JP2001181299A - 酵素−タンパク質複合体 - Google Patents
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Abstract
て2個以上の酵素が結合し、その酵素の少なくとも1個
以上に測定しようとする他の物質(例えば抗原)に特異
的な結合性を示すタンパク質(例えば抗体)が結合した
こと、を特徴とする酵素−タンパク質複合体。 【効果】 本複合体によれば、極く少量の物質であって
も、これを高感度で正確に測定することができる。
Description
結合した酵素上に、他の物質に特異的な結合性を示すタ
ンパク質を結合させた酵素−タンパク質複合体に関する
もので、その複合体は免疫組織化学、エンザイムイムノ
アッセイなどの免疫測定に利用される。
反応を用いて微量の物質を感度良く検出する免疫測定が
広く用いられるようになった。現在、免疫測定の中で一
般的なものは免疫組織染色及び酵素免疫測定の2分野で
ある。
を、その抗原を特異的に認識する抗体によって検出する
手法である。通常は、組織を固定後パラフィン包埋した
ブロックから薄切した切片上に特定の抗原を認識する抗
体を反応させ、反応した抗体の有無から抗原の存在を判
断する。最初に抗原と反応させる抗体を通常、第一抗体
と呼ぶ。第一抗体に、視覚または機器により検出し得る
シグナルを発する物質を結合させておけば、そのシグナ
ルの強度から第一抗体の量がわかり、それは即ち切片上
の抗原の量に対応する。この目的を達成するためのシグ
ナルを発する物質として蛍光物質、酵素などが挙げられ
る。免疫組織染色が開発された当初はシグナルを発する
物質として蛍光物質が用いられていた。その際には蛍光
は検出するための蛍光顕微鏡が必要であった。
が確立され、光学顕微鏡での染色像の解析が可能となっ
た。現在では、シグナルを発する物質として酵素を用い
るのが一般的である。免疫組織染色を行う際、第一抗体
に酵素を結合させておけば、その酵素の発色性の基質を
加えることにより酵素活性に対応した発色が得られ、そ
れは抗体の量に対応、即ち組織上に存在する抗原の量に
対応する。しかし、この方法では通常十分な感度が得ら
れない。
レプトアビジンビオチン法(SAB法)と呼ばれ、抗原
に結合した第一抗体のシグナルを増幅させて検出する手
法である。この方法ではまず、組織切片上の特定の物質
を認識する第一抗体を反応させる。次に第一抗体に結合
する第二抗体を反応させる。第二抗体は通常第一抗体を
認識して結合するポリクロナール抗体で、第一抗体に複
数の第二抗体が結合する。第二抗体には予め複数のビオ
チンを結合させてある。この第一抗体−ビチオン結合第
二抗体複合体に酵素結合ストレプトアビジン(酵素試
薬)を反応させる。ストレプトアビジンはビオチンと強
固に結合することが知られている。したがって、第一抗
体−ビオチン結合第二抗体−酵素結合ストレプトアビジ
ンの複合体が形成される。この方法によると第一抗体に
複数のビオチン結合第二抗体が結合、さらにビオチン結
合第二抗体に複数の酵素結合ストレプトアビジンが結合
するため、結果的に第一抗体に結合する酵素量は大幅に
増加する。その結果、高い感度で組織切片上の抗原を検
出できる。
抗体に結果的に多数の酵素が結合し、より強いシグナル
を得ることができる優れた方法である。しかしながら、
その操作面に視点を向けると第一抗体の反応、第二抗体
の反応、酵素試薬の反応という3段階の操作を行う必要
がある。このようにSAB法は、工程が多く、正確性と
ともに迅速性、簡便性が要求される医療等の現場ではま
だ充分なものとはいえず、改良がまたれている。
は、エンザイムイムノアッセイ(EIA)が知られてい
る。EIAの代表的な原理及び操作は次のとおりであ
る。まず、ポリスチレンビーズあるいはマイクロプレー
ト等の担体に、測定したい物質を認識する抗体を固相化
する。次いで、アルブミン等のタンパク質によって担体
をブロッキングした後、次に測定目的の物質(抗原)が
含まれる溶液(検体)を加える。その後、抗原を認識す
る抗体に酵素を結合させたもの(酵素標識抗体)を加え
る。即ち2つの抗体で抗原を挟み込む。次に余分な酵素
標識抗体を洗い去った後、酵素の発色性の基質を加え発
色させる。抗原の量は酵素活性に依存するため、あらか
じめ既知の濃度の抗原を試料とした際の発色と比較する
ことにより、検体中の抗原の濃度がわかる。エンザイム
イムノアッセイにおいて感度に関わる要素はいくつかあ
るが、酵素標識抗体の質は重要な要素の一つである。即
ち酵素標識抗体に酵素が多数結合していれば、強いシグ
ナルが得られ、高い感度で抗原を定量できると考えられ
る。
体の質は大変重要であり、測定系の感度、あるいは操作
の段階数に多大な影響を及ぼす。これまでに高感度の酵
素標識抗体を得るために、下記に例示するように、数々
の試みがなされてきた。その多くは担体に多数の酵素と
