JP2004180668A - Method for determining ligand - Google Patents

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Kuniji Hinuma
州司 日沼
Akira Fujii
亮 藤井
Kazuhiro Oogi
和宏 大儀
Hidetoshi Komatsu
秀俊 小松
Yuji Kawamata
裕二 川俣
Masaki Hosoya
昌樹 細谷
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for determining a ligand of an orphan receptor. <P>SOLUTION: This method for determining the ligand to a receptor protein comprises using a fusion protein between the receptor protein the ligand of which is not determined and a fluorescent protein. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、細胞膜に存在するレセプタータンパク質に対するリガンドの決定方法、特にリガンドが全く未知である、いわゆるオーファンレセプターのリガンドの決定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
多くのホルモンや神経伝達物質などの生理活性物質は、細胞膜に存在する特異的なレセプタータンパク質を通じて生体の機能を調節している。これらのレセプタータンパク質のうち多くは共役しているguanine nucleotide−binding protein(以下、Gタンパク質と略称する)の活性化を通じて細胞内のシグナル伝達を行ない、また、7個の膜貫通領域を有する共通した構造をもっていることから、Gタンパク質共役型レセプタータンパク質あるいは7回膜貫通型レセプタータンパク質(7TMR)と総称される。
Gタンパク質共役型レセプタータンパク質は生体の細胞や臓器の各機能細胞表面に存在し、それら細胞や臓器の機能を調節する分子、例えば、ホルモン、神経伝達物質および生理活性物質等の標的として生理的に重要な役割を担っている。レセプターは生理活性物質との結合を介してシグナルを細胞内に伝達し、このシグナルにより細胞の賦活や抑制といった種々の反応が惹起される。
各種生体の細胞や臓器の機能を調節する物質と、その特異的レセプタータンパク質、特にはGタンパク質共役型レセプタータンパク質との関係を明らかにすることは、各種生体の細胞や臓器の機能を解明し、それら機能と密接に関連した医薬品開発に非常に重要な手段を提供することとなる。
【0003】
従来、Gタンパク質共役型レセプタータンパク質と生理活性物質(すなわち、リガンド)との結合を阻害する物質や、結合して生理活性物質(すなわち、リガンド)と同様なシグナル伝達を引き起こす物質は、これらレセプターの特異的なアンタゴニストまたはアゴニストとして、生体機能を調節する医薬品として活用されてきた。
しかし、現時点でもなお、対応するリガンドが同定されていない、いわゆるオーファンレセプターが多数存在しており、そのリガンドの決定および機能解明が切望されている。
Gタンパク質共役型レセプターのシグナル伝達作用を指標とする、新たな生理活性物質(すなわち、リガンド)の探索、また、該レセプターに対するアゴニストまたはアンタゴニストの探索は有用である。これら該レセプターに対するリガンド、アゴニストまたはアンタゴニストなどは、Gタンパク質共役型レセプターの機能不全に関連する疾患の予防および/または治療薬や診断薬として活用することが期待できる。
GFP(Green Fluorescent Protein)は中生動物のオワンクラゲに由来する発光タンパク質の一種である(特許文献1〜5)。
Multiple レスポンスエレメント(MRE)およびcAMPレスポンスエレメント(CRE)とレポーター活性とを組み合わせて、Gi、GsまたはGq共役型オーファン受容体のリガンドを決定する方法が報告されている(非特許文献1)。
cAMPレスポンスエレメント(CRE)とレポーター活性とを組み合わせて、GsまたはGq共役型オーファン受容体と相互作用する分子をスクリーニングする方法が報告されている(非特許文献2)。
cAMPレスポンスエレメント(CRE)とレポーター活性とを組み合わせて、リガンドが知られているGiまたはGs共役型受容体の特徴を調べる方法が報告されている(非特許文献3)。
G蛋白質共役型レセプターとの共役関係の曖昧さを増大させたキメラG蛋白質αサブユニット、キメラGタンパク質を発現させた細胞を用いてG蛋白質共役型レセプターの反応を検出する方法が報告されている(特許文献6)。
組換え型酵母発現ライブラリーを用いたオーファンG蛋白質共役型レセプターのリガンドの同定方法が報告されている(特許文献7)。
受容体と試験ペプチドの両方を含有する細胞からなり、オーファン受容体の同定あるいはスクリーニングに有用な細胞の受容体活性修飾物質の同定方法が報告されている(特許文献8)。
オーファン受容体のリガンドを同定するためのSaccharomyces有性生殖系を利用した発現システムが報告されている(特許文献9)。
【特許文献1】
WO96/23810
【特許文献2】
WO96/27675
【特許文献3】
WO97/26333
【特許文献4】
WO97/28261
【特許文献5】
WO97/42320
【特許文献6】
WO 01/36481
【特許文献7】
USP6,255,059
【特許文献8】
US2001/0026926
【特許文献9】
WO 00/031261
【非特許文献1】
Analytical Biochemistry,275,54−61、1999
【非特許文献2】
Analytical Biochemistry,226,349−354、1995
【非特許文献3】
Current Opinion in Biotechnology、1995,6: 574−581
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来のリガンドの探索・決定方法では、例えば真核生物由来の細胞を用いて、リガンドをスクリーニングする場合、該レセプターを安定的に発現する、いわゆる安定細胞株(stable cell line)を樹立しなければならず、この細胞株の樹立には特別な細胞を必要とした。またスクリーニングには複数の測定の組合せが必要であり、試験化合物が複数存在すると、時間がかかるためにその実施が困難であった。つまり、従来のリガンド等の探索・決定方法には、(1)使用可能な細胞系が限定される、(2)該細胞系の樹立に時間がかかる、(3)複数の測定法を組み合わせるために、検体数が多くなるとその実施が困難になる等の問題があった。これらの問題を解決するための、各種の細胞系が使用でき、かつ短時間で実施できるリガンドの決定方法が望まれている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、リガンドが決定されていないレセプタータンパク質とGFP等の蛍光タンパク質との融合タンパク質を安定的にあるいは一過性に発現させた細胞を作製することにより、GFP等の蛍光タンパク質の蛍光またはGFP抗体等の蛍光タンパク質抗体を利用した免疫染色法やウエスタンブロット法など用いて、
(1)タンパク質レベルでレセプタータンパク質が発現していることを確認でき、
(2)細胞膜にレセプタータンパク質が発現していることを確認でき、
(3)レセプタータンパク質の発現量を見積もることができ、
(4)レセプタータンパク質の高発現細胞を選択でき、そして
(5)リガンドによるレセプターの特異的反応を、レセプターと蛍光タンパク質との融合タンパク質の細胞内へのインターナリゼーションとして検出できること等を見出し、これらの特徴を利用することにより、リガンドが決定されていないレセプタータンパク質(以下、オーファンレセプターと略記する場合がある)のリガンドを効率よく決定できることを見出した。本発明者らは、これらの知見に基づいて、さらに研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
【0006】
すなわち、本発明は、
[1]リガンドが決定されていないレセプタータンパク質と蛍光タンパク質との融合タンパク質を用いることを特徴とする該レセプタータンパク質に対するリガンドの決定方法、
[2]リガンドが決定されていないレセプタータンパク質とGFPとの融合タンパク質を用いることを特徴とする上記[1]記載のリガンドの決定方法、
[3]リガンドが決定されていないレセプタータンパク質とGFPとの融合タンパク質を発現している細胞またはその細胞膜画分と、試験化合物とを接触させることを特徴とする上記[1]記載のリガンドの決定方法、
[4](1)アラキドン酸遊離、アセチルコリン遊離、細胞内Ca2+遊離、細胞内cAMP生成、細胞内cGMP生成、イノシトールリン酸産生、細胞膜電位変動、細胞内タンパク質のリン酸化、c−fos活性化またはpHの低下を促進する活性または抑制する活性、(2)MAPキナーゼの活性化、(3)転写因子の活性化、(4)ジアシルグリセロール産生、(5)細胞膜上のイオンチャンネルの開閉、(6)アポトーシスの誘導、(7)形態変化、(8)該融合タンパク質の細胞膜から細胞質への移行、(9)低分子量Gタンパク質の活性化、(10)細胞分裂促進活性または(11)DNA合成促進活性を測定することを特徴とする上記[1]記載のリガンドの決定方法、
[5]該融合タンパク質の細胞膜から細胞質への移行を測定することを特徴とする上記[1]記載のリガンドの決定方法、
[6]GFP蛍光を観察することにより該融合タンパク質の細胞膜から細胞質への移行を測定する上記[5]記載のリガンドの決定方法、
[7]リガンドが決定されていないレセプタータンパク質と蛍光タンパク質との融合タンパク質を発現し、かつ、cAMPレスポンスエレメント/プロモーターの下流にレポータータンパク質をコードするDNAを連結したプラスミドを含有する細胞と試験化合物とを接触させて、レポータータンパク質の活性を測定することを特徴とする上記[1]記載のリガンドの決定方法、
[8](1)リガンドが決定されていないレセプタータンパク質と蛍光タンパク質との融合タンパク質をコードするDNAを含有するプラスミドおよび(2)cAMPレスポンスエレメント/プロモーターの下流にレポータータンパク質をコードするDNAを連結したプラスミドを含有する細胞を培養し、試験化合物と接触させてレポータータンパク質の活性を測定することを特徴とする上記[7]記載の方法、
[9]リガンドが決定されていないレセプタータンパク質とGFPとの融合タンパク質を発現し、かつ、cAMPレスポンスエレメント/プロモーターの下流にレポータータンパク質をコードするDNAを連結したプラスミドを含有する細胞と試験化合物とを接触させて、レポータータンパク質の活性を測定することを特徴とする上記[2]記載のリガンドの決定方法、
[10](1)リガンドが決定されていないレセプタータンパク質とGFPとの融合タンパク質をコードするDNAを含有するプラスミドおよび(2)cAMPレスポンスエレメント/プロモーターの下流にレポータータンパク質をコードするDNAを連結したプラスミドを含有する細胞を培養し、試験化合物と接触させてレポータータンパク質の活性を測定することを特徴とする上記[9]記載の方法、
[11]レセプタータンパク質がGタンパク質共役型レセプタータンパク質である上記[1]記載の方法、
[12]GFPが配列番号:1、配列番号:3、配列番号:5または配列番号:7で表わされるアミノ酸配列と同一または実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質である上記[1]記載の方法、
[13]プロモーターがTATA様配列である上記[7]記載の方法、
[14]レポータータンパク質がルシフェラーゼである上記[7]記載の方法、
[15]プラスミドがcAMPレスポンスエレメントの下流にTATA様プロモーターおよびレポータータンパク質をコードする遺伝子を連結したものである上記[7]記載の方法、
[16]細胞が、リガンドが決定されていない2種類以上のレセプタータンパク質を発現している上記[7]記載の方法、
[17]細胞が、抑制性Gタンパク質αサブユニットGiをコードする遺伝子を含有するプラスミドを更に含有する上記[7]記載の方法、
[18]さらにフォルスコリンを添加する上記[7]記載の方法、
[19]2種類以上のレセプタータンパク質が類似の特徴を有することを特徴とする上記[16]記載の方法、
[20]類似の特徴がレポータータンパク質の基礎発現量および(または)フォルスコリン添加時のレポータータンパク質の発現量である上記[19]記載の方法、
[21]予め2種類以上のレセプタータンパク質をそれぞれ単独で発現させた時のレポータータンパク質の基礎発現量および/またはフォルスコリン添加時のレポータータンパク質の発現量を測定し、該レポータータンパク質の発現量が同程度である2種類以上のレセプタータンパク質を組み合わせて発現させることを特徴とする上記[16]記載の方法、
[22]リガンドが決定されていないレセプタータンパク質と蛍光タンパク質との融合タンパク質またはその塩、
[23]蛍光タンパク質がGFPである上記[22]記載の融合タンパク質またはその塩、
[24]上記[22]記載の融合タンパク質をコードするDNAを含有するDNA、
[25]上記[22]記載のDNAを含有する組換えベクター、
[26]上記[25]記載の組換えベクターで形質転換させた形質転換体、
[27]リガンドが決定されていないレセプタータンパク質に対するリガンドを決定するための蛍光タンパク質の使用、
[28]リガンドが決定されていないレセプタータンパク質に対するリガンドを決定するためのGFPの使用に関する。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明のリガンド決定方法は、(1)リガンドが決定されていないレセプタータンパク質と蛍光タンパク質との融合タンパク質を用いることを特徴とする方法であり、具体的には、リガンドが決定されていないレセプタータンパク質と蛍光タンパク質との融合タンパク質を発現している細胞またはその細胞膜画分と、試験化合物とを接触させることを特徴とする方法である(リガンド決定方法A)。
さらには、本発明のリガンドの決定方法は、(1)リガンドが決定されていないレセプタータンパク質と蛍光タンパク質との融合タンパク質を発現し、かつエンハンサー/プロモーターの下流にレポータータンパク質をコードするDNAを連結したプラスミドを含有する細胞と試験化合物とを接触させて、発現誘導されるレポータータンパク質の活性を測定する方法、(2)(i)リガンドが決定されていないレセプタータンパク質と蛍光タンパク質との融合タンパク質をコードするDNAを含有するプラスミドおよび(ii)エンハンサー/プロモーターの下流にレポータータンパク質をコードするDNAを連結したプラスミドを含有する細胞を培養し、試験化合物と接触させて、発現誘導されるレポータータンパク質の活性を測定する方法である(以上、リガンド決定法B)。
【0008】
本発明に用いられるオーファンレセプターとしては、例えばGタンパク質共役型レセプタータンパク質などが用いられる。具体例としては、配列番号:9で表わされるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列を含有するGタンパク質共役型レセプタータンパク質や、WO96/05302、EP−A−711831、EP−A−789076、EP−A−1103563、EP−A−1103562、特開平8−154682号公報、特開平8−283295号公報、特開平8−196278号公報、特開平8−245697号公報、特開平8−266280号公報、特開平9−51795号公報、特開平9−121865号公報、特開平9−2388686号公報、特開平10−146192号公報に記載のGタンパク質共役型レセプタータンパク質などが挙げられる。
【0009】
蛍光タンパク質としては、視覚によって認識し得るタンパク質であれば特に限定されることはなく、例えば、GFP(Green Fluorescent Protein)、Tag配列、EGFP(enhanced greenfluorescent protein)、ECFP(enhanced cyan fluorescent protein)、EYFP(Enhanced yellow fluorescent protein)、DsRED(Discosoma sp. Red Fluorescent Protein)、EBFP(Enhanced blue fluorescent protein)などが用いられる。
GFPは、中生動物のオワンクラゲに由来する発光タンパク質の一種であり、配列番号:1、配列番号:3、配列番号:5または配列番号:7で表わされるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質などである。
配列番号:1、配列番号:3、配列番号:5または配列番号:7で表わされるアミノ酸配列と実質的に同一のアミノ酸配列としては、例えば、配列番号:1、配列番号:3、配列番号:5または配列番号:7で表わされるアミノ酸配列と約70%以上、好ましくは約80%以上、さらに好ましくは約90%以上、最も好ましくは約95%以上の相同性を有するアミノ酸配列などが挙げられる。
本発明の配列番号:1、配列番号:3、配列番号:5または配列番号:7で表わされるアミノ酸配列と実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質としては、例えば、配列番号:1、配列番号:3、配列番号:5または配列番号:7で表わされるアミノ酸配列と実質的に同一のアミノ酸配列を有し、かつ配列番号:1、配列番号:3、配列番号:5または配列番号:7で表わされるアミノ酸配列からなるタンパク質と実質的に同質の活性を有するタンパク質などが好ましい。
GFPの活性としては、例えば、励起光照射による発光などが挙げられる。実質的に同質の活性とは、それらの活性が性質的に同質であることを示す。したがって、それらの活性が同等(例、約0.01〜100倍、好ましくは約0.5〜20倍、より好ましくは約0.5〜2倍)であることが好ましいが、活性の程度やタンパク質の分子量などの量的要素は異なっていてもよい。
GFPにおける励起光照射による発光などの活性の測定は、公知の方法に準じて行なうことができる。
【0010】
また、GFPとしては、(1)配列番号:1、配列番号:3、配列番号:5または配列番号:7で表わされるアミノ酸配列中の1または2個以上(好ましくは、1〜30個程度、より好ましくは1〜10個程度、さらに好ましくは数個(1〜5個))のアミノ酸が欠失したアミノ酸配列、(2)配列番号:1、配列番号:3、配列番号:5または配列番号:7で表わされるアミノ酸配列に1または2個以上(好ましくは、1〜30個程度、より好ましくは1〜10個程度、さらに好ましくは数個(1〜5個))のアミノ酸が付加または挿入したアミノ酸配列、(3)配列番号:1、配列番号:3、配列番号:5または配列番号:7で表わされるアミノ酸配列中の1または2個以上(好ましくは、1〜30個程度、より好ましくは1〜10個程度、さらに好ましくは数個(1〜5個))のアミノ酸が他のアミノ酸で置換されたアミノ酸配列、または(4)それらの欠失・付加・置換を組み合わせたアミノ酸配列を含有するタンパク質なども用いられ、なかでも(i)配列番号:1、配列番号:3、配列番号:5または配列番号:7で表わされるアミノ酸配列のN末端のメチオニン残基が欠失しているアミノ酸配列または(ii)配列番号:1で表わされるアミノ酸配列のN末端のメチオニン残基が欠失し、さらに次のアラニン残基がスレオニン残基またはセリン残基に置換されたアミノ酸配列を含有するタンパク質などが好ましく用いられる。
具体的には、例えば、(i)配列番号:1、配列番号:3、配列番号:5または配列番号:7で表わされるアミノ酸配列からなるGFP、(ii)配列番号:1、配列番号:3、配列番号:5または配列番号:7で表わされるアミノ酸配列のN末端のメチオニン残基が欠失しているアミノ酸配列からなるGFP、(iii)配列番号:1で表わされるアミノ酸配列のN末端のメチオニン残基が欠失し、さらに次のアラニン残基がスレオニン残基またはセリン残基に置換されたアミノ酸配列からなるGFPなどが用いられる。
【0011】
Tag配列としては、例えば、以下の公知配列が用いられる。
(1)His−tag(PCDNA3.1/His A)
His His His His His His(配列番号:17)
(2)V5−tag(PCDNA3.1/V5−His A)
Gly Lys Pro Ile Pro Asn Pro Leu Leu Gly Leu Asp Ser Thr(配列番号:18)
(3)myc−tag(pCDNA3.1/myc−His A)
Glu Gln Lys Leu Ile Ser Glu Glu Asp Leu(配列番号:19)
(4)Xpress−tag(PCDNA3.1/His A)
Asp Leu Tyr Asp Asp Asp Asp Lys(配列番号:20)
(5)HA−tag(PCluzHA Expression vector)
Met Gly Ser Tyr Pro Tyr Asp Val Pro Asp Tyr Ala Ser Leu Glu Phe(配列番号:21)
【0012】
EGFPとしては、配列番号:7で表わされるアミノ酸配列からなるタンパク質が用いられる。
ECFPとしては、配列番号:22で表わされるアミノ酸配列からなるタンパク質が用いられる。
EYFPとしては、配列番号:24で表わされるアミノ酸配列からなるタンパク質が用いられる。
DsREDとしては、配列番号:26で表わされるアミノ酸配列からなるタンパク質が用いられる。
EBFPとしては、配列番号:28で表わされるアミノ酸配列からなるタンパク質が用いられる。
これらEGFP、ECFP、EYFP、DsRED、EBFPは、励起光照射による発光などの活性を有する限り、(1)上記したアミノ酸配列中の1または2個以上(好ましくは、1〜30個程度、より好ましくは1〜10個程度、さらに好ましくは数個(1〜5個))のアミノ酸が欠失したアミノ酸配列、(2)上記したアミノ酸配列に1または2個以上(好ましくは、1〜30個程度、より好ましくは1〜10個程度、さらに好ましくは数個(1〜5個))のアミノ酸が付加または挿入しているアミノ酸配列、(3)上記したアミノ酸配列中の1または2個以上(好ましくは、1〜30個程度、より好ましくは1〜10個程度、さらに好ましくは数個(1〜5個))のアミノ酸が他のアミノ酸で置換されているアミノ酸配列、または(4)それらの欠失・付加・置換を組み合わせたアミノ酸配列を有するタンパク質であってもよい。
【0013】
GFPをコードするDNAとしては、具体的には、例えば、配列番号:2、配列番号:4、配列番号:6または配列番号:8で表される塩基配列を含有するDNA、または配列番号:2、配列番号:4、配列番号:6または配列番号:8で表わされる塩基配列の相補的塩基配列とハイストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を有し、かつ配列番号:1、配列番号:3、配列番号:5または配列番号:7で表されるアミノ酸配列からなるGFPと実質的に同質の活性(例、励起光照射による発光など)を有するタンパク質をコードするDNAであれば何れのものでもよい。
配列番号:2、配列番号:4、配列番号:6または配列番号:8で表わされる塩基配列とハイブリダイズできるDNAとしては、例えば、配列番号:2、配列番号:4、配列番号:6または配列番号:8で表わされる塩基配列と約70%以上、好ましくは約80%以上、より好ましくは約90%以上、最も好ましくは約95%以上の相同性を有する塩基配列を含有するDNAなどが用いられる。
【0014】
ハイブリダイゼーションは、公知の方法あるいはそれに準じる方法、例えば、モレキュラー・クローニング(Molecular Cloning)2nd(J. Sambrook et al.,Cold Spring Harbor Lab. Press, 1989)に記載の方法などに従って行なうことができる。また、市販のハイブリダイゼーション用試薬を使用する場合、添付の使用説明書に記載の方法に従って行なうことができる。より好ましくは、ハイストリンジェントな条件に従って行なうことができる。
該ハイストリンジェントな条件とは、例えば、ナトリウム濃度が約19〜40mM、好ましくは約19〜20mMで、温度が約50〜70℃、好ましくは約60〜65℃の条件を示す。特に、ナトリウム濃度が約19mMで温度が約65℃の場合が最も好ましい。
より具体的には、配列番号:1で表わされるアミノ酸配列からなるGFPをコードするDNAは、配列番号:2で表わされる塩基配列を含有するDNA(WO97/42320)などであり、配列番号:3で表わされるアミノ酸配列からなるGFPをコードするDNAは、配列番号:4で表わされる塩基配列を含有するDNA(WO96/23810)などであり、配列番号:5で表わされるアミノ酸配列からなるGFP(GFPuv)をコードするDNAは、配列番号:6で表わされる塩基配列を含有するDNA(WO97/26333)などであり、配列番号:7で表わされるアミノ酸配列からなるGFP(EGFP)をコードするDNAは、配列番号:8で表わされる塩基配列を含有するDNA(NCBI Accession No.AAB0572)などである。
【0015】
配列番号:7で表わされるアミノ酸配列からなるEGFPをコードするDNAとしては、配列番号:8で表わされる塩基配列からなるDNAなどが用いられる。
配列番号:22で表わされるアミノ酸配列からなECFPをコードするDNAとしては、配列番号:23で表わされる塩基配列からなるDNAなどが用いられる。
配列番号:24で表わされるアミノ酸配列からなEYFPをコードするDNAとしては、配列番号:25で表わされる塩基配列からなるDNAなどが用いられる。
配列番号:26で表わされるアミノ酸配列からなDsREDをコードするDNAとしては、配列番号:27で表わされる塩基配列からなるDNAなどが用いられる。
配列番号:28で表わされるアミノ酸配列からなるEBFPをコードするDNAとしては、配列番号:29で表わされる塩基配列からなるDNAなどが用いられる。
【0016】
オーファンレセプターと蛍光タンパク質との融合タンパク質は、オーファンレセプタータンパク質をコードするDNAとGFPをコードするDNAとを連結したDNAを用いて製造することができる。
該連結DNAは、オーファンレセプターをコードするDNAの塩基配列の3’末端に、インフレームでGFPをコードするDNAの5’末端を連結して構築する。
なお、両DNAの間にAla、Gly、Serなど分子量の小さいアミノ酸残基から選ばれる1〜5個程度のリンカーと呼ばれるアミノ酸配列をコードするDNAを挿入してもよい。
オーファンレセプターと蛍光タンパク質との融合タンパク質(以下、融合タンパク質と略記する場合がある)の発現ベクターは、例えば、(1)融合タンパク質をコードするDNA断片を調製し、(2)該DNA断片を適当な発現ベクター中のプロモーターの下流に連結することにより製造することができる。
リガンドが決定されていないレセプタータンパク質と蛍光タンパク質との融合タンパク質としては、例えば、配列番号:30〜配列番号:131のいずれかの配列番号で表されるアミノ酸配列からなる、リガンドが決定されていない102種類の各レセプタータンパク質と配列番号:1で表されるアミノ酸配列からなるGFPとの融合タンパク質が好ましく用いられる。これら配列番号:30〜配列番号:131のいずれかの配列番号で表されるアミノ酸配列においては、配列番号:1で表されるアミノ酸配列のN末端のメチオニン残基が欠失しており、場合によっては、さらに次のアラニン残基がスレオニン残基またはセリン残基に置換されている。
この融合タンパク質をコードするDNAは、リガンドが決定されていない102種類の各レセプタータンパク質をコードする部分の下流に、配列番号:1で表されるアミノ酸配列からなるGFPをコードするDNA(配列番号:2)を連結することによって調製でき、具体的には配列番号132〜配列番号:233のいずれかの配列番号で表される塩基配列からなるDNAが用いられる。これら配列番号:132〜配列番号:233のいずれかの配列番号で表される塩基配列においては、配列番号:2で表される塩基配列の5’末端のメチオニン残基コドンが欠失しており、場合によっては、さらに次のアラニン残基コドンがスレオニン残基コドンまたはセリン残基コドンに置換されている。
【0017】
