失および化学修飾により部分的に改変されたアミノ酸配列であっても、Fc領域への結合能を有しているドメインである限りこれに含まれる。かかる変異(置換、挿入、欠失および化学修飾)の数としては、10以下が好ましく、5以下がより好ましく、1または2がより更に好ましい。改変されたアミノ酸配列としては、例えば、野生型SpAのE、D、A、B、およびCドメインに対して、Cドメインの29位に対応するGlyをAlaに置換する変異を導入したアミノ酸配列からなるタンパク質が挙げられる。また、BドメインにA1VとG29Aという変異を導入したZドメインもFc領域への結合能を有しているので、ドメインに由来するアミノ酸配列に該当する。ドメインに由来するアミノ酸配列は、化学安定性が高いドメイン、またはその変異体であることが好ましい。 The amino acid sequence of the mutant SpA or the mutant SpA domain having an amino acid sequence in which the hydrophobic amino acid residue in the Fc binding site is replaced with another hydrophobic amino acid residue or a polar uncharged amino acid residue is E of wild-type SpA. Domain, D domain, A domain, B domain or C domain, that is, an amino acid sequence partially modified by amino acid substitution, insertion, deletion and chemical modification without being limited to the amino acid sequences of SEQ ID NOS: 1 to 5. However, as long as it is a domain capable of binding to the Fc region, it is included in this. The number of such mutations (substitution, insertion, deletion and chemical modification) is preferably 10 or less, more preferably 5 or less, still more preferably 1 or 2. As the modified amino acid sequence, for example, from an amino acid sequence obtained by introducing a mutation for substituting Aly for Gly corresponding to position 29 of the C domain to the E, D, A, B, and C domains of wild-type SpA Is a protein. Further, the Z domain in which the mutations A1V and G29A are introduced into the B domain also has the ability to bind to the Fc region, and thus corresponds to the amino acid sequence derived from the domain. The amino acid sequence derived from the domain is preferably a domain having high chemical stability, or a variant thereof.

本発明で用いる変異型SpAおよび変異型SpAドメインは、Fc領域への結合能を有する。これら変異型SpAと変異型SpAドメインのアミノ酸配列は、野生型SpAまたは野生型SpAドメインのアミノ酸配列(配列番号1〜5)に対して、85%以上の配列同一性を有することが好ましい。当該配列同一性としては、90%以上、92%以上、93%以上、94%以上または95%以上が好ましく、96%以上、97%以上、98%以上または99%以上がより好ましく、99.5%以上または99.8%以上がより更に好ましい。 The mutant SpA and mutant SpA domain used in the present invention have the ability to bind to the Fc region. The amino acid sequences of these mutant SpA and mutant SpA domain preferably have 85% or more sequence identity with the amino acid sequences of wild-type SpA or wild-type SpA domain (SEQ ID NOs: 1 to 5). The sequence identity is preferably 90% or more, 92% or more, 93% or more, 94% or more or 95% or more, more preferably 96% or more, 97% or more, 98% or more or 99% or more, and 99. It is even more preferably 5% or more or 99.8% or more.

アミノ酸の置換は、元のアミノ酸を削除し、その位置に種類の異なる別のアミノ酸を追加する変異のことを意味する。なお、アミノ酸を置換する変異の表記について、置換位置の番号の前に、野生型または非変異型のアミノ酸を付し、置換位置の番号の後に、変異したアミノ酸を付して表記する。例えば、29位のGlyをAlaに置換する変異は、G29Aと記載する。 Amino acid substitution means a mutation that deletes the original amino acid and adds another amino acid of a different type at that position. Regarding the notation of a mutation that substitutes an amino acid, the wild-type or non-mutated amino acid is added before the number of the substitution position, and the mutated amino acid is added after the number of the substitution position. For example, the mutation that replaces Gly at position 29 with Ala is described as G29A.

野生型SpAのEドメイン,Dドメイン,Aドメイン,BドメインおよびCドメインのアミノ酸配列のアラインメントを図1に示す。図1中、「−」は、Cドメインの同列のアミノ酸残基と同一のアミノ酸残基を示し、四角枠で囲んだ部分はFc結合部位を示す。Eドメイン(配列番号1)において、Fc結合部位の疎水性アミノ酸残基は3位のHis、11位のPhe、15位のLeu、29位のIleである。Dドメイン(配列番号2)において、Fc結合部位の疎水性アミノ酸残基は8位のPhe、16位のPhe、20位のLeu、34位のIleである。Aドメイン(配列番号3)において、Fc結合部位の疎水性アミノ酸残基は5位のPhe、13位のPhe、17位のLeu、31位のIleである。Bドメイン(配列番号4)において、Fc結合部位の疎水性アミノ酸残基は5位のPhe、13位のPhe、17位のLeu、31位のIleである。Cドメイン(配列番号5)において、Fc結合部位の疎水性アミノ酸残基は5位のPhe、13位のPhe、17位のLeu、31位のIleである。本発明では、リガンドに含まれるドメインの上記Fc結合部位の疎水性アミノ酸残基のうち1以上が他の疎水性アミノ酸残基または極性無電荷アミノ酸残基に置換されている。 The alignment of the amino acid sequences of E domain, D domain, A domain, B domain and C domain of wild-type SpA is shown in FIG. In FIG. 1, “−” indicates the same amino acid residue as the amino acid residue in the same row of the C domain, and the portion surrounded by a square frame indicates the Fc binding site. In the E domain (SEQ ID NO: 1), the hydrophobic amino acid residues at the Fc binding site are His at position 3, Phe at position 11, Leu at position 15, and Ile at position 29. In the D domain (SEQ ID NO: 2), the hydrophobic amino acid residues at the Fc binding site are Phe at position 8, Phe at position 16, Leu at position 20, and Ile at position 34. In the A domain (SEQ ID NO: 3), the hydrophobic amino acid residues at the Fc binding site are Phe at position 5, Phe at position 13, Leu at position 17, and Ile at position 31. In the B domain (SEQ ID NO: 4), the hydrophobic amino acid residues at the Fc binding site are Phe at position 5, Phe at position 13, Leu at position 17, and Ile at position 31. In the C domain (SEQ ID NO: 5), the hydrophobic amino acid residues at the Fc binding site are Phe at position 5, Phe at position 13, Leu at position 17, and Ile at position 31. In the present invention, one or more of the hydrophobic amino acid residues in the Fc binding site of the domain contained in the ligand are replaced with another hydrophobic amino acid residue or a polar uncharged amino acid residue.

SpAのFc結合部位の疎水性アミノ酸残基を置換する他の疎水性アミノ酸残基としては、Gly、Ala、Val、Leu、Ile、Met、Phe、Trpが挙げられ、中でもAla、Val、Leu、Ile、Pheが好ましく、Ala、Leu、Ileがより好ましい。ここで、他の疎水性アミノ酸残基とは、置換の対象となる元の疎水性アミノ酸残基とは異なる疎水性アミノ酸残基を意味する。例えば、置換の対象となる元のアミノ酸残基がCドメインの5位または13位のPheである場合には、他の疎水性アミノ酸残基としては、前述した他のアミノ酸残基のうちPhe以外のアミノ酸残基が挙げられる。置換の対象となる元のアミノ酸残基がCドメインの17位のLeuである場合には、他の疎水性アミノ酸残基としては、前述した他のアミノ酸残基のうちLeu以外のアミノ酸残基が挙げられる。置換の対象となる元のアミノ酸残基がCドメインの31位のIleである場合には、他の疎水性アミノ酸残基としては、前述した他のアミノ酸残基のうちIle以外のアミノ酸残基が挙げられる。 Examples of the other hydrophobic amino acid residue that replaces the hydrophobic amino acid residue in the Fc binding site of SpA include Gly, Ala, Val, Leu, Ile, Met, Phe, and Trp, and among them, Ala, Val, Leu, Ile and Phe are preferable, and Ala, Leu, and Ile are more preferable. Here, the other hydrophobic amino acid residue means a hydrophobic amino acid residue different from the original hydrophobic amino acid residue to be replaced. For example, when the original amino acid residue to be replaced is Phe at the 5th or 13th position of the C domain, the other hydrophobic amino acid residue may be any other amino acid residue other than Phe among the other amino acid residues described above. Amino acid residues of. When the original amino acid residue to be replaced is Leu at position 17 of the C domain, other hydrophobic amino acid residues include amino acid residues other than Leu among the other amino acid residues described above. Can be mentioned. When the original amino acid residue to be replaced is Ile at position 31 of the C domain, the other hydrophobic amino acid residue may be an amino acid residue other than Ile among the above-mentioned other amino acid residues. Can be mentioned.