抗体を結合させるものである。
キシン、キレーター、ホウ素付加体などの検出し得る標
識の誘導体が結合した担体に抗体を結合させた。担体と
してはアミノデキストランを使用し、まずアミノデキス
トランにメソトキセートなどの薬物を結合させる。その
後、抗体の糖鎖を過よう素酸ナトリウムで酸化させて生
じるアルデヒド基とアミノデキストランのアミノ基を反
応させた後、水素化シアノホウ素ナトリウムにより還元
し共有結合させ、薬物、抗体、アミノデキストランの複
合体を作製した。
を過ヨウ素酸ナトリウムで酸化し、生じたアルデヒド基
とアルカリ性フォスファターゼ及び抗体のアミノ基を反
応させた後、水素化ホウ素ナトリウムにより還元し、酵
素、抗体、デキストランの複合体を作製した。
トランなどのポリマーにジビニルスルフォンを反応させ
ビニル基を導入後、酵素及び抗体を反応させることによ
り酵素、抗体、デキストランの複合体を作製した。
ずれもポリマーに直接、2種の物質が結合することによ
り形成される複合体であった。これらの方法で調製され
た複合体はいずれも、担体を介さずに直接2つの物質を
結合させた場合と比較してその性能は向上したと言う。
しかしながら、これらの方法には次のような欠点があ
る。即ち、一つの担体に2種の物質を結合させる場合、
この担体に結合しうる物質の量には限りがあるため、一
方の物質を多く結合させれば他方の物質の結合量は少な
くなる点である。この問題点を解決できればさらに性能
の良い複合体となる可能性がある。
は、上記欠点を解消した高品質な酵素−タンパク質複合
体を新たに提供することである。
酵素−タンパク質結合体を得るために酵素−タンパク質
複合体の製造方法について検討を行った結果、担体に酵
素を結合させ、さらに酵素上にタンパク質を結合させる
ことでその目的が達成されることを見出し、さらに研究
を行い、ついに本発明の完成に至ったものである。
結合し、その酵素の少なくとも1個以上に他の物質に特
異的な結合性を示すタンパク質が結合した酵素−タンパ
ク質複合体に関するものである。さらには、このように
して得た酵素−タンパク質複合体の担体上にも、直接他
の物質に特異的な結合性を示すタンパク質が結合した酵
素−タンパク質複合体にも関するものである。したがっ
て本発明に係る酵素−タンパク質複合体においては、酵
素と他の物質に特異的に結合性を示すタンパク質が結合
した酵素が担体に多数結合しているか、又は、酵素と他
の物質に特異的に結合性を示すタンパク質が結合した酵
素及び担体に直接結合した他の物質に特異的に結合性を
示すタンパク質が、担体に多数結合していることとな
る。以下に本発明を詳細に説明する。
イムノアッセイの分野において使用できる酵素−タンパ
ク質複合体について検討する過程でなされたものである
が、他の分野に適用することに何ら制限はない。
類などで特に制限はない。しかし、免疫測定の感度を上
げるには多数の酵素を担体に結合させることが望まし
い。従って、ある程度の大きさの分子量であることと、
酵素を結合させるための反応性官能基が存在することあ
るいは反応性官能基を導入できることが必要である。そ
のような目的を達成する担体の例としては、ペプチドポ
リマー及び/又は多糖類が挙げられ、さらにはそれらの
分子量が5,000〜500,000、さらに好ましく
は10,000〜300,000の分子量のものが適し
ている。ただし、上記の分子量の範囲は一応の目安を示
したものであって、液中で沈澱や沈降を生じないもので
あれば上記範囲よりも大きな分子量のものであっても使
用可能であり、また、本発明の目的が達成されるのであ
れば上記範囲よりも小さい分子量のものでも使用可能で
ある。
る2個以上の多数のアミノ基を含有するペプチドが担体
として適宜使用される。その1例としては、リジン、ア
ルギニン、オルニチン、グルタミン、各種塩基性アミノ
酸等α−アミノ基、ε−アミノ基その他を有するアミノ
基を有するペプチドが例示される。更にその具体例とし
ては、ε−アミノ基を有するリジンのポリマーであるポ
リリジンのほか、リジンを有するとともに他のアミノ酸
も有する各種ペプチドが挙げられる。そして後者のペプ
チドポリマーの例として、リジンとグリシンのランダム
コポリマー、リジンとセリンのランダムコポリマー、リ
ジンとグルタミン酸のランダムコポリマーなどが挙げら
れ、各種分子量のものが市販されている。
の他の活性基を導入した多糖類も、本発明における担体
として使用することができる。多糖類としては、デキス
トラン、アガロース、デキストリン、可溶性澱粉等が例
示される。アルデヒド基を有する多糖類は、多糖類に過
よう素酸ナトリウムを反応させることにより容易に調製
できる。また、アミノ基も公知の方法により多糖類に導
入できる。例えばアミノ基を有するデキストランは、デ
キストランを過よう素酸ナトリウムで処理しアルデヒド
基を生成させた後、ジアミンと反応させ水素化ホウ素ナ