発現ベクターとしては、大腸菌由来のプラスミド(例、pCR4、pCR2.1、pBR322、pBR325、pUC12、pUC13)、枯草菌由来のプラスミド(例、pUB110、pTP5、pC194)、酵母由来プラスミド(例、pSH19、pSH15)、λファージなどのバクテリオファージ、レトロウイルス、ワクシニアウイルス、バキュロウイルスなどの動物ウイルスなどの他、pA1−11、pXT1、pRc/CMV、pRc/RSV、pcDNAI/Neoなどが用いられる。
該ベクターで用いられるプロモーターは、遺伝子発現に用いる宿主内で機能する適切なプロモーターであればいかなるものでもよい。例えば、動物細胞を宿主として用いる場合は、SRαプロモーター、SV40プロモーター、LTRプロモーター、CMVプロモーター、HSV−TKプロモーターなどが用いられる。これらのうち、CMVプロモーター、SRαプロモーターなどが好ましい。
また、各種組織において発現させる場合、インスリンII・プロモーター(膵臓)、Glycoprotein−αサブユニット・プロモーター(下垂体)、トランスサイレチン・プロモーター(肝臓)、レニン・プロモーター(腎臓)、PSE・プロモーター(前立腺)、CD2・プロモーター(T細胞)、IgG−heavy chain・プロモーター(B細胞)、スカベンジャ−レセプターA・プロモーター(マクロファージ)などが用いられる。
宿主がエシェリヒア属菌である場合は、trpプロモーター、lacプロモーター、recAプロモーター、λPプロモーター、lppプロモーターなどが、宿主がバチルス属菌である場合は、SPO1プロモーター、SPO2プロモーター、penPプロモーターなど、宿主が酵母である場合は、PHO5プロモーター、PGKプロモーター、GAPプロモーター、ADHプロモーターなどが好ましい。宿主が昆虫細胞である場合は、ポリヘドリンプロモーター、P10プロモーターなどが好ましい。
【0018】
該発現ベクターは、以上の他に、所望によりエンハンサー、スプライシングシグナル、ポリA付加シグナル、選択マーカー、SV40複製オリジン(以下、SV40oriと略称する場合がある)などを含有しうる。選択マーカーとして、例えば、ジヒドロ葉酸還元酵素(以下、dhfrと略称する場合がある)遺伝子〔メソトレキセート(MTX)耐性〕、アンピシリン耐性遺伝子(以下、Ampと略称する場合がある)、ネオマイシン耐性遺伝子(以下、Neoと略称する場合がある、G418耐性)等が挙げられる。特に、CHO(dhfr)細胞を用いてdhfr遺伝子を選択マーカーとして使用する場合、目的遺伝子をチミジンを含まない培地によっても選択できる。
また、必要に応じて、宿主に合ったシグナル配列を、本発明のレセプタータンパク質のN端末側に付加する。宿主がエシェリヒア属菌である場合は、PhoA・シグナル配列、OmpA・シグナル配列などが、宿主がバチルス属菌である場合は、α−アミラーゼ・シグナル配列、サブチリシン・シグナル配列などが、宿主が酵母である場合は、MFα・シグナル配列、SUC2・シグナル配列など、宿主が動物細胞である場合には、インシュリン・シグナル配列、α−インターフェロン・シグナル配列、抗体分子・シグナル配列などがそれぞれ利用できる。
このようにして構築されたレセプタータンパク質と蛍光タンパク質との融合タンパク質をコードするDNAを含有する発現ベクターを用いて、形質転換体を製造することができる。
【0019】
宿主としては、例えば、エシェリヒア属菌、バチルス属菌、酵母、昆虫細胞、昆虫、動物細胞などが用いられる。
エシェリヒア属菌の具体例としては、エシェリヒア・コリ(Escherichia coli)K12・DH1(Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 60, 160 (1968))、JM103(Nucleic Acids Research, 9, 309 (1981))、JA221(Journal of Molecular Biology, 120, 517 (1978))、HB101(Journal of Molecular Biology, 41, 459 (1969))、C600(Genetics, 39, 440 (1954))、DH5α(Inoue, H., Nojima, H.and Okayama,H., Gene, 96, 23−28 (1990))、DH10B(Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 87, 4645−4649 (1990))などが用いられる。
バチルス属菌としては、例えば、バチルス・ズブチルス(Bacillus subtilis)MI114(Gene, 24, 255 (1983))、207−21(Journal of Biochemistry, 95, 87 (1984))などが用いられる。
酵母としては、例えば、サッカロマイセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)AH22,AH22R,NA87−11A,DKD−5D、20B−12、シゾサッカロマイセス・ポンベ(Schizosaccharomyces pombe)NCYC1913,NCYC2036、ピキア・パストリス(Pichia pastoris)などが用いられる。
【0020】
昆虫細胞としては、例えば、ウイルスがAcNPVの場合は、ヨトウガの幼虫由来株化細胞(Spodoptera frugiperda cell;Sf細胞)、Trichoplusia niの中腸由来のMG1細胞、Trichoplusia niの卵由来のHigh FiveTM 細胞、Mamestra brassicae由来の細胞またはEstigmena acrea由来の細胞などが用いられる。ウイルスがBmNPVの場合は、カイコ由来株化細胞(Bombyx mori N;BmN細胞)などが用いられる。該Sf細胞としては、例えば、Sf9細胞(ATCC CRL1711)、Sf21細胞(以上、Vaughn, J.L.ら、In Vivo, 13, 213−217 (1977))などが用いられる。
昆虫としては、例えば、カイコの幼虫などが用いられる〔前田ら、Nature, 315, 592 (1985)〕。
動物細胞としては、例えば、サル細胞COS−7,Vero,チャイニーズハムスター細胞CHO(以下、CHO細胞と略記)、dhfr遺伝子欠損チャイニーズハムスター細胞CHO(以下、CHO(dhfr)細胞と略記)、マウスL細胞,マウスAtT−20、マウスミエローマ細胞、ラットGH3、ヒトFL細胞、膵臓由来細胞(RINm5F、HIT−T15など)、下垂体由来細胞(GH3、GH1、RC4/BCなど)、胎盤由来細胞(BeWo,JAR,JEG−3など)、肝臓由来細胞(HepG2など)、腎臓由来細胞(ACHNなど)、血球細胞由来細胞(H9,THP−1,U−937など)、HeLa細胞などが用いられる。
【0021】
エシェリヒア属菌を形質転換するには、例えば、Proc. Natl. Acad. Sci. USA,69, 2110 (1972)や、Gene, 17, 107 (1982)などに記載の方法に従って行なうことができる。
バチルス属菌を形質転換するには、例えば、Molecular & General Genetics,168, 111 (1979)などに記載の方法に従って行なうことができる。
酵母を形質転換するには、例えば、Methods in Enzymology, 194, 182−187 (1991)、Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 75, 1929 (1978)などに記載の方法に従って行なうことができる。
昆虫細胞または昆虫を形質転換するには、例えば、Bio/Technology, 6, 47−55(1988)などに記載の方法に従って行なうことができる。
動物細胞を形質転換するには、例えば、細胞工学別冊8新細胞工学実験プロトコール.263−267(1995)(秀潤社発行)、Virology, 52, 456 (1973)に記載の方法に従って行なうことができる。
このようにして、上記融合タンパク質をコードするDNAを含有する発現ベクターで形質転換された形質転換体が得られる。
【0022】
宿主がエシェリヒア属菌、バチルス属菌である形質転換体を培養する際、培養に使用される培地としては液体培地が適当であり、その中には該形質転換体の生育に必要な炭素源、窒素源、無機物その他が含有せしめられる。炭素源としては、例えば、グルコース、デキストリン、可溶性澱粉、ショ糖など、窒素源としては、例えば、アンモニウム塩類、硝酸塩類、コーンスチープ・リカー、ペプトン、カゼイン、肉エキス、大豆粕、バレイショ抽出液などの無機または有機物質、無機物としては、例えば、塩化カルシウム、リン酸二水素ナトリウム、塩化マグネシウムなどが挙げられる。また、酵母エキス、ビタミン類、生長促進因子などを添加してもよい。培地のpHは約5〜8が望ましい。
【0023】
エシェリヒア属菌を培養する際の培地としては、例えば、グルコース、カザミノ酸を含むM9培地〔ミラー(Miller)、Journal of Experiments in Molecular Genetics, 431−433, Cold Spring Harbor Laboratory, New York (1972)〕が好ましい。ここに必要によりプロモーターを効率よく働かせるために、例えば、3β−インドリルアクリル酸のような薬剤を加えることができる。
宿主がエシェリヒア属菌の場合、培養は通常約15〜43℃で約3〜24時間行ない、必要により、通気や撹拌を加えることもできる。
宿主がバチルス属菌の場合、培養は通常約30〜40℃で約6〜24時間行ない、必要により通気や撹拌を加えることもできる。
宿主が酵母である形質転換体を培養する際、培地としては、例えば、バークホールダー(Burkholder)最小培地〔Bostian, K. L. ら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 77, 4505 (1980)〕や0.5%カザミノ酸を含有するSD培地〔Bitter, G. A. ら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 81, 5330 (1984)〕が挙げられる。培地のpHは約5〜8に調整するのが好ましい。培養は通常約20℃〜35℃で約24〜72時間行ない、必要に応じて通気や撹拌を加える。
【0024】
宿主が昆虫細胞または昆虫である形質転換体を培養する際、培地としては、Grace’s Insect Medium(Grace, T.C.C., Nature, 195, 788 (1962))に非働化した10%ウシ血清等の添加物を適宜加えたものなどが用いられる。培地のpHは約6.2〜6.4に調整するのが好ましい。培養は通常約27℃で約3〜5日間行ない、必要に応じて通気や撹拌を加える。
宿主が動物細胞である形質転換体を培養する際、培地としては、例えば、約5〜20%の胎児牛血清を含むMEM培地〔Science, 122, 501 (1952)〕、DMEM培地〔Virology, 8, 396 (1959)〕、RPMI 1640培地〔The Journal ofthe American Medical Association, 199, 519 (1967)〕,199培地〔Proceeding of the Society for the Biological Medicine, 73, 1 (1950)〕などが用いられる。pHは約6〜8であるのが好ましい。培養は通常約30℃〜40℃で約15〜60時間行ない、必要に応じて通気や撹拌を加える。
各種宿主について適当な培地、培養条件などについては公知である(特に、WO 00/14227号公報第24頁第24行〜第26頁第8行、EP1111047A2号公報段落[0090]〜[0096]参照)。
以上のようにして、形質転換体の細胞膜に融合タンパク質を発現させることができる。
【0025】
上記培養物から融合タンパク質を分離精製するには、例えば、下記の方法により行なうことができる。
融合タンパク質を培養菌体あるいは細胞から抽出するに際しては、培養後、公知の方法で菌体あるいは細胞を集め、これを適当な緩衝液に懸濁し、超音波、リゾチームおよび/または凍結融解などによって菌体あるいは細胞を破壊したのち、遠心分離やろ過により融合タンパク質の粗抽出液を得る方法などが適宜用いられる。緩衝液の中に尿素や塩酸グアニジンなどのタンパク質変性剤や、トリトンX−100TMなどの界面活性剤が含まれていてもよい。培養液中にレセプタータンパク質が分泌される場合には、培養終了後、公知の方法で菌体あるいは細胞と上清とを分離し、上清を集める。
このようにして得られた培養上清、あるいは抽出液中に含まれる融合タンパク質の精製は、公知の分離・精製法を適切に組み合わせて行なうことができる。これらの公知の分離、精製法としては、塩析や溶媒沈澱法などの溶解度を利用する方法、透析法、限外ろ過法、ゲルろ過法、およびSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動法などの主として分子量の差を利用する方法、イオン交換クロマトグラフィーなどの荷電の差を利用する方法、アフィニティークロマトグラフィーなどの特異的親和性を利用する方法、逆相高速液体クロマトグラフィーなどの疎水性の差を利用する方法、等電点電気泳動法などの等電点の差を利用する方法などが用いられる。
かくして得られる融合タンパク質が遊離体で得られた場合には、公知の方法あるいはそれに準じる方法によって塩に変換することができ、逆に塩で得られた場合には公知の方法あるいはそれに準じる方法により、遊離体または他の塩に変換することができる。
なお、組換え体が産生する融合タンパク質を、精製前または精製後に適当なタンパク質修飾酵素を作用させることにより、任意に修飾を加えたり、ポリペプチドを部分的に除去することもできる。タンパク質修飾酵素としては、例えば、トリプシン、キモトリプシン、アルギニルエンドペプチダーゼ、プロテインキナーゼ、グリコシダーゼなどが用いられる。
かくして生成する融合タンパク質またはその塩の活性または存在は、標識したリガンドとの結合実験および特異抗体を用いたエンザイムイムノアッセイなどにより測定することができる。
【0026】
本発明のリガンドの決定方法に用いられる試験化合物としては、公知のリガンド(例えば、アンギオテンシン、ボンベシン、カナビノイド、コレシストキニン、グルタミン、セロトニン、メラトニン、ニューロペプチドY、オピオイド、プリン、バソプレッシン、オキシトシン、PACAP(例、PACAP27,PACAP38)、セクレチン、グルカゴン、カルシトニン、アドレノメジュリン、ソマトスタチン、GHRH、CRF、ACTH、GRP、PTH、VIP(バソアクティブ・インテスティナル・アンド・リレイテッド・ポリペプチド)、ソマトスタチン、ドーパミン、モチリン、アミリン、ブラジキニン、CGRP(カルシトニンジーンリレーティッドペプチド)、ロイコトリエン、パンクレアスタチン、プロスタグランジン、トロンボキサン、アデノシン、アドレナリン、ケモカインスーパーファミリー(例、IL−8,GROα,GROβ,GROγ,NAP−2,ENA−78,GCP−2,PF4,IP−10,Mig,PBSF/SDF−1などのCXCケモカインサブファミリー;MCAF/MCP−1,MCP−2,MCP−3,MCP−4,eotaxin,RANTES,MIP−1α、MIP−1β,HCC−1,MIP−3α/LARC、MIP−3β/ELC,I−309,TARC,MIPF−1,MIPF−2/eotaxin−2,MDC,DC−CK1/PARC,SLCなどのCCケモカインサブファミリー;lymphotactinなどのCケモカインサブファミリー;fractalkineなどのCX3Cケモカインサブファミリー等)、エンドセリン、エンテロガストリン、ヒスタミン、ニューロテンシン、TRH、パンクレアティックポリペプタイド、ガラニン、リゾホスファチジン酸(LPA)、スフィンゴシン1−リン酸,リゾホスファチジルセリン、スフィンゴシルホスホリルコリン、リゾホスファチジルコリン、ステロイド類、胆汁酸類、イソプレノイド、アラキドン酸代謝物、アミン類、アミノ酸、ヌクレオチド、ヌクレオシド、飽和脂肪酸または不飽和脂肪酸など)の他に、例えば、ヒトまたは哺乳動物(例えば、マウス、ラット、ブタ、ウシ、ヒツジ、サルなど)の組織抽出物、細胞培養上清などが用いられる。例えば、該組織抽出物、細胞培養上清などを、オーファンレセプターとGFPとの融合タンパク質を発現させた細胞に添加し、その細胞刺激活性などを測定しながらスクリーニングを行い、最終的に単一のリガンドを決定することができる。
【0027】
本発明のリガンド決定方法Aは、具体的には、該融合タンパク質の発現細胞を構築し、該発現細胞やその細胞膜画分を用いて細胞刺激活性アッセイやレセプター結合アッセイを行うことによって、オーファンレセプターに結合して細胞刺激活性(例えば、アラキドン酸遊離、アセチルコリン遊離、細胞内Ca2+遊離、細胞内cAMP生成、細胞内cGMP生成、イノシトールリン酸産生、細胞膜電位変動、細胞内タンパク質のリン酸化、c−fos活性化、pHの低下などを促進する活性または抑制する活性)、MAPキナーゼの活性化、転写因子(例、CRE、AP1、NFkBなど)の活性化、ジアシルグリセロール産生、細胞膜上のイオンチャンネル(例、K、Ca2+、Na、Clなど)の開閉、アポトーシスの誘導、細胞の形態変化、レセプター(融合タンパク質)の細胞膜から細胞質への移行、低分子量Gタンパク質(例、Ras、Rap、Rho、Rabなど)の活性化、細胞分裂促進活性、DNA合成促進活性などを有する化合物、すなわちリガンド(例えば、ペプチド、タンパク質、非ペプチド性化合物、合成化合物、発酵生産物など)を決定する方法である。
本発明のリガンド決定方法は、融合タンパク質を発現している細胞またはその細胞膜画分と試験化合物とを接触させた場合の、例えば、該オーファンレセプターに対する試験化合物の結合量や細胞刺激活性などを測定することを特徴とする。
【0028】
より具体的には、本発明は、次のようなリガンド決定方法を提供する。
(1)標識した試験化合物を、融合タンパク質を発現している細胞またはその細胞膜画分に接触させた場合における、標識した試験化合物の該細胞またはその細胞膜画分に対する結合量を測定することを特徴とするオーファンレセプターに対するリガンドの決定方法、
(2)標識した試験化合物を、融合タンパク質をコードするDNAを含有する形質転換体を培養することによって細胞膜上に発現した融合タンパク質に接触させた場合における、標識した試験化合物のオーファンレセプターに対する結合量を測定することを特徴とするオーファンレセプターに対するリガンドの決定方法、
(3)試験化合物を、融合タンパク質を発現している細胞に接触させた場合における、オーファンレセプターを介した前記細胞刺激活性、MAPキナーゼの活性化、転写因子(例、CRE、AP1、NFkBなど)の活性化、ジアシルグリセロール産生、細胞膜上のイオンチャンネル(例、K、Ca2+、Na、Clなど)の開閉、アポトーシスの誘導、細胞の形態変化、レセプター(融合タンパク質)の細胞膜から細胞質への移行、低分子量Gタンパク質(例、Ras、Rap、Rho、Rabなど)の活性化、細胞分裂促進活性、DNA合成促進活性などを測定することを特徴とするオーファンレセプターに対するリガンドの決定方法、および
(4)試験化合物を、融合タンパク質をコードするDNAを含有する形質転換体を培養することによって細胞膜上に発現した融合タンパク質に接触させた場合における、オーファンレセプターを介する前記細胞刺激活性、MAPキナーゼの活性化、転写因子(例、CRE、AP1、NFkBなど)の活性化、ジアシルグリセロール産生、細胞膜上のイオンチャンネル(例、K、Ca2+、Na、Clなど)の開閉、アポトーシスの誘導、細胞の形態変化、レセプター(融合タンパク質)の細胞膜から細胞質への移行、低分子量Gタンパク質(例、Ras、Rap、Rho、Rabなど)の活性化、細胞分裂促進活性、DNA合成促進活性などを測定することを特徴とするオーファンレセプターに対するリガンドの決定方法を提供する。
特に、上記(1)〜(2)の試験を行ない、試験化合物がオーファンレセプターに結合することを確認した後に、上記(3)〜(4)の試験を行なうことが好ましい。
【0029】
場合によっては、上記発現細胞から融合タンパク質を単離精製し、それを用いてレセプター結合アッセイ等を行うこともできる。リガンド決定方法に用いる融合タンパク質としては、前記細胞を用いて大量発現させた融合タンパク質が適している。
融合タンパク質を製造するには、上記の発現方法が用いられるが、該融合タンパク質をコードするDNAを哺乳動物細胞や昆虫細胞などで発現させることが好ましい。融合タンパク質をコードするDNA断片を宿主細胞に導入し、それらを効率よく発現させるためには、該DNA断片をバキュロウイルスに属する核多角体病ウイルス(nuclear polyhedrosis virus;NPV)のポリヘドリンプロモーター、SV40由来のプロモーター、レトロウイルスのプロモーター、メタロチオネインプロモーター、ヒトヒートショックプロモーター、サイトメガロウイルスプロモーター、SRαプロモーターなどの下流に組み込むのが好ましい。発現した融合タンパク質の量と質の検査は公知の方法で行うことができる。例えば、文献〔Nambi,P.ら、J. Biol. Chem., 267, 19555−19559 (1992)〕に記載の方法に従って行うことができる。
【0030】
本発明のリガンド決定方法において、融合タンパク質を発現している細胞またはその細胞膜画分を用いるのが好ましい。
本発明のリガンド決定方法において、融合タンパク質を発現している細胞を用いる場合、該細胞をグルタルアルデヒド、ホルマリンなどで固定化してもよい。固定化方法は公知の方法に従って行なうことができる。
融合タンパク質を発現している細胞とは、融合タンパク質を発現した宿主細胞をいうが、該宿主細胞としては、大腸菌、枯草菌、酵母、昆虫細胞、動物細胞などが用いられる。
細胞膜画分としては、細胞を破砕した後、公知の方法で得られる細胞膜が多く含まれる画分のことをいう。細胞の破砕方法としては、Potter−Elvehjem型ホモジナイザーで細胞を押し潰す方法、ワーリングブレンダーやポリトロン(Kinematica社製)による破砕、超音波による破砕、フレンチプレスなどで加圧しながら細胞を細いノズルから噴出させることによる破砕などが挙げられる。細胞膜の分画には、分画遠心分離法や密度勾配遠心分離法などの遠心力による分画法が主として用いられる。例えば、細胞破砕液を低速(500rpm〜3000rpm)で短時間(通常、約1分〜10分)遠心し、上清をさらに高速(15000rpm〜30000rpm)で通常30分〜2時間遠心し、得られる沈澱を膜画分とする。該膜画分中には、発現した融合タンパク質と細胞由来のリン脂質や膜タンパク質などの膜成分が多く含まれる。
【0031】
該融合タンパク質を発現している細胞やその膜画分中の融合タンパク質の量は、1細胞当たり10〜10分子であるのが好ましく、10〜10分子であるのが好適である。なお、発現量が多いほど膜画分当たりのリガンド結合活性(比活性)が高くなり、高感度なスクリーニング系の構築が可能になるばかりでなく、同一ロットで大量の試料を測定できるようになる。この融合タンパク質の発現量を、蛍光顕微鏡や蛍光光度計を用いて、細胞や細胞膜におけるGFP発光量から概算することができる。
オーファンレセプターに対するリガンドを決定する上記の(1)〜(2)の方法を実施するためには、融合タンパク質を含有する適当な細胞または細胞膜画分および標識した試験化合物が必要である。融合タンパク質画分としては、天然型のオーファンレセプターと同等の活性を有する組換え型融合レセプターを含有するものが望ましい。ここで、同等の活性とは、同等のリガンド結合活性、シグナル情報伝達作用などを示す。
標識した試験化合物として、〔H〕、〔125I〕、〔14C〕、〔35S〕などで標識した、前述のリガンド化合物群から選ばれる化合物が用いられる。
【0032】
具体的には、本発明のリガンドの決定方法を行なうには、まず融合タンパク質を発現している細胞またはその細胞膜画分を、決定方法に適したバッファーに懸濁することにより融合タンパク質標品を調製する。バッファーには、pH4〜10(望ましくはpH6〜8)のリン酸バッファー、トリス−塩酸バッファーなどのリガンドとオーファンレセプターとの結合を阻害しないバッファーであればいずれでもよい。また、非特異的結合を低減させる目的で、CHAPS、Tween−80TM(花王−アトラス社)、ジギトニン、デオキシコレートなどの界面活性剤やウシ血清アルブミンやゼラチンなどの各種タンパク質をバッファーに加えることもできる。さらに、プロテアーゼによるリセプターやリガンドの分解を抑える目的でPMSF、ロイペプチン、E−64(ペプチド研究所製)、ペプスタチンなどのプロテアーゼ阻害剤を添加することもできる。そして、例えば0.01ml〜10mlの該レセプター標品に、一定量(5000cpm〜500000cpm)の〔H〕、〔125I〕、〔14C〕、〔35S〕などで標識した試験化合物を共存させる。非特異的結合量(NSB)を知るために大過剰の未標識の試験化合物を加えた反応チューブも用意する。反応は約0℃〜50℃、望ましくは約4℃〜37℃で、約20分〜24時間、望ましくは約30分〜3時間行なう。反応後、ガラス繊維濾紙等で濾過し、適量の同バッファーで洗浄した後、ガラス繊維濾紙に残存する放射活性を液体シンチレーションカウンターあるいはγ−カウンターで計測する。全結合量(B)から非特異的結合量(NSB)を引いたカウント(B−NSB)が0cpmを越える試験化合物をオーファンレセプターに対するリガンド(アゴニストを含む)として選択することができる。
【0033】
本発明のリガンドを決定する上記の(3)〜(4)の方法を実施するためには、オーファンレセプターを介する前記細胞刺激活性、例えばMAPキナーゼの活性化、転写因子(例、CRE、AP1、NFκBなど)の活性化、ジアシルグリセロール産生、細胞膜上のイオンチャンネル(例、K、Ca2+、Na、Clなど)の開閉、アポトーシスの誘導、細胞の形態変化、レセプター(融合タンパク質)の細胞膜から細胞質への移行、低分子量Gタンパク質(例、Ras、Rap、Rho、Rabなど)の活性化、細胞分裂促進活性、DNA合成促進活性などを公知の方法または市販の測定用キットを用いて測定することができる。具体的には、まず、融合タンパク質を発現している細胞をマルチウェルプレート等に培養する。リガンド決定を行なうにあたっては前もって新鮮な培地あるいは細胞に毒性を示さない適当なバッファーに交換し、試験化合物などを添加して一定時間インキュベートした後、細胞を抽出あるいは上清液を回収して、生成した代謝産物をそれぞれの方法に従って定量する。細胞刺激活性の指標とする物質(例えば、アラキドン酸など)の生成が、細胞が含有する分解酵素によって検定困難な場合は、該分解酵素に対する阻害剤を添加してアッセイを行なってもよい。また、cAMP産生抑制などの活性については、フォルスコリンなどで細胞の基礎的産生量を増大させておいた細胞に対する産生抑制作用として検出することができる。
【0034】
上記細胞刺激活性のうち「レセプターの細胞質内への移行」の測定では、GFPなどの蛍光タンパク質の蛍光を測定することで、融合タンパク質の細胞膜から細胞質への移動を観察することができる。融合タンパク質の細胞膜から細胞質への移動の観察するためには、前記した融合タンパク質を安定的にまたは一過性に発現している動物細胞を用いるのが適している。適当な培養器に通常の培地を用いて培養した当該細胞に、適当な濃度に希釈した試験化合物を添加する。その際培地に直接希釈した試験化合物溶液を添加しても良いが、細胞をハンクス平衡塩溶液(HBSS、BSAを0から10%、好ましくは0.1から1%添加しても良い)で洗浄した後、試験化合物を含有する同液を添加しても良い。該細胞はリガンド添加後、4℃から37℃、好ましくは20℃から37℃で1分から6時間、好ましくは10分から2時間放置後に、融合タンパク質の細胞膜から細胞質への移動を観察する。該細胞はそのままでも観察可能であるが、グルタルアルデヒドやホルマリンで固定してもよい。固定方法は公知の方法に従って行うことができる。
観察は通常の蛍光顕微鏡や共焦点レーザー顕微鏡を用いればよいが、励起光を照射できる機能と蛍光像を取り込む機能を備えたプレートリーダーなども使用できる。その際、レセプターと、配列番号:3または配列番号:5で示した野生型GFPまたはGFPuvとの融合タンパク質を検出するためには紫外光、好ましくは395nmで励起し、フルオレセイン・イソチアネート(FITC)や一般に市販されるGFP検出用のフィルターを用いて観察できる。また、配列番号:1または配列番号:7で示したGFPとの融合タンパク質を検出するためには460〜500nm、好ましくは488nmの励起光で励起し、FITCや一般に市販されるGFP検出用のフィルターを用いて観察すればよい。
