JP2000319296A - セラミド結合性ペプチド - Google Patents
セラミド結合性ペプチドInfo
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Abstract
機能を解明するのに有用なセラミド結合性ペプチドの提
供。 【解決手段】(a)または(b)のいずれかであるセラ
ミド結合性ペプチド: (a)配列番号1〜12で示されるアミノ酸配列のいず
れかから選ばれるアミノ酸配列を有するペプチド、
(b)上記(a)に示されるアミノ酸配列において1若
しくは複数のアミノ酸が置換、欠失若しくは付加により
改変されたアミノ酸配列からなり、且つセラミドに結合
性を有するペプチド。
Description
に結合するペプチドに関する。
engerとして様々な細胞における分化、増殖、growth ar
restおよびアポトーシスにおいて重要な機能を示すこと
が知られている(Okasaki,T., Bell,R.M.,Hannun,Y. (1
989) J.Biol.Chem.264, 19076-19080;Mathias,S., You
nes,A.,Kan,C.C.,Orlow,I.,Josph,C.,and Kolesnick,R.
N. (1993) Science 259, 519-522)。しかし、これらの
細胞内シグナリングにおけるセラミドの特異的な役割お
よび直接のターゲットに関しては未知の部分が多く残さ
れている。
セラミドの生体内での働き、特にセラミドが関与する細
胞シグナリングの分子機構を明らかにすることを目指し
て、セラミドを特異的に認識して結合する物質、すなわ
ちセラミド結合性ペプチドを提供することを目的とす
る。
を解決すべく鋭意研究を重ねていたところ、ファージデ
ィスプレイ法を用いることにより、セラミドを特異的に
認識してそれに結合するペプチドが選択的に取得できる
ことを確認した。本発明は、かかる知見に基づいて開発
されたものである。
に掲げるセラミド結合性ペプチドである: (1)下記(a)または(b)のいずれかである、セラ
ミド結合性ペプチド: (a)配列番号1〜12で示されるアミノ酸配列のいず
れかから選ばれるアミノ酸配列を有するペプチド、
(b)上記(a)に示されるアミノ酸配列において1若
しくは複数のアミノ酸が置換、欠失若しくは付加により
改変されたアミノ酸配列からなり、且つセラミドに結合
性を有するペプチド。 (2)配列番号2又は3で示されるアミノ酸配列を有す
るセラミド結合性ペプチド。
ペプチド、塩基配列、核酸等の略号による表示は、IU
PAC、IUBの規定、「塩基配列又はアミノ酸配列を
含む明細書等の作成のためのガイドライン」(特許庁
編)及び当該分野における慣用記号に従うものとする。
の具体例としては、後述する実施例に示される方法によ
り得られる配列番号1〜12に示されるアミノ酸配列を
有するものを例示することができる。
選別方法及び得られたペプチドの同定、並びに該ペプチ
ドのセラミドへの結合性について説明する。
は、分子ライブラリーのスクリーニング手法を採用する
ことができ、上記ライブラリーとしては、例えばファー
ジディスプレイランダムペプチドライブラリーを好まし
く用いることができる。
を用いることができる。当該ライブラリーは、ランダム
なペプチドを発現する多くのファージの集合体であり、
これらは特定の標的分子又は目的の細胞をスクリーニン
グして、これらと特異的に結合するペプチドを同定する
ために利用される。該ファージディスプレイペプチドラ
イブラリーを用いるスクリーニングは、ファージディス
プレイ法と呼ばれ、従来から種々の細胞表面レセプター
と特異的に結合するリガンドや種々の抗体を同定するた
めに使用されている。これらファージディスプレイライ
ブラリーの作成方法及びインビトロスクリーニング法に
ついては、スコット及びスミスらの方法が参照される(S
cott, J. M. and Smith, G. P., Science,249, 386-390
(1990);Smith, G. P. and Scott, J. K., Methodsin
Enzymology,217, 228-257 (1993))。