トリウムにて還元することにより調製できる。また、多
糖類への活性基の導入も公知の方法で行える。例えば、
デキストランにジビニルスルホンを反応させることによ
り、ビニル基を有するデキストランが得られる。
個以上のアミノ基を有するものであればすべての酵素が
使用可能であって、免疫測定において一般的に使用され
る酵素が適宜使用される。その例として限定はしない
が、西洋ワサビペルオキシダーゼ、アルカリフォスファ
ターゼ、β−ガラクトシダーゼ、グルコースオキシダー
ゼ等が挙げられる。
示すタンパク質とは、特定の抗原と結合する抗体、特定
のリガンドと結合するレセプター等である。例えば、特
定の抗原と結合するモノクローナル抗体及びポリクロー
ナル抗体、ビオチンと特異的に結合するアビジン及びス
トレプトアビジン、抗体と特異的に結合するプロテイン
A及びプロテインG、糖鎖と特異的に結合するレクチ
ン、ヒアルロン酸と特異的に結合するヒアルロン酸結合
タンパク質等である。また、これらの他の物質に特異的
な結合性を示すタンパク質の分子中に存在する、特定の
物質に特異的に結合するタンパク質断片をも含有する。
例えば、抗体の断片であるF(ab')2、Fab'、Fabc'など
である。
体を調製する。その方法は、例えば担体のアミノ基をチ
オール化し、アミノ基をマレイミド化した酵素と混合す
る。チオール基とマレイミド基は速やかに反応し共有結
合するので、酵素が結合した担体が得られる。
は、S−アセチルメチルカプト無水コハク酸(S-acetyl
mercaptosuccinic anhydride)、N−スクシンイミジル
3−(2−ピリジルジチオ)プロピオネート(N-succin
imidyl 3-(2-pyridyldithio)propionate、SPDP)、S−
アセチルチオグリコリックアシドN−ヒドロキシスクシ
ンイミド(S-acetylthioglycolic acid N-hydroxysucci
nimide、SATA)などを用いる方法が知られている。これ
らの試薬はアミノ基と反応し、ブロックされたチオール
基が導入される。その後、S-acetylmercaptosuccinic a
nhydride、SATAを用いた場合はHydroxylamine、SPDPを
用いた場合はジチオスレイトール(dithiothreitol、DT
T)で処理することによりチオール基をブロックしている
保護基を除去し、チオール基を生成する。
1分子中にマレイミド基とスクシンイミドエステル基を
有する化合物を使用する。例えば、一端にマレイミド基
を、他端にN−ハイドロキシスクシンイミド基を有する
二価の架橋剤を用いればよい。例えば、N−(6−マレ
イミドカプロイロキシ)スクシンイミド(N-(6-Maleimi
docaproyloxy)succinimide(EMCS)、N−(4−マ
レイミドブチリロキシ)スクシンイミド(N-(4-Maleimi
dobutyryloxy)succinimide(GMBS)などである。
基を併有する化合物としては、上記したEMCS、GM
BSのほか、次のものが非限定的に例示される:N−ス
クシンイミジル−N−マレイミドアセテート(N-Succin
imidyl-N-maleimidoacetate)、N−スクシンイミジル
−4−(N−マレイミド)ブチレート(N-Succinimidyl
-4-(N-maleimido) butyrate)、N−スクシミジル−6−
(マレイミド)ヘキサノエート(N-Succimidyl-6-(N-ma
leimido) hexanoate、N−スクシンイミジル−4−(N
−マレイミドメチル)シクロヘキサン−1−カルボキシ
レート(N-Succinimidyl-4-(N-maleimidomethyl) cyclo
hexane-1-carboxylate)、N−スクシンイミジル−m−
(N−マレイミド)ベンゾエート(N-succinimidyl-m-
(N-maleimido) benzoate)、N−スクシミジル−p−
(N−マレイミドフェニル)−4−ブチレート(N-Succ
inimidyl-p-(N-maleimidophenyl)-4-butyrate)、N−ス
ルホスクシンイミジル−4−(N−マレイミドメチル)
シクロヘキサン−1−カルボキシレート(N-Sulfosucci
nimidyl-4-(N-maleimidomethyl) cyclohexane-1-carbox
ylate)、N−スクシンイミジル−m−(N−マレイミ
ド)ベンゾエート(N-Succinimidyl-m-(N-maleimido) b
enzoate)、N−スルホスクシンイミジル−p−(N−マ
レイミドフェニル)−4−ブチレート(N-Sulfosuccini
midyl-p-(N-maleimidophenyl)-4-butyrate) など。
