JP2002218980A - New ferritin - Google Patents

New ferritin

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JP2002218980A
JP2002218980A JP2001015096A JP2001015096A JP2002218980A JP 2002218980 A JP2002218980 A JP 2002218980A JP 2001015096 A JP2001015096 A JP 2001015096A JP 2001015096 A JP2001015096 A JP 2001015096A JP 2002218980 A JP2002218980 A JP 2002218980A
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太郎 増田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new ferritin gene. SOLUTION: This ferritin gene originating from a plant or a gene recombination coding for a subunit having molecular weight of 28 kDa having sequence Ala-Ser-Asn-Ala-Pro-Ala for the 6 residues from the amino end after breakage of TP(Transit Peptide). This gene is capable of sustaining an iron content caused to resistance to breakage compared to conventional 28 kDa subunit.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は新規フェリチンに関
するものである。
[0001] The present invention relates to a novel ferritin.

【0002】[0002]

【従来の技術】フェリチンは人間を含む高等動物から植
物、細菌等の微生物まで生物界に広く存在する鉄貯蔵タ
ンパク質であり、貯蔵している鉄を他の鉄結合酵素など
に供給すること、および生体に障害を及ぼすような過剰
な無機鉄を取り込み、解毒して細胞を保護することを主
要な生理的役割としている。このタンパク質は非常に巨
大であり(分子量540kDa)、外径が約13nmも
あり、24個のサブユニットが対称性を持って積み重な
り、あたかも袋のような構造をしている。この袋状構造
の中に鉄を最大で4500原子も貯蔵すると推定されて
いる。本発明者らはこのような大量の鉄を貯蔵できるフ
ェリチンの遺伝子を外来遺伝子として植物に導入するこ
とにより、植物の鉄含量を増加させ得ることを見出し、
先に特許出願を行った(特開平9−201190号公報
参照)。従来の植物フェリチンは1つの遺伝子由来のサ
ブユニット(28kDa)から形成されていると考えら
れていた。そして、この28kDaのサブユニットは鉄
放出時に延長ペプチド(EP:Extension Peptide )が
切断されることにより26.5kDaサブユニットに容
易に転化するとされていた。28kDaサブユニットが
鉄含有形態であることは報告されているが、26.5k
Daサブユニットの鉄含有については知られていない。
したがって、鉄を放出してのこの転化がなければより効
率的に植物体に鉄分を貯蔵させることができるものと考
えられる。
2. Description of the Related Art Ferritin is an iron storage protein widely present in the living world from higher animals including humans to microorganisms such as plants and bacteria, and supplies stored iron to other iron-binding enzymes and the like. Its primary physiological role is to take in excess inorganic iron that can damage the living body and protect cells by detoxifying it. This protein is very large (molecular weight 540 kDa), has an outer diameter of about 13 nm, and has 24 subunits stacked symmetrically, as if in a bag-like structure. It is estimated that up to 4500 atoms of iron are stored in this bag-like structure. The present inventors have found that by introducing a ferritin gene capable of storing such a large amount of iron into a plant as a foreign gene, the iron content of the plant can be increased,
A patent application was filed earlier (see JP-A-9-201190). Conventional plant ferritin was thought to be formed from a subunit (28 kDa) derived from one gene. The 28 kDa subunit was said to be easily converted to a 26.5 kDa subunit by cleavage of an extension peptide (EP) upon release of iron. Although the 28 kDa subunit has been reported to be in an iron-containing form, the 26.5 kDa
The iron content of the Da subunit is not known.
Therefore, it is considered that without this conversion by releasing iron, the plant can store iron more efficiently.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、より多くの
鉄分を植物に貯蔵させることができるフェリチンを求め
て種々研究した結果、従来のものとは異なるサブユニッ
トを有するフェリチンを見いだして本発明を完成した。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been studied variously for ferritin capable of storing more iron in a plant, and as a result, has found ferritin having a subunit different from the conventional one. Was completed.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、容
易に切断されない分子量28kDaのサブユニットを含
むフェリチン及びフェリチン遺伝子に関する。より具体
的には、植物、特にダイズ由来のフェリチンである。本
発明において「容易に切断されない」とは、従来知られ
ている植物由来のフェリチンの28kDaサブユニット
が26.5kDaサブユニットに転化する条件下では切
断されない意味で用いられる。本発明のフェリチン遺伝
子は、トランジット・ペプチド(TP:Transit Peptid
e )を除くアミノ末端からの6残基の配列がAla-Ser-As
n-Ala-Pro-Ala である分子量28kDaのサブユニット
をコードすることを特徴とするものである。また、従来
の大豆フェリチンの28kDaのサブユニットではカル
ボキシル(C−)末端残基の234番目がアルギニンで
あるのに対して、本発明のフェリチン遺伝子ではロイシ
ンで置換されていることを特徴とする。この相違によ
り、本発明の28kDaサブユニットは容易に切断され
ない。これら本発明の特定の配列は、遺伝子組換え手法
によって得ることができる。従って本発明は、植物由来
の及び遺伝子組換えによるフェリチン及びフェリチン遺
伝子を包含する。
That is, the present invention relates to ferritin and a ferritin gene containing a subunit having a molecular weight of 28 kDa which is not easily cleaved. More specifically, ferritin derived from plants, particularly soybean. In the present invention, "not easily cleaved" is used in the sense that it is not cleaved under the condition that a 28 kDa subunit of ferritin derived from a plant, which is conventionally known, is converted into a 26.5 kDa subunit. The ferritin gene of the present invention comprises a transit peptide (TP: Transit Peptid).
e) The sequence of 6 residues from the amino terminus excluding Ala-Ser-As
It encodes a subunit having a molecular weight of 28 kDa, which is n-Ala-Pro-Ala. Also, in the conventional 28 kDa subunit of soybean ferritin, the 234th position of the carboxyl (C-) terminal residue is arginine, whereas in the ferritin gene of the present invention, it is characterized by being substituted with leucine. Due to this difference, the 28 kDa subunit of the invention is not easily cleaved. These specific sequences of the present invention can be obtained by genetic recombination techniques. Accordingly, the present invention encompasses ferritin and ferritin genes derived from plants and by genetic modification.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】本発明の「容易に切断されない」
フェリチンの28kDaサブユニットの確認のために以
下の各実験を行った。 A.実験方法 1.自然の大豆フェリチンの精製 乾燥大豆種子(Kitano−shiki 変種)500gを粉砕機によ
り細粉化した。大豆種子粉は、1mM EDTA(エチレ
ンジアミン四酢酸)と10mM 2−ME(2−メルカプ
トエタノール)含有の50mM Tris-HCl バッファーに懸
濁し、均質化し、10,000×gで10分間遠心分離した。上
清を20%飽和の硫酸アンモニュウムで分画した。琥珀色
の沈殿物を遠心分離により集め、50mM Tris-HCl (pH
7.5)バッファー中で透析した。透析後の試料は、前もっ
て1mM EDTA含有の50mMTris-HClバッファーで平
衡化したDEAE−トヨパール(Toyopearl )(TOS
OH社)コラムに付加した。コラムは0.15M塩化ナ
トリウム含有のバッファーで洗浄され、琥珀色のフェリ
チンが溶離された。大豆フェリチンを含有する該溶液
は、再度20%飽和の硫酸アンモニュウムで分画した。
遠心分離により集められた上清は、ブチルトヨパール
(TOSOH社)コラムに付加し、20−0%飽和密度
勾配の硫酸アンモニウムにより溶離された。大豆フェリ
チンを含有する画分はプールされ、1 mM EDTA含有
の50mM Tris-HCl バッファー(pH 7.5)中で透析さ
れ、Q−セファロースコラム(Amersham-Pharmacia社)
に付加された。蛋白は0から0.7M密度勾配の塩化ナ
トリウムにより溶離された。大豆フェリチン含有の画分
はプールされ、濃縮され、最終的には20mM Tris-HC
l (pH 7.5)バッファーで平衡化したスーパーデックス
75pgゲル濾過コラム(Amersham-Pharmacia社)に付
加された。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION "Not easily cut" of the present invention
The following experiments were performed to confirm the 28 kDa subunit of ferritin. A. Experimental method Purification of Natural Soybean Ferritin 500 g of dried soybean seeds (Kitano-shiki variety) were pulverized with a grinder. The soybean seed flour was suspended in 50 mM Tris-HCl buffer containing 1 mM EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid) and 10 mM 2-ME (2-mercaptoethanol), homogenized, and centrifuged at 10,000 × g for 10 minutes. The supernatant was fractionated with 20% saturated ammonium sulfate. The amber precipitate was collected by centrifugation and 50 mM Tris-HCl (pH
7.5) Dialysis in buffer. The dialyzed sample was prepared using DEAE-Toyopearl (TOS) previously equilibrated with 50 mM Tris-HCl buffer containing 1 mM EDTA.
OH) added to the column. The column was washed with a buffer containing 0.15 M sodium chloride and eluted amber ferritin. The solution containing soy ferritin was again fractionated with 20% saturated ammonium sulfate.
The supernatant collected by centrifugation was applied to a butyl toyopearl (TOSOH) column and eluted with a 20-0% saturated density gradient ammonium sulfate. Fractions containing soy ferritin were pooled, dialyzed in 50 mM Tris-HCl buffer (pH 7.5) containing 1 mM EDTA, and purified by Q-Sepharose column (Amersham-Pharmacia).
Was added to Protein was eluted with a 0 to 0.7 M density gradient of sodium chloride. The fractions containing soy ferritin were pooled and concentrated, and finally 20 mM Tris-HC
l Attached to a Superdex 75 pg gel filtration column (Amersham-Pharmacia) equilibrated with (pH 7.5) buffer.