SpAのFc結合部位の疎水性アミノ酸残基を置換する極性無電荷アミノ酸残基としては、Ser、Thr、Gln、Asn、Tyr、Cysが挙げられ、中でもSer、Thr、Gln、Asn、Tyrが好ましく、Thrがより好ましい。 Examples of the polar uncharged amino acid residue that replaces the hydrophobic amino acid residue in the Fc binding site of SpA include Ser, Thr, Gln, Asn, Tyr, Cys, and among them, Ser, Thr, Gln, Asn, Tyr are preferable. , Thr are more preferable.

より具体的な置換態様としては、Cドメインの5位のPheのAlaまたはTyrへの置換、Cドメインの13位のPheのTyrへの置換、Cドメインの17位のLeuのIle、ValまたはThrへの置換、Cドメインの31位のIleのLeu、Ser、ThrまたはValが挙げられる。この中でも、CドメインにおけるF5A、F5Y、CドメインにおけるF13Y、CドメインにおけるL17I、L17V、L17T、CドメインにおけるI31L、I31S、I31T、I31V、BドメインにおけるI31L、I31Tが好ましい。 More specific substitution modes include substitution of Phe at position 5 of the C domain with Ala or Tyr, substitution of Phe at position 13 of the C domain with Tyr, and Ile of Leu at position 17 of the C domain, Val or Thr. To Leu, Ser, Thr or Val of Ile at position 31 of the C domain. Among these, F5A, F5Y in the C domain, F13Y in the C domain, L17I, L17V, L17T in the C domain, I31L, I31S, I31T, I31V in the C domain, and I31L, I31T in the B domain are preferable.

また、より具体的な置換態様としては、Bドメインの31位のIleのLeuへの置換が挙げられる。その他、Eドメイン、Dドメイン、AドメインおよびBドメインにおいて、Cドメインにおける上記置換位置に対応する位置における置換も好ましい。各ドメイン間の対応する位置は、図1に示すアラインメントで把握することができる。 Further, as a more specific substitution mode, substitution of Ile at position 31 of the B domain with Leu can be mentioned. In addition, in the E domain, D domain, A domain and B domain, substitution at a position corresponding to the above substitution position in the C domain is also preferable. Corresponding positions between the domains can be grasped by the alignment shown in FIG.

Fc結合部位のアミノ酸置換の数は、置換前と比較してFc領域に対する親和性が維持または向上していれば特に限定されないが、変異導入前のタンパク質の立体構造の維持や中性領域での抗体結合能の維持の観点からは、4個以下または3個以下が好ましく、2個以下または1個であることがより好ましい。2個のアミノ酸置換の態様としては、例えばCドメインにおけるL17IとI31Lの置換や、E、D、A、またはBドメインにおいて、Cドメインの17位および31位に対応する位置のアミノ酸を同様に置換する方法が挙げられる。 The number of amino acid substitutions at the Fc-binding site is not particularly limited as long as the affinity for the Fc region is maintained or improved as compared with that before the substitution, but the three-dimensional structure of the protein before mutation introduction and the neutral region can be maintained. From the viewpoint of maintaining the antibody binding ability, 4 or less or 3 or less is preferable, and 2 or less or 1 is more preferable. Examples of the two amino acid substitution include, for example, substitution of L17I and I31L in the C domain, and substitution of amino acids at positions corresponding to positions 17 and 31 of the C domain in the E, D, A, or B domain in the same manner. There is a method of doing.

置換前と比較してFc領域に対する親和性が維持または向上している限り、Fc結合部位の疎水性アミノ酸残基の他の疎水性アミノ酸残基または極性無電荷アミノ酸残基への置換以外に、任意のアミノ酸置換を含んでいてもよい。このようなアミノ酸置換としては、CドメインにおけるG29Aの置換が挙げられる。また、E、D、A、またはBドメインにおいて、Cドメインの29位に対応する位置に対応する位置での置換が挙げられる。更に、任意のアミノ酸置換としては、Cドメインの40位に対応するValのVal以外のアミノ酸残基への置換が挙げられ、具体的にはCドメインにおけるV40Qの置換が挙げられる。また、疎水性アミノ酸残基、酸性アミノ酸残基、または極性無電荷アミノ酸残基の塩基性アミノ酸残基への置換が挙げられ、具体的にはCドメインにおけるA12R、L19R、L22R、Q26R、Q32R、S33H、V40Hの置換、またはE、D、A、またはBドメインにおける対応位置での置換が挙げられる。 As long as the affinity for the Fc region is maintained or improved as compared with that before substitution, in addition to the substitution of the hydrophobic amino acid residue of the Fc binding site with another hydrophobic amino acid residue or a polar uncharged amino acid residue, It may contain arbitrary amino acid substitutions. Examples of such amino acid substitution include substitution of G29A in the C domain. Also, in the E, D, A, or B domain, substitution at a position corresponding to the position corresponding to position 29 of the C domain can be mentioned. Furthermore, examples of the arbitrary amino acid substitution include substitution of Val corresponding to the 40th position of the C domain with an amino acid residue other than Val, and specifically, substitution of V40Q in the C domain can be mentioned. Moreover, the substitution of a hydrophobic amino acid residue, an acidic amino acid residue, or a polar uncharged amino acid residue with a basic amino acid residue is mentioned, and specifically, A12R, L19R, L22R, Q26R, Q32R in the C domain, Substitutions at S33H, V40H or at corresponding positions in the E, D, A, or B domains.

Fc結合部位の疎水性アミノ酸残基を他の疎水性アミノ酸残基または極性無電荷アミノ酸残基に置換して得られるアミノ酸配列と、配列番号1〜5に記載のプロテインAのE、D、A、B、またはCドメインとの配列同一性としては、85%以上の配列同一性を有することが好ましい。当該配列同一性としては、90%以上、92%以上、93%以上、94%以上または95%以上が好ましく、96%以上、97%以上、98%以上または99%以上がより好ましく、99.5%以上または99.8%以上がより更に好ましい。 An amino acid sequence obtained by substituting the hydrophobic amino acid residue at the Fc binding site with another hydrophobic amino acid residue or a polar uncharged amino acid residue, and E, D, and A of protein A described in SEQ ID NOS: 1 to 5. The sequence identity with the B, C, or C domain is preferably 85% or more. The sequence identity is preferably 90% or more, 92% or more, 93% or more, 94% or more or 95% or more, more preferably 96% or more, 97% or more, 98% or more or 99% or more, and 99. It is even more preferably 5% or more or 99.8% or more.

本発明で用いる変異型SpAおよび変異型SpAドメインにおいて、以下に示すCドメインの位置、およびE、D、A、Bドメインにおける以下に示す位置に相当する位置のアミノ酸残基が90%以上、92%以上、93%以上、94%以上または95%以上保持されていることが好ましく、96%以上、97%以上、98%以上または99%以上保持されていることがより好ましく、99.5%以上または99.8%以上がより更に好ましい。:9位Gln、10位Gln、14位Tyr、20位Pro、21位Asn、22位Leu、26位Gln、27位Arg、30位Phe、34位Leu、38位Pro、39位Ser、45位Leu、51位Leu、52位Asn、55位Gln、および57位Pro。 In the mutant SpA and mutant SpA domain used in the present invention, 90% or more of the amino acid residues at the positions of the C domain shown below and at the positions corresponding to the following positions of the E, D, A, and B domains are 92, % Or more, 93% or more, 94% or more or 95% or more is preferable, 96% or more, 97% or more, 98% or more or 99% or more is more preferable, 99.5% Or more or 99.8% or more is still more preferable. : 9th Gln, 10th Gln, 14th Tyr, 20th Pro, 21st Asn, 22nd Leu, 26th Gln, 27th Arg, 30th Phe, 34th Leu, 38th Pro, 39th Ser, 45 Leu, 51 Leu, 52 Asn, 55 Gln, and 57 Pro.