レセプター(融合タンパク質)の細胞質内への移行の他に、レセプターの凝集、レセプターの局在化、あるいはレセプターの発現の低下または増加など、顕微鏡的に観察できるレセプターの形態学的な変化を観察することもできる。
【0035】
本発明のリガンド決定法Bを実施する場合、融合タンパク質の発現ベクター以外に、特定のエンハンサー/プロモーターの下流にレポータータンパク質をコードするDNAを含有するプラスミドを、細胞、好ましくは真核生物由来の細胞に組み込むことが必要である。このプラスミドは、細胞、好ましくは真核生物由来の細胞内で該レポータータンパク質を発現させることのできるプロモーターを含有し、更に原核生物内で増殖させる場合の選択マーカーとして薬剤耐性遺伝子(例えば、アンピシリン耐性遺伝子)などを含有してもよい。
エンハンサー/プロモーターの下流にレポータータンパク質をコードするDNAを含有するプラスミドは、そのエンハンサーの制御下に細胞内でレポータータンパク質を発現することでき、かつ細胞内に導入できるプラスミドであれば、市販のプラスミドなどのいかなるプラスミドでもよい。
エンハンサーとしては、例えば、SV40、パピローマウイルス等のウイルス由来のエンハンサー、レトロウイルスのLTR、cAMPレスポンスエレメント(cAMP応答配列)(CRE)、あるいはTPAレスポンスエレメント(TPA応答配列)(TRE)等が用いられ、好ましくはcAMPレスポンスエレメントである。該細胞が発現するオーファンレセプターによって仲介されうる上記細胞刺激活性によって活性化されるエンハンサーが適当である。
【0036】
プロモーターとしては、例えば、SV40プロモーター、CMVプロモーター、HSVのチミジンキナーゼ遺伝子のTATA様プロモーター等が用いられ、好ましくはTATA様プロモーターである。
レポータータンパク質遺伝子としては、例えば、ルシフェラーゼ遺伝子、β−ガラクトシダーゼ遺伝子、GFP遺伝子、アルカリフォスファターゼ遺伝子等が用いられる。公知の方法にて酵素活性を検出できるような酵素遺伝子であれば、レポータータンパク質として用いうる。
かかるプラスミドの具体例として、cAMPレスポンスエレメントの下流にTATA様プロモーターおよびレポータータンパク質(例、ルシフェラーゼ遺伝子)をコードする遺伝子を連結したプラスミド、例えばpCRE−Luc(Clontech社)などがある。
リガンド決定方法Bで用いられる細胞としては、前記した宿主細胞が用いられ、好ましくは真核生物由来の細胞、より好ましくは動物細胞(例、サル細胞COS−7、Vero、CHO細胞、CHO(dhfr)細胞、マウスL細胞、マウスAtT−20、マウスミエローマ細胞、ラットGH3、ヒトFL細胞、ヒトHEK293細胞など)などが用いられる。
【0037】
該細胞は、2種以上(好ましくは2〜3種)の融合タンパク質を発現していてもよい。
2種類以上の融合タンパク質を発現させる場合は、類似の生物学的特徴を有する2種類以上のオーファンレセプターを用いるのが良い。
類似の特徴としては、例えば、使用する2種類以上のオーファンレセプターをそれぞれ単独で発現させた時のレポータータンパク質の発現量などが挙げられる。具体的には、2種類以上のオーファンレセプターをそれぞれ単独で発現させた場合における(1)レポータータンパク質の基礎発現量および/または(2)フォルスコリン添加時のレポータータンパク質の発現量を指標として、各レセプタータンパク質の特徴を区別することができる。
従って、2種類以上のオーファンレセプターを発現させてリガンドを決定する場合、あらかじめレポータータンパク質の基礎発現量が低いもの、中程度のもの、明らかに高いものなどに区分けをしたり、あるいはフォルスコリン添加によってレポータータンパク質の発現量が上昇しにくいレセプタータンパク質を明らかにしておくことが望ましい。なぜならば、例えばレポータータンパク質の基礎発現量が高いレセプタータンパク質とレポータータンパク質の基礎発現量が低いレセプターの2種類のレセプタータンパク質を発現させた場合、後者にリガンドが結合した場合にレポータータンパク質発現量の上昇が検出しにくくなるからである。すなわち:
(1)レポータータンパク質の基礎発現量が高いオーファンレセプターと低いレセプタータンパク質の混合は避けるのが好ましい、
(2)フォルスコリン添加によるレポータータンパク質の発現量の上昇が顕著なレセプタータンパク質とそうでないオーファンレセプターは混合しないほうが好ましい、
(3)レポータータンパク質の基礎発現量が同程度であるオーファンレセプター同士を組み合わせて発現させるのが好ましい。
このように類似の特徴を有するオーファンレセプターの組合わせとしては、例えば、APJ(アペリンレセプター;Gene, 136, 355 (1993))とTGR−1(特開2002−078492号)との組み合わせが挙げられる。
【0038】
リガンドの決定方法Bの具体例を以下に記載する。
細胞を96ウェルプレートに播種し、例えば10%ウシ胎児血清を含むDMEMで一晩培養する。ここで、例えば市販のトランスフェクションキットを用いて、融合タンパク質の発現プラスミドおよびレポータープラスミドを同時に細胞に導入し、細胞をさらに一晩培養することにより、細胞内でオーファンレセプターを一過性に発現させる。細胞を洗浄し、さらに培地を無血清化した後、試験化合物を添加する。エンハンサーがCREである場合、試験化合物と同時にフォルスコリンを添加してもよい。一定時間インキュベーションを行った後、細胞を溶解し、レポータータンパク質の活性を測定する。
前記の決定方法において、レポータータンパク質活性のベースラインが高く、試験化合物による活性の変化の検出が困難な場合には、ベースラインを低下させる手段を講じるとよい。例えばオーファンレセプターがGタンパク質共役型レセプタータンパク質(GPCR)の場合、Gタンパク質のαサブユニットのうち、cAMP抑制効果を示すGiタンパク質を加えることにより、活性変化の検出が容易となる。Giタンパク質を発現させるために、Giタンパク質をコードするDNAを発現するプラスミドを、オーファンレセプタープラスミドおよびレポータープラスミドと共に細胞に導入することができる。この場合、3種のプラスミド(オーファンレセプタープラスミド:レポータープラスミド:Giプラスミド)の混合比は、好ましくは5〜15:1:1〜6程度、さらに好ましくは7:1:3程度である。
本発明のリガンド決定方法Bにおいて、試験化合物を添加した場合に、レポータータンパク質の活性が約20%以上、好ましくは約50%以上、上昇または減少した時、当該試験化合物をリガンドとして同定することができる。
本発明のリガンド決定方法Bにおいて用いられる試験化合物は、前述の試験化合物などから選択される化合物である。
【0039】
更に、本発明のリガンド決定用キットは、本発明の融合タンパク質を発現し得る細胞またはその細胞膜画分などを含有するものである。
本発明のリガンド決定用キットの例としては、次のものが挙げられる。
1.リガンド決定用試薬
(1)測定用緩衝液および洗浄用緩衝液
Hanks’ Balanced Salt Solution(ギブコ社製)に、0.05%のウシ血清アルブミン(シグマ社製)を加えたもの。
孔径0.45μmのフィルターで濾過滅菌し、4℃で保存するか、あるいは用時調製しても良い。
(2)融合タンパク質標品
融合タンパク質を発現しているCHO細胞を、12穴プレートに5×10個/穴で継代し、37℃、5%CO、95%airで2日間培養したもの。
(3)標識試験化合物
市販の〔H〕、〔125I〕、〔14C〕、〔35S〕などで標識した化合物、または適当な方法で標識化したもの。
水溶液の状態のものを4℃あるいは−20℃にて保存し、用時に測定用緩衝液にて1μMに希釈する。水に難溶性を示す試験化合物については、ジメチルホルムアミド、DMSO、メタノール等に溶解する。
(4)非標識試験化合物
標識化合物と同じものを100〜1000倍濃い濃度に調製する。
【0040】
2.測定法
(1)12穴組織培養用プレートにて培養した本発明のレセプタータンパク質発現CHO細胞を、測定用緩衝液1mlで2回洗浄した後、490μlの測定用緩衝液を各穴に加える。
(2)標識試験化合物を5μl加え、室温にて1時間反応させる。非特異的結合量を知るためには非標識試験化合物を5μl加えておく。
(3)反応液を除去し、1mlの洗浄用緩衝液で3回洗浄する。細胞に結合した標識試験化合物を0.2N NaOH−1%SDSで溶解し、4mlの液体シンチレーターA(和光純薬製)と混合する。
(4)液体シンチレーションカウンター(ベックマン社製)を用いて放射活性を測定する。
【0041】
この様に、本発明のリガンド決定方法(A及びB)によれば、GFPなどの蛍光タンパク質の蛍光またはGFP抗体などの蛍光タンパク質抗体を利用した免疫染色法やウエスタンブロット法など用いて、
(1)タンパク質レベルでレセプタータンパク質が発現していることを確認でき、
(2)細胞膜にレセプタータンパク質が発現していることを確認でき、
(3)レセプタータンパク質の発現量を見積もることができ、
(4)レセプタータンパク質の高発現細胞を選択でき、そして
(5)リガンドによるレセプターの特異的反応を、レセプターと蛍光タンパク質との融合タンパク質の細胞内へのインターナリゼーションとして検出できる。これらの特徴を利用することにより、リガンドが決定されていないレセプタータンパク質(オーファンレセプター)のリガンドを効率よく決定できる。
このようにして決定されたリガンドは、そのレセプタータンパク質に結合して、その生理的機能を調節するので、そのレセプタータンパク質の機能に関連する疾患の予防及び/又は治療剤として用いることができる。さらには、リガンドとそのレセプタータンパク質を用いて、該レセプターのアゴニスト/アンタゴニストのスクリーニングを行うことができる。
【0042】
本明細書および図面において、塩基やアミノ酸などを略号で表示する場合、IUPAC−IUB Commission on Biochemical Nomenclature による略号あるいは当該分野における慣用略号に基づく。またアミノ酸に関し光学異性体があり得る場合は、特に明示しなければL体を示すものとする。
【0043】
本明細書の配列表の配列番号は、以下の配列を示す。
配列番号:1
実施例1で使用したGFP(以下、GFP−1と略記する)のアミノ酸配列を示す。
配列番号:2
実施例1で使用したGFPをコードするDNAの塩基配列を示す。
配列番号:3
野生型GFPのアミノ酸配列を示す。
配列番号:4
野生型GFPをコードするDNAの塩基配列を示す。
配列番号:5
GFPuvのアミノ酸配列を示す。
配列番号:6
GFPuvをコードするDNAの塩基配列を示す。
配列番号:7
EGFPのアミノ酸配列を示す。
配列番号:8
EGFPをコードするcDNAの塩基配列を示す。
配列番号:9
実施例1で用いるヒト由来Gタンパク質共役型レセプタータンパク質TGR5のアミノ酸配列を示す。
配列番号:10
実施例1で用いるヒト由来Gタンパク質共役型レセプタータンパク質TGR5をコードするcDNAの塩基配列を示す。
配列番号:11
参考例1におけるPCR反応で使用したプライマー1の塩基配列を示す。
配列番号:12
参考例1におけるPCR反応で使用したプライマー2の塩基配列を示す。
配列番号:13
ヒト由来副甲状腺ホルモン受容体(PTH−R)のアミノ酸配列を示す。
配列番号:14
ヒト由来副甲状腺ホルモン受容体(PTH−R)をコードするcDNAの塩基配列を示す。
配列番号:15
ヒト由来GPR40のアミノ酸配列を示す。
配列番号:16
ヒト由来GPR40をコードするcDNAの塩基配列を示す。
配列番号:17
His−Tagのアミノ酸配列を示す。
配列番号:18
V5−tagのアミノ酸配列を示す。
配列番号:19
myc−tagのアミノ酸配列を示す。
配列番号:20
Xpress−tagのアミノ酸配列を示す。
配列番号:21
HA−tagのアミノ酸配列を示す。
配列番号:22
ECFPのアミノ酸配列を示す。
配列番号:23
ECFPをコードするcDNAの塩基配列を示す。
配列番号:24
EYFPのアミノ酸配列を示す。
配列番号:25
EYFPをコードするcDNAの塩基配列を示す。
配列番号:26
DsREDのアミノ酸配列を示す。
配列番号:27
DsREDをコードするcDNAの塩基配列を示す。
配列番号:28
EBFPのアミノ酸配列を示す。
配列番号:29
EBFPをコードするcDNAの塩基配列を示す。
配列番号:30
オーファンレセプターhBL5とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:31
オーファンレセプターh7TBA62とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:32
オーファンレセプター14273とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:33
オーファンレセプターEMR3とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:34
オーファンレセプターGPR15とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:35
オーファンレセプターGPR31とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:36
オーファンレセプターGPRC5BとGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:37
オーファンレセプターPSEC0142とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:38
オーファンレセプターHE6とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:39
オーファンレセプターGPR61とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:40
オーファンレセプターTGR9とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:41
オーファンレセプターTGR24とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:42
オーファンレセプターZGPR1とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:43
オーファンレセプターEMR1とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:44
オーファンレセプターGPR25とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:45
オーファンレセプターGPR55とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:46
オーファンレセプターAXOR14とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:47
オーファンレセプターTM7SF1とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:48
オーファンレセプターPSP24BとGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:49
オーファンレセプターSREB3とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:50
オーファンレセプターTGR37とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:51
オーファンレセプターH963とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:52
オーファンレセプターGPR87とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:53
オーファンレセプターGPR91とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:54
オーファンレセプターPNRとGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:55
オーファンレセプターTGR29とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:56
オーファンレセプターTGR36とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:57
オーファンレセプターH9とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:58
オーファンレセプターTGR18とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:59
オーファンレセプターTGR19とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:60
オーファンレセプターAM−RとGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:61
オーファンレセプターGPR19とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:62
オーファンレセプターGPR45とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:63
オーファンレセプターGPRC5DとGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:64
オーファンレセプターLGR6とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:65
オーファンレセプターRUP3とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:66
オーファンレセプターTGR14とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:67
オーファンレセプターTPRA40とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:68
オーファンレセプターGPR22とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:69
オーファンレセプターGPR52とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:70
オーファンレセプターFLH2882とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:71
オーファンレセプターSNORF36とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:72
オーファンレセプターMRGとGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:73
オーファンレセプターSREB2とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:74
オーファンレセプターGPR12とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:75
オーファンレセプターGPR30とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:76
オーファンレセプターGPR82とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:77
オーファンレセプターRECAPとGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:78
オーファンレセプターHB954とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:79
オーファンレセプターRDC1とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:80
オーファンレセプターTGR6とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:81
オーファンレセプターA−2とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:82
オーファンレセプターJEG18とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:83
オーファンレセプターGPR17とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:84
オーファンレセプターGPR35とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:85
オーファンレセプターGPRC5CとGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:86
オーファンレセプターHM74とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:87
オーファンレセプターRPEとGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:88
オーファンレセプターTGR13とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:89
オーファンレセプターTGR27とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:90
オーファンレセプターDEZとGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:91
オーファンレセプターratGPR1とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:92
オーファンレセプターGPR3とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:93
オーファンレセプターGPR6とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:94
オーファンレセプターRAIG1とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:95
オーファンレセプターTGR2−1とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:96
オーファンレセプターTGR2−2とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:97
オーファンレセプターTGR21とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:98
オーファンレセプターGPR56とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:99
オーファンレセプターKIAA0758とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:100
オーファンレセプターRE2とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:101
オーファンレセプターP40とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:102
オーファンレセプターGPR27とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:103
オーファンレセプターHG38とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:104
オーファンレセプターDRR1とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:105
オーファンレセプターTGR12とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:106
オーファンレセプターTGR11とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:107
オーファンレセプターTGR15とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:108
オーファンレセプターTGR8とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:109
オーファンレセプターGPR20とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:110
オーファンレセプターTGR10とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:111
オーファンレセプターTGR30とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:112
オーファンレセプターGPR18とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:113
オーファンレセプターTGR25とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:114
オーファンレセプターGPR23とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:115
オーファンレセプターP2Y10とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:116
オーファンレセプターGPR37とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:117
オーファンレセプターET(B)R−LP−2とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:118
オーファンレセプターFPRL2とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:119
オーファンレセプターGPR32とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:120
オーファンレセプターdj287G14.2とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:121
オーファンレセプターBRS−3とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:122
オーファンレセプターGPR39とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:123
オーファンレセプター63A2とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:124
オーファンレセプターGPR84とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:125
オーファンレセプターGPR21とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:126
オーファンレセプターGPR48とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:127
オーファンレセプターSNORF1とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:128
オーファンレセプターBA12とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:129
オーファンレセプターMASとGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:130
オーファンレセプターOT7T009とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:131
オーファンレセプターTGR34とGFP−1との融合タンパク質のアミノ酸配列を示す。
配列番号:132
オーファンレセプターhBL5とGFP−1との融合タンパク質をコードするDNAの塩基配列を示す。
配列番号:133
オーファンレセプターh7TBA62とGFP−1との融合タンパク質をコードするDNAの塩基配列を示す。
配列番号:134
オーファンレセプター14273とGFP−1との融合タンパク質をコードするDNAの塩基配列を示す。
配列番号:135
オーファンレセプターEMR3とGFP−1との融合タンパク質をコードするDNAの塩基配列を示す。
配列番号:136
オーファンレセプターGPR15とGFP−1との融合タンパク質をコードするDNAの塩基配列を示す。
配列番号:137
オーファンレセプターGPR31とGFP−1との融合タンパク質をコードするDNAの塩基配列を示す。
配列番号:138
オーファンレセプターGPRC5BとGFP−1との融合タンパク質をコードするDNAの塩基配列を示す。
配列番号:139
オーファンレセプターPSEC0142とGFP−1との融合タンパク質をコードするDNAの塩基配列を示す。
配列番号:140
オーファンレセプターHE6とGFP−1との融合タンパク質をコードするDNAの塩基配列を示す。
配列番号:141
オーファンレセプターGPR61とGFP−1との融合タンパク質をコードするDNAの塩基配列を示す。
配列番号:142
オーファンレセプターTGR9とGFP−1との融合タンパク質をコードするDNAの塩基配列を示す。
配列番号:143
オーファンレセプターTGR24とGFP−1との融合タンパク質をコードするDNAの塩基配列を示す。
配列番号:144
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オーファンレセプターGPR23とGFP−1との融合タンパク質をコードするDNAの塩基配列を示す。
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オーファンレセプターP2Y10とGFP−1との融合タンパク質をコードするDNAの塩基配列を示す。
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オーファンレセプターGPR37とGFP−1との融合タンパク質をコードするDNAの塩基配列を示す。
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オーファンレセプターET(B)R−LP−2とGFP−1との融合タンパク質をコードするDNAの塩基配列を示す。
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オーファンレセプターFPRL2とGFP−1との融合タンパク質をコードするDNAの塩基配列を示す。
配列番号:221
オーファンレセプターGPR32とGFP−1との融合タンパク質をコードするDNAの塩基配列を示す。
配列番号:222
オーファンレセプターdj287G14.2とGFP−1との融合タンパク質をコードするDNAの塩基配列を示す。
配列番号:223
オーファンレセプターBRS−3とGFP−1との融合タンパク質をコードするDNAの塩基配列を示す。
配列番号:224
オーファンレセプターGPR39とGFP−1との融合タンパク質をコードするDNAの塩基配列を示す。
配列番号:225
オーファンレセプター63A2とGFP−1との融合タンパク質をコードするDNAの塩基配列を示す。
配列番号:226
オーファンレセプターGPR84とGFP−1との融合タンパク質をコードするDNAの塩基配列を示す。
配列番号:227
オーファンレセプターGPR21とGFP−1との融合タンパク質をコードするDNAの塩基配列を示す。
配列番号:228
オーファンレセプターGPR48とGFP−1との融合タンパク質をコードするDNAの塩基配列を示す。
配列番号:229
オーファンレセプターSNORF1とGFP−1との融合タンパク質をコードするDNAの塩基配列を示す。
配列番号:230
オーファンレセプターBA12とGFP−1との融合タンパク質をコードするDNAの塩基配列を示す。
配列番号:231
オーファンレセプターMASとGFP−1との融合タンパク質をコードするDNAの塩基配列を示す。
配列番号:232
オーファンレセプターOT7T009とGFP−1との融合タンパク質をコードするDNAの塩基配列を示す。
配列番号:233
オーファンレセプターTGR34とGFP−1との融合タンパク質をコードするDNAの塩基配列を示す。
【0044】
参考例1で得られた形質転換体エシェリヒア・コリ(Escherichia coli)JM109/pCR4−hTGR5は、平成12(2000)年4月3日から茨城県つくば市東1丁目1番地1 中央第6(郵便番号305−8566)の独立行政法人産業技術総合研究所 特許生物寄託センター(旧 通商産業省工業技術院生命工学工業技術研究所(NIBH))に寄託番号FERM BP−7114として、また平成12(2000)年3月23日から大阪府大阪市淀川区十三本町2丁目17番85号(郵便番号532−8686)の財団法人・発酵研究所(IFO)に寄託番号IFO 16410として寄託されている。
【0045】
【実施例】
以下に参考例および実施例を示して、本発明をより詳細に説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。なお、大腸菌を用いての遺伝子操作は、モレキュラー・クローニング(Molecular cloning)に記載されている方法に従った。
【0046】
参考例1 ヒト脾臓のGタンパク質共役型レセプタータンパク質をコードするcDNAのクローニングと塩基配列の決定
ヒト脾臓cDNA(Clontech)を鋳型とし、2個のプライマー、プライマー1(配列番号:11)およびプライマー2(配列番号:12)を用いてPCR反応を行った。該反応における反応液の組成は、上記鋳型cDNA1/10量、Advantage−GC2 Polymerase Mix(Clontech)1/50量、プライマー1(配列番号:11)およびプライマー2(配列番号:12)各0.5μM、dNTPs200μM、および該酵素製品に添付のバッファー1/5量、GC Melt1/5量からなり、最終量を20μlとした。PCR反応では、94℃・5分の後、94℃・30秒、60℃・30秒、68℃・2分のサイクルを30回繰り返し、最後に68℃・5分の伸長反応を行った。該PCR反応産物をTAクローニングキット(Invitrogen)の処方に従いプラスミドベクターpCR4(Invitrogen)へサブクローニングした。これを大腸菌JM109に導入し、該PCR産物のcDNAを持つクローンをアンピシリンを含むLB寒天培地中で選択した。個々のクローンの配列を解析した結果、新規Gタンパク質共役型レセプタータンパク質をコードするcDNA配列(配列番号:10)を得た。このcDNA配列から推定されるアミノ酸配列(配列番号:9)を有する新規Gタンパク質共役型レセプタータンパク質をTGR5と命名した。また配列番号:10で表わされるDNAを含有する形質転換体を大腸菌(Escherichia coli)JM109/pCR4−hTGR5と命名した。
【0047】
参考例2 TGR5を一過性に発現させたヒトHEK293細胞における、コレステロール代謝関連物質によるレポーター活性化の検出
コレステロール代謝関連物質によるTGR5特異的な刺激活性の検出は、CREプロモーターの発現誘導によって産生されるレポーター遺伝子産物(ルシフェラーゼ)の発現量を指標に行った。
ヒト由来のHEK293細胞を増殖培地(DMEM(Dulbecco’s Modified Eagle Medium)(GibcoBRL)に10%ウシ胎児血清(GibcoBRL)を添加したもの)に懸濁し、1×10cells/wellの濃度にてコラーゲンでコートされたBlack well 96ウェルプレート(ベクトンディッキンソン社)にまいた。37℃、5%CO条件下で一晩培養した後、レポーター遺伝子を含有するプラスミドpCRE−Luc(Clontech)と共に、公知の方法により動物細胞用発現ベクターpAKKO−111H(Biochem. Biophys. Acta, Hinuma, S. et al., 1219, 251−259, 1994記載のpAKKO−1.111Hと同一のプラスミドベクター)にTGR5遺伝子を挿入して作製したTGR5発現ベクタープラスミド、または、TGR5遺伝子を含まない元のpAKKO−111Hを該細胞に以下の通りにトランスフェクションした。
OPTI−MEM−I(GibcoBRL)とLipofectamineTM 2000 試薬(GibcoBRL)を24:1にて混合することにより、リポフェクトアミン希釈液を調製した。また、OPTI−MEM−I、TGR5発現ベクタープラスミドまたは元のベクタープラスミド(240ng/μl)およびpCRE−Luc(240ng/μl)を24:0.9:0.1にて混合することによりDNA希釈液を調製した。リポフェクトアミン希釈液とDNA希釈液を等量混合し、20分間室温で静置することによりDNAとリポフェクトアミンの複合体を形成させた後、その溶液25μlを上記のHEK293細胞を培養したプレートに添加し、さらに37℃、5%CO条件下で一晩培養した。
トランスフェクトしたHEK293細胞をアッセイ用培地(DMEMに0.1%ウシ血清アルブミンを添加したもの)にて洗浄した後、アッセイ用培地にて希釈したリトコール酸(和光純薬)およびプロゲステロン(和光純薬)を2×10−5Mとなるようプレートに添加し、37℃、5%CO条件下で4時間培養した。培養上清を捨てて、ルシフェラーゼ活性測定用の基質であるピッカジーンLT2.0(東洋インキ製造株式会社)を50μl添加し、プレートリーダー(ARVO sxマルチラベルカウンター、Wallac社)を用いてルシフェラーゼの発光量を測定した。
その結果、配列番号:10で表される塩基配列を有するTGR5遺伝子を導入したHEK293細胞特異的に、リトコール酸およびプロゲステロンによるルシフェラーゼ活性の上昇が認められた(図1)。
【0048】
参考例3 Gタンパク質共役型レセプタータンパク質発現プラスミドおよびレポータープラスミドの宿主細胞への導入
公知の方法によって作製した各種Gタンパク質共役型レセプタータンパク質cDNA、すなわち甲状腺ホルモン刺激因子レセプター(TRHR)、ニューロメジンUレセプター(FM−3およびTGR−1)、プロラクチン放出因子レセプター(hGR3)、アペリンレセプター(APJ)などを挿入した動物細胞用発現プラスミドを用いて、大腸菌JM109を形質転換し、得られたコロニーを単離・培養後、QIAGEN Plasmid Maxi Kit(キアゲン)を用いてプラスミドの調製を行なった。また、cAMPレスポンスエレメント(CRE)の下流にレポーターとしてルシフェラーゼ遺伝子が連結されたpCRE−Luc(Clontech)のレポータープラスミドを同様にして調製した。
Gタンパク質共役型レセプタータンパク質発現プラスミドおよびレポータープラスミドを導入する宿主細胞として、ヒトHEK293細胞をI型コラーゲンでコートした96ウエル黒色プレート(ベクトンディッキンソン社)に100,000 cells/well、培養液量100μlで播種し、一晩培養した。同じくCHO(dhfr)細胞をpAKKO−111Hで形質転換したCHO−mock細胞をコスター社の96ウエル黒色プレートに40,000 cells/well、培養液量100μlで播種し、一晩培養した。いずれの細胞についても、プレート培養するための培地としてDMEM(GibcoBRL社)に10%のウシ胎児血清のみを添加したものを用いた。
上記各プラスミドを240ng/μlの濃度に希釈し、Gタンパク質共役型レセプタータンパク質の発現プラスミド9μlとレポータープラスミド1μlの割合で240μlのOpti−MEM−I(GibcoBRL社)に添加した。これを、同じく240μlのOpti−MEM−Iに10μlのリポフェクトアミン2000(GibcoBRL社)を添加したものと等量混合して、リポフェクトアミン2000に添付の説明書の方法に従ってリポソームとプラスミドとの複合体を形成させた。また、効率的なスクリーニングの実施のためには、240ng/μlの濃度で3種類のレセプター発現プラスミドを5μlずつ添加し、他の試薬の比率は前出と同じものを調製した。これらを25μl/wellずつHEK293あるいはCHO−mock細胞の培養液に添加し、37℃で一晩培養してプラスミドの導入を行った。CHO−mock細胞については、プラスミド添加後4時間以降に培養液をアッセイバッファー(0.1%のウシ血清アルブミンを添加したDMEM)に交換し、無血清化をおこなった。
【0049】
参考例4 レポーターアッセイによるリガンド活性の検出
HEK293細胞についてはアッセイの1時間前に培養液を、参考例3に記載のアッセイバッファーに交換し、プレインキュベーションを行なった。アッセイバッファーにリガンドあるいはリガンド候補化合物を溶解したものを用意し、参考例3で準備したHEK293細胞またはCHO−mock細胞に添加した。また、アッセイバッファーに終濃度2μMのフォルスコリンを添加した条件でのアッセイも同様にして実施した。リガンドまたは試験化合物の添加後4時間のインキュベーションを行ない、レセプターを介したリガンドのアゴニスト活性によって惹起される細胞内シグナル伝達に由来するレポーター遺伝子の転写・翻訳の促進あるいは抑制を誘導した。インキュベーション終了後に各ウェルのアッセイバッファーを除去し、ピッカジーンLT2.0(東洋インキ社)発光基質を50μlずつ加えた。細胞が溶解し、基質と充分に混合した後、各ウェルのレポーター遺伝子の発現誘導量に相当する発光量を参考例2記載のプレートリーダーにて測定した。
参考例3および4に記載の方法に従って各種のGタンパク質共役型レセプタータンパク質cDNAを挿入した発現プラスミドを用い、HEK293細胞においてリガンド刺激によるレポーター遺伝子の発現誘導を測定した。細胞内へシグナルを伝達するGタンパク質のαサブユニットとしてGsに共役するCRFRについては、フォルスコリン非添加、添加のいずれの条件においてもリガンド添加によるレポーター遺伝子の活性化が検出された。また、抑制性であるGiに共役するAPJについては、フォルスコリン添加条件において、リガンド添加によるレポーター遺伝子発現の抑制が検出された。また、Gqに共役するレセプターTRHR、FM−3、TGR−1については、フォルスコリン添加条件においてレポーター遺伝子の発現の促進が検出された。GqおよびGiの両方に共役するレセプターhGR3についても、同様にフォルスコリン添加条件においてレポーター遺伝子の発現の促進が検出された(図2)。
【0050】
参考例5 抑制性Gタンパク質αサブユニットGi発現プラスミドを用いたレポーターアッセイ
参考例3に示したGタンパク質レセプター発現プラスミドと同様の方法によって、抑制性Gタンパク質αサブユニット(Gi)の発現プラスミドを調製した(ここで、Giついては、動物種を問わない)。これを3μl、レセプター発現プラスミドを7μl、レポータープラスミドを1μlの割合で240μlのOpti−MEM−Iに添加し、その他の条件は実施例2と同様の方法でHEK293あるいはCHO−mock細胞にDNAを導入した。これら3種のプラスミドの混合比は全体の量を11μlとした場合、Giが1から6μl、好ましくは1から3μlが適当である。これらを実施例3の方法に従ってアッセイを行いリガンド活性を検出した。
すなわち、Gi共存下でのTGR5のリトコール酸に対する反応を検出した結果、CHO−mock細胞を用いたGタンパク質レセプターTGR5のアッセイにおいて、GiをTGR5と同時に発現させることにより、リガンド非添加時(リガンド(−))のルシフェラーゼ活性を大幅に低下させることができ、その結果リガンド(リトコール酸、2×10−5M、リガンド(+))による活性の上昇を検出することが可能となった(図3)。
【0051】
実施例1 CHO細胞に発現させたTGR5−GFP融合タンパク質のタウロリトコール酸添加による細胞内移行
TGR5のC末端にオワンクラゲより単離されたGreen Fluorescent Protein(GFP)をつないだ融合タンパク質を発現させるための発現プラスミドを構築した。その際GFPのcDNA(配列番号:2)としてGFPの発現ベクターpQBI25(宝酒造)から切り出した断片を用いた。TGR5のcDNAはPCR法によりその終止コドンを制限酵素NheIの認識配列に修正し、ここにGFPのcDNA断片を連結して、実施例1に記載の発現ベクターpAKKO−111Hに挿入した。このようにして得たTGR5とGFPとの融合タンパク質(以下、TGR5−GFP)の発現ベクタープラスミドを以下の方法でCHO−mock細胞にトランスフェクションした。CHO−mock細胞は増殖培地[DMEM(Dulbecco’s Modified Eagle Medium)(GIBCO BRL社)に10%ウシ胎児血清(GIBCO BRL社)を添加したもの]に懸濁し、0.6×10cells/チャンバーの濃度にてチェンバー数4つのLab−TekIIカバーグラスチェンバー(Nalgen Nunc社)にまき、37℃、5%CO条件下で一晩培養した後にトランスフェクションした。トランスフェクションにはLipofectamineTM 2000試薬(GIBCO BRL社)を用いた。まず、LipofectamineTM 2000 試薬 2μlとOPTI−MEM−I(GIBCO BRL社)50μlを混合し、5分間放置後、これを0.48μgのDNAとOPTI−MEM−I 50μlの混合液と混ぜ合わせ、20分間室温で静置することによりDNAとリポフェクトアミンの複合体を形成させた。この混合液を上記のCHO細胞を培養したチェンバーに100μl添加し、さらに37℃、5%CO条件下で一晩培養した。培地を共焦点顕微鏡観察用培地[Hanks’ Balanced Salt Solution(GIBCO BRL社)に0.1%ウシ アルブミン(Essentially Fatty Acid Free(GIBCO BRL社))を懸濁したもの]に置き換え、共焦点顕微鏡(ライカ社)でGFPの蛍光像を観察した。その際、GFPの励起は488nmで行った。
その結果TGR5−GFP融合タンパク質は細胞膜に観察された(図4)。この細胞にタウロリトコール酸を10−5Mとなるように培地に添加した30分後には、GFPの蛍光が細胞膜ではなく、細胞質に移動していることが見出された(図5)。このことはTGR5が細胞膜に発現するGタンパク質共役型のレセプターであるとともに、TGR5がタウロリトコール酸に反応して細胞質へ移行、すなわちインタナリゼーションしたことを示す。
【0052】
実施例2 膵臓β細胞株RINm5Fに一過性発現による副甲状腺ホルモン受容体(PTH−R)とGFP融合タンパク質の発現
実施例1と同様の方法でヒトPTH−R(配列番号:13)のC末端にGFPをつないだ融合タンパク質を発現させるための発現プラスミドを参考例2に記載の発現ベクターpAKKO−111Hに挿入した発現ベクターを作製した。このようにして得たPTH−RとGFPとの融合タンパク質(以下、PTH−GFP)の発現ベクタープラスミドを以下の方法でRINm5F細胞にトランスフェクションした。RINm5F細胞は増殖培地[RPMI1640(GIBCO BRL社)にCharcoal/Dextran処理済のウシ胎児血清(Hyclone社)を10%添加したもの]に懸濁し、0.3×10cells/チャンバーの濃度にてチェンバー数8つのLab−TekIIカバーグラスチェンバー(Nalgen Nunc社)にまき、37℃、5%CO条件下で一晩培養した後にトランスフェクションした。トランスフェクションにはLipofectamineTM 2000 試薬(GIBCO BRL社)を用いた。まずLipofectamineTM 2000 試薬 3.3μlとOPTI−MEM−I(GIBCO BRL社)80μlを混合し、5分間放置後、これを0.72μgのDNAとOPTI−MEM−I 80μlの混合液と混ぜ合わせ、20分間室温で静置することによりDNAとリポフェクトアミンの複合体を形成させた。この混合液を上記のRINm5F細胞を培養したチェンバーに160μl添加し、さらに37℃、5%CO条件下で一晩培養した。共焦点顕微鏡での観察は実施例1と同様の方法で行った。
その結果PTH−GFP融合タンパク質の細胞膜での発現が観察された。
【0053】
実施例3 インスリンIIプロモーターを用いたGPCRとGFP融合タンパク質の発現
実施例1と同様の方法で、マウスゲノムからクロ−ニングしたマウスインスリンIIプロモーターの下流に、ヒトGPR40(配列番号:15)のC末端にGFPをつないだ断片を挿入し、GPR40とGFPとの融合タンパク質(以下、GPR40−GFP)を発現させるための発現ベクターを作製した。このようにして得たGPR40−GFPの発現ベクタープラスミドを以下の方法でMIN6細胞にトランスフェクションした。MIN6細胞は増殖培地[DMEM(4.5g/l Glucose含有)(Invitrogen社)に最終濃度ウシ胎児血清(Trace社)を15%、55μM 2−mercaptoethanol(Invitrogen社)、20mM HEPES(大日本製薬 社)をそれぞれ添加したもの]に懸濁し、1.2×10cells/チャンバーの濃度にてチェンバー数4つのLab Tek IIカバーグラスチェンバー(Nalge Nunc社)にまき、37℃、5%CO条件下で二晩培養した後にトランスフェクションした。トランスフェクションにはLipofectoamineTM 2000 試薬(Invitrogen社)を用いた。まずLipofectoamineTM 2000 試薬4μlとOpti−MEM培地(Invitrogen社)100μlを混合し、5分間放置後、これを2μgのDNAとOpti−MEM培地100μlの混合液と混ぜ合わせ、20分間室温で静置することによりDNAとリポフェクトアミンの複合体を形成させた。この混合液を上記のMIN6細胞を培養したチェンバーに100μl添加し、37℃、5%CO条件下で4時間培養後、新たな増殖培地400μlに交換し、さらに一晩培養した。共焦点顕微鏡での観察は実施例1と同様の方法で行った。
その結果、GPR40−GFP融合タンパク質がMIN6細胞の細胞膜で発現しているのが観察された。
【0054】
実施例4 102種類の融合タンパク質をそれぞれ発現し得る形質転換体の製造
実施例1の方法に準じて、リガンドが決定されていない102種類の各レセプタータンパク質と配列番号:1で表されるアミノ酸配列またはその改変アミノ酸配列からなるGFPとの融合タンパク質をコードするDNA(配列番号132〜配列番号:233)をそれぞれ含有する102種類の発現ベクタープラスミドを調製し、CHO−mock細胞にトランスフェクションした。これらのCHO細胞を実施例1と同様に培養したところ、融合タンパク質の発現がCHO−mock細胞に観察された。
【0055】
【発明の効果】
本発明の、リガンドが決定されていないレセプタータンパク質のリガンドの決定方法は、各種の細胞系を使用できるため簡便であり、かつ短時間で実施することができる。
【0056】
【配列表】

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【図面の簡単な説明】
【図1】TGR5発現ベクターを導入したHEK293細胞(A)および元のベクターのみを導入したHEK293細胞(B)における、コレステロール代謝関連物質によるレポーター活性化の検出(n=2)の結果を示す。
【図2】HEK293細胞におけるリガンド刺激に対するレポーター遺伝子の発現誘導の結果を示す。
【図3】Gi共存下でのTGR5のリトコール酸に対する反応の結果を示す。
【図4】リガンド非存在下における、CHO細胞に発現させたTGR5−GFP融合タンパク質の局在を示す。図中の白線は4μmを示す。
【図5】TGR5−GFPを発現させたCHO細胞にTLCAを添加して30分後の融合タンパク質の局在を示す。図中の白線は4μmを示す。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for determining a ligand for a receptor protein present on a cell membrane, and more particularly to a method for determining a ligand for a so-called orphan receptor whose ligand is completely unknown.
[0002]
[Prior art]
Many physiologically active substances such as hormones and neurotransmitters regulate the functions of living organisms through specific receptor proteins present in cell membranes. Many of these receptor proteins perform intracellular signal transduction through activation of a conjugated guanine nucleotide-binding protein (hereinafter abbreviated as G protein), and have a common transmembrane region having seven transmembrane regions. Because of its structure, it is collectively referred to as a G protein-coupled receptor protein or a seven-transmembrane receptor protein (7TMR).
G protein-coupled receptor proteins are present on the surface of various functional cells of living cells and organs, and are physiologically targeted as molecules that regulate the functions of those cells and organs, such as hormones, neurotransmitters and bioactive substances. Plays an important role. The receptor transmits a signal into a cell through binding to a physiologically active substance, and this signal causes various reactions such as activation and suppression of the cell.
To clarify the relationship between substances that regulate the functions of cells and organs of various living organisms and their specific receptor proteins, especially G protein-coupled receptor proteins, elucidation of the functions of cells and organs of various living organisms, It will provide a very important means for drug development closely related to those functions.
[0003]