ファージディスプレイ法によりセラミドに結合するペプ
チドをインビトロでスクリーニングすることによって取
得することができる。具体的には以下の方法によって行
うことができる。
リーにランダムなDNA配列を挿入して、ファージの外
殻表面にランダムなアミノ酸配列を有するペプチドを発
現し得るように構築したランダムペプチドディスプレイ
ファージを用いて、これを予めマイクロプレート等の固
相表面上に固定化したセラミドと反応させて、遊離ファ
ージを洗浄除去して、該セラミドと特異的に結合するフ
ァージを回収する(バイオパニング)。
のをも使用でき、例えばスフィンゴリン脂質にホスホリ
パーゼCを作用させる方法やスフィンゴ糖脂質にグルコ
シダーゼを作用させる方法等、各種の酵素反応によって
調製することもできるが、簡便には市販品を用いること
ができる。
ージは、次いで大腸菌への感染に供して培養して増幅
し、分離し、必要であれば更に精製して、セラミドと特
異的に結合するペプチド発現ファージを得る。かくして
得られたファージは、再び上記と同様に、固定化セラミ
ドと反応させてセラミドと特異的に結合するファージを
スクリーニングするパニング(panning)操作に供され
る。
〜6回程度繰り返すことによりセラミドと特異的に結合
するペプチドを発現し得るファージが選別できる。好ま
しくは、2回目、3回目とパニングの回数を重ねる毎
に、固定化セラミド量を減らした固相を用いる方法が採
用される。かかる方法によれば、順次所望のファージを
濃縮することができ、結果としてセラミドとより親和性
の高いファージクローンを単離することができる。
抽出しその配列を決定することにより、ファージが発現
するペプチド、すなわちセラミドと特異的に結合するペ
プチドを同定することができる。
方法により容易に行うことができ、例えばジデオキシ法
〔Proc. Natl. Acad. Sci. USA.,74, 5463-5467 (197
7)〕やマキサム−ギルバート法〔Method in Enzymolog
y, 65, 499 (1980)〕等を挙げることができる。かかる
塩基配列の決定は、市販のシークエンスキット等を用い
ても容易に行うことができる。
られるファージライブラリーは、通常この方法で用いら
れる公知のファージライブラリーのいずれであってもよ
く、例えばファージのコートタンパク質pIII遺伝子に
ランダムなDNAが挿入されて、ファージ外殻表面にラ
ンダムな15個のアミノ酸からなるアミノ酸配列を有す
るペプチドが発現し得るように構築されたランダムペプ
チドディスプレイファージ(繊維状ファージ)を例示す
ることができる(例えば、特願平11−000769号
参照;2C103「ファージディスプレイ法による糖脂質に
結合するペプチドのセレクション」第3回 日本化学会
バイオテクノロジー部会シンポジウム (1998))。
ペプチドのセラミドに対する親和性(結合性)は、前述
するセラミド結合性ペプチドを発現し得るファージの選
別方法(パニング)において、ランダムペプチドディス
プレイファージに代えて測定対象のペプチドを用いて同
様に行うことによって確認、評価することができる。
プチドは、配列番号1から12に示されるいずれかのア
ミノ酸配列を有するものであり、これらはいずれもセラ
ミドに対して結合性を有することにより特徴づけられ
る。
ら12に示されるいずれかのアミノ酸配列を有するペプ
チドの他に、該アミノ酸配列において、1若しくは複数
個のアミノ酸が置換、欠失若しくは付加により改変され
たアミノ酸配列からなり、且つセラミドに結合性を有す
るペプチド並びに蛋白質が包含される。
付加」の程度及びそれらの位置などは、改変されたペプ
チド若しくは蛋白質が、配列番号1から12で示される
アミノ酸配列のいずれかからなるペプチドと同様にセラ
ミドに対して結合性を有する等といった上記特徴を備え
た同効物であれば特に制限されない。アミノ酸配列の改
変(変異)は、例えば突然変異や翻訳後の修飾などによ
り生じることもあるが、人為的に改変することもでき
る。本発明は、このような改変・変異の原因及び手段な
どを問わず、上記特性を有する全ての改変ペプチドを包
含するものである。