本発明で用いる変異型SpAおよび変異型SpAドメインは、リガンドとして水不溶性担体に固定化し、アフィニティ分離マトリックスとすることが好ましい。本発明に用いる水不溶性担体としては、ガラスビーズ、シリカゲルなどの無機担体;架橋ポリビニルアルコール、架橋ポリアクリレート、架橋ポリアクリルアミド、架橋ポリスチレンなどの合成高分子や;結晶性セルロース、架橋セルロース、架橋アガロース、架橋デキストランなどの多糖類からなる有機担体;さらにはこれらの組み合わせによって得られる有機−有機、有機−無機などの複合担体などが挙げられる。市販品としては、多孔質セルロースゲルであるGCL2000、アリルデキストランとメチレンビスアクリルアミドを共有結合で架橋したSephacryl S−1000、アクリレート系の担体であるToyopearl、アガロース系の架橋担体であるSepharose CL4B、および、セルロース系の架橋担体であるCellufineなどを例示することができる。但し、本発明における水不溶性担体は、例示したこれらの担体のみに限定されるものではない。 The mutant SpA and mutant SpA domain used in the present invention are preferably immobilized on a water-insoluble carrier as a ligand to form an affinity separation matrix. Examples of the water-insoluble carrier used in the present invention include inorganic carriers such as glass beads and silica gel; synthetic polymers such as cross-linked polyvinyl alcohol, cross-linked polyacrylate, cross-linked polyacrylamide, and cross-linked polystyrene; crystalline cellulose, cross-linked cellulose, cross-linked agarose, Examples include organic carriers composed of polysaccharides such as cross-linked dextran; and composite carriers such as organic-organic and organic-inorganic obtained by combining these. As commercial products, GCL2000 which is a porous cellulose gel, Sephacryl S-1000 obtained by covalently cross-linking allyl dextran and methylene bisacrylamide, Toyopearl which is an acrylate carrier, Sepharose CL4B which is an agarose cross-linking carrier, and Cellulofine, which is a cellulosic cross-linking carrier, can be exemplified. However, the water-insoluble carrier in the present invention is not limited to these exemplified carriers.

また、本発明に用いる水不溶性担体は、本アフィニティ分離マトリックスの使用目的および方法からみて、表面積が大きいことが望ましく、適当な大きさの細孔を多数有する多孔質であることが好ましい。担体の形態としては、ビーズ状、モノリス状、繊維状、膜状(中空糸を含む)などいずれも可能であり、任意の形態を選ぶことができる。 The water-insoluble carrier used in the present invention preferably has a large surface area in view of the purpose and method of use of the present affinity separation matrix, and is preferably porous having a large number of pores of an appropriate size. The form of the carrier can be any of beads, monoliths, fibers, membranes (including hollow fibers), and any form can be selected.

上記リガンドは、直接またはリンカー基を介して、共有結合により上記水不溶性担体に固定化されている。当該リンカー基としては、例えば、C1-6アルキレン基、アミノ基(−NH−)、エーテル基(−O−)、カルボニル基(−C(=O)−)、エステル基(−C(=O)O−または−OC(=O)−)、アミド基(−C(=O)NH−または−NHC(=O)−)、ウレア基(−NHC(=O)NH−);C1-6アルキレン基、アミノ基、エーテル基、カルボニル基、エステル基、アミド基およびウレア基からなる群より選択される2以上10以下の基が連結された基;アミノ基、エーテル基、カルボニル基、エステル基、アミド基およびウレア基からなる群より選択される基を一端または両端に有するC1-6アルキレン基を挙げることができる。上記の連結数としては、8以下または6以下が好ましく、5以下がより好ましく、4以下がさらに好ましい。また、上記C1-6アルキレン基は、水酸基などの置換基などにより置換されていてもよい。 The ligand is immobilized on the water-insoluble carrier by a covalent bond, either directly or via a linker group. Examples of the linker group include a C 1-6 alkylene group, an amino group (-NH-), an ether group (-O-), a carbonyl group (-C(=O)-), an ester group (-C(= O)O- or -OC(=O)-), an amide group (-C(=O)NH- or -NHC(=O)-), a urea group (-NHC(=O)NH-); C 1 -6 a group in which 2 to 10 groups selected from the group consisting of an alkylene group, an amino group, an ether group, a carbonyl group, an ester group, an amide group and a urea group are linked; an amino group, an ether group, a carbonyl group, A C 1-6 alkylene group having a group selected from the group consisting of an ester group, an amide group and a urea group at one end or both ends can be mentioned. The number of connections is preferably 8 or less, or 6 or less, more preferably 5 or less, still more preferably 4 or less. The C 1-6 alkylene group may be substituted with a substituent such as a hydroxyl group.

リガンドの固定化方法については、例えば、リガンドに存在するアミノ基、カルボキシ基またはチオール基を利用した、従来のカップリング法で担体に結合してよい。カップリング法としては、臭化シアン、エピクロロヒドリン、ジグリシジルエーテル、トシルクロライド、トレシルクロライド、ヒドラジンまたは過ヨウ素酸ナトリウムなどと担体とを反応させて担体を活性化するか、或いは担体表面に反応性官能基を導入し、リガンドとして固定化する化合物とカップリング反応を行い固定化する方法、また、担体とリガンドとして固定化する化合物が存在する系にカルボジイミドのような縮合試薬、または、グルタルアルデヒドのように分子中に複数の官能基を持つ試薬を加えて縮合、架橋することによる固定化方法が挙げられる。 Regarding the method of immobilizing the ligand, for example, the amino group, the carboxy group or the thiol group existing in the ligand may be used to bind to the carrier by a conventional coupling method. As the coupling method, cyanogen bromide, epichlorohydrin, diglycidyl ether, tosyl chloride, tresyl chloride, hydrazine or sodium periodate is reacted with the carrier to activate the carrier, or the carrier surface is used. A method of immobilizing a reactive functional group into a compound by immobilizing it with a compound to be immobilized as a ligand, a condensation reagent such as carbodiimide in a system in which a compound to be immobilized as a carrier and a ligand is present, or, An immobilization method may be mentioned in which a reagent having a plurality of functional groups in a molecule such as glutaraldehyde is added and condensed and crosslinked.

また、リガンドと担体の間に複数の原子からなるスペーサー分子を導入してもよいし、担体にリガンドを直接固定化してもよい。従って、固定化のために、本発明に係るVL−κ結合性ペプチドを化学修飾してもよいし、固定化に有用なアミノ酸残基を加えてもよい。固定化に有用なアミノ酸としては、側鎖に固定化の化学反応に有用な官能基を有しているアミノ酸が挙げられ、例えば、側鎖にアミノ基を含むLysや、側鎖にチオール基を含むCysが挙げられる。本発明の本質は、本発明においてペプチドに付与したVL−κ結合性が、当該ペプチドをリガンドとして固定化したマトリックスにおいても同様に付与されることにあり、固定化のためにいかように修飾・改変しても、本発明の範囲に含まれる。 Further, a spacer molecule composed of a plurality of atoms may be introduced between the ligand and the carrier, or the ligand may be directly immobilized on the carrier. Therefore, for immobilization, the VL-κ binding peptide according to the present invention may be chemically modified, or amino acid residues useful for immobilization may be added. Examples of amino acids useful for immobilization include amino acids having a functional group useful for the chemical reaction of immobilization on the side chain, for example, Lys containing an amino group in the side chain, or a thiol group in the side chain. Cys including is mentioned. The essence of the present invention is that the VL-κ binding property imparted to the peptide in the present invention is also imparted to the matrix in which the peptide is immobilized as a ligand. Modifications are included in the scope of the present invention.

液体試料とアフィニティ分離マトリックスを接触させる方法としては、常法を用いることができる。例えば、液体試料とアフィニティ分離マトリックスを単に混合するのみでもよいが、効率の観点から、アフィニティ分離マトリックスをカラムに充填することによりアフィニティカラムを作製し、当該カラムに免疫グロブリン含有試料を流すことが好ましい。 As a method for bringing the liquid sample and the affinity separation matrix into contact with each other, a conventional method can be used. For example, the liquid sample and the affinity separation matrix may be simply mixed, but from the viewpoint of efficiency, it is preferable to prepare an affinity column by packing the affinity separation matrix into the column and to flow the immunoglobulin-containing sample into the column. ..