【0006】アポ・フェリチンは従来知られている方法
により得た。精製されたフェリチンは、1%チオグリコ
ール酸含有の50mM ヒープス(Hepes )/NaOH・バ
ッファー(pH 7.0)中で透析され、続いて連続的に0.1
%と0%チオグリコレート含有ヒープス・バッファーに
て透析した。その後蛋白は13g/リッターのChilex-100
(Bio-Rad 社)及び0.2M塩化ナトリウム含有のヒー
プス・バッファー中で透析し、最後に脱イオン水中で透
析した。精製された蛋白濃度は蛋白アッセイキット(Bi
o-Rad 社)とデンシトメーター(Pharmacia 社)により
決定した。
[0006] Apoferritin was obtained by a conventionally known method. The purified ferritin was dialyzed in 50 mM Hepes / NaOH buffer (pH 7.0) containing 1% thioglycolic acid, followed by 0.1
The dialysate was dialyzed against Heaps buffer containing 1% and 0% thioglycolate. Then the protein is 13g / l Chilex-100
(Bio-Rad) and Heaps buffer containing 0.2 M sodium chloride, and finally dialysed in deionized water. Purified protein concentration is determined using the protein assay kit (Bi
o-Rad) and densitometer (Pharmacia).

【0007】2.アミノ酸配列分析 大豆フェリチン・サブユニットは、12.5%ポリアク
リルアミドゲルを使ったSDS−PAGEにより分離さ
れ、PVDF膜に転移された。膜は2%(V/V)酢酸
に溶解した0.1%のポンソー−S(Sigma 社)により
染色された。膜上の2個所の特徴的なバンドが各々膜か
ら切り取られた。両蛋白のアミノ末端アミノ酸配列は、
アプライド・バイオシステムのモデル477Aパルス−
液体アミノ酸配列分析器(シークエンサー)による自動
化エドマン分解した。26.5kDaサブユニットのカ
ルボキシル(C−)末端アミノ酸配列は、このサブユニ
ットをリジルエンドペプチダーゼにより消化し、C−末
端を含有するペプチド断片はDITC−ガラス(SIG
MA)により単離した。その後、C−末端断片の配列を
自動化エドマン分解により決定した。
[0007] 2. Amino acid sequence analysis Soy ferritin subunits were separated by SDS-PAGE using a 12.5% polyacrylamide gel and transferred to a PVDF membrane. The membrane was stained with 0.1% Ponceau-S (Sigma) dissolved in 2% (V / V) acetic acid. Two characteristic bands on the membrane were each cut from the membrane. The amino terminal amino acid sequences of both proteins are
Applied Biosystems Model 477A Pulse-
Automated Edman degradation with a liquid amino acid sequence analyzer (sequencer). The carboxyl (C-) terminal amino acid sequence of the 26.5 kDa subunit was digested with lysyl endopeptidase, and the C-terminal containing peptide fragment was digested with DITC-glass (SIG).
MA). Thereafter, the sequence of the C-terminal fragment was determined by automated Edman degradation.

【0008】3.大豆からの新規フェリチン遺伝子cD
NA(相補的DNA)のクローニング ジーンバンク(遺伝子銀行)に登録済みの大豆EST
(発現配列タグ:Expressed Sequence Tag )配列(AW185
525, AI966037, AW397605, AI443722, AI900240)をプラ
イマーの設計に使用した。5’race (rapid amplificat
ion of cDNA ends) と3’raceは、発芽後1週間の種苗
から抽出した総RNAを鋳型(テンプレート)とする製
造方法にて実施した。Lサブユニットをコードする標的
配列に関する10個の候補配列を決定した。
[0008] 3. Novel ferritin gene cD from soybean
Cloning of NA (complementary DNA) Soybean EST registered with Gene Bank
(Expressed Sequence Tag) Sequence (AW185
525, AI966037, AW397605, AI443722, AI900240) were used for primer design. 5'race ( r apid a mplificat
ion of c DNA e nds) and 3'race has a total RNA extracted from 1 week seedling after germination was carried out in a manufacturing method of a template (template). Ten candidate sequences for the target sequence encoding the L subunit were determined.