結合させる必要はないため、可能な限り酵素が多数結合
した担体−酵素複合体を調製することが望ましい。その
目的を達成する手法の一例を次に示す。前記の酵素−担
体複合体にマレイミド化試薬を大過剰加えて反応させ、
複合体上に残存したアミノ基のほとんどすべてにマレイ
ミド基を導入する。そして、酵素に少なくとも1個以上
のアミノ基が残存する条件で、酵素をチオール化する。
これは後にこの酵素上に残存するアミノ基を利用して、
他の物質に特異的な結合性を示すタンパク質を結合させ
るためである。このチオール化した酵素と、マレイミド
基を導入した酵素−担体複合体を反応させる。
基を有する物質でブロックする。ブロックに用いられる
チオール基を有する物質の例としてはメルカプトエタノ
ール、システアミン塩酸塩、システインなどが挙げられ
る。メルカプトエタノールでブロックした場合には、酵
素−担体複合体にはチオール化した酵素上にのみアミノ
基が存在する。システアミン塩酸塩、システインでブロ
ックした場合、酵素−担体複合体にはチオール化した酵
素上にアミノ基が存在し、さらに残存したマレイミド基
をブロックした試薬に存在するアミノ基が加わる。
な結合性を示すタンパク質を結合させるには、酵素−担
体複合体を調製した際と同様にチオール基とマレイミド
基の反応を利用すればよい。例えば、酵素−担体複合体
に存在するアミノ基に上述したマレイミド基を導入する
試薬を反応させる。次に他の物質に特異的な結合性を示
すタンパク質に同じく上述したチオール基を導入する試
薬を反応させる。この両者を混合すれば酵素−他の物質
に特異的な結合性を示すタンパク質−担体の複合体が完
成する。他の物質に特異的な結合性を示すタンパク質
に、他の物質との結合に関与しないS−S結合が存在す
るなら、チオール化する代わりにシステアミン塩酸塩、
DTTなどで還元することによりチオール基を生成させ
ることも可能である。
ンパク質が糖鎖を有するならばそれを利用してもよい。
例えば、他の物質に特異的な結合性を示すタンパク質の
糖鎖を過ヨウ素酸ナトリウムで酸化し生成したアルデヒ
ド基と、酵素−担体複合体上のアミノ基を反応させた
後、還元することにより両者を結合させることも可能で
ある。
製時の最後に担体上に残存するマレイミド基をメルカプ
トエタノールでブロックした場合は、酵素上にのみ他の
物質に特異的に結合性を示すタンパク質が結合した複合
体となる。また、酵素−担体複合体の調製時の最後に担
体上に残存するマレイミド基をシステアミン塩酸塩、あ
るいはシステインでブロックした場合は、酵素上及び担
体上のいずれにも他の物質に特異的な結合性を示すタン
パク質が結合した複合体が形成される。
てポリ−L−リジン、酵素としてペルオキシダーゼ、他
の物質に特異的な結合性を示すタンパク質として抗体断
片であるF(ab')2を用いた場合の酵素−タンパク質−担
体複合体の製造について、以下に概説する。
クシニックアンハイドライドを加え反応させた後、ヒド
ロキシルアミンを反応させ、担体にチオール基を導入す
る(担体−SHの作成)。但し、担体はすべてチオール
化するのではなく、いくつかのアミノ基は遊離のまま残
しておく。
作成 西洋ワサビペルオキシダーゼ(POD)にEMCSを反
応させ、マレイミド基結合ペルオキシダーゼ(M−PO
D)を作成する。
作成 チオール基結合担体とM−PODとを混合、反応させる
ことにより、複合体(担体−S−M−POD)を作成す
る。反応後、メルカプトエタノールにより残存するマレ
イミド基をブロックする。この反応により、上記したS
−M−POD及びSH基が導入される他、遊離のアミノ
基も有する担体(複合体)が得られる。
前記複合体のすべてのアミノ基にマレイミド基を導入す
る。この反応により、S−M−POD、マレイミド基、
SH基とEMCSが結合した後EMCSのN−ハイドロ
キシスクシニックアンハイドライドが加水分解して生じ
るCOOH基、が導入された担体(複合体)が得られ
る。
成 PODにS−アセチルチオグリコリックアシド−N−ハ
イドロキシスクシニックアンハイドライドを反応させた
後、ヒドロキシルアミンを反応させ、PODにチオール
基を導入する。その際、PODに遊離のアミノ基が残る
ような条件で反応させる(SH−POD−NH2)。
作成 SH−POD−NH2とで得た複合体を反応させるこ
とにより、担体に結合したマレイミド基にチオール化し
たペルオキシダーゼを導入する。その後、残存したマレ
イミド基をメルカプトエタノールで処理し、OH基に転
換する。この反応により、S−M−POD、M−S−P
OD−NH2、COOH基、OH基が導入された、担体
(酵素複合体)が得られる。
D−ポリ−L−リジン複合体2の作成 上記酵素複合体にEMCS溶液を反応させ、複合体のP
ODのアミノ基をマレイミド化する。S−M−POD、
M−S−POD−M、COOH基、OH基を有する複合
体が形成される。