アミノ酸配列に従って、一般的な化学合成法により製造
することができる。該方法には、通常の液相法及び固相
法によるペプチド合成法が包含される。かかるペプチド
合成法は、より詳しくは、本発明で提供するアミノ酸配
列情報に基づいて、各アミノ酸を1個ずつ逐次結合させ
鎖を延長させていくステップワイズエロゲーション法
と、アミノ酸数個からなるフラグメントを予め合成し、
次いで各フラグメントをカップリング反応させるフラグ
メント・コンデンセーション法とを包含する。本発明の
ペプチドの合成は、そのいずれによることもできる。
公知の各種方法に従うことができる。その具体例として
は、例えばアジド法、混合酸無水物法、DCC法、活性
エステル法、酸化還元法、DPPA(ジフェニルホスホ
リルアジド)法、DCC+添加物(1−ヒドロキシベンゾ
トリアゾール、N−ヒドロキシサクシンアミド、N−ヒ
ドロキシ−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイ
ミド等)、ウッドワード法等を例示できる。これら各方
法に利用できる溶媒もこの種ペプチド縮合反応に使用さ
れることがよく知られている一般的なものから適宜選択
することができる。その例としては、例えばジメチルホ
ルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMS
O)、ヘキサホスホロアミド、ジオキサン、テトラヒド
ロフラン(THF)、酢酸エチル等及びこれらの混合溶媒
等を挙げることができる。
に関与しないアミノ酸及至ペプチドにおけるカルボキシ
ル基は、一般にはエステル化により、例えばメチルエス
テル、エチルエステル、第三級ブチルエステル等の低級
アルキルエステル、例えばベンジルエステル、p−メト
キシベンジルエステル、p−ニトロベンジルエステルア
ラルキルエステル等として保護することができる。ま
た、側鎖に官能基を有するアミノ酸、例えばTyrの水酸
基は、アセチル基、ベンジル基、ベンジルオキシカルボ
ニル基、第三級ブチル基等で保護されてもよいが、必ず
しもかかる保護を行う必要はない。更に例えばArgのグ
アニジノ基は、ニトロ基、トシル基、2−メトキシベン
ゼンスルホニル基、メチレン−2−スルホニル基、ベン
ジルオキシカルボニル基、イソボルニルオキシカルボニ
ル基、アダマンチルオキシカルボニル基等の適当な保護
基により保護することができる。上記保護基を有するア
ミノ酸、ペプチド及び最終的に得られる本発明のペプチ
ドにおけるこれら保護基の脱保護反応もまた、慣用され
る方法、例えば接触還元法や、液体アンモニア/ナトリ
ウム、フッ化水素、臭化水素、塩化水素、トリフルオロ
酢酸、酢酸、蟻酸、メタンスルホン酸等を用いる方法等
に従って、実施することができる。
ポリペプチドは、通常の方法に従って、例えばイオン交
換樹脂、分配クロマトグラフィー、ゲルクロマトグラフ
ィー、アフィニティークロマトグラフィー、高速液体ク
ロマトグラフィー(HPLC)、向流分配法等のペプチド
化学の分野で汎用されている方法に従って、適宜その精
製を行うことができる。
内シグナル伝達に深く関与するセラミドに特異的に結合
するアミノ酸配列を有するものであり、それ自身in viv
oで、セラミドに対する各種分子若しくは細胞受容体と
の結合を競合的に妨げることができる。ゆえに本発明の
セラミド結合性ペプチドによれば、所謂セラミド結合阻
害剤として、セラミドを介して生じる細胞シグナル伝達
の分子機構、並びにそれに伴う種々の細胞機能や生命現
象を解明するのためのツールとしての応用、並びに生体
内でのセラミド結合分子の同定を行うためのツールとし
ての応用が期待される。
の代謝関連酵素の欠損又は異常発現は種々の先天性代謝
異常症(ゴーシェ病、ファブリー病等)を引き起こすこ
とが知られている。また感染症、癌、糖尿病に関して
も、糖脂質合成酵素(糖転移酵素)の異常発現または欠
損によって、細菌・ウイルスの標的細胞への接着が促進
される、癌細胞など異常細胞が免疫細胞による免疫監視
機構から逃避できる等といった報告がある。これらの知
見から、これらのスフィンゴ脂質および糖脂質の代謝を
セラミドの段階で停止し、糖鎖のセラミドへの付加を阻