【0009】4.組換え体大豆フェリチンの準備 大豆フェリチンの成熟部分をコードするDNA配列は、 (a) プライマー−TP(5'-GCGCATATGTCAACGGTGCCTCTCAC-3')と (b) C(5'-GCGGGATCCTAATCASAGAAGTCTTTG-3' ) を使用するPCR(ポリメレースチェーン反応)で増幅
した。−TP及びCは各々NdeIサイト(位置)及び
BamHIサイトを含んでいた。そこで得られたTP配
列を含有しない断片をNdeIとBamHIにより消化
し、発現ベクターpET3a(Novagen )上のNdeI
とBamHI間に挿入して、プラスミドpESFを得
た。発現プラスミドpESFは Escherichia coli (大
腸菌)BL21(DE3)pLys株に形質転換され
た。発現プラスミドを含むE.coli株は、37℃で
アンピシリン(50 μg/ml) 補助LB(Luria-Bertani )
培地で培養した。A600 (吸光度)=0.6まで増殖し
た時に、最終濃度が1mMになるようにイソプロピル−
β−D−チオガラクトピラノシド(IPTG)を添加し
た。細菌は遠心により収穫し、蛋白はバッグバスター
(BugBuster )蛋白抽出試薬(Novagen) により抽出し
た。完全な成熟領域を含む組換え体フェリチンの精製過
程も自然フェリチンと同様である。
4. Preparation of Recombinant Soy Ferritin The DNA sequence encoding the mature part of soy ferritin uses (a) primer-TP (5'-GCGCATATGTCAACGGTGCCTCTCAC-3 ') and (b) C (5'-GCGGGATCCTAATCASAGAAGTCTTTG-3'). PCR (polymerase chain reaction). -TP and C contained NdeI site (position) and BamHI site, respectively. The obtained fragment containing no TP sequence was digested with NdeI and BamHI, and NdeI on the expression vector pET3a (Novagen) was digested.
And BamHI to obtain plasmid pESF. The expression plasmid pESF was transformed into Escherichia coli (E. coli) BL21 (DE3) pLys strain. E. coli containing expression plasmids The E. coli strain was isolated at 37 ° C. from ampicillin (50 μg / ml) supplemented LB (Luria-Bertani).
The cells were cultured in a medium. When grown to A 600 (absorbance) = 0.6, isopropyl-
β-D-thiogalactopyranoside (IPTG) was added. Bacteria were harvested by centrifugation, and proteins were extracted with a BugBuster protein extraction reagent (Novagen). The purification process of recombinant ferritin containing the complete mature region is similar to that of native ferritin.

【0010】5.大豆フェリチンのデグラデーション
(減成)実験 大豆の葉200mgを抽出バッファー[50mM K2PO
4 、10mM 2−ME、0.1 %TritonX-100、0.1 %サ
ルコシン)1mLと海砂で均質化し、12000 rpmで遠
心分離して可溶性蛋白質を抽出した。上清を大豆フェリ
チンの減成実験に使用した。組換えフェリチンと自然の
フェリチンの各150ngを葉抽出液20μlに加え、
室温でインキュベートした。SDS−PAGE及びPV
DF膜に電気ブロットした後、蛋白質の免疫検出を行っ
た。大豆フェリチン(%)サブユニットに対して抗血清
が上昇した。大豆フェリチン抗体でのブロットの検出を
ビオニチル化ホースラディシュ・パーオキシダーゼと結
合したアンチ−ラビットIgGシープ・イムノグロブリ
ンを用いて行った。シグナルの視認化にはイムノステイ
ン(Immunostain )HRP−1000(コニカ社)を用い
た。
[0010] 5. Soybean ferritin degradation (degradation) experiment 200 mg of soybean leaves were extracted with extraction buffer [50 mM K 2 PO
4 , 1 mL of 10 mM 2-ME, 0.1% Triton X-100, 0.1% sarcosine) and sea sand were homogenized, and centrifuged at 12000 rpm to extract soluble proteins. The supernatant was used for a soybean ferritin degradation experiment. 150 ng each of recombinant ferritin and natural ferritin are added to 20 μl of leaf extract,
Incubated at room temperature. SDS-PAGE and PV
After electroblotting on the DF membrane, immunodetection of the protein was performed. The antiserum was raised against the soy ferritin (%) subunit. Blot detection with soy ferritin antibody was performed using anti-rabbit IgG sheep immunoglobulin conjugated with biotinylated horseradish peroxidase. For visualization of the signal, Immunostain HRP-1000 (Konica) was used.

【0011】6.鉄の取り込み及び放出の測定 自然の大豆フェリチン及び組換え体フェリチンによる鉄
取り込み反応は、室温でFe2+/ フェリチン・モル比 1,0
00(1mM硫酸第一鉄と0.1μMフェリチン) により
100mM Hepes /NaOH・バッファー(pH 7.0)
で実施した。フェリチンへの鉄取り込みは吸光度310
nmで測定した。鉄遊離実験では、自然大豆及び組換え
体のアポ・フェリチン( 各々2μM)は、0.2M塩化
ナトリウムを含有する0.1M MOPSに溶解された
新鮮な硫酸第一鉄(1 mM)を添加することにより鉱化し、
続いて室温で2時間培養し、その後に一晩4℃で放置し
た。鉄遊離はナトリウムアスコルビン酸塩とフェロジン
(ferrozine )を各々最終濃度1mMと4mMになるよ
うに添加することにより反応を開始した。アスコルビン
酸塩はフェリチン殻からの鉄の還元型遊離を促進すると
報告されている。外来性Fe2+は、日立紫外線分光光度計
(Hitachi, Tokyo, Japan) を用いて、波長560nmで
のFe2+/ferrozine 複合体の吸光度により測定した。
6. Measurement of iron uptake and release Iron uptake reaction by natural soybean ferritin and recombinant ferritin was performed at room temperature with Fe2 + / ferritin molar ratio of 1,0
100 (1 mM ferrous sulfate and 0.1 μM ferritin) in 100 mM Hepes / NaOH buffer (pH 7.0)
It was carried out in. Iron incorporation into ferritin has an absorbance of 310.
Measured in nm. In the iron release experiment, native soybean and recombinant apoferritin (2 μM each) add fresh ferrous sulfate (1 mM) dissolved in 0.1 M MOPS containing 0.2 M sodium chloride. Mineralization by
Subsequently, the cells were cultured at room temperature for 2 hours, and then left overnight at 4 ° C. Iron release was initiated by adding sodium ascorbate and ferrozine to final concentrations of 1 mM and 4 mM, respectively. Ascorbate has been reported to promote reduced release of iron from the ferritin shell. Exogenous Fe 2+ is a Hitachi Ultraviolet Spectrophotometer
(Hitachi, Tokyo, Japan) using the absorbance of the Fe 2+ / ferrozine complex at a wavelength of 560 nm.