Conventionally, substances that inhibit the binding of a G protein-coupled receptor protein to a physiologically active substance (that is, a ligand) or substances that bind to cause the same signal transduction as a physiologically active substance (that is, a ligand) have been used for these receptors. It has been utilized as a specific antagonist or agonist as a drug for regulating biological functions.
However, even at this time, there are many so-called orphan receptors for which no corresponding ligand has been identified, and determination of the ligand and elucidation of its function are eagerly awaited.
It is useful to search for a new physiologically active substance (that is, a ligand) and to search for an agonist or antagonist for the G protein-coupled receptor using the signal transduction action of the receptor as an index. These ligands, agonists or antagonists to the receptor can be expected to be used as preventive and / or therapeutic or diagnostic agents for diseases associated with dysfunction of G protein-coupled receptors.
GFP (Green Fluorescent Protein) is a kind of photoprotein derived from the Mesozoan O jellyfish (Patent Documents 1 to 5).
There has been reported a method for determining a Gi, Gs or Gq-coupled orphan receptor ligand by combining a Multiple response element (MRE) and a cAMP response element (CRE) with a reporter activity (Non-Patent Document 1).
A method for screening a molecule that interacts with a Gs- or Gq-coupled orphan receptor by combining a cAMP response element (CRE) and a reporter activity has been reported (Non-Patent Document 2).
There has been reported a method of examining the characteristics of Gi or Gs-coupled receptors whose ligands are known by combining a cAMP response element (CRE) with a reporter activity (Non-Patent Document 3).
A method has been reported for detecting a reaction of a G protein-coupled receptor using cells expressing a chimeric G protein α subunit or chimeric G protein in which the ambiguity of the coupling relationship with the G protein-coupled receptor has been increased. (Patent Document 6).
A method for identifying a ligand for an orphan G protein-coupled receptor using a recombinant yeast expression library has been reported (Patent Document 7).
There has been reported a method for identifying a receptor activity modulator of a cell consisting of a cell containing both a receptor and a test peptide and useful for identifying or screening for an orphan receptor (Patent Document 8).
An expression system using Saccharomyces sexual reproductive system for identifying orphan receptor ligands has been reported (Patent Document 9).
[Patent Document 1]
WO 96/23810
[Patent Document 2]
WO 96/27675
[Patent Document 3]
WO97 / 26333
[Patent Document 4]
WO97 / 28261
[Patent Document 5]
WO97 / 42320
[Patent Document 6]
WO 01/36481
[Patent Document 7]
USP 6,255,059
[Patent Document 8]
US2001 / 0026926
[Patent Document 9]
WO 00/031261
[Non-patent document 1]
Analytical Biochemistry, 275, 54-61, 1999.
[Non-patent document 2]
Analytical Biochemistry, 226, 349-354, 1995
[Non-Patent Document 3]
Current Opinion in Biotechnology, 1995, 6: 574-581.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In a conventional ligand search / determination method, for example, when screening ligands using eukaryotic cells, a so-called stable cell line that stably expresses the receptor must be established. Rather, the establishment of this cell line required special cells. In addition, screening requires a combination of a plurality of measurements, and when there are a plurality of test compounds, it is difficult to carry out the test because it takes time. In other words, conventional methods for searching and determining ligands and the like include (1) limited cell lines that can be used, (2) time-consuming establishment of the cell lines, and (3) a combination of a plurality of measurement methods. However, when the number of specimens is increased, there is a problem that the implementation becomes difficult. In order to solve these problems, a method for determining a ligand that can be used in various cell lines and can be performed in a short time is desired.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies and as a result, by producing a cell in which a fusion protein of a receptor protein whose ligand has not been determined and a fluorescent protein such as GFP has been stably or transiently expressed, Using an immunostaining method using a fluorescent protein such as GFP or a fluorescent protein antibody such as a GFP antibody or a Western blot method,
(1) It can be confirmed that the receptor protein is expressed at the protein level,
(2) it can be confirmed that the receptor protein is expressed on the cell membrane,
(3) the amount of receptor protein expression can be estimated;
(4) selecting cells that highly express the receptor protein, and
(5) It has been found that a specific reaction of a receptor caused by a ligand can be detected as internalization of a fusion protein of a receptor and a fluorescent protein into cells, and the ligand is not determined by utilizing these characteristics. It has been found that a ligand of a receptor protein (hereinafter sometimes abbreviated as an orphan receptor) can be efficiently determined. The present inventors have further studied based on these findings, and have completed the present invention.
[0006]
That is, the present invention
[1] A method for determining a ligand for a receptor protein, wherein a fusion protein of a receptor protein and a fluorescent protein for which a ligand has not been determined is used,
[2] The method for determining a ligand according to the above [1], wherein a fusion protein of a receptor protein and a GFP whose ligand has not been determined is used.
[3] The determination of the ligand of the above-mentioned [1], wherein the test compound is brought into contact with a cell or a cell membrane fraction thereof expressing a fusion protein of a receptor protein and a GFP whose ligand has not been determined. Method,
[4] (1) Arachidonic acid release, acetylcholine release, intracellular Ca 2+ Activity to promote or suppress release, intracellular cAMP production, intracellular cGMP production, inositol phosphate production, fluctuation of cell membrane potential, phosphorylation of intracellular protein, c-fos activation or pH decrease, (2) MAP Kinase activation, (3) transcription factor activation, (4) diacylglycerol production, (5) opening and closing of ion channels on cell membrane, (6) induction of apoptosis, (7) morphological change, (8) the fusion The ligand according to the above [1], which is characterized by measuring protein transfer from the cell membrane to the cytoplasm, (9) activation of a low-molecular-weight G protein, (10) cell division promoting activity or (11) DNA synthesis promoting activity. How to determine
[5] The method for determining a ligand according to the above [1], wherein the translocation of the fusion protein from the cell membrane to the cytoplasm is measured.
[6] the method for determining a ligand according to the above [5], wherein the translocation of the fusion protein from the cell membrane to the cytoplasm is measured by observing GFP fluorescence;
[7] A cell containing a plasmid expressing a fusion protein of a receptor protein and a fluorescent protein for which a ligand has not been determined and having a DNA encoding a reporter protein downstream of the cAMP response element / promoter, and a test compound. And determining the activity of the reporter protein by contacting
[8] (1) A plasmid containing a DNA encoding a fusion protein of a receptor protein whose ligand has not been determined and a fluorescent protein, and (2) a DNA encoding a reporter protein was ligated downstream of a cAMP response element / promoter. The method according to the above [7], wherein the cells containing the plasmid are cultured, and the activity of the reporter protein is measured by bringing the cells into contact with a test compound.
[9] A test compound and a cell containing a plasmid which expresses a fusion protein of GFP and a receptor protein whose ligand has not been determined, and contains a plasmid in which DNA encoding a reporter protein is linked downstream of a cAMP response element / promoter. Contacting and measuring the activity of the reporter protein, wherein the method for determining a ligand according to the above [2],
[10] (1) a plasmid containing a DNA encoding a fusion protein of a receptor protein whose ligand has not been determined and GFP, and (2) a plasmid having a DNA encoding a reporter protein downstream of a cAMP response element / promoter. The method according to the above-mentioned [9], wherein the cell containing the is cultured, and the activity of the reporter protein is measured by bringing the cell into contact with a test compound.
[11] the method of the above-mentioned [1], wherein the receptor protein is a G protein-coupled receptor protein;
[12] The above-mentioned [1], wherein GFP is a protein containing an amino acid sequence identical or substantially identical to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 5 or SEQ ID NO: 7. the method of,
[13] The method of the above-mentioned [7], wherein the promoter is a TATA-like sequence,
[14] the method of the above-mentioned [7], wherein the reporter protein is luciferase;
[15] the method of the above-mentioned [7], wherein the plasmid is obtained by ligating a gene encoding a TATA-like promoter and a reporter protein downstream of the cAMP response element;
[16] The method of the above-mentioned [7], wherein the cell expresses two or more types of receptor proteins whose ligands have not been determined,
[17] The method of the above-mentioned [7], wherein the cell further comprises a plasmid containing a gene encoding an inhibitory G protein α subunit Gi.
[18] The method of the above-mentioned [7], further comprising adding forskolin,
[19] the method of the above-mentioned [16], wherein two or more receptor proteins have similar characteristics;
[20] the method of the above-mentioned [19], wherein the similar characteristics are the basal expression level of the reporter protein and / or the expression level of the reporter protein upon addition of forskolin;
[21] The basal expression level of the reporter protein when two or more receptor proteins are independently expressed in advance and / or the expression level of the reporter protein when forskolin is added are measured in advance, and the expression level of the reporter protein is determined to be the same. The method of the above-mentioned [16], wherein two or more types of receptor proteins are expressed in combination.
[22] a fusion protein of a receptor protein whose ligand has not been determined and a fluorescent protein or a salt thereof,
[23] the fusion protein of the above-mentioned [22], wherein the fluorescent protein is GFP, or a salt thereof;
[24] a DNA containing the DNA encoding the fusion protein of the above-mentioned [22],
[25] a recombinant vector containing the DNA of the above-mentioned [22],
[26] a transformant transformed with the recombinant vector according to the above [25],
[27] use of a fluorescent protein to determine a ligand for a receptor protein whose ligand has not been determined,
[28] Use of GFP for determining a ligand for a receptor protein for which a ligand has not been determined.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The ligand determination method of the present invention is a method characterized by using (1) a fusion protein of a receptor protein whose ligand has not been determined and a fluorescent protein, and specifically, a receptor protein whose ligand has not been determined. A method comprising the steps of: bringing a test compound into contact with a cell or a cell membrane fraction thereof expressing a fusion protein of E. coli and a fluorescent protein (ligand determination method A).
Furthermore, the method for determining a ligand of the present invention comprises the steps of (1) expressing a fusion protein of a receptor protein whose ligand has not been determined and a fluorescent protein, and ligating a DNA encoding a reporter protein downstream of an enhancer / promoter. A method for measuring the activity of a reporter protein whose expression is induced by contacting a cell containing a plasmid with a test compound, (2) (i) encoding a fusion protein of a receptor protein and a fluorescent protein whose ligand has not been determined; A cell containing the plasmid containing the DNA to be expressed and (ii) a plasmid having a DNA encoding the reporter protein downstream of the enhancer / promoter are cultured and brought into contact with a test compound, and the expression of the reporter protein is induced. Those who measure It is (or, the ligand determination method B).