片を得、これにシステアミン塩酸塩を反応させて還元し
た抗体断片(SH−Fab')を得る。
より、PODのマレイミド基に抗体断片が結合する。こ
の反応により、S−M−POD、M−S−POD−M−
S−Fab'、M−S−POD−M、COOH基、OH
基が結合した担体(酵素抗体複合体)が得られる。必要
あれば、更にメルカプトエタノールで処理して、S−P
OD−Mの未反応のマレイミド基をOH基に転換して、
マレイミド基をブロックしてもよい。
上記した構造を採ることに初めて成功したものであり、
担体上の酵素が極めて多いためこれを発色させた場合、
強い発色が得られる。また担体上は多数の酵素で占有さ
れているにもかかわらず、他の物質に特異的に結合性を
示すタンパク質が酵素上に結合することができるため、
結果として多数の他の物質に特異的な結合性を示すタン
パク質を複合体に結合させることができ、従って他の物
質との結合の確率は極めて高くなる。
複合体によれば、他の物質に特異的な結合性を示すタン
パク質が多数存在するため、微量にしか存在しない測定
対象物質であってもこれを補捉、結合することができ
る。そして該タンパク質のどれかひとつに測定対象物質
が結合した場合、この酵素−タンパク質複合体には多数
の酵素が結合しているため、非常に強い発色が得られ
る。すなわち本発明によれば、極く微量の物質であって
も、これを高感度で検出、測定することができ、正確な
測定が可能となる。したがって、本複合体を使用するこ
とにより、すぐれた測定キットを組むことができる。
質複合体を創製するに際して、既述したように、ポリリ
ジンを最初からEMCSで処理するのではなく(沈殿が
生じて使用できなくなる)、最初にS−アセチルメルカ
プトエチルサクシニック アンハイドライドで処理して
担体のアミノ基の一部をメルカプト化し、これにマレイ
ミド化した酵素を結合せしめた後、大過剰のEMCSで
処理することによりマレイミド化及びカルボキシル化
し、次いでチオール基結合酵素を反応させれば、最初の
酵素の結合数は少数であっても、最終的には多数の酵素
を結合させることがはじめて可能となり、しかも、沈殿
や沈降することなく、溶液状態で多数の酵素を結合させ
ることができるという著効が奏される。
料、非常に希釈された試料であっても、正確にその物質
を分析することができるという著効が奏される。
施例を記載するが、本発明はこれら実施例に限定される
ものではない。
た。2.4mlの0.1Mりん酸ナトリウム緩衝液(p
H7.5)に溶解した100mgの西洋ワサビペルオキ
シダーゼに0.6mlのジメチルホルムアミド(DM
F)に溶解した20mgのEMCSを加え、室温で30
分反応させた。その後、セファデックスG25(ファル
マシア製)にてゲルろ過を行い403nmの吸光度を測
定し、そのピークを集め限外濾過にて濃縮した。
通り調製した。1mlの0.1Mりん酸ナトリウム緩衝
液(pH6.5)に溶解した5mgのポリ−L−リジン
ハイドロブロマイド(シグマ社製、分子量37600)
に20μlのDMFに溶解した6mgのS−アセチルメ
ルカプトスクシニックアンハイドライドを加え、30
℃、20分間反応させた。その後、100μlの0.1
Mトリス塩酸緩衝液(pH7)、10μlのEDTA
(pH7)、100μlの1Mハイドロキシルアミン
(pH7)を加え、30℃、5分間反応させた。次に反
応液をセファデックスG25にてゲルろ過し、230n
mの吸光度のピークを集め、限外ろ過にて濃縮した。こ
の場合、全アミノ基をチオール化するものではない。
ール基結合ポリ−L−リジンを混合し4℃、18時間反
応させた。0.1Mメルカプトエタノールを10分の1
容加えて30℃、20分間反応させた後、ウルトロゲル
AcA44(バイオセプラ社製)にてゲルろ過し、各分
画の403nmの吸光度を測定した。西洋ワサビペルオ
キシダーゼとポリ−L−リジンの複合体は高分子画分に
存在した。この画分を限外ろ過にて緩衝液を0.1Mり
ん酸ナトリウム緩衝液(pH7.5)に交換した後、3
mlまで濃縮した。複合体の西洋ワサビペルオキシダー
ゼの量は20mgであった。これを酵素担体複合体1と
した。
した50mgのEMCSを加え、室温で30分間反応さ
せた。生成物はセファデックスG25にてゲルろ過し、
403nmの吸光度のピークを集め限外ろ過にて濃縮し
た。これをマレイミド基結合酵素担体複合体1とした。
この場合、全アミノ基はマレイミド化し、チオール基は
カルボキシル基に転換される。
シダーゼを以下のように調製した。2.5mlの0.1
Mりん酸ナトリウム緩衝液(pH7.5)に溶解した1
00mgの西洋ワサビペルオキシダーゼに0.5mlの
DMFに溶解した2.5mgのS−アセチルメルカプト
チオグリコリックアシド−N−ヒドロキシスクシンイミ
ドエステル(SATA)を加え、室温で30分間反応さ
せた。その後、100μlのEDTA(pH7)、0.