【0012】上記各実験により下記の結果が得られた。 B.結果 1.乾燥種子からの大豆フェリチンの単離 大豆フェリチンは、乾燥種子から二段階の陰イオン交換
クロマトグラフィー、疎水性クロマトグラフィー,及び
ゲル濾過により精製した。大豆フェリチンは、各々のク
ロマトグラフ段階で単一ピークとして溶離した。しかし
ながら精製されたフェリチンには、SDS−PAGE
(ドデシル硫酸ナトリウム・ポリアクリルアミド・ゲル
電気泳動)分析によると、分子量が28kDaと26.
5kDaだと推定される二つのバンドを認めた(図1
A)。これ等のバンドの密度分析によると、精製された
フェリチンは28kDaと26.5kDaのサブユニッ
トを殆ど等量(28kDa/26.5kDa比が1/
1.09と推定された)含んでいることを示した。精製
された大豆フェリチンからは、分子量が約550−56
0kDa(図1B)だと推定される単一バンドのみが検
出された。
The following results were obtained from the above experiments. B. Results 1. Isolation of soy ferritin from dried seeds Soy ferritin was purified from dried seeds by two-step anion exchange chromatography, hydrophobic chromatography, and gel filtration. Soy ferritin eluted as a single peak at each chromatographic step. However, purified ferritin includes SDS-PAGE.
(Sodium dodecyl sulfate / polyacrylamide gel electrophoresis) analysis showed that the molecular weight was 28 kDa and 26.
Two bands estimated to be 5 kDa were observed (FIG. 1).
A). According to the density analysis of these bands, the purified ferritin contained almost equal amounts of the 28 kDa and 26.5 kDa subunits (28 kDa / 26.5 kDa ratio was 1 /
(Estimated as 1.09). From purified soy ferritin, the molecular weight is about 550-56.
Only a single band estimated to be 0 kDa (FIG. 1B) was detected.

【0013】図1Aにおいて、精製された大豆フェリチ
ンは、SDS−PAGEにより分析され、CBB( クー
マシー・ブリリアント・ブルー : Coomassie Brilliant
Blue)により染色された(レーン1)。図1Bは大豆フ
ェリチンの非変性PAGE分析結果を示す図で、レーン
1は、大豆種子から精製された自然の大豆フェリチン、
レーン2は、大腸菌にて発現された組換え体大豆フェリ
チンを示し、蛋白マーカー(M)は分子質量を表す。
[0013] In Figure 1A, purified soybean ferritin is analyzed by SDS-PAGE, CBB (Coomassie Brilliant Blue: C oomassie B rilliant
Were stained by the B lue) (lane 1). FIG. 1B shows the results of non-denaturing PAGE analysis of soybean ferritin. Lane 1 shows natural soybean ferritin purified from soybean seeds.
Lane 2 shows the recombinant soybean ferritin expressed in Escherichia coli, and the protein marker (M) indicates the molecular mass.

【0014】2.両サブユニットのアミノ酸配列分析 両方のサブユニットのアミノ(N−)末端からの6残基
を決定した。28kDaサブユニットの配列はAla-Ser-
Asn-Ala-Pro-Ala であり、26.5kDaサブユニット
はAla-Ser-Thr-Val-Pro-Leu であった。両方のサブユニ
ットの決定済みN−末端配列は互いに異なっており、ま
た28kDaサブユニットは今迄報告されていない新規
な配列であった。更に6残基目以降のN−末端配列もま
た、28kDaサブユニットは新規なサブユニットであ
ることを示唆していた(図2)。28kDaと26.5
kDaのバンドは完全に分離可能で、両方のサブユニッ
トの配列プロフィールには汚染ピークは検出されなかっ
た。他方、26.5kDaサブユニットのN−末端配列
は、既知配列のEP領域の配列と同一であった。26.
5kDaサブユニットのN−末端配列分析から、移送ペ
プチドは既知報告によるカルボキシル側49番目残基の
アラニンでは無くて、カルボキシル側の48番目残基の
システインで開裂されていた(図2参照)。ここでは、
28kDaと26.5kDaとを各々L(大)サブユニ
ットとS(小)サブユニットと定義する。
2. Amino acid sequence analysis of both subunits Six residues from the amino (N-) terminus of both subunits were determined. The sequence of the 28 kDa subunit is Ala-Ser-
Asn-Ala-Pro-Ala and the 26.5 kDa subunit was Ala-Ser-Thr-Val-Pro-Leu. The determined N-terminal sequences of both subunits are different from each other, and the 28 kDa subunit is a novel sequence that has not been reported so far. Furthermore, the N-terminal sequence after the sixth residue also suggested that the 28 kDa subunit was a novel subunit (FIG. 2). 28 kDa and 26.5
The kDa band was completely separable and no contamination peak was detected in the sequence profiles of both subunits. On the other hand, the N-terminal sequence of the 26.5 kDa subunit was identical to the sequence of the EP region of the known sequence. 26.
From the N-terminal sequence analysis of the 5 kDa subunit, it was found that the transit peptide was cleaved by the cysteine at the 48th residue on the carboxyl side, instead of the alanine at the 49th residue on the carboxyl side as reported (see FIG. 2). here,
28 kDa and 26.5 kDa are defined as L (large) subunit and S (small) subunit, respectively.

【0015】図2の大豆フェリチンのサブユニットの演
繹されたアミノ酸配列を示す図において、上の配列は、
既に知られている配列と同じであるSサブユニットのア
ミノ酸配列を示し、。下の配列は、本発明によるLサブ
ユニットのアミノ酸配列を示す。矢印はSサブユニット
の開裂サイト(Proteolytic cleavage)を示す。また、
実線で囲まれた部分はN−末端配列解析により決定され
たLサブユニットのN−末端32残基を示し、破線で囲
まれた部分はリジルエンドペプチダーゼによる消化によ
り形成された第17番断片を示す。この断片はSサブユ
ニットのカルボキシル末端に位置している。
In the figure showing the deduced amino acid sequence of the subunit of soy ferritin in FIG.
Showing the amino acid sequence of the S subunit which is the same as the sequence already known; The sequence below shows the amino acid sequence of the L subunit according to the invention. The arrow indicates the cleavage site (Proteolytic cleavage) of the S subunit. Also,
The portion surrounded by a solid line indicates the N-terminal 32 residues of the L subunit determined by N-terminal sequence analysis, and the portion surrounded by a dashed line indicates the 17th fragment formed by digestion with lysyl endopeptidase. Show. This fragment is located at the carboxyl terminus of the S subunit.