本発明で用いるリガンドは、ヤギ亜科属動物由来のIgGに対する親和性が比較的低い一方で、ヤギ亜科属動物以外の動物由来のIgGに対する親和性は比較的高い。よって、かかるリガンドを含むアフィニティ分離マトリックスと、ヤギ亜科属動物由来のIgGおよびヤギ亜科属動物以外の動物由来のIgGを含む液体試料を接触させることにより、ヤギ亜科属動物以外の動物由来のIgGを選択的に当該リガンドに吸着させることができ、ヤギ亜科属動物由来のIgGとヤギ亜科属動物以外の動物由来のIgGとを分離させることができる。 The ligand used in the present invention has a relatively low affinity for IgG derived from a sub-subfamily of goats, while having a relatively high affinity for an IgG derived from an animal other than the sub-genus of Goats. Therefore, by contacting an affinity separation matrix containing such a ligand with a liquid sample containing IgG derived from a sub-subfamily of goats and IgG derived from a non-subfamily of goats, IgG of 1) can be selectively adsorbed to the ligand, and IgG derived from a goat subfamily and IgG derived from an animal other than a goat can be separated.

液体試料をアフィニティ分離マトリックスに接触させる際の液体試料は、中性に調整することが好ましい。液体試料のpHとしては、具体的には、6.5以上、8.5以下が好ましく、7以上、8以下がより好ましい。また、液体試料をアフィニティ分離マトリックスに吸着させる際の温度としては1℃以上、40℃以下が好ましく、4℃以上、25℃以下がより好ましい。 The liquid sample when contacting the liquid sample with the affinity separation matrix is preferably adjusted to be neutral. Specifically, the pH of the liquid sample is preferably 6.5 or more and 8.5 or less, more preferably 7 or more and 8 or less. The temperature at which the liquid sample is adsorbed on the affinity separation matrix is preferably 1°C or higher and 40°C or lower, more preferably 4°C or higher and 25°C or lower.

2.洗浄工程
上記選択的吸着工程によりヤギ亜科属動物以外の動物由来のIgGが吸着保持されたアフィニティ分離マトリックスを洗浄し、ヤギ亜科属動物由来のIgGに加えて、ヤギ亜科属動物以外の動物由来のIgG以外の不純物を除去する。なお、この時点では、ヤギ亜科属動物以外の動物由来のIgGはリガンドに吸着されている。
2. Washing step The affinity separation matrix in which IgG derived from an animal other than Goat subgenus is adsorbed and retained by the above selective adsorption step is washed, and in addition to IgG derived from Goat subgenus, Impurities other than IgG derived from animals are removed. At this point, IgG derived from an animal other than a sub-goat is adsorbed to the ligand.

本洗浄工程において、アフィニティ分離マトリックスの洗浄に用いられる洗浄液としては、ヤギ亜科属動物以外の動物由来のIgGと上記リガンドとの相互作用を妨げないものを使用する。例えば、pHが6以上8以下の緩衝液のみを洗浄液として用いることができる。 In this washing step, the washing solution used for washing the affinity separation matrix is one that does not interfere with the interaction between the above-mentioned ligand and IgG derived from an animal other than Goats. For example, only a buffer solution having a pH of 6 or more and 8 or less can be used as the washing solution.

3.溶出工程
本工程では、酸性緩衝液を使って、ヤギ亜科属動物以外の動物由来のIgGが吸着された上記アフィニティ分離マトリックスから当該IgGを分離する。本溶出工程によって、精製されたヤギ亜科属動物以外の動物由来のIgGが得られる。
3. Elution step In this step, the acidic buffer is used to separate the IgG from the affinity separation matrix on which the IgG derived from an animal other than the subgenus Goat has been adsorbed. By this elution step, purified IgG derived from animals other than the subgenus Goat can be obtained.

本溶出においてヤギ亜科属動物以外の動物由来のIgGをリガンドから分離するために用いられる酸性緩衝液のpHは適宜調整すればよいが、例えば、2.0以上4.0以下程度とすることができる。また、ヤギ亜科属動物以外の動物由来のIgGを溶出するために用いられる酸性緩衝液には、リガンドからの解離を促進する物質を添加してもよい。 In this elution, the pH of the acidic buffer solution used for separating IgG derived from animals other than Goat subgenus from the ligand may be appropriately adjusted, but, for example, should be about 2.0 or more and 4.0 or less. You can In addition, a substance that promotes dissociation from a ligand may be added to the acidic buffer solution used for eluting IgG derived from animals other than Goats.

4.アフィニティ分離マトリックスの再生工程
本工程では、上記溶出工程においてヤギ亜科属動物以外の動物由来のIgGを分離したアフィニティ分離マトリックスをアルカリ性水溶液で洗浄することによって、アフィニティ分離マトリックスを再生する。但し、本再生工程は、上記溶出工程の後に必須的に実施する必要はなく、上記選択的吸着工程〜溶出工程の3回に1回、5回に1回、または10回に1回の実施でも構わない。
4. Regeneration Step of Affinity Separation Matrix In this step, the affinity separation matrix is regenerated by washing the affinity separation matrix in which IgG derived from animals other than Goat subgenus has been separated in the elution step with an alkaline aqueous solution. However, this regeneration step does not necessarily have to be carried out after the elution step, and is carried out once every 3 times, once every 5 times, or once every 10 times of the selective adsorption step to the elution step. But it doesn't matter.

アフィニティ分離マトリックスの再生に用いる「アルカリ性水溶液」は、洗浄または殺菌の目的を達成し得る程度のアルカリ性を示す水溶液である。より具体的には、0.01M以上1.0M以下、または、0.01N以上1.0N以下の水酸化ナトリウム水溶液などが該当するが、これに限定されるものではない。水酸化ナトリウムを例とした場合、その濃度の下限は、0.01Mが好ましく、0.02Mがより好ましく、0.05Mがさらにより好ましい。一方、水酸化ナトリウムの濃度の上限は、1.0Mが好ましく、0.5Mがより好ましく、0.3Mがさらにより好ましく、0.2Mがさらにより好ましく、0.1Mがさらにより好ましい。アルカリ性水溶液としては、水酸化ナトリウム水溶液である必要はないが、そのpHは12以上14以下が好ましい。pHの下限に関し、12.0以上が好ましく、12.5以上がより好ましい。pHの上限に関し、14以下が好ましく、13.5以下がさらにより好ましく、13.0以下がさらにより好ましい。 The "alkaline aqueous solution" used for the regeneration of the affinity separation matrix is an aqueous solution that is alkaline enough to achieve the purpose of washing or sterilization. More specifically, 0.01 M or more and 1.0 M or less, or 0.01 N or more and 1.0 N or less sodium hydroxide aqueous solution or the like is applicable, but is not limited thereto. When sodium hydroxide is taken as an example, the lower limit of the concentration is preferably 0.01M, more preferably 0.02M, and even more preferably 0.05M. On the other hand, the upper limit of the concentration of sodium hydroxide is preferably 1.0 M, more preferably 0.5 M, even more preferably 0.3 M, even more preferably 0.2 M, even more preferably 0.1 M. The alkaline aqueous solution need not be an aqueous sodium hydroxide solution, but its pH is preferably 12 or more and 14 or less. Regarding the lower limit of pH, 12.0 or more is preferable, and 12.5 or more is more preferable. With respect to the upper limit of pH, 14 or less is preferable, 13.5 or less is still more preferable, and 13.0 or less is even more preferable.

上記溶出工程を経たアフィニティ分離マトリックスをアルカリ性水溶液により処理する時間は、アルカリ性水溶液の濃度や処理時の温度によってペプチドの受けるダメージは異なるので、特に限定はされず、適宜調整すればよい。例えば、水酸化ナトリウムの濃度が0.05Mで、浸漬時の温度が室温の場合、アルカリ性水溶液に浸漬する時間の下限は、1時間が好ましく、2時間がより好ましく、4時間がより好ましく、10時間がより好ましく、また、上限としては20時間が好ましいが、特に限定はされない。 The time for treating the affinity separation matrix that has undergone the elution step with the alkaline aqueous solution is not particularly limited and may be appropriately adjusted, because the peptide damage is different depending on the concentration of the alkaline aqueous solution and the temperature during the treatment. For example, when the concentration of sodium hydroxide is 0.05 M and the temperature at the time of immersion is room temperature, the lower limit of the time for immersion in the alkaline aqueous solution is preferably 1 hour, more preferably 2 hours, more preferably 4 hours, and more preferably 10 hours. The time is more preferable, and the upper limit is preferably 20 hours, but it is not particularly limited.