5mlの1Mヒドロキシルアミン(pH7)を加え室温
で5分間反応させた。反応物はセファデックスG25に
てゲルろ過し、403nmの吸光度を持つ画分を濃縮し
た。チオール基結合西洋ワサビペルオキシダーゼのチオ
ール基をジャーナル オブ イムノアッセイ(Journal
of Immunoassay), 4(3) p209〜327に記載された公知の
方法で測定した。その結果、1分子の西洋ワサビペルオ
キシダーゼに存在するチオール基は1.3と計算され
た。西洋ワサビペルオキシダーゼには3以上のアミノ基
が存在する。従って、上記条件で調製されたチオール基
結合西洋ワサビペルオキシダーゼには少なくとも1以上
のアミノ基が残存することが確認された。
ル基結合西洋ワサビペルオキシダーゼを混合し、4℃、
18時間反応させた。生成物に0.1Mメルカプトエタ
ノールを10分の1容加え、30℃、20分反応させた
後、ウルトロゲルAcA44でゲルろ過し、403nm
の吸光度を測定した。複合体は高分子画分に溶出され
た。これを酵素担体複合体2とした。
チオール基結合西洋ワサビペルオキシダーゼを混合し、
4℃、18時間反応させたのち、0.1Mシステアミン
塩酸塩を10分の1容加え、上記と同様に精製して得ら
れた複合体を酵素担体複合体3とした。酵素担体複合体
2及び酵素担体複合体3に結合した西洋ワサビペルオキ
シダーゼの量はいずれも40mgであった。
2断片を調製した。ヤギ抗マウスIgG Fab'は以下の
方法で得た。0.5mlの0.1Mりん酸ナトリウム緩
衝液(pH6)に溶解した5mgのヤギ抗マウスIgG
F(ab')2に5mM EDTAを含む0.1Mりん酸ナト
リウム緩衝液(pH6)に溶解した0.1Mシステアミ
ン塩酸塩を55μl加え37℃、1.5時間反応させ
た。反応物はセファデックスG25にてゲルろ過し、2
80nmの吸光度のピークを集め限外ろ過にて濃縮し
た。
は以下の通り行った。1.5mlの0.1Mりん酸ナト
リウム緩衝液(pH7.5)に溶解した5mgの酵素担
体複合体2に375μlのDMFに溶解した10mgの
EMCSを加え、室温で30分反応させた。反応物はセ
ファデックスG25にてゲルろ過し、403nmの吸光
度のピークを集め限外ろ過にて濃縮した。
抗マウスIgGFab'を混合し、4℃、18時間反応させ
た。反応後、0.1Mメルカプトエタノールを反応液の
10分の1容加え、30℃、20分反応させた後、ウル
トロゲルAcA44にてゲルろ過した。280nm、4
03nmの吸光度を測定し両方のピークを有する高分子
画分が酵素−Fab'−担体複合体であった。
行った。1.5mlの0.1Mりん酸ナトリウム緩衝液
(pH7.5)に溶解した5mgの酵素担体複合体3に
375μlのDMFに溶解した10mgのEMCSを加
え、室温で30分反応させた。反応物はセファデックス
G25にてゲルろ過し、403nmの吸光度のピークを
集め限外ろ過にて濃縮した。
IgGFab'とマレイミド基結合酵素担体複合体3を混合
し、4℃、18時間反応させた。反応後、0.1Mメル
カプトエタノールを反応液の10分の1容加え、30
℃、20分反応させた後、ウルトロゲルAcA44にて
ゲルろ過した。280nm、403nmの吸光度を測定
し両方のピークを有する高分子画分が酵素−Fab'−担体
複合体であった。
方法に従って、ペプシン消化し、ウサギ抗p53遺伝子
産物F(ab')2断片を調製した。ウサギ抗p53遺伝子産
物Fab'は以下の方法で得た。0.5mlの0.1Mりん
酸ナトリウム緩衝液(pH6)に溶解した5mgのウサ
ギ抗p53遺伝子産物F(ab')2に5mMEDTAを含む
0.1Mりん酸ナトリウム緩衝液(pH6)に溶解した
0.1Mシステアミン塩酸塩を55μl加え37℃、
1.5時間反応させた。反応物はセファデックスG25
にてゲルろ過し、280nmの吸光度のピークを集め限
外ろ過にて濃縮した。このようにして得た、ウサギ抗p
53遺伝子産物Fab'と実施例3と同様の方法で得たマレ
イミド基結合酵素担体複合体3を混合し、4℃、18時
間反応させた。反応後、0.1Mメルカプトエタノール
を反応液の10分の1容加え、30℃、20分反応させ
た後、ウルトロゲルAcA44にてゲルろ過した。28