【0016】次いで、開裂サイトを検知するために、S
サブユニットのカルボキシル(C−)末端アミノ酸配列
を分析した。C−末端残基を含むペプチド断片の配列
は、Ser-Glu-Tyr-Val-Ala-Gln-Leu-Arg-Arg であった
(図2)。この配列は既に知られている大豆フェリチン
配列にも認められるが、C−末端残基は234番目のア
ルギニンだと決定したが、これは大豆フェリチン配列の
C−末端に関する既存の報告からは18残基上流に位置
していた。これ等のデータは、大豆種子フェリチン中の
Sサブユニットは、C−末端17残基の蛋白質分解性の
開裂を伴うことを示した。
Next, in order to detect the cleavage site, S
The carboxyl (C-) terminal amino acid sequence of the subunit was analyzed. The sequence of the peptide fragment containing the C-terminal residue was Ser-Glu-Tyr-Val-Ala-Gln-Leu-Arg-Arg (FIG. 2). Although this sequence is found in the known soybean ferritin sequence, the C-terminal residue was determined to be arginine at position 234, which is 18 residues from existing reports on the C-terminus of the soybean ferritin sequence. The base was located upstream. These data indicated that the S subunit in soybean seed ferritin involves a proteolytic cleavage of the C-terminal 17 residues.

【0017】3.新規フェリチン・サブユニットのアミ
ノ酸配列 新しく同定された大豆フェリチンのLサブユニットに対
するcDNAは、PCRを基本とする戦略によりクロー
ン化した。cDNA配列から演繹されたアミノ酸配列
を、既存の報告例と一緒に図2に示す。前駆体からTP
が解離したLサブユニットの成熟領域は、209残基か
ら構成されており、これはSサブユニット(202残基
から成る)に比較して7残基長かった。Lサブユニット
の成熟領域のアミノ酸配列は、Sサブユニットと82%
の相同性を示した。成熟領域の高い相同性に反して、T
P配列はL及びS間で配列の低い相同性(41%)しか
示さなかった。成熟領域の配列では、演繹されたヘリカ
ル領域(AからEヘリックス(Helix ))では、BとC
へリックスを結合するループ領域では比較的に変異して
いたが、L及びSサブユニット間では高い相同性が保た
れていた;即ちヘリカル、ループ及びEP領域のアミノ
酸配列の相同性は、各々90%、81%及び63%であ
った。結果を表1に示す。
3. Amino acid sequence of novel ferritin subunit The cDNA for the newly identified L subunit of soy ferritin was cloned by a PCR-based strategy. The amino acid sequence deduced from the cDNA sequence is shown in FIG. 2 together with the existing reported examples. From precursor to TP
The mature region of the L subunit from which was dissociated was composed of 209 residues, which was 7 residues longer than the S subunit (consisting of 202 residues). The amino acid sequence of the mature region of the L subunit is 82% that of the S subunit.
Showed homology. Contrary to the high homology of the mature region, T
The P sequence showed only low sequence homology (41%) between L and S. In the sequence of the mature region, in the deduced helical region (A to E helix), B and C
The helix-binding loop region was relatively mutated, but high homology was maintained between the L and S subunits; that is, the homology of the amino acid sequences of the helical, loop, and EP regions was 90, respectively. %, 81% and 63%. Table 1 shows the results.

【0018】 注)両方のサブユニットのアミノ酸配列は8部分を互いに比較した。 TP: 移送ペプチド EP:延長ペプチド[0018] Note) The amino acid sequences of both subunits were compared with each other in eight portions. TP: Transfer peptide EP: Extension peptide

【0019】Lサブユニットは、C−末端に5残基(そ
の内の4残基は塩基性又は酸性アミノ酸である電荷残
基)からなる延長部を持っていた。フェロオキシダーゼ
・サイトだと考えられる全ての残基は、両方のサブユニ
ットに保存されていた。鉄(III)-チロシン(tyrosinate)
複合体を形成すると考えられているチロシン残基もま
た、保存されていた。しかしながら、Sサブユニットの
配列では、カルボキシル側が開裂される231番目のア
ルギニン残基は、Lタイプのサブユニットではロイシン
により置換されていた。この置換により、Lサブユニッ
トはカルボキシル末端開裂を受けなくなっていると考え
られる。上記したように、大豆Sサブユニットの場合に
カルボキシル側が開裂されるアルギニン残基が、CP3
配列にも認められた。
The L subunit had an extension at the C-terminus consisting of 5 residues, 4 of which were charged residues that were basic or acidic amino acids. All residues believed to be ferrooxidase sites were conserved in both subunits. Iron (III) -tyrosinate
Tyrosine residues believed to form a complex were also conserved. However, in the sequence of the S subunit, the 231rd arginine residue at which the carboxyl side is cleaved was replaced by leucine in the L type subunit. It is believed that this substitution renders the L subunit no longer subject to carboxyl terminal cleavage. As described above, the arginine residue that is cleaved at the carboxyl side in the case of soybean S subunit is CP3
Sequences were also found.

【0020】4.大豆フェリチンSサブユニットのデグ
ラデーション 大豆フェリチンSサブユニットの成熟全領域を E. col
i で発現した。非変性PAGE( ポリアクリルアミド・
ゲル電気泳動)(図1B参照)及びゲル濾過分析による
と、組換え体大豆フェリチンも自然蛋白と同様に24量
体に集合できることを示していた。組換え体Sサブユニ
ットのホモポリマーを大豆の葉抽出物と培養したものの
結果を図3に示す。Sサブユニットの約半分は10分以
内に26.5kDa型へと開裂された。しかしながら1
時間の培養の後には、28kDa型は消失し、少量の2
6.5kDa型のみ検出できた。2時間後には、26.
5kDa型は完全に分解していて検出できなかった。他
方、S及びLサブユニットを殆ど等量含有する自然の大
豆フェリチンでは、28kDa型は存在しなかったが、
培養2時間後にも26.5kDa型を検出することがで
きた。この実験では抗Sサブユニット抗体を使用してい
るので、自然のフェリチンのLサブユニットは完全には
検出できなかった。
4. Degradation of soy ferritin S subunit E. col
i. Non-denaturing PAGE (Polyacrylamide ・
Gel electrophoresis) (see FIG. 1B) and gel filtration analysis indicated that recombinant soybean ferritin could assemble into a 24-mer as well as the native protein. FIG. 3 shows the results obtained by culturing the homopolymer of the recombinant S subunit with the soybean leaf extract. About half of the S subunit was cleaved to the 26.5 kDa form within 10 minutes. However 1
After incubation for 2 hours, the 28 kDa form disappears and a small amount of 2 kDa
Only the 6.5 kDa type could be detected. After 2 hours, 26.
The 5 kDa form was completely degraded and could not be detected. On the other hand, in natural soybean ferritin containing almost equal amounts of S and L subunits, the 28 kDa form was not present,
26.5 kDa type could be detected even after 2 hours of culture. Since the anti-S subunit antibody was used in this experiment, the L subunit of natural ferritin could not be completely detected.