[0008]
As the orphan receptor used in the present invention, for example, a G protein-coupled receptor protein or the like is used. Specific examples include a G protein-coupled receptor protein containing the same or substantially the same amino acid sequence as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 9, WO96 / 05302, EP-A-711831, EP-A-789076. EP-A-1103563, EP-A-1103562, JP-A-8-154682, JP-A-8-283295, JP-A-8-196278, JP-A-8-245697, and JP-A-8-266280. And G protein-coupled receptor proteins described in JP-A-9-51795, JP-A-9-121865, JP-A-9-2388686, and JP-A-10-146192.
[0009]
The fluorescent protein is not particularly limited as long as it is a protein that can be visually recognized. For example, GFP (Green Fluorescent Protein), Tag sequence, EGFP (enhanced green fluorescent protein), ECFP (enhanced cyan fluorescent protein, FP) (Enhanced yellow fluorescent protein), DsRED (Discosoma sp. Red Fluorescent Protein), EBFP (Enhanced blue fluorescent protein) and the like are used.
GFP is a kind of photoprotein derived from Mesozoan woolly jellyfish, and is identical or substantially identical to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 5 or SEQ ID NO: 7. Such proteins include amino acid sequences.
Examples of the amino acid sequence substantially identical to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 5 or SEQ ID NO: 7 include, for example, SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: An amino acid sequence having about 70% or more, preferably about 80% or more, more preferably about 90% or more, and most preferably about 95% or more homology with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 5 or SEQ ID NO: 7. .
Examples of a protein having an amino acid sequence substantially identical to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 5, or SEQ ID NO: 7 include, for example, SEQ ID NO: 1, sequence Having substantially the same amino acid sequence as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 5 or SEQ ID NO: 7, and having SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 5 or SEQ ID NO: 7 A protein having substantially the same activity as the protein consisting of the amino acid sequence represented by
Examples of the activity of GFP include light emission by excitation light irradiation. Substantially the same activity indicates that those activities are the same in nature. Therefore, it is preferable that their activities are equivalent (eg, about 0.01 to 100 times, preferably about 0.5 to 20 times, more preferably about 0.5 to 2 times). Quantitative factors such as the molecular weight of the protein may be different.
The activity of GFP, such as light emission by excitation light irradiation, can be measured according to a known method.
[0010]
As GFP, (1) one or two or more (preferably, about 1 to 30) of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 5 or SEQ ID NO: 7; More preferably, about 1 to 10, more preferably several (1 to 5) amino acids are deleted, (2) SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 5 or SEQ ID NO: : 1 or 2 or more (preferably about 1 to 30, more preferably about 1 to 10, and still more preferably several (1 to 5)) amino acids are added or inserted into the amino acid sequence represented by 7 (3) 1 or 2 or more (preferably about 1 to 30, more preferably 1) in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 5 or SEQ ID NO: 7. Is about 1-10 And more preferably, a protein containing an amino acid sequence in which several (1 to 5) amino acids are substituted with another amino acid, or (4) an amino acid sequence obtained by combining deletion, addition and substitution thereof. And (ii) an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 5 or SEQ ID NO: 7, wherein the N-terminal methionine residue is deleted, or (ii) A protein containing an amino acid sequence in which the methionine residue at the N-terminus of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 has been deleted and the next alanine residue has been substituted with a threonine residue or a serine residue is preferably used. .
Specifically, for example, (i) GFP consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 5 or SEQ ID NO: 7, (ii) SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 GFP comprising an amino acid sequence in which the N-terminal methionine residue of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 5 or SEQ ID NO: 7 is deleted, (iii) N-terminal of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 For example, GFP comprising an amino acid sequence in which a methionine residue is deleted and the next alanine residue is replaced with a threonine residue or a serine residue is used.
[0011]
For example, the following known sequences are used as the Tag sequence.
(1) His-tag (PCDNA3.1 / His A)
His His His His His (SEQ ID NO: 17)
(2) V5-tag (PCDNA3.1 / V5-His A)
Gly Lys Pro Ile Pro Asn Pro Leu Leu Gly Leu Asp Ser Thr (SEQ ID NO: 18)
(3) myc-tag (pCDNA3.1 / myc-His A)
Glu Gln Lys Leu Ile Ser Glu Glu Asp Leu (SEQ ID NO: 19)
(4) Xpress-tag (PCDNA3.1 / His A)
Asp Leu Tyr Asp Asp Asp Asp Lys (SEQ ID NO: 20)
(5) HA-tag (PCluzHA Expression vector)
Met Gly Ser Tyr Pro Tyr Asp Val Pro Asp Tyr Ala Ser Leu Glu Phe (SEQ ID NO: 21)
[0012]
As EGFP, a protein consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7 is used.
As ECFP, a protein consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 22 is used.
As EYFP, a protein consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 24 is used.
As DsRED, a protein consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 26 is used.
As EBFP, a protein consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 28 is used.
As long as these EGFP, ECFP, EYFP, DsRED, and EBFP have activities such as emission by excitation light irradiation, (1) one or more (preferably about 1 to 30, more preferably about 1 to 30) amino acids in the amino acid sequence described above. Is an amino acid sequence in which about 1 to 10, more preferably several (1 to 5) amino acids have been deleted, (2) one or two or more (preferably about 1 to 30) More preferably about 1 to 10, more preferably several (1 to 5) amino acids added or inserted; (3) one or two or more amino acids in the above amino acid sequence (preferably Is an amino acid sequence in which about 1 to 30, more preferably about 1 to 10, and still more preferably several (1 to 5) amino acids have been substituted with another amino acid, or ( ) May be a protein having an amino acid sequence that combines their deletion, addition and substitution.
[0013]
As the DNA encoding GFP, specifically, for example, a DNA containing the base sequence represented by SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6 or SEQ ID NO: 8, or SEQ ID NO: 2 SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6, or SEQ ID NO: 8, which has a base sequence that hybridizes under high stringent conditions with a complementary base sequence to the base sequence represented by SEQ ID NO: 6, and SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: : 3, any DNA that encodes a protein having substantially the same activity as GFP consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 5 or SEQ ID NO: 7 (eg, emission by irradiation with excitation light). It may be something.
Examples of the DNA that can hybridize with the base sequence represented by SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6, or SEQ ID NO: 8 include, for example, SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6 or DNA containing a nucleotide sequence having a homology of about 70% or more, preferably about 80% or more, more preferably about 90% or more, and most preferably about 95% or more with the nucleotide sequence represented by No. 8 is used. Can be
[0014]
Hybridization can be performed according to a known method or a method analogous thereto, for example, a method described in Molecular Cloning 2nd (J. Sambrook et al., Cold Spring Harbor Lab. Press, 1989). When a commercially available hybridization reagent is used, the hybridization can be performed according to the method described in the attached instruction manual. More preferably, it can be carried out under high stringent conditions.
The high stringent conditions are, for example, conditions in which the sodium concentration is about 19 to 40 mM, preferably about 19 to 20 mM, and the temperature is about 50 to 70 ° C, preferably about 60 to 65 ° C. In particular, the case where the sodium concentration is about 19 mM and the temperature is about 65 ° C. is most preferable.
More specifically, the DNA encoding GFP consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 is a DNA containing the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 2 (WO97 / 42320), and the like; DNA encoding the GFP consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4 is a DNA containing the base sequence represented by SEQ ID NO: 4 (WO96 / 23810), etc., and GFP comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 5 (GFPuv) The DNA encoding the GFP (EGFP) consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7 is, for example, a DNA containing the base sequence represented by SEQ ID NO: 6 (WO97 / 26333). DNA containing the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 8 (NCBI Accession No. AB0572), and the like.
[0015]
As the DNA encoding EGFP consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7, a DNA consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 8 or the like is used.
As the DNA encoding ECFP consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 22, a DNA comprising the base sequence represented by SEQ ID NO: 23 or the like is used.
As the DNA encoding EYFP having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 24, a DNA comprising the base sequence represented by SEQ ID NO: 25 is used.
As the DNA encoding DsRED consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 26, a DNA comprising the base sequence represented by SEQ ID NO: 27 or the like is used.
As the DNA encoding EBFP consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 28, DNA consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 29 and the like are used.
[0016]
A fusion protein of an orphan receptor and a fluorescent protein can be produced using a DNA obtained by linking a DNA encoding an orphan receptor protein and a DNA encoding GFP.
The ligated DNA is constructed by ligating the 5 'end of the DNA encoding GFP in-frame to the 3' end of the nucleotide sequence of the DNA encoding the orphan receptor.
In addition, a DNA encoding an amino acid sequence called about 1 to 5 linkers selected from amino acid residues having a small molecular weight such as Ala, Gly, and Ser may be inserted between both DNAs.
An expression vector for a fusion protein of an orphan receptor and a fluorescent protein (hereinafter sometimes abbreviated as a fusion protein) may be prepared by, for example, (1) preparing a DNA fragment encoding the fusion protein, and (2) preparing the DNA fragment. It can be produced by ligating downstream of a promoter in an appropriate expression vector.
As a fusion protein of a receptor protein and a fluorescent protein for which a ligand has not been determined, for example, a ligand comprising an amino acid sequence represented by any one of SEQ ID NOs: 30 to 131 has not been determined. A fusion protein of 102 types of each receptor protein and GFP having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 is preferably used. In the amino acid sequence represented by any one of SEQ ID NOs: 30 to 131, the N-terminal methionine residue of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 is deleted. In some cases, the next alanine residue is further substituted with a threonine residue or a serine residue.
The DNA encoding this fusion protein is a DNA encoding GFP consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 downstream of the portion encoding each of the 102 types of receptor proteins for which a ligand has not been determined (SEQ ID NO: The DNA can be prepared by ligating 2), and specifically, a DNA consisting of the base sequence represented by any one of SEQ ID NOs: 132 to 233 is used. In the base sequence represented by any one of SEQ ID NOs: 132 to 233, a methionine residue codon at the 5 ′ end of the base sequence represented by SEQ ID NO: 2 is deleted. In some cases, the next alanine residue codon has been replaced with a threonine residue codon or a serine residue codon.
[0017]
Examples of expression vectors include Escherichia coli-derived plasmids (eg, pCR4, pCR2.1, pBR322, pBR325, pUC12, pUC13), Bacillus subtilis-derived plasmids (eg, pUB110, pTP5, pC194), yeast-derived plasmids (eg, pSH19, In addition to pSH15), bacteriophages such as λ phage, animal viruses such as retrovirus, vaccinia virus, and baculovirus, pA1-11, pXT1, pRc / CMV, pRc / RSV, pcDNAI / Neo, and the like are used.
The promoter used in the vector may be any suitable promoter that functions in the host used for gene expression. For example, when animal cells are used as a host, SRα promoter, SV40 promoter, LTR promoter, CMV promoter, HSV-TK promoter and the like are used. Of these, CMV promoter, SRα promoter and the like are preferable.
When expressed in various tissues, insulin II promoter (pancreas), Glycoprotein-α subunit promoter (pituitary gland), transthyretin promoter (liver), renin promoter (kidney), PSE promoter (prostate) ), CD2 promoter (T cell), IgG-heavy chain promoter (B cell), scavenger receptor A promoter (macrophage) and the like.
When the host is Escherichia, trp promoter, lac promoter, recA promoter, λP L When the host is a bacterium belonging to the genus Bacillus, an SPO1 promoter, an SPO2 promoter, a penP promoter, and the like are preferable. When the host is a yeast, a PHO5 promoter, a PGK promoter, a GAP promoter, an ADH promoter, and the like are preferable. When the host is an insect cell, a polyhedrin promoter, a P10 promoter and the like are preferable.
[0018]
The expression vector may contain, in addition to the above, an enhancer, a splicing signal, a polyA addition signal, a selection marker, an SV40 replication origin (hereinafter sometimes abbreviated as SV40 ori), and the like, if desired. Examples of selectable markers include a dihydrofolate reductase (hereinafter sometimes abbreviated as dhfr) gene [methotrexate (MTX) resistance] and an ampicillin resistance gene (hereinafter Amp). r Neomycin resistance gene (hereinafter Neo). r G418 resistance). In particular, CHO (dhfr ) When the dhfr gene is used as a selection marker using cells, the target gene can be selected using a thymidine-free medium.
If necessary, a signal sequence suitable for the host is added to the N-terminal side of the receptor protein of the present invention. When the host is a genus Escherichia, a PhoA signal sequence, an OmpA signal sequence, or the like is used. In some cases, MFα signal sequence, SUC2 signal sequence, etc., and when the host is an animal cell, insulin signal sequence, α-interferon signal sequence, antibody molecule, signal sequence, etc. can be used.
Using the expression vector containing the DNA encoding the fusion protein of the receptor protein and the fluorescent protein thus constructed, a transformant can be produced.
[0019]
As the host, for example, Escherichia, Bacillus, yeast, insect cells, insects, animal cells and the like are used.
Specific examples of the genus Escherichia include Escherichia coli K12 DH1 (Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 60, 160 (1968)), JM103 (Nucleic Acids Research, 19, 9) ), JA221 (Journal of Molecular Biology, 120, 517 (1978)), HB101 (Journal of Molecular Biology, 41, 459 (1969)), C600 (Genetics, 39, 540, 440, 540, 440). , Nojima, H. and Okayayama, H., Gene, 96, 23-28 (1990)), DH10B (Proc. Nat). . Acad. Sci. USA, 87, 4645-4649 (1990)) and the like can be used.
As the Bacillus bacterium, for example, Bacillus subtilis MI114 (Gene, 24, 255 (1983)), 207-21 (Journal of Biochemistry, 95, 87 (1984)) and the like are used.
Examples of yeast include Saccharomyces cerevisiae AH22 and AH22R. , NA87-11A, DKD-5D, 20B-12, Schizosaccharomyces pombe NCYC1913, NCYC2036, Pichia pastoris and the like.
[0020]
When the virus is AcNPV, for example, when the virus is AcNPV, a cell line derived from the larva of Spodoptera litura (Spodoptera frugiperda cell; Sf cell), MG1 cell derived from the midgut of Trichoplusia ni, and Hig derived from egg of Trichoplusia ni ni. TM Cells, cells derived from Mamestra brassicae, cells derived from Estigmena acrea, and the like are used. When the virus is BmNPV, a silkworm-derived cell line (Bombyx mori N; BmN cell) or the like is used. As the Sf cells, for example, Sf9 cells (ATCC CRL 1711), Sf21 cells (Vaughn, JL, et al., In Vivo, 13, 213-217 (1977)) and the like are used.
As an insect, for example, a silkworm larva is used [Maeda et al., Nature, 315, 592 (1985)].
Examples of animal cells include monkey cells COS-7, Vero, Chinese hamster cells CHO (hereinafter abbreviated as CHO cells), and dhfr gene-deficient Chinese hamster cells CHO (hereinafter CHO (dhfr). ) Cells), mouse L cells, mouse AtT-20, mouse myeloma cells, rat GH3, human FL cells, pancreatic cells (RINm5F, HIT-T15, etc.), pituitary cells (GH3, GH1, RC4 / BC) ), Placenta-derived cells (BeWo, JAR, JEG-3, etc.), liver-derived cells (HepG2, etc.), kidney-derived cells (ACHN, etc.), blood cell-derived cells (H9, THP-1, U-937, etc.), HeLa cells and the like are used.
[0021]
For transformation of Escherichia, for example, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 69, 2110 (1972), and Gene, 17, 107 (1982).
Transformation of Bacillus sp. Can be performed, for example, according to the method described in Molecular & General Genetics, 168, 111 (1979).
To transform yeast, see, for example, Methods in Enzymology, 194, 182-187 (1991), Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 75, 1929 (1978).
Insect cells or insects can be transformed, for example, according to the method described in Bio / Technology, 6, 47-55 (1988).
To transform animal cells, for example, see Cell Engineering Separate Volume 8, New Cell Engineering Experiment Protocol. 263-267 (1995) (published by Shujunsha) and Virology, 52, 456 (1973).
Thus, a transformant transformed with the expression vector containing the DNA encoding the fusion protein is obtained.
[0022]
When culturing a transformant whose host is a genus Escherichia or Bacillus, a liquid medium is suitable as a medium used for the culturing, and among them, a carbon source necessary for growth of the transformant, Nitrogen sources, inorganic substances, etc. are contained. As a carbon source, for example, glucose, dextrin, soluble starch, sucrose, etc.As a nitrogen source, for example, ammonium salts, nitrates, corn steep liquor, peptone, casein, meat extract, soybean meal, potato extract and the like Examples of the inorganic or organic substance and the inorganic substance include calcium chloride, sodium dihydrogen phosphate, and magnesium chloride. In addition, yeast extract, vitamins, growth promoting factors and the like may be added. The pH of the medium is preferably about 5 to 8.
[0023]
As a medium for culturing the genus Escherichia, for example, an M9 medium containing glucose and casamino acids [Miller, Journal of Experiments in Molecular Genetics, 431-433, Cold Spring Harbor Laboratory, N.K., N.K. Is preferred. If necessary, an agent such as 3β-indolylacrylic acid can be added in order to make the promoter work efficiently.
When the host is a bacterium belonging to the genus Escherichia, the cultivation is usually performed at about 15 to 43 ° C. for about 3 to 24 hours, and if necessary, aeration and stirring can be added.
When the host is a bacterium belonging to the genus Bacillus, the cultivation is usually performed at about 30 to 40 ° C. for about 6 to 24 hours, and if necessary, aeration and stirring may be added.
When culturing a transformant in which the host is yeast, for example, Burkholder's minimum medium [Bostian, K. et al. L. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 77, 4505 (1980)] or an SD medium containing 0.5% casamino acid [Bitter, G. et al. A. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 81, 5330 (1984)]. Preferably, the pH of the medium is adjusted to about 5-8. The cultivation is usually performed at about 20 ° C. to 35 ° C. for about 24 to 72 hours, and if necessary, aeration or stirring is added.
[0024]
When culturing a transformant in which the host is an insect cell or an insect, the medium used is 10% inactivated by Grace's Insect Medium (Grace, TCC, Nature, 195, 788 (1962)). Those to which additives such as bovine serum are appropriately added are used. The pH of the medium is preferably adjusted to about 6.2 to 6.4. The cultivation is usually performed at about 27 ° C. for about 3 to 5 days, and if necessary, aeration and / or agitation are added.
When culturing a transformant whose animal host is an animal cell, examples of the medium include a MEM medium containing about 5 to 20% fetal bovine serum [Science, 122, 501 (1952)], and a DMEM medium [Virology, 8]. , 396 (1959)], an RPMI 1640 medium [The Journal of the American Medical Association, 199, 519 (1967)], and a 199 medium [Proceeding of the Society in Biotechnology, Inc., 1973. Preferably, the pH is between about 6 and 8. The cultivation is usually performed at about 30 ° C. to 40 ° C. for about 15 to 60 hours, and if necessary, aeration and stirring are added.
Suitable media and culturing conditions for various hosts are known (in particular, WO 00/14227, page 24, line 24 to page 26, line 8, EP1111047A2, paragraphs [0090] to [0096]. ).
As described above, the fusion protein can be expressed in the cell membrane of the transformant.
[0025]
The separation and purification of the fusion protein from the above culture can be performed, for example, by the following method.
When the fusion protein is extracted from the cultured cells or cells, the cells or cells are collected by a known method after culture, suspended in an appropriate buffer, and sonicated, lysozyme and / or freeze-thawed. After destroying the body or cells, a method of obtaining a crude extract of the fusion protein by centrifugation or filtration is used as appropriate. In a buffer, a protein denaturant such as urea or guanidine hydrochloride, or Triton X-100 is used. TM And the like. When the receptor protein is secreted into the culture solution, after the culture is completed, the supernatant is separated from the cells or cells by a known method, and the supernatant is collected.
Purification of the fusion protein contained in the thus obtained culture supernatant or extract can be performed by appropriately combining known separation and purification methods. These known separation and purification methods include methods utilizing solubility such as salting out and solvent precipitation, dialysis, ultrafiltration, gel filtration, and SDS-polyacrylamide gel electrophoresis, mainly molecular weight. Using differences in charge, methods using charge differences such as ion exchange chromatography, methods using specific affinity such as affinity chromatography, and using differences in hydrophobicity such as reversed-phase high-performance liquid chromatography A method utilizing a difference between isoelectric points, such as an isoelectric focusing method, is used.
When the thus obtained fusion protein is obtained in a free form, it can be converted into a salt by a known method or a method analogous thereto, and conversely, when the fusion protein is obtained as a salt, a known method or a method analogous thereto , Free form or other salts.
The fusion protein produced by the recombinant can be arbitrarily modified or the polypeptide can be partially removed by applying an appropriate protein modifying enzyme before or after purification. As the protein modifying enzyme, for example, trypsin, chymotrypsin, arginyl endopeptidase, protein kinase, glycosidase and the like are used.
The activity or presence of the fusion protein or a salt thereof thus produced can be measured by a binding experiment with a labeled ligand, an enzyme immunoassay using a specific antibody, or the like.