本発明に係るアフィニティ分離マトリックスに固定化されているリガンドは、ヤギ亜科属動物以外の動物由来のIgGに対して比較的高い親和性を示す一方で、ヤギ亜科属動物由来のIgGに対しては比較的低い親和性を示すことから、例えば、ヤギ亜科属動物以外の動物由来のIgGを生産するよう形質転換されたヤギ亜科属動物から得られた試料から、ヤギ亜科属動物以外の動物由来のIgGを選択的に吸着することができる。よって、上記選択的吸着工程、洗浄工程、および溶出工程により、上記形質転換動物などからヤギ亜科属動物以外の動物由来のIgGを有効に精製することができる。 The ligand immobilized on the affinity separation matrix according to the present invention has a relatively high affinity for IgG derived from animals other than Goat and also to IgG derived from Goat. Show a relatively low affinity, for example, from a sample obtained from a goat subfamily transformed to produce IgG derived from an animal other than a goat subfamily, a goat subfamily Other animal-derived IgG can be selectively adsorbed. Therefore, by the selective adsorption step, washing step, and elution step, it is possible to effectively purify IgG derived from an animal other than the subfamily Goat from the transformed animal.

以下に実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

以下の実施例では、組換えDNAの作製や操作などは、特に断わらない限り下記の実験書に従って実施した。
参考文献1: T.Maniatisら著,「Molecular Cloning/A Laboratory Manual 第2版」,Cold Spring Harbor Laboratory刊(米国),1989
参考文献2: 村松正實編著「ラボマニュアル遺伝子工学 第3版」,丸善株式会社刊,1996
In the following examples, the production and manipulation of recombinant DNA were carried out according to the following experimental manuals unless otherwise specified.
Reference 1: T. Maniatis et al., "Molecular Cloning/A Laboratory Manual, Second Edition", Cold Spring Harbor Laboratory (USA), 1989.
Reference 2: Masamitsu Muramatsu, "Lab Manual, Genetic Engineering, 3rd Edition", Maruzen Co., Ltd., 1996

また、以下の実施例で用いた試薬や制限酵素などについては、特に明記しない限り、市販品を用いた。 Further, with respect to the reagents and restriction enzymes used in the following examples, commercially available products were used unless otherwise specified.

実施例で取得した各種タンパク質を「ドメインを示すアルファベット−導入した変異」の形で表記する。変異を導入していない野生型タンパク質は、「導入した変異」の代わりに「Wild」と表記する。例えば、プロテインAの野生型Cドメインは「C−wild」、変異G29Eを導入したCドメイン変異体は「C−G29E」と表記する。2種類の変異を同時に導入した変異体の表記は、スラッシュを用いて併記する。例えば、変異G29Eおよび変異S13Lを導入したCドメイン変異体は、「C−G29E/S13L」と表記する。また、単ドメインを複数連結したタンパク質は、ピリオドの後に、連結した数に「d」をつけて表記する。例えば、変異G29Eおよび変異S13Lを導入したCドメイン変異体を5連結したタンパク質は「C−G29E/S13L.5d」と表記する。 The various proteins obtained in the examples are described in the form of "alphabet indicating domain-introduced mutation". The wild-type protein in which the mutation has not been introduced is denoted by “Wild” instead of “introduced mutation”. For example, the wild-type C domain of protein A is referred to as “C-wild”, and the C domain mutant introduced with the mutation G29E is referred to as “C-G29E”. The notation of a mutant in which two kinds of mutations are introduced at the same time is described together using a slash. For example, a C domain mutant into which the mutation G29E and the mutation S13L are introduced is referred to as "C-G29E/S13L". In addition, a protein in which a plurality of single domains are linked is described by adding a "d" to the linked number after a period. For example, a protein in which a C domain mutant having a mutation G29E and a mutation S13L introduced therein is linked by 5 is referred to as “C-G29E/S13L.5d”.

実施例1: プロテインAリガンドの抗体結合能の評価
表面プラズモン共鳴を利用したバイオセンサー(「Biacore 3000」GEヘルスケア社製)を用いて、プロテインAリガンドと免疫グロブリンとの親和性を解析した。本実施例1では、リーク測定用プロテインAリガンド標準品(「KANEKA KanCapATM 3G」カネカ社製)と、市販の各種動物由来の抗体を使用した。また、特開2006−320220号公報に記載の方法に準じて、スタフィロコッカス・アウレウスATCC6538P株由来プロテインAからシグナル配列(Sドメイン)と細胞壁結合ドメイン(Xドメイン)の一部を除いた部分を遺伝子組換えにより生産し、クロマトグラフィーで精製して野生型プロテインAを得て使用した。なお、KANEKA KanCapATMとKANEKA KanCapATM 3Gのアミノ酸配列は公表されていないが、少なくとも、KANEKA KanCapATM 3Gは、WO2017/014257に記載された特徴のアミノ酸配列を有し、配列番号1〜5に記載のプロテインAのE,D,A,BまたはCドメインに由来するアミノ酸配列において、Fc結合部位の疎水性アミノ酸残基を他の疎水性アミノ酸残基または極性無電荷アミノ酸残基に置換したアミノ酸配列を有するプロテインAを含む。更に、上記特徴を有さない対照プロテインAも用いた。
各種プロテインAをセンサーチップに固定化し、各種抗体をチップ上に流して、両者の相互作用を検出した。プロテインAリガンド標準品のセンサーチップCM5への固定化は、N−ヒドロキシスクシンイミド(NHS)、およびN−エチル−N’−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩(EDC)を用いたアミンカップリング法にて行い、ブロッキングにはエタノールアミンを用いてBiacore 3000付属のプロトコルに従い、実施した。センサーチップや固定化用試薬は、全てGEヘルスケア社製のものを用いた。また、チップ上の別のフローセルに対して、EDC/NHSにより活性化した後にエタノールアミンを固定化する処理を行うことで、ネガティブ・コントロールとなるリファレンスセルも用意した。
具体的には、各種抗体をランニング緩衝液(20mM NaH2PO4−Na2HPO4,150mM NaCl,0.005% P−20,pH7.4)に溶解し、10〜1000nMの範囲で濃度の異なる3種の溶液を調製し、各抗体溶液を、流速20μL/minでセンサーチップに30秒間添加した。測定温度25℃にて、添加時(結合相,30秒間)、および添加終了後(解離相,60秒間)の結合反応曲線を順次観測した。各々の観測終了後に、10mMグリシン塩酸塩溶液(GEヘルスケア社製,pH2.0)を30秒間添加することにより、センサーチップ上に残った添加抗体を除去し、センサーチップを再生した。固定化したヒトIgGの結合活性がほぼ完全に回復することを確認した。
得られた結合反応曲線(リファレンスセルの結合反応曲線を差し引いた結合反応曲線)に対して、システム付属ソフトBIA evaluationを用いた1:1の結合モデルによるフィッティング解析を行い、結合速度定数(kon)、解離速度定数(koff)、および親和定数(KA=kon/koff)を算出した。結果を表1に示す。
Example 1: Evaluation of antibody binding ability of protein A ligand Using a biosensor utilizing surface plasmon resonance ("Biacore 3000" manufactured by GE Healthcare), affinity between protein A ligand and immunoglobulin was analyzed. In the present Example 1, a protein A ligand standard for leak measurement (“KANEKA KanCapA 3G” manufactured by Kaneka) and commercially available antibodies derived from various animals were used. In addition, according to the method described in JP-A-2006-320220, the portion obtained by removing a part of the signal sequence (S domain) and the cell wall binding domain (X domain) from the protein A derived from Staphylococcus aureus ATCC6538P strain is used. It was produced by gene recombination and purified by chromatography to obtain wild type protein A for use. Although the amino acid sequences of KANEKA KanCapA and KANEKA KanCapA 3G have not been published, at least KANEKA KanCapA 3G has the amino acid sequence of the characteristics described in WO2017/014257, Amino acid sequence derived from the E, D, A, B or C domain of protein A of A., in which the hydrophobic amino acid residue at the Fc binding site is replaced with another hydrophobic amino acid residue or a polar uncharged amino acid residue Including protein A having In addition, a control protein A without the above characteristics was also used.
Various proteins A were immobilized on the sensor chip, and various antibodies were flown on the chip to detect the interaction between the two. The protein A ligand standard was immobilized on the sensor chip CM5 by amine coupling using N-hydroxysuccinimide (NHS) and N-ethyl-N′-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride (EDC). And blocking was performed using ethanolamine according to the protocol attached to Biacore 3000. The sensor chip and the immobilization reagent used were all manufactured by GE Healthcare. A reference cell as a negative control was also prepared by performing a treatment of immobilizing ethanolamine on another flow cell on the chip after activation with EDC/NHS.
Specifically, various antibodies are dissolved in a running buffer solution (20 mM NaH 2 PO 4 —Na 2 HPO 4 , 150 mM NaCl, 0.005% P-20, pH 7.4), and the concentration of the antibody is adjusted within the range of 10 to 1000 nM. Three different solutions were prepared, and each antibody solution was added to the sensor chip for 30 seconds at a flow rate of 20 μL/min. At a measurement temperature of 25° C., binding reaction curves during addition (binding phase, 30 seconds) and after addition (dissociation phase, 60 seconds) were sequentially observed. After completion of each observation, 10 mM glycine hydrochloride solution (GE Healthcare, pH 2.0) was added for 30 seconds to remove the added antibody remaining on the sensor chip and regenerate the sensor chip. It was confirmed that the binding activity of the immobilized human IgG was almost completely restored.
The obtained binding reaction curve (binding reaction curve obtained by subtracting the binding reaction curve of the reference cell) was subjected to fitting analysis using a binding model of 1:1 using system-attached software BIA evaluation, and the binding rate constant (k on ), dissociation rate constant (k off ), and affinity constant (K A =k on /k off ). The results are shown in Table 1.