【0021】図3の組換え体及び自然の大豆フェリチン
のデグラデーションを示す図において、上記のとおり組
換え体及び自然の大豆フェリチンは、大豆の葉抽出物中
で培養されたもので、フェリチン・サブユニットは抗S
サブユニット抗体により検出された。図中、レーン1は
大豆の葉抽出物、レーン2は150ngの組換え体Sサ
ブユニット、レーン2からレーン8は150ngの組換
え体Sサブユニットを葉抽出物とそれぞれ0、1、1
0、30、60及び120分間培養した後のSサブユニ
ット、レーン9は150ngの自然の大豆フェリチン、
レーン10及び11は、150ngの自然のフェリチン
を葉抽出物と各々60及び120分間培養したもの結果
を示す。
In the figure showing the degradation of the recombinant and natural soybean ferritin in FIG. 3, the recombinant and natural soybean ferritin were cultured in a soybean leaf extract as described above, Subunit is anti-S
Detected by subunit antibody. In the figure, lane 1 is soybean leaf extract, lane 2 is 150 ng recombinant S subunit, and lanes 2 to 8 are 150 ng recombinant S subunit and leaf extract are 0, 1, 1 respectively.
S subunit after culturing for 0, 30, 60 and 120 minutes, lane 9 shows 150 ng of natural soy ferritin,
Lanes 10 and 11 show the results of 150 ng of natural ferritin cultured with leaf extract for 60 and 120 minutes, respectively.

【0022】5.鉄取り込み及び遊離 C−末端欠失の鉄取り込み及び遊離に及ぼす影響を研究
するために、自然の大豆フェリチン(50%L)と、組
換え体フェリチンの鉄取り込み及び遊離を試験した。自
然の大豆フェリチンは、28kDaと26.5kDaと
の両方のサブユニットを等量持っていたが、組換え体
は、C−末端の配列を含むサブユニットの成熟領域全域
から成っていた。C−末端が欠失しているSサブユニッ
トの26.5kDa型は、24量体には集合しなかっ
た。組換え体及び自然の大豆フェリチンの両方とも鉄取
り込み活性を示した(図4A)。連続曲線(プログレッ
ション・プロット)によると、自然の大豆フェリチンの
取り込み率は、全ての構成サブユニットはフェロオキシ
ダーゼ・サイトを保有しているにも係らず、組換え体よ
り取り込み率が低かった。両方の取り込み率はFe(II)自
動酸化率(コントロール)よりも高かった。
5. Iron Uptake and Release To study the effect of C-terminal deletion on iron uptake and release, iron uptake and release of native soybean ferritin (50% L) and recombinant ferritin were tested. Natural soy ferritin had equal amounts of both 28 kDa and 26.5 kDa subunits, whereas the recombinant consisted of the entire subunit mature region including the C-terminal sequence. The 26.5 kDa form of the S-subunit lacking the C-terminus did not assemble into the 24-mer. Both recombinant and native soy ferritin showed iron uptake activity (Figure 4A). According to the continuous curve (progression plot), the uptake rate of natural soybean ferritin was lower than that of the recombinant, even though all the constituent subunits had ferrooxidase sites. Both incorporation rates were higher than the Fe (II) autoxidation rate (control).

【0023】フェリチンからの還元的遊離率も評価した
(図4B)。自然及び組換え体フェリチンの鉄核形成反
応は、一晩4℃でフェリチン/鉄モル比1/500で、
硫酸第一鉄をFe(II)源として培養して実施した。フェリ
チン外殻の外側の第一鉄(Fe(II))原子はフェロジンに
結合されるので、この複合体の吸光度を測定した。Fe(I
I)/ferrozine複合体の量は、どの時間コースを見ても組
換え体よりも、自然の大豆フェリチンの方が多かった。
両方のサブユニット間の鉄遊離率の差は、計算上はt検
定でp=0.05により統計的に有意であり、C−末端
16残基の開裂が蛋白外殻からの鉄遊離を促進している
ことが示された。
The rate of reductive release from ferritin was also evaluated (FIG. 4B). The iron nucleation reaction of native and recombinant ferritin is performed at 4 ° C. overnight at a ferritin / iron molar ratio of 1/500,
The culture was performed using ferrous sulfate as a Fe (II) source. Since the ferrous (Fe (II)) atom outside the ferritin shell is bound to ferrosin, the absorbance of this complex was measured. Fe (I
The amount of I) / ferrozine complex was greater for native soy ferritin than for recombinant at any time course.
The difference in the rate of iron release between both subunits is statistically significant with a t-test, p = 0.05, where cleavage of the C-terminal 16 residues promotes iron release from the protein shell. It was shown that.

【0024】図4Aは、大豆フェリチンの鉄取り込み反
応の連続曲線プロットを示すグラフで、0.1Mフェリ
チン・サブユニット及び0.1mM硫酸第一鉄含有の
0.1Mヒープス−Na、pH7.0中で実施した各フ
ェリチンの結果を示す。コントロールは自動酸化率を示
す。図4Bは、集合されたフェリチンでのサブユニット
の共存の影響を示すグラフである。自然(Native)及び
組換え体(Recombinant )フェリチン(2μM)は、
0.1M MOPS(pH7.0)と0.2M塩化ナト
リウム中に溶解した1mM硫酸第一鉄と混合することに
より試験管中で鉱化した。鉱化されたフェリチンからの
鉄遊離は、内部の鉄からの還元的遊離を促進するため
に、1mMフェロジンと4mMナトリウム・アスコルビ
ン酸塩の添加により開始された。遊離された鉄は、Fe2+
/ferrozine 複合体の吸光度を560nmにてモニター
することにより検出した。結果は3回の実験から得た。
FIG. 4A is a graph showing a continuous curve plot of the iron uptake reaction of soybean ferritin in 0.1 M Heaps-Na, pH 7.0, containing 0.1 M ferritin subunit and 0.1 mM ferrous sulfate. 2 shows the results of each ferritin performed in the above. The control indicates the autoxidation rate. FIG. 4B is a graph showing the effect of subunit co-existence on assembled ferritin. Native (Native) and recombinant (Recombinant) ferritin (2 μM)
Mineralized in test tubes by mixing 0.1 M MOPS (pH 7.0) with 1 mM ferrous sulfate dissolved in 0.2 M sodium chloride. Iron release from mineralized ferritin was initiated by the addition of 1 mM ferrosin and 4 mM sodium ascorbate to promote reductive release from internal iron. The released iron is Fe 2+
The absorbance of the / ferrozine complex was detected by monitoring at 560 nm. The results were obtained from three experiments.