害することになり、疾患の進行を遅らせたり、または疾
患の根本治療の足がかりとなる可能性が示唆されている
(Biochemical Pharmacol. 1999, 15; 57 (6) 589-59
5)。
合ペプチドはスフィン糖脂質代謝酵素の阻害剤開発のツ
ールとして高いポテンシャルを有すると考えられる。
施例を挙げるが本発明はこれに限定されるものではな
い。実施例1 セラミド結合性ペプチドの選別及びその同定 (1)ファージディスプレイライブラリーの調製 西、佐谷らの報告(Nishi T., Satani H., et al., FEB
S Lett, 399, 237-240(1996))に従ってファージディス
プレイライブラリーを作成した(2.5×108クロー
ン)。該ファージディスプレイライブラリーは、具体的
にはNNK(NはA,C,G,Tのいずれかを示し、Kは
G又はTを示す。)が15回繰り返された配列を含むD
NAが遺伝子工学的に挿入された繊維状ファージfdで
あって、更に外殻タンパク質pIII遺伝子のN末端部分
に15残基のランダムなアミノ酸配列からなるペプチド
をコードするDNAが挿入されてファージ外殻表面にラ
ンダムな15残基のアミノ酸配列を有するペプチドが発
現できるように構築されている。
は、スコットら(Scott,J.K. and Smith, G.P., Scienc
e, 249, 386-390 (1990))により報告されている特徴を
有している。 (2)セラミド結合性ペプチドの単離 ポリビニリデンジフルオリド(PVDF)膜を敷いた9
6wellマイクロプレートをセラミド(牛脳スフィンゴミ
エリン由来セラミド;シグマ社製)含有メタノール溶液
で処理することによって、セラミド(1〜5μg/wel
l)を固定化し、得られたPVDF膜(プレート)を、
1%BSAを含むPBSで4時間ブロッキングし、0.05
%のTween20を含むTBSでプレートを洗浄して、セラ
ミド固定化膜(プレート)を調製した。得られたセラミ
ド固定化膜(プレート)に、(1)のファージディスプ
レイライブラリー溶液(15mer、約1×108ファージクロ
ーン、6.2×1010(力価)、TBS緩衝液中)を入
れ、4℃で4時間インキュベートした。プレートを洗浄
後、0.1Mグリシン塩酸緩衝液(pH2.2)50μ
lを加えて、セラミドに結合したファージクローンを溶
出した。溶出液を中和後、限外濾過チューブ(セントリ
コンチューブ:排除分子量30,000)で遠心濃縮した。得
られたファージクローンを宿主大腸菌(K91−Ka
n)に感染させ、培養し、増幅したファージクローンを
ポリエチレングリコールで沈殿し回収した。
サイクル目のパニングでは固定化するセラミドの量をそ
れぞれ0.1μg/well及び0.01μg/wellに低減
して、セラミドとより親和性の高いファージクローンを
選別した。かかるバイオパニングの結果、74ファージ
クローンが単離でき、次いで個々のクローンに対してセ
ラミドの結合親和性をELISAで解析した。 (3)ポジティブクローンの選別 0.1μg/ウェルの割合でセラミド(TypeIII、Bovine
brain sphingomyelin,シグマ社)を96穴タイタープ
レートに固定させ、37℃で4時間、1%BSA/PB
Sでブロッキングした後、単離したそれぞれのファージ
クローンを加えて4℃で1晩反応させた。プレートを
0.05% Tween20/PBSで洗浄後、2次抗体としてペル
オキシダーゼ標識抗M13ファージ抗体およびTMB試
薬により、固相化セラミドに結合したファージを検出
し、定量した。この結果、12種類のファージクローン
がセラミドと結合性を示した(図1A、B)。図1から
わかるように、中でも9番及び10番の2つのファージ
クローンが顕著に高い結合能を示した。特に10番のフ
ァージクローンの結合能はもっとも高く、他のクローン
と比べて、約1/10のファージ力価で同等またはそれ
以上の結合能を示した。これらのポジティブクローン
(No.6,9,10,15,21,22,26,28,31,32,48及
び63)が発現するペプチドのアミノ酸配列は、図3に示
す通りであった(それぞれ配列番号1,2,3,4,