Figure 2020117454
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表1に示す結果の通り、本発明に係るKANEKA KanCapATM 3GのプロテインAリガンドは、Goat IgGとSheep IgGに対する抗体結合能が著しく低下していた。一方、野生型プロテインAや対照プロテインAリガンドは、Goat IgGとSheep IgGへの結合能が確認された。本結果より、KANEKA KanCapATM 3Gに導入されているFc結合部位の疎水性アミノ酸残基を他の疎水性アミノ酸残基または極性無電荷アミノ酸残基に置換する変異により、Goat IgGとSheep IgGに対する抗体結合能が低下することが示された。 As shown in the results shown in Table 1, the protein A ligand of KANEKA KanCapA 3G according to the present invention had a markedly reduced antibody binding ability to Goat IgG and Sheep IgG. On the other hand, the wild type protein A and the control protein A ligand were confirmed to have the binding ability to Goat IgG and Sheep IgG. These results indicate that antibodies against Goat IgG and Sheep IgG are mutated by substitution of the hydrophobic amino acid residue in the Fc binding site introduced into KANEKA KanCapA 3G with another hydrophobic amino acid residue or a polar uncharged amino acid residue. It was shown that the binding ability was reduced.

実施例2: プロテインAのCドメイン変異体の抗体結合能の評価
プロテインAのCドメイン体にG29A変異を導入したC−G29A.2d(配列番号6)をコードするDNAの5’末端にPstI認識サイト、3’末端にXbaI認識サイトを付与したDNA(配列番号7)に、表2に記載のアミノ酸置換変異を導入した改変型C−G29A.2dの人工合成遺伝子を、ユーロフィンジェノミクス社への外注によって全合成した。各人工合成遺伝子を導入するサブクローニング後の発現プラスミドを、制限酵素PstIおよびXbaI(タカラバイオ社製)で消化し、取得したDNA断片を、同じ制限酵素で消化したブレビバチルス発現用ベクターpNCMO2(タカラバイオ社製)へライゲーションし、改変型C−G29A.2dのアミノ酸配列をコードするDNAが挿入された発現プラスミドを調製した。なお、プラスミドの調製にはエシェリヒア・コリJM109株を用いた。
ブレビバチルス・チョウシネンシスSP3株(タカラバイオ社製)を得られたプラスミドで形質転換し、改変型C−G29A.2dを分泌生産する遺伝子組換え体を育種した。この遺伝子組換え体を、60μg/mLのネオマイシンを含む30mLのA培地(ポリペプトン3.0%,酵母エキス0.5%,グルコース3%,硫酸マグネシウム0.01%,硫酸鉄0.001%,塩化マンガン0.001%,塩化亜鉛0.0001%)にて、30℃で3日間振盪培養した。培養後、培養液を15,000rpm、25℃で5分間遠心分離することにより菌体を除去した後、得られた培養上清からクロマトグラフィーにより改変型C−G29A.2dとC−G29A.2dの精製品を得た。精製品を高速液体クロマトグラフィーで分析し、各Cドメイン変異体の濃度を測定した。
次に、表面プラズモン共鳴を利用したバイオセンサー(「Biacore 3000」GEヘルスケア社製)を用いて、取得した各Cドメイン変異体の免疫グロブリンとの親和性を解析した。ヒトIgG、Goat IgG、Sheep IgGをそれぞれセンサーチップに固定化し、各Cドメイン変異体をチップ上に流して、両者の相互作用を検出した。IgGのセンサーチップCM5への固定化は、N−ヒドロキシスクシンイミド(NHS)、およびN−エチル−N’−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩(EDC)を用いたアミンカップリング法にて行い、ブロッキングにはエタノールアミンを用いた。センサーチップや固定化用試薬は、全てGEヘルスケア社製のものを用いた。IgG溶液は、標準緩衝液(20mM NaH2PO4−Na2HPO4,150mM NaCl,pH7.4)に1.0mg/mLになるよう溶解して調製した。IgG溶液を、固定化用緩衝液(10mM CH3COOH−CH3COONa,pH5.0)で100倍に希釈し、Biacore 3000付属のプロトコルに従い、IgGをセンサーチップへ固定した。また、チップ上の別のフローセルに対して、EDC/NHSにより活性化した後にエタノールアミンを固定化する処理を行うことで、ネガティブ・コントロールとなるリファレンスセルも用意した。
各Cドメイン変異体をランニング緩衝液(20mM NaH2PO4−Na2HPO4,150mM NaCl,0.005% P−20,pH7.4)に溶解し、10〜1000nMの範囲で濃度の異なる3種の溶液を調製し、各Cドメイン変異体溶液を、流速20μL/minでセンサーチップに30秒間添加した。測定温度25℃にて、添加時(結合相,30秒間)、および添加終了後(解離相,60秒間)の結合反応曲線を順次観測した。各々の観測終了後に、10mMグリシン塩酸塩溶液(GEヘルスケア社製,pH3.0)を30秒間添加することにより、センサーチップ上に残った添加抗体を除去し、センサーチップを再生した。固定化したヒトIgGの結合活性がほぼ完全に回復することを確認した。
得られた結合反応曲線(リファレンスセルの結合反応曲線を差し引いた結合反応曲線)に対して、システム付属ソフトBIA evaluationを用いた1:1の結合モデルによるフィッティング解析を行い、結合速度定数(kon)、解離速度定数(koff)、および親和定数(KA=kon/koff)を算出した。結果を表2に示す。
Example 2: Evaluation of antibody binding ability of C domain mutant of protein A C-G29A. A modified form of the DNA encoding 2d (SEQ ID NO: 6) having the PstI recognition site at the 5′ end and the XbaI recognition site at the 3′ end (SEQ ID NO: 7) having the amino acid substitution mutations shown in Table 2 introduced therein. C-G29A. The artificial synthetic gene of 2d was totally synthesized by outsourcing to Eurofin Genomics. The expression plasmid after subcloning into which each artificially synthesized gene is introduced is digested with restriction enzymes PstI and XbaI (manufactured by Takara Bio Inc.), and the obtained DNA fragment is digested with the same restriction enzyme to express Brevibacillus expression vector pNCMO2 (Takara Bio). (Manufactured by K.K.) and modified C-G29A. An expression plasmid in which a DNA encoding the amino acid sequence of 2d was inserted was prepared. The Escherichia coli JM109 strain was used for plasmid preparation.
Brevibacillus choshinensis SP3 strain (Takara Bio Inc.) was transformed with the obtained plasmid, and modified C-G29A. A gene recombinant that secretes and produces 2d was bred. 30 mL of A medium containing 60 μg/mL neomycin (polypeptone 3.0%, yeast extract 0.5%, glucose 3%, magnesium sulfate 0.01%, iron sulfate 0.001%, Manganese chloride (0.001%, zinc chloride 0.0001%) was shake-cultured at 30°C for 3 days. After culturing, the culture solution was centrifuged at 15,000 rpm at 25° C. for 5 minutes to remove the cells, and then the modified C-G29A. 2d and C-G29A. 2d purified product was obtained. The purified product was analyzed by high performance liquid chromatography to measure the concentration of each C domain mutant.
Next, using a biosensor utilizing surface plasmon resonance ("Biacore 3000" manufactured by GE Healthcare), the affinity of each obtained C domain mutant for immunoglobulin was analyzed. Human IgG, Goat IgG, and Sheep IgG were each immobilized on a sensor chip, and each C domain mutant was flown on the chip to detect the interaction between the two. Immobilization of IgG on the sensor chip CM5 was performed by an amine coupling method using N-hydroxysuccinimide (NHS) and N-ethyl-N′-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride (EDC). For blocking, ethanolamine was used. The sensor chip and the immobilizing reagent used were all manufactured by GE Healthcare. The IgG solution was prepared by dissolving it in a standard buffer solution (20 mM NaH 2 PO 4 —Na 2 HPO 4 , 150 mM NaCl, pH 7.4) at 1.0 mg/mL. The IgG solution was diluted 100 times with an immobilization buffer (10 mM CH 3 COOH-CH 3 COONa, pH 5.0), and IgG was immobilized on the sensor chip according to the protocol attached to Biacore 3000. A reference cell as a negative control was also prepared by performing a treatment of immobilizing ethanolamine on another flow cell on the chip after activation with EDC/NHS.
Each C domain mutant was dissolved in a running buffer (20 mM NaH 2 PO 4 —Na 2 HPO 4 , 150 mM NaCl, 0.005% P-20, pH 7.4), and the concentration was varied in the range of 10 to 1000 nM. A seed solution was prepared, and each C domain mutant solution was added to the sensor chip for 30 seconds at a flow rate of 20 μL/min. At a measurement temperature of 25° C., binding reaction curves during addition (bonding phase, 30 seconds) and after addition (dissociation phase, 60 seconds) were sequentially observed. After the completion of each observation, a 10 mM glycine hydrochloride solution (GE Healthcare, pH 3.0) was added for 30 seconds to remove the added antibody remaining on the sensor chip and regenerate the sensor chip. It was confirmed that the binding activity of the immobilized human IgG was almost completely restored.
The obtained binding reaction curve (binding reaction curve obtained by subtracting the binding reaction curve of the reference cell) was subjected to fitting analysis using a 1:1 binding model using system-attached software BIA evaluation, and the binding rate constant (k on ), a dissociation rate constant (k off ), and an affinity constant (K A =k on /k off ). The results are shown in Table 2.