【0025】本発明において、本発明者らは、大豆フェ
リチンの2つの異なったポリペプチド鎖を検出し、新規
なサブユニットをコードするcDNAを単離した。本発
明によって大豆種子では二種類の違ったフェリチンが殆
ど等量共存することが証明された。片方のサブユニット
は分子量28kDaの既知のアミノ酸配列だったが、C
−末端17残基の開裂により26.5kDa(Sサブユ
ニット)に簡単に転化された。他のサブユニットは新規
なアミノ酸配列を持ち、28kDa型(Lサブユニッ
ト)として残存していた。アミノ酸配列プロフィールに
よると、Sサブユニットは完全に26.5kDa型に転
化された。これ等のデータは、26.5kDaサブユニ
ットは、28kDaサブユニットのアミノ末端延長ペプ
チド(EP)の蛋白質分解性の開裂により生成し、28
kDaと26.5kDaサブユニットは原則的には同一
であると考えられている既存の仮説には反することであ
った。
In the present invention, the present inventors detected two different polypeptide chains of soy ferritin and isolated a cDNA encoding a novel subunit. According to the present invention, it has been proved that two different types of ferritin coexist in soybean seeds in almost equal amounts. One subunit had a known amino acid sequence with a molecular weight of 28 kDa.
-Easily converted to 26.5 kDa (S subunit) by cleavage of the terminal 17 residues. Other subunits had a novel amino acid sequence and remained as a 28 kDa type (L subunit). According to the amino acid sequence profile, the S subunit was completely converted to the 26.5 kDa form. These data indicate that the 26.5 kDa subunit was generated by proteolytic cleavage of the amino-terminal extended peptide (EP) of the 28 kDa subunit;
The kDa and 26.5 kDa subunits were contrary to the existing hypothesis, which in principle was thought to be identical.

【0026】大豆の葉抽出物を使用したデグラデーショ
ン実験では、Sサブユニットのホモ24量体は、自然の
大豆フェリチンに比較して不安定であった(図3)。S
サブユニットの不安定さは、SサブユニットのC−末端
17残基を欠失している変異株ではオリゴマーに集合で
きないことから、C−末端17残基の開裂に起因すると
思われる。他方、Lサブユニットは、C−末端領域の開
裂には影響を受けず、また葉抽出物では安定であった。
これ等のデータは、Lサブユニットは大豆種子ではフェ
リチンの24量体を安定化することを示した。
In a gradation experiment using a soybean leaf extract, the homo submer of the S subunit was unstable as compared to natural soybean ferritin (FIG. 3). S
The subunit instability may be due to cleavage of the C-terminal 17 residues, as mutants lacking the C-terminal 17 residues of the S subunit cannot assemble into oligomers. On the other hand, the L subunit was unaffected by cleavage of the C-terminal region and was stable in leaf extracts.
These data indicate that the L subunit stabilizes the ferritin 24-mer in soybean seeds.

【0027】本発明は、28kDaから26.5kDa
型への転化は、C−末端17アミノ酸残基の開裂に起因
することを示した。アミノ酸配列の整合データ、及び演
繹された植物フェリチンの三次元構造から、開裂された
17残基は“E−へリックス”に相当すると考えられ
る。この“E−へリックス”は動物などのフェリチン2
4量体において4回対称軸付近でのサブユニット間相互
作用に関与し、狭いチャンネルを形成している。E−ヘ
リックスの開裂により作られた大きな孔は、鉄が自由に
動き回れるだけの十分な孔径を持っていると期待され
る。自然の大豆フェリチンからの鉄遊離率は、組換え体
の遊離率よりも高い(図4B)。これ等のデータは、鉄
遊離率はE−へリックスの開裂により促進されたことを
示唆した。E−へリックスの開裂の結果として形成され
る大きな孔は、フェリチンからの鉄遊離の新しい機作を
提供する。
[0027] The present invention relates to the method of
Conversion to form was shown to result from cleavage of the C-terminal 17 amino acid residues. Based on the amino acid sequence matching data and the deduced three-dimensional structure of plant ferritin, the cleaved 17 residues are considered to correspond to an “E-helix”. This "E-helix" is a ferritin 2 such as an animal.
In the tetramer, it is involved in the interaction between subunits near the 4-fold symmetry axis, and forms a narrow channel. The large holes created by the cleavage of the E-helix are expected to have a sufficient diameter to allow the iron to move around freely. The iron release rate from natural soy ferritin is higher than the recombinant release rate (FIG. 4B). These data suggested that iron release was enhanced by cleavage of the E-helix. The large pores formed as a result of cleavage of the E-helix provide a new mechanism of iron release from ferritin.

【0028】植物フェリチンでは、幾つかの機能的な遺
伝子が発見されている。本発明者らは、成熟過程が既存
のフェリチンとは異なる新規な大豆フェリチンのサブユ
ニットを見出し、この新規なサブユニットは、大豆種子
フェリチンの主要なサブユニットの一つであることを示
した。新規なフェリチンのサブユニットの一次構造は、
既に報告されているサブユニットに近似していた(82
%の相同性)。しかしながら、成熟過程における違いが
“鉄遊離”の新しい機能の根拠になると認められる。大
豆種子フェリチンは、鉄分子を積極的に取り込んだり遊
離したりすることにより、細胞内での鉄の緩衝装置とし
て機能していると思われるている。28kDa及び部分
的に開裂された26.5kDaサブユニットは、エンド
ウや他のマメ科植物のフェリチンでも検出可能である。
本発明の知見に基づくアミノ酸置換により、大豆のLサ
ブユニットがC−末端残基の蛋白質分解性開裂に影響さ
れなくなるが、この現象は他のマメ科植物のフェリチン
にも適用できる。
In plant ferritin, several functional genes have been discovered. The present inventors have found a novel subunit of soybean ferritin whose maturation process differs from existing ferritin, and have shown that this new subunit is one of the major subunits of soybean seed ferritin. The primary structure of the new ferritin subunit is
It was close to the already reported subunit (82
% Homology). However, differences in the maturation process are recognized as justification for the new function of "iron release". Soybean ferritin is thought to function as a buffer for iron in cells by actively taking up and releasing iron molecules. The 28 kDa and partially cleaved 26.5 kDa subunits are also detectable in pea and other legume ferritins.
Amino acid substitutions based on the findings of the present invention render the L subunit of soybean unaffected by proteolytic cleavage of the C-terminal residue, but this phenomenon can be applied to ferritin from other legumes.