5,6,7,8,9,10,11及び12に相当す
る。) さらに、同様にELISAを用いて、選別したポジティブク
ローンが、セラミドに量依存的に結合するかどうかを調
べた。図2に、例として上記結合能の高かった2クロー
ンに関する結果を挙げるが、他のポジティブクローンに
ついても同様に、セラミドに量依存的に結合することが
確認された。
性を有するペプチドが提供される。本発明のセラミド結
合性ペプチドによれば、生体内でセラミドを介して生じ
る、細胞シグナル伝達の分子機構、並びにそれに伴う種
々の細胞機能や生命現象を解明するのためのツールとし
ての応用、並びに生体内に存在するセラミド結合分子の
同定のためのツールとしての応用が期待される。当該ペ
プチドは、比較的短いペプチドであるため安定であり、
また大量合成並びに修飾が容易であるため、研究ツール
又はセラミド結合阻害剤の開発という面においても有用
である。
ーンから12種のポジティブクローンを選別した結果を
示す(A〜B)。
ーンについて、セラミドとの量依存的結合性をELISAで
みた結果を示す。
するセラミド結合性ペプチドのアミノ酸配列(一文字表
記)及びそれをコードする塩基配列を示す。
Claims (2)
- 【請求項1】下記(a)または(b)のいずれかであ
る、セラミド結合性ペプチド: (a)配列番号1〜12でされるアミノ酸配列のいずれ
かから選ばれるアミノ酸配列を有するペプチド、(b)
上記(a)に示されるアミノ酸配列において1若しくは
複数のアミノ酸が置換、欠失若しくは付加により改変さ
れたアミノ酸配列からなり、且つセラミドに結合性を有
するペプチド。 - 【請求項2】配列番号2又は3で示されるアミノ酸配列
を有するセラミド結合性ペプチド。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11128674A JP2000319296A (ja) | 1999-05-10 | 1999-05-10 | セラミド結合性ペプチド |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11128674A JP2000319296A (ja) | 1999-05-10 | 1999-05-10 | セラミド結合性ペプチド |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000319296A true JP2000319296A (ja) | 2000-11-21 |
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ID=14990650
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP11128674A Pending JP2000319296A (ja) | 1999-05-10 | 1999-05-10 | セラミド結合性ペプチド |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000319296A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002284798A (ja) * | 2001-03-27 | 2002-10-03 | Keio Gijuku | インフルエンザウイルス・ヘマグルチニン結合性ペプチド |
-
1999
- 1999-05-10 JP JP11128674A patent/JP2000319296A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002284798A (ja) * | 2001-03-27 | 2002-10-03 | Keio Gijuku | インフルエンザウイルス・ヘマグルチニン結合性ペプチド |
JP4651213B2 (ja) * | 2001-03-27 | 2011-03-16 | 株式会社グライコメディクス | インフルエンザウイルス・ヘマグルチニン結合性ペプチド |
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