Figure 2020117454
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表2に示す結果の通り、本発明に係る改変型C−G29A.2dのヒトIgGに対する結合パラメータは、C−G29A.2d(対照)と同程度であった。なお、プロテインAのCドメイン(配列番号5)の第29位のグリシンは、Fab結合部位に含まれる。
一方、変異G29Aに加えて、Fc結合部位に含まれる配列番号5の第5位、第29位または第31位の疎水性アミノ酸残基を他の疎水性アミノ酸残基または極性無電荷アミノ酸残基に置換した本発明に係る改変型C−G29A.2dのGoat IgGとSheep IgGに対する結合能は、検出できないほど低下していることが分かった。
As shown in the results shown in Table 2, the modified C-G29A. The binding parameters for 2d human IgG are C-G29A. It was comparable to 2d (control). The 29th position glycine in the C domain of protein A (SEQ ID NO: 5) is contained in the Fab binding site.
On the other hand, in addition to the mutation G29A, the hydrophobic amino acid residue at position 5, 29 or 31 of SEQ ID NO: 5 contained in the Fc binding site was replaced with another hydrophobic amino acid residue or a polar uncharged amino acid residue. To the modified C-G29A. The binding capacity of 2d to Goat IgG and Sheep IgG was found to be undetectably reduced.

実施例3: Bドメイン変異体の抗体結合能の評価
プロテインAのBドメイン体にG29A変異を導入したB−G29A.2d(配列番号8)をコードするDNAの5’末端にPstI認識サイト、3’末端にXbaI認識サイトを付与したDNA(配列番号9)に、表3に記載のアミノ酸置換変異を導入した改変型B−G29A.2dの人工合成遺伝子をユーロフィンジェノミクス社への外注によって全合成した。次いで、実施例2と同様にして、改変型B−G29A.2dとB−G29A.2dの精製品を得た。精製品を高速液体クロマトグラフィーで分析し、各Bドメイン変異体の濃度を測定した。Bドメイン変異体の免疫グロブリンとの親和性を実施例2と同様にして解析した。結果を表3に示す。
Example 3: Evaluation of antibody binding ability of B domain mutant B-G29A. Modified form of the DNA encoding 2d (SEQ ID NO: 8) having the PstI recognition site at the 5'end and the XbaI recognition site at the 3'end and having the amino acid substitution mutations shown in Table 3 introduced therein. B-G29A. The artificial synthetic gene of 2d was totally synthesized by outsourcing to Eurofin Genomics. Then, in the same manner as in Example 2, the modified B-G29A. 2d and B-G29A. 2d purified product was obtained. The purified product was analyzed by high performance liquid chromatography to measure the concentration of each B domain mutant. The affinity of the B domain mutant for immunoglobulin was analyzed in the same manner as in Example 2. The results are shown in Table 3.

Figure 2020117454
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表3に示す結果の通り、改変型B−G29A.2dのヒトIgGに対する結合パラメータは、B−G29A.2d(対照)と同程度であった。なお、プロテインAのBドメイン(配列番号4)の第29位のグリシンは、Fab結合部位に含まれる。
一方、変異G29Aに加えて、Fc結合部位に含まれる配列番号4の第31位のイソロイシンをロイシンに置換した本発明に係る改変型B−G29A.2dのGoat IgGとSheep IgGに対する結合能は、実施例2の結果と同様に検出できないほど低下していることが分かった。
As shown in the results shown in Table 3, the modified B-G29A. The binding parameters for 2d human IgG are B-G29A. It was comparable to 2d (control). The glycine at the 29th position in the B domain of protein A (SEQ ID NO: 4) is contained in the Fab binding site.
On the other hand, in addition to the mutated G29A, the modified B-G29A.I according to the present invention in which isoleucine at position 31 of SEQ ID NO: 4 contained in the Fc binding site was replaced with leucine. It was found that the binding ability of 2d to Goat IgG and Sheep IgG was undetectably decreased as in the case of Example 2.