【0029】本発明を要約すると、フェリチンは大豆で
は少なくともSとLの二つのタイプのサブユニットから
構成されている。28kDaの分子として存在するLサ
ブユニットは、蛋白外殻の安定性に関与しており、他
方、Sサブユニットは、E−へリックスの開裂により2
6.5kDa型に転化される。開裂はフェリチンからの
鉄遊離の作用機作に関係する可能性がある。異なった機
能を持つ多種のサブユニットの存在は、大豆以外のマメ
科植物でも発現すると推測される。
To summarize the invention, ferritin is composed of at least two types of subunits in soybeans, S and L. The L subunit, present as a 28 kDa molecule, is involved in the stability of the protein shell, while the S subunit is mediated by cleavage of the E-helix.
Converted to 6.5 kDa form. Cleavage may be related to the mechanism of action of iron release from ferritin. The existence of various subunits having different functions is presumed to be expressed in legumes other than soybean.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明の遺伝子由来のサブユニットから
形成されるフェリチンは鉄の放出が少なくなり、フェリ
チン分子中により多くの鉄を蓄積できると容易に推測で
きる。従って、本発明のフェリチン遺伝子を植物に導入
すれば、本発明者らが先に提案した高鉄含量植物の作成
に多大な効果をもたらすことが期待できる。
The ferritin formed from the subunit derived from the gene of the present invention can be easily estimated that iron release is reduced and more iron can be accumulated in the ferritin molecule. Therefore, if the ferritin gene of the present invention is introduced into a plant, it can be expected to have a great effect on the production of a plant having a high iron content proposed by the present inventors.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】大豆フェリチンのSDS−PAGE及び非変性
PAG分析の結果を示す図である。 (A)精製された大豆フェリチンは、SDS−PAGE
により分析され、CBB( クーマシー・ブリリアント・
ブルー : Coomassie Brilliant Blue)により染色され
た。(レーン1) (B)大豆フェリチンの非変性PAGE分析。 レーン1:大豆種子から精製された自然の大豆フェリチ
ン、 レーン2:E.coliにて発現された組換え体大豆フ
ェリチン。 蛋白マーカー(M)は分子質量を表す。
FIG. 1 shows the results of SDS-PAGE and non-denaturing PAG analysis of soybean ferritin. (A) The purified soy ferritin was obtained by SDS-PAGE.
Analyzed by CBB (Coomassie Brilliant
Blue: stained with C oomassie B rilliant B lue). (Lane 1) (B) Non-denaturing PAGE analysis of soy ferritin. Lane 1: natural soybean ferritin purified from soybean seeds, Lane 2: E. coli. recombinant soybean ferritin expressed in E. coli. The protein marker (M) indicates the molecular mass.

【図2】大豆フェリチンのサブユニットの演繹されたア
ミノ酸配列を示す図である。 上:既に知られている配列と同じであるSサブユニット
のアミノ酸配列。 下:本発明によるLサブユニットのアミノ酸配列。 Sサブユニットの開裂サイトは矢印で表示。 実線で囲まれた部分:N−末端配列解析により決定され
たLサブユニットのN−末端32残基。 破線で囲まれた部分:リジルエンドペプチダーゼによる
消化により形成された第17番断片。この断片はSサブ
ユニットのカルボキシル末端に位置する。
FIG. 2 shows the deduced amino acid sequence of the soybean ferritin subunit. Above: the amino acid sequence of the S subunit, which is the same as the sequence already known. Bottom: amino acid sequence of the L subunit according to the invention. The cleavage site of the S subunit is indicated by an arrow. Solid line: 32 residues at the N-terminus of the L subunit determined by N-terminal sequence analysis. A portion surrounded by a broken line: a fragment No. 17 formed by digestion with lysyl endopeptidase. This fragment is located at the carboxyl terminus of the S subunit.

【図3】組換え体及び自然の大豆フェリチンのデグラデ
ーションを示す図である。組換え体及び自然の大豆フェ
リチンは、大豆の葉抽出物中で培養された。フェリチン
・サブユニットは抗Sサブユニット抗体により検出され
た。 レーン1:大豆の葉抽出物、レーン2:150ngの組
換え体Sサブユニット、レーン2から8:150ngの
組換え体Sサブユニットを葉抽出物とそれぞれ0、1、
10、30、60及び120分間培養した後のSサブユ
ニット。レーン9:150ngの自然の大豆フェリチ
ン、レーン10及び11:150ngの自然のフェリチ
ンを葉抽出物と各々60及び120分間培養したもの。
FIG. 3 shows the degradation of recombinant and natural soy ferritin. Recombinant and native soy ferritin were cultured in soy leaf extract. Ferritin subunit was detected by anti-S subunit antibody. Lane 1: soybean leaf extract, lane 2: 150 ng of recombinant S subunit, lanes 2 to 8: 150 ng of recombinant S subunit with leaf extract, 0, 1,
S subunit after culturing for 10, 30, 60 and 120 minutes. Lane 9: 150 ng of natural soy ferritin, lanes 10 and 11: 150 ng of natural ferritin cultured with leaf extract for 60 and 120 minutes, respectively.

【図4】(A)大豆フェリチンの鉄取り込み反応の連続
曲線プロットを示すグラフである。 (B)集合されたフェリチンでのサブユニットの共存の
影響を示すグラフである。
FIG. 4 (A) is a graph showing a continuous curve plot of the iron uptake reaction of soy ferritin. (B) Graph showing the effect of subunit co-existence on assembled ferritin.

フロントページの続き (72)発明者 吉原 利一 千葉県我孫子市我孫子1646 財団法人電力 中央研究所 我孫子研究所内 Fターム(参考) 4B024 AA08 BA80 DA01 EA04 GA11 4H045 AA10 BA10 CA33 EA05 FA72 FA74 Continued on the front page (72) Inventor Toshikazu Yoshihara 1646 Abiko, Abiko-shi, Chiba F-term within the Abiko Research Institute, Electric Power Research Institute 4B024 AA08 BA80 DA01 EA04 GA11 4H045 AA10 BA10 CA33 EA05 FA72 FA74

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 容易に切断されない分子量28kDaの
サブユニットを含むフェリチン。
1. Ferritin comprising a 28 kDa subunit that is not easily cleaved.
【請求項2】 植物由来の容易に切断されない28kD
aのサブユニットを含む請求項1記載のフェリチン。
2. A plant-derived non-cleavable 28 kD
The ferritin according to claim 1, comprising the subunit of a.
【請求項3】 植物が大豆である請求項2記載のフェリ
チン。
3. The ferritin according to claim 2, wherein the plant is soy.
【請求項4】 TP(Transit Peptide )切断後のアミ
ノ末端からの6残基の配列がAla-Ser-Asn-Ala-Pro-Ala
である分子量28kDaのサブユニットをコードするフ
ェリチン遺伝子。
4. The sequence of 6 residues from the amino terminus after cleavage of TP (Transit Peptide) is Ala-Ser-Asn-Ala-Pro-Ala.
Ferritin gene encoding a subunit having a molecular weight of 28 kDa.
【請求項5】 植物由来の請求項4記載のフェリチン遺
伝子。
5. The ferritin gene according to claim 4, which is derived from a plant.
【請求項6】 遺伝子組換えによる請求項4記載のフェ
リチン遺伝子。
6. The ferritin gene according to claim 4, which is obtained by genetic recombination.
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