0nm、403nmの吸光度を測定し両方のピークを有
する高分子画分が酵素−Fab'−担体複合体であった。
イ製)の調製を次のように行った。1mlのPBSに溶
解した5mgの抗CD34モノクローナル抗体に50μ
lのDMFに溶解した0.1mgのSATAを加え、室
温で30分間反応させた。その後、10μlの0.1M
EDTA(pH7)、100μlの1Mヒドロキシル
アミン(pH7)を加え、室温で5分間反応させた。生
成物はセファデックスG25によりゲルろ過にて精製し
た。このようにして得たチオール基結合抗CD34モノ
クローナル抗体と、実施例3と同様の方法で得たマレイ
ミド基結合酵素担体複合体3を混合し、4℃、18時間
反応させた。反応後、0.1Mメルカプトエタノールを
反応液の10分の1容加え、30℃、20分反応させた
後、ウルトロゲルAcA44にてゲルろ過した。280
nm、403nmの吸光度を測定し両方のピークを有す
る高分子画分が酵素−モノクローナル抗体−担体複合体
であった。
行った。2.5mlの0.1Mりん酸ナトリウム緩衝液
(pH7.5)に溶解した25mgのストレプトアビジ
ンに250μlのDMFに溶解した0.25mgのSA
TAを加え、室温で30分間反応させた。その後、50
μlの0.1M EDTA(pH7)、200μlの1
Mヒドロキシルアミン(pH7)を加え、室温で5分間
反応させた。生成物はセファデックスG25によるゲル
ろ過にて精製した。このようにして得られたチオール基
結合ストレプトアビジンと、実施例3と同様の方法で得
たマレイミド基結合酵素担体複合体3を混合し、4℃、
18時間反応させた。反応後、0.1Mメルカプトエタ
ノールを反応液の10分の1容加え、30℃、20分反
応させた後、ウルトロゲルAcA44にてゲルろ過し
た。280nm、403nmの吸光度を測定し両方のピ
ークを有する高分子画分が酵素−ストレプトアビジン−
担体複合体であった。
酵素抗体複合体と従来法で調製した酵素標識抗体の比較
及びSAB法との比較 第一抗体として抗LCAモノクローナル抗体(ニチレイ
製)を用い、腸の組織切片の染色を行った。まず、パラ
フィン包埋された組織を薄切しスライドグラスに付着さ
せた。その後、脱パラフィン処理及び脱ペルオキシダー
ゼ処理を行い上記第一抗体と室温で1時間反応させた。
PBSでよくすすいだ後、第二抗体を滴下した。第二抗
体は実施例3で作製したものを6μg/mlの濃度で用
いた。また、従来法でペルオキシダーゼを直接抗体に標
識したものも同濃度で使用した。従来法の標識方法はジ
ャーナル オブ イムノアッセイ(Journal of Immunoa
ssay), 4(3) p209〜327の方法に従い、用いた原料及び
試薬はすべて実施例3と同様のものを用いた。これらの
第二抗体とは室温で30分間反応させた。
チン標識抗マウスポリクローナル抗体(ニチレイ製)を
使用した。その場合、第二抗体と10分間反応させた
後、洗浄しペルオキシダーゼ標識ストレプトアビジン
(ニチレイ製)を滴下、5分間反応させた。その後、い
ずれの場合もよく洗浄し、基質溶液(ジアミノベンジジ
ン、過酸化水素)を滴下反応させ精製水で洗浄、封入を
行い顕微鏡にて検鏡した。その結果を下記表1に示し
た。実施例3で作製した酵素第二抗体複合体は従来法で
調製した酵素標識抗体と比較して、著しく優れていた。
また、増幅操作を行うSAB法よりも優れていた。
体複合体 C:SAB法
酵素第一抗体複合体とSAB法の比較 SAB法の第一抗体は実施例4の原料であるウサギ抗p
53ポリクローナル抗体(ニチレイ製)を用いた。ま
ず、パラフィン包埋した胃癌の組織を薄切しスライドグ
ラスに付着させた。その後、脱パラフィン処理及び脱ペ
ルオキシダーゼ処理を行い上記第一抗体と室温で1時間
反応させた。PBSでよくすすいだ後、ビオチン標識抗
ウサギポリクローナル抗体(ニチレイ製)と室温で10
分間反応させた。洗浄後、ペルオキシダーゼ標識ストレ
プトアビジンを滴下、5分間反応させた。
合体は脱ペルオキシダーゼ処理した後、室温で1時間反
応させた。その際の酵素抗体複合体の濃度は2μg/m
lであった。その後、いずれの場合もよく洗浄し、基質
溶液(ジアミノベンジジン、過酸化水素)を滴下し発色
させ精製水で洗浄、封入を行い顕微鏡にて検鏡した。結