実施例4: 市販担体を用いた血清からの抗体精製実験
トランスジェニックヤギやトランスジェニックヒツジを用いた抗体の生産を想定し、本発明に係る変異体とヤギ由来抗体およびヒツジ由来抗体との親和性を測定した。配列番号1〜5に記載のプロテインAのE,D,A,BまたはCドメインに由来するアミノ酸配列において、Fc結合部位の疎水性アミノ酸残基を他の疎水性アミノ酸残基または極性無電荷アミノ酸残基に置換したアミノ酸配列を有するプロテインAが担持された担体であるKANEKA KanCapATM 3G(カネカ社製)を用いて、ヤギ血清(Gibco社製)とヒツジ血清(Sigma社製)からの抗体精製実験を実施した。対照として、上記変異を有さないプロテインAクロマト担体KANEKA KanCapATM(カネカ社製)についても試験した。
具体的には、カラム(「Tricorn」GEヘルスケア社製,0.5cm径×高さ5cm)に各担体を1mL充填し、3カラムボリューム(CV)のダルベッコリン酸緩衝生理食塩水(シグマ・アルドリッチ社製)を流速1mL/minで流してカラムを平衡化した。各血清をそれぞれダルベッコリン酸緩衝生理食塩水(シグマ・アルドリッチ社製)で5倍希釈し、5mLを流速0.25mL/minで流した。次いで、流速を1mL/minに戻し、3CVの平衡化緩衝液を流した後、5CVの50mMクエン酸ナトリウム緩衝液(pH6.0)を流してカラムを洗浄し、更に5CVの50mMクエン酸ナトリウム緩衝液(pH3.0)を流して抗体を溶出した。抗体回収率は、溶出液の吸光度を測定して算出した。製品カタログに記載されている各プロテインAのヒトIgGに対する動的結合容量と、各血清からの抗体回収量の結果を表4に示す。また、ヒトIgGに対する動的結合容量の製品カタログ値を100%とした場合の、各抗体の回収率を相対値で括弧内に示す。
Example 4: Antibody purification experiment from serum using a commercially available carrier Assuming production of an antibody using a transgenic goat or transgenic sheep, the affinity of the mutant according to the present invention with a goat-derived antibody or a sheep-derived antibody Was measured. In the amino acid sequences derived from the E, D, A, B or C domain of protein A set forth in SEQ ID NOs: 1 to 5, the hydrophobic amino acid residue at the Fc binding site is replaced with another hydrophobic amino acid residue or a polar uncharged amino acid. Antibody purification from goat serum (Gibco) and sheep serum (Sigma) using KANEKA KanCapA 3G (Kaneka), which is a carrier carrying protein A having an amino acid sequence substituted with a residue. Experiments were conducted. As a control, a protein A chromatographic carrier KANEKA KanCapA (manufactured by Kaneka) without the above mutation was also tested.
Specifically, a column (“Tricorn” GE Healthcare, 0.5 cm diameter×5 cm height) was filled with 1 mL of each carrier, and 3 column volumes (CV) of Dulbecco's phosphate buffered saline (Sigma· Aldrich) was flowed at a flow rate of 1 mL/min to equilibrate the column. Each serum was diluted 5 times with Dulbecco's phosphate-buffered saline (manufactured by Sigma-Aldrich), and 5 mL was flown at a flow rate of 0.25 mL/min. Then, the flow rate is returned to 1 mL/min, 3 CV of equilibration buffer is flown, then 5 CV of 50 mM sodium citrate buffer (pH 6.0) is flown to wash the column, and further 5 CV of 50 mM sodium citrate buffer. The antibody was eluted by flowing a liquid (pH 3.0). The antibody recovery rate was calculated by measuring the absorbance of the eluate. Table 4 shows the results of the dynamic binding capacity of each protein A to human IgG described in the product catalog and the amount of antibody recovered from each serum. In addition, when the product catalog value of the dynamic binding capacity for human IgG is 100%, the recovery rate of each antibody is shown in parentheses as a relative value.

Figure 2020117454
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表4に示す結果の通り、プロテインAのFc結合部位に特定の変異が導入されているKANEKA KanCapATM 3Gは、その様な変異が導入されていないKANEKA KanCapATMに比べてヤギ血清およびヒツジ血清からのヤギIgGおよびヒツジIgGの回収率が低く、ヒトIgGに対する動的結合容量と比較すると20%以下となった。本結果より、KANEKA KanCapATM 3Gが担持されたアフィニティ分離マトリックスは、ヤギ由来IgGやヒツジ由来IgGとヒトIgGとを効率的に分離することが可能なプロテインA担体であることが分かった。 As shown in the results shown in Table 4, KANEKA KanCapA 3G in which a specific mutation was introduced at the Fc binding site of protein A was compared to KANEKA KanCapA in which such a mutation was not introduced, from goat serum and sheep serum. The recovery rate of goat IgG and sheep IgG was low, which was 20% or less as compared with the dynamic binding capacity for human IgG. From this result, it was found that the affinity separation matrix loaded with KANEKA KanCapA 3G is a protein A carrier capable of efficiently separating human IgG from goat-derived IgG or sheep-derived IgG.

Claims (8)

免疫グロブリンGまたはその誘導体を製造するための方法であって、
ヤギ亜科属動物由来の免疫グロブリンGまたはその誘導体と野生型プロテインAに結合するヤギ亜科属動物以外の動物由来の免疫グロブリンGまたはその誘導体とを含む液体試料を、リガンドが担体に固定化されたアフィニティ分離マトリックスに接触させることにより、ヤギ亜科属動物以外の動物由来の免疫グロブリンGまたはその誘導体をリガンドに吸着させる工程、
アフィニティ分離マトリックスを洗浄する工程、および、
リガンドに吸着されたヤギ亜科属動物以外の動物由来の免疫グロブリンGまたはその誘導体を、溶出液を使ってリガンドから分離する工程を含み、
リガンドが、プロテインAのEドメイン、Dドメイン、Aドメイン、BドメインまたはCドメインから選択される1以上のドメインのFc結合部位における1以上の疎水性アミノ酸残基が他の疎水性アミノ酸残基または極性無電荷アミノ酸残基に置換されたアミノ酸配列を有することを特徴とする方法。
A method for producing immunoglobulin G or a derivative thereof, comprising:
A ligand immobilizes a liquid sample containing immunoglobulin G or a derivative thereof from a goat subgenus and immunoglobulin G or a derivative thereof from a non-goat animal that binds to wild-type protein A on a carrier. Adsorbing an immunoglobulin G or a derivative thereof derived from an animal other than a goat subfamily on a ligand by contacting with the affinity separation matrix prepared above,
Washing the affinity separation matrix, and
A step of separating immunoglobulin G or a derivative thereof derived from an animal other than a sub-goat animal adsorbed to the ligand from the ligand using an eluent,
The ligand is one or more hydrophobic amino acid residues in the Fc binding site of one or more domains selected from E domain, D domain, A domain, B domain or C domain of protein A A method comprising having an amino acid sequence substituted with a polar uncharged amino acid residue.
置換されるべき疎水性アミノ酸残基が、配列番号5の上記Cドメインの5位のPhe、13位のPhe、17位のLeu、または31位のIleである請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the hydrophobic amino acid residue to be replaced is Phe at position 5, Phe at position 13, Leu at position 17, or Ile at position 31 of the C domain of SEQ ID NO: 5. 置換されるべき疎水性アミノ酸残基が、配列番号4の上記Bドメインの31位のIleである請求項1または2に記載の方法。 The method according to claim 1 or 2, wherein the hydrophobic amino acid residue to be replaced is Ile at position 31 of the B domain of SEQ ID NO:4. 他の疎水性アミノ酸残基が、Ala、Leu、またはIleである請求項1〜3のいずれかに記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the other hydrophobic amino acid residue is Ala, Leu, or Ile. 極性無電荷アミノ酸残基がThrである請求項1〜4のいずれかに記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the polar uncharged amino acid residue is Thr. リガンドのアミノ酸配列において、配列番号5の上記Cドメインの第9位のGln、第10位のGln、第14位のTyr、第20位のPro、第21位のAsn、第22位のLeu、第26位のGln、第27位のArg、第30位のPhe、第34位のLeu、第38位のPro、第39位のSer、第45位のLeu、第51位のLeu、第52位のAsn、第55位のGln、および第57位のProに相当するアミノ酸残基が90%以上保持されている請求項1〜5のいずれかに記載の方法。 In the amino acid sequence of the ligand, Gln at the 9th position, Gln at the 10th position, Tyr at the 14th position, Pro at the 20th position, Asn at the 21st position, and Leu at the 22nd position in the C domain of SEQ ID NO:5, 26th Gln, 27th Arg, 30th Phe, 34th Leu, 38th Pro, 39th Ser, 45th Leu, 51st Leu, 52nd The method according to claim 1, wherein 90% or more of the amino acid residues corresponding to Asn at the position, Gln at the 55th position, and Pro at the 57th position are retained. リガンドが、上記ドメインを2個以上連結して得られる複数ドメインからなる請求項1〜6のいずれかに記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the ligand comprises a plurality of domains obtained by linking two or more of the domains. 液体試料が、ヤギ亜科属動物の乳汁である請求項1〜7のいずれかに記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the liquid sample is milk of a subfamily of Goats.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023095665A1 (en) * 2021-11-29 2023-06-01 東ソー株式会社 Antibody isolation method

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