[0026]
As the test compound used in the method for determining the ligand of the present invention, known ligands (eg, angiotensin, bombesin, cannabinoid, cholecystokinin, glutamine, serotonin, melatonin, neuropeptide Y, opioid, purine, vasopressin, oxytocin, PACAP) (Eg, PACAP27, PACAP38), secretin, glucagon, calcitonin, adrenomedullin, somatostatin, GHRH, CRF, ACTH, GRP, PTH, VIP (Vasoactive Intestinal and Related Polypeptide), somatostatin, dopamine , Motilin, amylin, bradykinin, CGRP (calcitonin gene relayed peptide), leukotriene, pancreastatin, prostaglandin , Thromboxane, adenosine, adrenaline, chemokine superfamily (eg, IL-8, GROα, GROβ, GROγ, NAP-2, ENA-78, GCP-2, PF4, IP-10, Mig, PBSF / SDF-1 etc. Chemokine subfamily of MCAF / MCP-1, MCP-2, MCP-3, MCP-4, eotaxin, RANTES, MIP-1α, MIP-1β, HCC-1, MIP-3α / LARC, MIP-3β / CC chemokine subfamily such as ELC, I-309, TARC, MIPF-1, MIPF-2 / eotaxin-2, MDC, DC-CK1 / PARC, SLC; C chemokine subfamily such as lymphotoactin; CX3C chemokine subfamily such as fractionalkine Amily), endothelin, enterogastrin, histamine, neurotensin, TRH, pancreatic polypeptide, galanin, lysophosphatidic acid (LPA), sphingosine 1-phosphate, lysophosphatidylserine, sphingosylphosphorylcholine, lysophosphatidylcholine, steroids , Bile acids, isoprenoids, arachidonic acid metabolites, amines, amino acids, nucleotides, nucleosides, saturated or unsaturated fatty acids, etc., as well as, for example, humans or mammals (eg, mouse, rat, pig, cow, sheep) , Monkeys, etc.), cell culture supernatant, and the like. For example, the tissue extract, the cell culture supernatant, and the like are added to cells expressing a fusion protein of an orphan receptor and GFP, and screening is performed while measuring the cell stimulating activity and the like. Can be determined.
[0027]
Specifically, the ligand determination method A of the present invention comprises constructing an expression cell of the fusion protein, and performing a cell stimulating activity assay or a receptor binding assay using the expression cell or a cell membrane fraction thereof to obtain an orphan. It binds to the receptor and stimulates cell stimulating activity (eg, arachidonic acid release, acetylcholine release, intracellular Ca 2+ Release, intracellular cAMP production, intracellular cGMP production, inositol phosphate production, cell membrane potential fluctuation, intracellular protein phosphorylation, c-fos activation, activity to promote or suppress pH reduction, etc.), MAP kinase Activation, activation of transcription factors (eg, CRE, AP1, NFkB, etc.), diacylglycerol production, ion channels on the cell membrane (eg, K + , Ca 2+ , Na + , Cl ), Induction of apoptosis, change of cell morphology, transfer of receptor (fusion protein) from cell membrane to cytoplasm, activation of low molecular weight G protein (eg, Ras, Rap, Rho, Rab, etc.), cell division promotion This is a method for determining a compound having an activity, a DNA synthesis promoting activity, and the like, that is, a ligand (for example, a peptide, a protein, a non-peptidic compound, a synthetic compound, a fermentation product, and the like).
The method for determining a ligand of the present invention comprises, when a test compound is brought into contact with a cell expressing a fusion protein or a cell membrane fraction thereof, for example, the amount of the test compound bound to the orphan receptor and the cell stimulating activity. It is characterized by measuring.
[0028]
More specifically, the present invention provides the following ligand determination method.
(1) When a labeled test compound is brought into contact with a cell expressing a fusion protein or a cell membrane fraction thereof, the amount of binding of the labeled test compound to the cell or a cell membrane fraction thereof is measured. A method for determining a ligand for an orphan receptor,
(2) Binding of the labeled test compound to the orphan receptor when the labeled test compound is brought into contact with the fusion protein expressed on the cell membrane by culturing a transformant containing the DNA encoding the fusion protein A method for determining a ligand for an orphan receptor, comprising measuring the amount,
(3) When the test compound is brought into contact with a cell expressing the fusion protein, the cell stimulating activity via the orphan receptor, activation of MAP kinase, transcription factors (eg, CRE, AP1, NFkB, etc.) ), Diacylglycerol production, ion channels on cell membranes (eg, K + , Ca 2+ , Na + , Cl ), Induction of apoptosis, change of cell morphology, transfer of receptor (fusion protein) from cell membrane to cytoplasm, activation of low molecular weight G protein (eg, Ras, Rap, Rho, Rab, etc.), cell division promotion A method for determining a ligand for an orphan receptor, which comprises measuring its activity, DNA synthesis promoting activity, and the like, and
(4) Orphan receptor-mediated cell stimulating activity when a test compound is brought into contact with a fusion protein expressed on a cell membrane by culturing a transformant containing a DNA encoding the fusion protein, MAP kinase Activation, activation of transcription factors (eg, CRE, AP1, NFkB, etc.), diacylglycerol production, ion channels on the cell membrane (eg, K + , Ca 2+ , Na + , Cl ), Induction of apoptosis, change of cell morphology, transfer of receptor (fusion protein) from cell membrane to cytoplasm, activation of low molecular weight G protein (eg, Ras, Rap, Rho, Rab, etc.), cell division promotion The present invention provides a method for determining a ligand for an orphan receptor, which comprises measuring an activity, a DNA synthesis promoting activity, and the like.
In particular, it is preferable to carry out the tests (1) and (2) and confirm that the test compound binds to the orphan receptor before conducting the tests (3) and (4).
[0029]
In some cases, the fusion protein can be isolated and purified from the above-mentioned expression cells, and used for a receptor binding assay or the like. As a fusion protein used in the method for determining a ligand, a fusion protein expressed in a large amount using the above cells is suitable.
To produce a fusion protein, the above-described expression method is used, and it is preferable to express DNA encoding the fusion protein in mammalian cells, insect cells, and the like. In order to introduce the DNA fragment encoding the fusion protein into host cells and express them efficiently, the DNA fragment must be polyhedrin promoter of nuclear polyhedrosis virus (NPV) belonging to baculovirus, It is preferable to incorporate the promoter into the downstream of an SV40-derived promoter, a retrovirus promoter, a metallothionein promoter, a human heat shock promoter, a cytomegalovirus promoter, and an SRα promoter. The amount and quality of the expressed fusion protein can be examined by a known method. For example, the literature [Nambi, P .; J. et al. Biol. Chem. , 267, 19555-19559 (1992)].
[0030]
In the ligand determination method of the present invention, it is preferable to use cells expressing the fusion protein or a cell membrane fraction thereof.
When a cell expressing a fusion protein is used in the ligand determination method of the present invention, the cell may be immobilized with glutaraldehyde, formalin, or the like. The immobilization method can be performed according to a known method.
Cells expressing the fusion protein refer to host cells that have expressed the fusion protein, and Escherichia coli, Bacillus subtilis, yeast, insect cells, animal cells, and the like are used as the host cells.
The cell membrane fraction refers to a fraction containing a large amount of cell membrane obtained by crushing cells and then by a known method. As a method for crushing the cells, a method of crushing the cells with a Potter-Elvehjem type homogenizer, crushing with a Waring blender or a polytron (manufactured by Kinematica), crushing with an ultrasonic wave, or ejecting the cells from a thin nozzle while applying pressure by a French press or the like. Crushing and the like. For fractionation of cell membranes, fractionation by centrifugal force such as fractionation centrifugation or density gradient centrifugation is mainly used. For example, the cell lysate is centrifuged at a low speed (500 rpm to 3000 rpm) for a short time (usually about 1 minute to 10 minutes), and the supernatant is further centrifuged at a high speed (15000 rpm to 30000 rpm) for usually 30 minutes to 2 hours. The precipitate is the membrane fraction. The membrane fraction is rich in the expressed fusion protein and membrane components such as cell-derived phospholipids and membrane proteins.
[0031]
The amount of the fusion protein in the cells expressing the fusion protein and its membrane fraction is 10 per cell. 3 -10 8 Preferably a molecule 5 -10 7 Preferably it is a molecule. The higher the expression level, the higher the ligand binding activity (specific activity) per membrane fraction, which makes it possible not only to construct a highly sensitive screening system, but also to measure a large number of samples in the same lot. . The expression level of this fusion protein can be roughly estimated from the GFP emission level in cells or cell membranes using a fluorescence microscope or a fluorometer.
In order to carry out the above methods (1) and (2) for determining the ligand for the orphan receptor, an appropriate cell or cell membrane fraction containing the fusion protein and a labeled test compound are required. As the fusion protein fraction, those containing a recombinant fusion receptor having the same activity as the natural orphan receptor are desirable. Here, “equivalent activity” refers to equivalent ligand binding activity, signal transduction action, and the like.
As a labeled test compound, [ 3 H], [ 125 I], [ 14 C], [ 35 S] or the like, and a compound selected from the above-mentioned ligand compound group is used.
[0032]
Specifically, to carry out the method for determining a ligand of the present invention, first, a fusion protein-expressing cell or a cell membrane fraction thereof is suspended in a buffer suitable for the determination method to prepare a fusion protein preparation. Prepare. Any buffer may be used as long as it does not inhibit the binding between the ligand and the orphan receptor, such as a phosphate buffer having a pH of 4 to 10 (preferably pH 6 to 8) or a tris-hydrochloride buffer. Further, in order to reduce non-specific binding, CHAPS, Tween-80 are used. TM Surfactants such as (Kao-Atlas), digitonin, deoxycholate and various proteins such as bovine serum albumin and gelatin can also be added to the buffer. Furthermore, a protease inhibitor such as PMSF, leupeptin, E-64 (manufactured by Peptide Research Laboratories), pepstatin and the like can be added for the purpose of suppressing the degradation of the receptor or ligand by the protease. Then, for example, a certain amount (5,000 cpm to 500,000 cpm) of [ 3 H], [ 125 I], [ 14 C], [ 35 S] and the like. A reaction tube containing a large excess of an unlabeled test compound is also prepared to determine the non-specific binding amount (NSB). The reaction is carried out at about 0 ° C. to 50 ° C., preferably about 4 ° C. to 37 ° C., for about 20 minutes to 24 hours, preferably for about 30 minutes to 3 hours. After the reaction, the mixture is filtered through a glass fiber filter or the like, washed with an appropriate amount of the same buffer, and the radioactivity remaining on the glass fiber filter is measured with a liquid scintillation counter or a γ-counter. A test compound in which the count (B-NSB) obtained by subtracting the non-specific binding amount (NSB) from the total binding amount (B) exceeds 0 cpm can be selected as a ligand (including an agonist) for the orphan receptor.
[0033]
In order to carry out the above method (3) or (4) for determining the ligand of the present invention, the above-mentioned cell stimulating activity via orphan receptor, for example, activation of MAP kinase, transcription factor (eg, CRE, AP1) , NFκB, etc., diacylglycerol production, ion channels on cell membranes (eg, K + , Ca 2+ , Na + , Cl ), Induction of apoptosis, change of cell morphology, transfer of receptor (fusion protein) from cell membrane to cytoplasm, activation of low molecular weight G protein (eg, Ras, Rap, Rho, Rab, etc.), cell division promotion The activity, DNA synthesis promoting activity, and the like can be measured using a known method or a commercially available measurement kit. Specifically, first, cells expressing the fusion protein are cultured in a multiwell plate or the like. Prior to ligand determination, replace the cells with a fresh medium or an appropriate buffer that is not toxic to cells, add test compounds, etc., incubate for a certain period of time, and then extract cells or collect supernatant to generate The metabolites determined are quantified according to the respective methods. When the production of a substance (for example, arachidonic acid) as an indicator of cell stimulating activity is difficult due to a degrading enzyme contained in a cell, an assay may be performed by adding an inhibitor to the degrading enzyme. In addition, the activity such as cAMP production suppression can be detected as a production suppression effect on cells whose basic production amount has been increased by forskolin or the like.
[0034]
In the measurement of the “translocation of the receptor into the cytoplasm” of the cell stimulating activity, the migration of the fusion protein from the cell membrane to the cytoplasm can be observed by measuring the fluorescence of a fluorescent protein such as GFP. In order to observe the movement of the fusion protein from the cell membrane to the cytoplasm, it is suitable to use animal cells stably or transiently expressing the fusion protein. A test compound diluted to an appropriate concentration is added to the cells cultured in an appropriate incubator using a normal medium. At this time, the test compound solution diluted directly into the medium may be added, but the cells are washed with Hanks' balanced salt solution (HBSS, BSA may be added at 0 to 10%, preferably 0.1 to 1%). After that, the same solution containing the test compound may be added. After adding the ligand, the cells are allowed to stand at 4 ° C. to 37 ° C., preferably 20 ° C. to 37 ° C. for 1 minute to 6 hours, preferably 10 minutes to 2 hours, and then the migration of the fusion protein from the cell membrane to the cytoplasm is observed. The cells can be observed as they are, but may be fixed with glutaraldehyde or formalin. The fixing method can be performed according to a known method.
Observation may be performed using a normal fluorescence microscope or confocal laser microscope, but a plate reader having a function of irradiating excitation light and a function of capturing a fluorescent image may also be used. At that time, in order to detect a fusion protein of the receptor and the wild-type GFP or GFPuv represented by SEQ ID NO: 3 or SEQ ID NO: 5, excitation with ultraviolet light, preferably 395 nm, fluorescein isocyanate (FITC) or It can be observed using a commercially available filter for GFP detection. Further, in order to detect the fusion protein with GFP shown in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 7, it is excited with excitation light of 460 to 500 nm, preferably 488 nm, and a FITC or a commercially available GFP detection filter is generally used. What is necessary is just to observe using.
Observation of microscopically observable morphological changes such as receptor aggregation (fusion protein) into the cytoplasm, as well as receptor aggregation, receptor localization, or decreased or increased receptor expression. You can also.
[0035]
When performing the ligand determination method B of the present invention, a plasmid containing a DNA encoding a reporter protein downstream of a specific enhancer / promoter, in addition to an expression vector for a fusion protein, is used to prepare a cell, preferably a cell derived from a eukaryote. It is necessary to incorporate into. This plasmid contains a promoter capable of expressing the reporter protein in a cell, preferably a cell derived from a eukaryote, and further comprises a drug resistance gene (for example, ampicillin resistance) as a selectable marker for growth in a prokaryote. Gene).
A plasmid containing a DNA encoding a reporter protein downstream of an enhancer / promoter may be a commercially available plasmid such as a plasmid that can express the reporter protein in a cell under the control of the enhancer and can be introduced into a cell. Any plasmid may be used.
As the enhancer, for example, an enhancer derived from a virus such as SV40 or papilloma virus, an LTR of a retrovirus, a cAMP response element (cAMP response element) (CRE), a TPA response element (TPA response element) (TRE), or the like is used. , Preferably a cAMP response element. Enhancers activated by the cell stimulating activity described above, which can be mediated by orphan receptors expressed by the cells, are suitable.
[0036]
As the promoter, for example, an SV40 promoter, a CMV promoter, a TATA-like promoter of the thymidine kinase gene of HSV and the like are used, and a TATA-like promoter is preferable.
As the reporter protein gene, for example, luciferase gene, β-galactosidase gene, GFP gene, alkaline phosphatase gene and the like are used. Any enzyme gene whose enzyme activity can be detected by a known method can be used as a reporter protein.
Specific examples of such a plasmid include a plasmid in which a gene encoding a TATA-like promoter and a reporter protein (eg, luciferase gene) are linked downstream of a cAMP response element, such as pCRE-Luc (Clontech).
As the cells used in the ligand determination method B, the above-described host cells are used, preferably eukaryotic cells, more preferably animal cells (eg, monkey cells COS-7, Vero, CHO cells, CHO (dhfr) ) Cells, mouse L cells, mouse AtT-20, mouse myeloma cells, rat GH3, human FL cells, human HEK293 cells, etc.).
[0037]
The cells may express two or more (preferably two to three) fusion proteins.
When expressing two or more fusion proteins, it is preferable to use two or more orphan receptors having similar biological characteristics.
Similar characteristics include, for example, the expression level of a reporter protein when each of two or more orphan receptors to be used is independently expressed. Specifically, when two or more orphan receptors are independently expressed, (1) the basal expression level of the reporter protein and / or (2) the expression level of the reporter protein upon addition of forskolin as an index, The characteristics of each receptor protein can be distinguished.
Therefore, when a ligand is determined by expressing two or more orphan receptors, the reporter protein is classified into low, medium, and clearly high basal expression levels in advance, or forskolin is added. It is desirable to clarify a receptor protein in which the expression level of the reporter protein is hardly increased. This is because, for example, when two types of receptor proteins, a receptor protein having a high basal expression level of a reporter protein and a receptor having a low basal expression level of a reporter protein, are expressed, when the ligand is bound to the latter, the expression level of the reporter protein increases. Is difficult to detect. That is:
(1) It is preferable to avoid mixing an orphan receptor having a high basal expression level of a reporter protein and a low receptor protein,
(2) It is preferable not to mix a receptor protein in which the expression level of a reporter protein is significantly increased by addition of forskolin and an orphan receptor in which the increase is not so significant.
(3) It is preferable to express a combination of orphan receptors having similar basal expression levels of reporter proteins.
Examples of combinations of orphan receptors having similar characteristics as described above include, for example, a combination of APJ (apelin receptor; Gene, 136, 355 (1993)) and TGR-1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-078492). Can be
[0038]
A specific example of the ligand determination method B will be described below.
The cells are seeded in a 96-well plate and cultured overnight, for example, in DMEM containing 10% fetal calf serum. Here, for example, a commercially available transfection kit is used to simultaneously introduce a fusion protein expression plasmid and a reporter plasmid into cells, and the cells are further cultured overnight to transiently express the orphan receptor in the cells. Let it. After the cells are washed and the medium is made serum-free, the test compound is added. When the enhancer is a CRE, forskolin may be added at the same time as the test compound. After a certain period of incubation, the cells are lysed and the activity of the reporter protein is measured.
In the above-described determination method, when the baseline of the reporter protein activity is high and it is difficult to detect a change in the activity by the test compound, a means for lowering the baseline may be taken. For example, when the orphan receptor is a G protein-coupled receptor protein (GPCR), a change in activity can be easily detected by adding a Gi protein that exhibits a cAMP inhibitory effect among the α subunits of the G protein. To express the Gi protein, a plasmid expressing the DNA encoding the Gi protein can be introduced into the cell along with the orphan receptor plasmid and the reporter plasmid. In this case, the mixing ratio of the three plasmids (orphan receptor plasmid: reporter plasmid: Gi plasmid) is preferably about 5 to 15: 1: 1 to 6, more preferably about 7: 1: 3.
In the ligand determination method B of the present invention, when the activity of the reporter protein increases or decreases by about 20% or more, preferably about 50% or more when a test compound is added, the test compound can be identified as a ligand. it can.
The test compound used in the ligand determination method B of the present invention is a compound selected from the aforementioned test compounds and the like.
[0039]
Furthermore, the kit for determining a ligand of the present invention contains cells capable of expressing the fusion protein of the present invention or a cell membrane fraction thereof.
Examples of the kit for determining a ligand of the present invention include the following.
1. Ligand determination reagent
(1) Measurement buffer and washing buffer
Hanks' Balanced Salt Solution (manufactured by Gibco) plus 0.05% bovine serum albumin (manufactured by Sigma).
The solution may be sterilized by filtration through a filter having a pore size of 0.45 μm and stored at 4 ° C., or may be prepared at use.
(2) Fusion protein preparation
CHO cells expressing the fusion protein were placed in a 12-well plate at 5 × 10 5 5 Passage at 37 ° C, 5% CO 2 , Cultured at 95% air for 2 days.
(3) Labeled test compound
Commercially available [ 3 H], [ 125 I], [ 14 C], [ 35 S] or a compound labeled by an appropriate method.
The aqueous solution is stored at 4 ° C. or −20 ° C., and diluted to 1 μM with a measuring buffer before use. Test compounds that are poorly soluble in water are dissolved in dimethylformamide, DMSO, methanol and the like.
(4) Unlabeled test compound
The same as the labeled compound is prepared at a concentration 100 to 1000 times higher.
[0040]
2. Measurement method
(1) CHO cells expressing the receptor protein of the present invention cultured on a 12-well tissue culture plate are washed twice with 1 ml of the measurement buffer, and then 490 μl of the measurement buffer is added to each well.
(2) 5 μl of the labeled test compound is added and reacted at room temperature for 1 hour. To determine the amount of non-specific binding, add 5 μl of unlabeled test compound.
(3) Remove the reaction solution and wash three times with 1 ml of washing buffer. The labeled test compound bound to the cells is dissolved in 0.2N NaOH-1% SDS, and mixed with 4 ml of liquid scintillator A (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).
(4) Radioactivity is measured using a liquid scintillation counter (manufactured by Beckman).