果は、酵素第一抗体複合体を用いた場合、増幅操作を行
うSAB法と同等の染色強度が得られた。
3で調製した酵素第二抗体複合体と従来法で調製した酵
素標識抗体の比較 96穴マイクロタイタープレートにヤギ抗マウスIgG
を10μg/mlの濃度で100μl加え、室温で2時
間インキュベートした。生理食塩水で洗浄後、1%ウシ
血清アルブミンを200μl加え2時間インキュベート
した。所定の濃度(0〜1000pg/ml)のマウス
IgGを100μl加え2時間インキュベートし、生理
食塩水で洗浄後、実施例3で調製した酵素第二抗体複合
体を抗体量換算で0.5μg/mlで、従来法で調製し
た酵素標識抗体を抗体量換算で2μg/mlの濃度で1
00μl加え30分インキュベートした。さらに生理食
塩水で洗浄し、基質溶液(テトラメチルベンジジン、過
酸化水素)を100μl加え15分間反応させ、1N硫
酸50μl加えて反応を停止した。呈色の程度をマイク
ロプレートリーダーで測定した。結果は図1の通りで実
施例3で調製した酵素第二抗体複合体が従来法で調製し
た酵素標識抗体と比較して、より少ない抗体量で強い発
色が得られた。
中、横軸はマウスIgGの濃度、縦軸は450nmの吸
光度を示すものである。●は実施例3で作製した酵素抗
体複合体、○は従来法で作製した酵素標識抗体である。
に免疫組織化学、エンザイムイムノアッセイにおける酵
素標識抗体(第一抗体はもとより第二抗体としても)と
して有用であり、感度の高い免疫測定を可能にするもの
である。
Claims (13)
- 【請求項1】 担体に2個以上の酵素が結合し、その酵
素の少なくとも1個以上に他の物質に特異的な結合性を
示すタンパク質が結合したこと、を特徴とする酵素−タ
ンパク質複合体。 - 【請求項2】 担体に2個以上の酵素が結合し、その酵
素の少なくとも1個以上に他の物質に特異的な結合性を
示すタンパク質が結合し、かつ、この担体上にも直接他
の物質に特異的な結合性を示すタンパク質が結合したこ
と、特徴とする酵素−タンパク質複合体。 - 【請求項3】 担体が5,000〜500,000、好
ましくは10,000〜300,000の分子量を有す
るものであること、を特徴とする請求項1又は2に記載
の複合体。 - 【請求項4】 担体が2個以上のアミノ基を有すること
を、特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の
複合体。 - 【請求項5】 担体が、塩基性アミノ基を2個以上有す
るペプチドポリマー、あるいは、アミノ基、アルデヒド
基、ビニル基の少なくともひとつを導入した多糖類であ
ること、を特徴とする請求項1から4のいずれか1項に
記載の複合体。 - 【請求項6】 担体がポリリジンであること、を特徴と
する請求項1から5のいずれか1項に記載の複合体。 - 【請求項7】 酵素が、西洋ワサビペルオキシダーゼ、
アルカリフォスファターゼ、β−ガラクトシダーゼ、グ
ルコースオキシダーゼから選ばれる少なくとも1つであ
ること、を特徴とする請求項1から6のいずれか1項に
記載の複合体。 - 【請求項8】 他の物質に特異的な結合性を示すタンパ
ク質が抗体又は抗体断片であること、を特徴とする請求
項1から7のいずれか1項に記載の複合体。 - 【請求項9】 抗体がポリクローナル抗体又はモノクロ
ーナル抗体であること、を特徴とする請求項8に記載の
複合体。 - 【請求項10】 抗体断片がF(ab')2、Fab'、Fabc'か
ら選ばれる少なくともひとつであること、を特徴とする
請求項8に記載の複合体。 - 【請求項11】 他の物質に特異的な結合性を示すタン
パク質がアビジン又はストレプトアビジンであること、
を特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の複
合体。 - 【請求項12】 請求項1から11のいずれか1項に記
載の複合体を含有すること、を特徴とする免疫測定用キ
ット。 - 【請求項13】 免疫測定が免疫組織染色又は酵素免疫
測定であること、を特徴とする請求項12に記載の免疫
測定用キット。
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