[0041]
As described above, according to the ligand determination methods (A and B) of the present invention, immunofluorescence using a fluorescent protein such as GFP or immunostaining using a fluorescent protein antibody such as a GFP antibody or Western blotting can be used.
(1) It can be confirmed that the receptor protein is expressed at the protein level,
(2) it can be confirmed that the receptor protein is expressed on the cell membrane,
(3) the amount of receptor protein expression can be estimated;
(4) selecting cells that highly express the receptor protein, and
(5) The specific reaction of the receptor by the ligand can be detected as the internalization of the fusion protein of the receptor and the fluorescent protein into cells. By utilizing these characteristics, the ligand of a receptor protein (orphan receptor) whose ligand has not been determined can be efficiently determined.
The ligand determined in this way binds to the receptor protein and regulates its physiological function, and thus can be used as a prophylactic and / or therapeutic agent for diseases related to the function of the receptor protein. Furthermore, using a ligand and its receptor protein, an agonist / antagonist of the receptor can be screened.
[0042]
In the present specification and drawings, bases, amino acids, and the like are represented by abbreviations based on the abbreviations by IUPAC-IUB Commission on Biochemical Nomenclature or commonly used abbreviations in the art. When an amino acid can have an optical isomer, the L-form is indicated unless otherwise specified.
[0043]
The sequence numbers in the sequence listing in the present specification indicate the following sequences.
SEQ ID NO: 1
1 shows the amino acid sequence of GFP (hereinafter abbreviated as GFP-1) used in Example 1.
SEQ ID NO: 2
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding GFP used in Example 1.
SEQ ID NO: 3
2 shows the amino acid sequence of wild-type GFP.
SEQ ID NO: 4
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding wild-type GFP.
SEQ ID NO: 5
1 shows the amino acid sequence of GFPuv.
SEQ ID NO: 6
2 shows the nucleotide sequence of DNA encoding GFPuv.
SEQ ID NO: 7
1 shows the amino acid sequence of EGFP.
SEQ ID NO: 8
1 shows the nucleotide sequence of cDNA encoding EGFP.
SEQ ID NO: 9
1 shows the amino acid sequence of human-derived G protein-coupled receptor protein TGR5 used in Example 1.
SEQ ID NO: 10
1 shows the nucleotide sequence of cDNA encoding human-derived G protein-coupled receptor protein TGR5 used in Example 1.
SEQ ID NO: 11
2 shows the base sequence of primer 1 used in the PCR reaction in Reference Example 1.
SEQ ID NO: 12
2 shows the base sequence of primer 2 used in the PCR reaction in Reference Example 1.
SEQ ID NO: 13
1 shows the amino acid sequence of human-derived parathyroid hormone receptor (PTH-R).
SEQ ID NO: 14
1 shows the nucleotide sequence of cDNA encoding human-derived parathyroid hormone receptor (PTH-R).
SEQ ID NO: 15
1 shows the amino acid sequence of human-derived GPR40.
SEQ ID NO: 16
1 shows the nucleotide sequence of cDNA encoding human-derived GPR40.
SEQ ID NO: 17
2 shows the amino acid sequence of His-Tag.
SEQ ID NO: 18
2 shows the amino acid sequence of V5-tag.
SEQ ID NO: 19
2 shows the amino acid sequence of myc-tag.
SEQ ID NO: 20
2 shows the amino acid sequence of Xpress-tag.
SEQ ID NO: 21
2 shows the amino acid sequence of HA-tag.
SEQ ID NO: 22
2 shows the amino acid sequence of ECFP.
SEQ ID NO: 23
1 shows the nucleotide sequence of cDNA encoding ECFP.
SEQ ID NO: 24
2 shows the amino acid sequence of EYFP.
SEQ ID NO: 25
1 shows the nucleotide sequence of cDNA encoding EYFP.
SEQ ID NO: 26
2 shows the amino acid sequence of DsRED.
SEQ ID NO: 27
1 shows the nucleotide sequence of cDNA encoding DsRED.
SEQ ID NO: 28
2 shows the amino acid sequence of EBFP.
SEQ ID NO: 29
1 shows the nucleotide sequence of cDNA encoding EBFP.
SEQ ID NO: 30
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor hBL5 and GFP-1.
SEQ ID NO: 31
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor h7TBA62 and GFP-1.
SEQ ID NO: 32
3 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor 14273 and GFP-1.
SEQ ID NO: 33
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor EMR3 and GFP-1.
SEQ ID NO: 34
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor GPR15 and GFP-1.
SEQ ID NO: 35
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor GPR31 and GFP-1.
SEQ ID NO: 36
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor GPRC5B and GFP-1.
SEQ ID NO: 37
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor PSEC0142 and GFP-1.
SEQ ID NO: 38
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor HE6 and GFP-1.
SEQ ID NO: 39
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor GPR61 and GFP-1.
SEQ ID NO: 40
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor TGR9 and GFP-1.
SEQ ID NO: 41
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor TGR24 and GFP-1.
SEQ ID NO: 42
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor ZGPR1 and GFP-1.
SEQ ID NO: 43
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor EMR1 and GFP-1.
SEQ ID NO: 44
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor GPR25 and GFP-1.
SEQ ID NO: 45
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor GPR55 and GFP-1.
SEQ ID NO: 46
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor AXOR14 and GFP-1.
SEQ ID NO: 47
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor TM7SF1 and GFP-1.
SEQ ID NO: 48
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor PSP24B and GFP-1.
SEQ ID NO: 49
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of the orphan receptor SREB3 and GFP-1.
SEQ ID NO: 50
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor TGR37 and GFP-1.
SEQ ID NO: 51
3 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor H963 and GFP-1.
SEQ ID NO: 52
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor GPR87 and GFP-1.
SEQ ID NO: 53
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor GPR91 and GFP-1.
SEQ ID NO: 54
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor PNR and GFP-1.
SEQ ID NO: 55
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor TGR29 and GFP-1.
SEQ ID NO: 56
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor TGR36 and GFP-1.
SEQ ID NO: 57
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor H9 and GFP-1.
SEQ ID NO: 58
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor TGR18 and GFP-1.
SEQ ID NO: 59
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor TGR19 and GFP-1.
SEQ ID NO: 60
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor AM-R and GFP-1.
SEQ ID NO: 61
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor GPR19 and GFP-1.
SEQ ID NO: 62
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor GPR45 and GFP-1.
SEQ ID NO: 63
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor GPRC5D and GFP-1.
SEQ ID NO: 64
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor LGR6 and GFP-1.
SEQ ID NO: 65
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor RUP3 and GFP-1.
SEQ ID NO: 66
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor TGR14 and GFP-1.
SEQ ID NO: 67
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor TPRA40 and GFP-1.
SEQ ID NO: 68
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor GPR22 and GFP-1.
SEQ ID NO: 69
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor GPR52 and GFP-1.
SEQ ID NO: 70
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor FLH2882 and GFP-1.
SEQ ID NO: 71
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of the orphan receptor SNORF36 and GFP-1.
SEQ ID NO: 72
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor MRG and GFP-1.
SEQ ID NO: 73
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of the orphan receptor SREB2 and GFP-1.
SEQ ID NO: 74
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor GPR12 and GFP-1.
SEQ ID NO: 75
3 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor GPR30 and GFP-1.
SEQ ID NO: 76
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor GPR82 and GFP-1.
SEQ ID NO: 77
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor RECAP and GFP-1.
SEQ ID NO: 78
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor HB954 and GFP-1.
SEQ ID NO: 79
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor RDC1 and GFP-1.
SEQ ID NO: 80
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor TGR6 and GFP-1.
SEQ ID NO: 81
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor A-2 and GFP-1.
SEQ ID NO: 82
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor JEG18 and GFP-1.
SEQ ID NO: 83
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor GPR17 and GFP-1.
SEQ ID NO: 84
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor GPR35 and GFP-1.
SEQ ID NO: 85
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor GPRC5C and GFP-1.
SEQ ID NO: 86
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor HM74 and GFP-1.
SEQ ID NO: 87
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor RPE and GFP-1.
SEQ ID NO: 88
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor TGR13 and GFP-1.
SEQ ID NO: 89
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor TGR27 and GFP-1.
SEQ ID NO: 90
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor DEZ and GFP-1.
SEQ ID NO: 91
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor ratGPR1 and GFP-1.
SEQ ID NO: 92
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor GPR3 and GFP-1.
SEQ ID NO: 93
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor GPR6 and GFP-1.
SEQ ID NO: 94
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor RAIG1 and GFP-1.
SEQ ID NO: 95
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor TGR2-1 and GFP-1.
SEQ ID NO: 96
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor TGR2-2 and GFP-1.
SEQ ID NO: 97
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor TGR21 and GFP-1.
SEQ ID NO: 98
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor GPR56 and GFP-1.
SEQ ID NO: 99
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor KIAA0758 and GFP-1.
SEQ ID NO: 100
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor RE2 and GFP-1.
SEQ ID NO: 101
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor P40 and GFP-1.
SEQ ID NO: 102
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor GPR27 and GFP-1.
SEQ ID NO: 103
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor HG38 and GFP-1.
SEQ ID NO: 104
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor DRR1 and GFP-1.
SEQ ID NO: 105
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor TGR12 and GFP-1.
SEQ ID NO: 106
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor TGR11 and GFP-1.
SEQ ID NO: 107
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor TGR15 and GFP-1.
SEQ ID NO: 108
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor TGR8 and GFP-1.
SEQ ID NO: 109
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor GPR20 and GFP-1.
SEQ ID NO: 110
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor TGR10 and GFP-1.
SEQ ID NO: 111
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor TGR30 and GFP-1.
SEQ ID NO: 112
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor GPR18 and GFP-1.
SEQ ID NO: 113
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor TGR25 and GFP-1.
SEQ ID NO: 114
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor GPR23 and GFP-1.
SEQ ID NO: 115
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor P2Y10 and GFP-1.
SEQ ID NO: 116
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor GPR37 and GFP-1.
SEQ ID NO: 117
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor ET (B) R-LP-2 and GFP-1.
SEQ ID NO: 118
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor FPRL2 and GFP-1.
SEQ ID NO: 119
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor GPR32 and GFP-1.
SEQ ID NO: 120
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor dj287G14.2 and GFP-1.
SEQ ID NO: 121
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor BRS-3 and GFP-1.
SEQ ID NO: 122
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor GPR39 and GFP-1.
SEQ ID NO: 123
3 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor 63A2 and GFP-1.
SEQ ID NO: 124
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor GPR84 and GFP-1.
SEQ ID NO: 125
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor GPR21 and GFP-1.
SEQ ID NO: 126
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor GPR48 and GFP-1.
SEQ ID NO: 127
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of the orphan receptor SNORF1 and GFP-1.
SEQ ID NO: 128
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor BA12 and GFP-1.
SEQ ID NO: 129
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor MAS and GFP-1.
SEQ ID NO: 130
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor OT7T009 and GFP-1.
SEQ ID NO: 131
2 shows the amino acid sequence of a fusion protein of orphan receptor TGR34 and GFP-1.
SEQ ID NO: 132
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor hBL5 and GFP-1.
SEQ ID NO: 133
2 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor h7TBA62 and GFP-1.
SEQ ID NO: 134
The nucleotide sequence of a DNA encoding a fusion protein of orphan receptor 14273 and GFP-1 is shown.
SEQ ID NO: 135
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor EMR3 and GFP-1.
SEQ ID NO: 136
2 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor GPR15 and GFP-1.
SEQ ID NO: 137
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor GPR31 and GFP-1.
SEQ ID NO: 138
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor GPRC5B and GFP-1.
SEQ ID NO: 139
The nucleotide sequence of the DNA encoding the fusion protein of the orphan receptor PSEC0142 and GFP-1 is shown.
SEQ ID NO: 140
1 shows the nucleotide sequence of a DNA encoding a fusion protein of orphan receptor HE6 and GFP-1.
SEQ ID NO: 141
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor GPR61 and GFP-1.
SEQ ID NO: 142
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor TGR9 and GFP-1.
SEQ ID NO: 143
1 shows the nucleotide sequence of a DNA encoding a fusion protein of orphan receptor TGR24 and GFP-1.
SEQ ID NO: 144
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor ZGPR1 and GFP-1.
SEQ ID NO: 145
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor EMR1 and GFP-1.
SEQ ID NO: 146
2 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor GPR25 and GFP-1.
SEQ ID NO: 147
1 shows the nucleotide sequence of a DNA encoding a fusion protein of orphan receptor GPR55 and GFP-1.
SEQ ID NO: 148
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor AXOR14 and GFP-1.
SEQ ID NO: 149
1 shows the nucleotide sequence of a DNA encoding a fusion protein of orphan receptor TM7SF1 and GFP-1.
SEQ ID NO: 150
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor PSP24B and GFP-1.
SEQ ID NO: 151
1 shows the nucleotide sequence of a DNA encoding a fusion protein of orphan receptor SREB3 and GFP-1.
SEQ ID NO: 152
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor TGR37 and GFP-1.
SEQ ID NO: 153
2 shows the nucleotide sequence of a DNA encoding a fusion protein of orphan receptor H963 and GFP-1.
SEQ ID NO: 154
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor GPR87 and GFP-1.
SEQ ID NO: 155
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor GPR91 and GFP-1.
SEQ ID NO: 156
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor PNR and GFP-1.
SEQ ID NO: 157
1 shows the nucleotide sequence of a DNA encoding a fusion protein of orphan receptor TGR29 and GFP-1.
SEQ ID NO: 158
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor TGR36 and GFP-1.
SEQ ID NO: 159
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor H9 and GFP-1.
SEQ ID NO: 160
2 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor TGR18 and GFP-1.
SEQ ID NO: 161
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor TGR19 and GFP-1.
SEQ ID NO: 162
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor AM-R and GFP-1.
SEQ ID NO: 163
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor GPR19 and GFP-1.
SEQ ID NO: 164
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor GPR45 and GFP-1.
SEQ ID NO: 165
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor GPRC5D and GFP-1.
SEQ ID NO: 166
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor LGR6 and GFP-1.
SEQ ID NO: 167
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor RUP3 and GFP-1.
SEQ ID NO: 168
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor TGR14 and GFP-1.
SEQ ID NO: 169
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor TPRA40 and GFP-1.
SEQ ID NO: 170
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor GPR22 and GFP-1.
SEQ ID NO: 171
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor GPR52 and GFP-1.
SEQ ID NO: 172
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor FLH2882 and GFP-1.
SEQ ID NO: 173
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor SNORF36 and GFP-1.
SEQ ID NO: 174
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor MRG and GFP-1.
SEQ ID NO: 175
2 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor SREB2 and GFP-1.
SEQ ID NO: 176
2 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor GPR12 and GFP-1.
SEQ ID NO: 177
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor GPR30 and GFP-1.
SEQ ID NO: 178
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor GPR82 and GFP-1.
SEQ ID NO: 179
1 shows the nucleotide sequence of a DNA encoding a fusion protein of orphan receptor RECAP and GFP-1.
SEQ ID NO: 180
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor HB954 and GFP-1.
SEQ ID NO: 181
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor RDC1 and GFP-1.
SEQ ID NO: 182
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor TGR6 and GFP-1.
SEQ ID NO: 183
1 shows the nucleotide sequence of a DNA encoding a fusion protein of orphan receptor A-2 and GFP-1.
SEQ ID NO: 184
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor JEG18 and GFP-1.
SEQ ID NO: 185
1 shows the nucleotide sequence of a DNA encoding a fusion protein of orphan receptor GPR17 and GFP-1.
SEQ ID NO: 186
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor GPR35 and GFP-1.
SEQ ID NO: 187
2 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor GPRC5C and GFP-1.
SEQ ID NO: 188
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor HM74 and GFP-1.
SEQ ID NO: 189
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor RPE and GFP-1.
SEQ ID NO: 190
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor TGR13 and GFP-1.
SEQ ID NO: 191
1 shows the nucleotide sequence of a DNA encoding a fusion protein of orphan receptor TGR27 and GFP-1.
SEQ ID NO: 192
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor DEZ and GFP-1.
SEQ ID NO: 193
2 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor ratGPR1 and GFP-1.
SEQ ID NO: 194
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor GPR3 and GFP-1.
SEQ ID NO: 195
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor GPR6 and GFP-1.
SEQ ID NO: 196
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor RAIG1 and GFP-1.
SEQ ID NO: 197
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor TGR2-1 and GFP-1.
SEQ ID NO: 198
1 shows the nucleotide sequence of a DNA encoding a fusion protein of orphan receptor TGR2-2 and GFP-1.
SEQ ID NO: 199
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor TGR21 and GFP-1.
SEQ ID NO: 200
2 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor GPR56 and GFP-1.
SEQ ID NO: 201
1 shows the nucleotide sequence of a DNA encoding a fusion protein of orphan receptor KIAA0758 and GFP-1.
SEQ ID NO: 202
2 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor RE2 and GFP-1.
SEQ ID NO: 203
1 shows the nucleotide sequence of a DNA encoding a fusion protein of orphan receptor P40 and GFP-1.
SEQ ID NO: 204
2 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor GPR27 and GFP-1.
SEQ ID NO: 205
1 shows the nucleotide sequence of a DNA encoding a fusion protein of orphan receptor HG38 and GFP-1.
SEQ ID NO: 206
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor DRR1 and GFP-1.
SEQ ID NO: 207
2 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor TGR12 and GFP-1.
SEQ ID NO: 208
2 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor TGR11 and GFP-1.
SEQ ID NO: 209
1 shows the nucleotide sequence of a DNA encoding a fusion protein of orphan receptor TGR15 and GFP-1.
SEQ ID NO: 210
1 shows the nucleotide sequence of a DNA encoding a fusion protein of orphan receptor TGR8 and GFP-1.
SEQ ID NO: 211
1 shows the nucleotide sequence of a DNA encoding a fusion protein of orphan receptor GPR20 and GFP-1.
SEQ ID NO: 212
1 shows the nucleotide sequence of a DNA encoding a fusion protein of orphan receptor TGR10 and GFP-1.
SEQ ID NO: 213
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor TGR30 and GFP-1.
SEQ ID NO: 214
2 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor GPR18 and GFP-1.
SEQ ID NO: 215
2 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor TGR25 and GFP-1.
SEQ ID NO: 216
1 shows the nucleotide sequence of a DNA encoding a fusion protein of orphan receptor GPR23 and GFP-1.
SEQ ID NO: 217
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor P2Y10 and GFP-1.
SEQ ID NO: 218
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor GPR37 and GFP-1.
SEQ ID NO: 219
1 shows the nucleotide sequence of a DNA encoding a fusion protein of orphan receptor ET (B) R-LP-2 and GFP-1.
SEQ ID NO: 220
1 shows the nucleotide sequence of a DNA encoding a fusion protein of orphan receptor FPRL2 and GFP-1.
SEQ ID NO: 221
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor GPR32 and GFP-1.
SEQ ID NO: 222
The nucleotide sequence of the DNA encoding the fusion protein of orphan receptor dj287G14.2 and GFP-1 is shown.
SEQ ID NO: 223
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor BRS-3 and GFP-1.
SEQ ID NO: 224
1 shows the nucleotide sequence of a DNA encoding a fusion protein of orphan receptor GPR39 and GFP-1.
SEQ ID NO: 225
2 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor 63A2 and GFP-1.
SEQ ID NO: 226
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor GPR84 and GFP-1.
SEQ ID NO: 227
1 shows the nucleotide sequence of a DNA encoding a fusion protein of orphan receptor GPR21 and GFP-1.
SEQ ID NO: 228
2 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor GPR48 and GFP-1.
SEQ ID NO: 229
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor SNORF1 and GFP-1.
SEQ ID NO: 230
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor BA12 and GFP-1.
SEQ ID NO: 231
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor MAS and GFP-1.
SEQ ID NO: 232
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor OT7T009 and GFP-1.
SEQ ID NO: 233
1 shows the nucleotide sequence of DNA encoding a fusion protein of orphan receptor TGR34 and GFP-1.
[0044]
The transformant Escherichia coli JM109 / pCR4-hTGR5 obtained in Reference Example 1 has been used since April 3, 2000, 1-1, Higashi 1-1, Tsukuba City, Ibaraki Pref. 305-8566) at the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) under the Patent Organism Depositary Center (formerly Ministry of International Trade and Industry, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (NIBH)) under the deposit numbers FERM BP-7114 and 2000 (2000). It has been deposited with the Fermentation Research Institute (IFO) at 17-17-85, Jusanhoncho, Yodogawa-ku, Osaka-shi, Osaka (Postal code 532-8686) from March 23, 2003 as deposit number IFO 16410.
[0045]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Reference Examples and Examples, but these examples do not limit the scope of the present invention. In addition, the genetic manipulation using Escherichia coli followed the method described in Molecular cloning (Molecular cloning).
[0046]
Reference Example 1 Cloning and nucleotide sequence of cDNA encoding human spleen G protein-coupled receptor protein
Using human spleen cDNA (Clontech) as a template, a PCR reaction was performed using two primers, primer 1 (SEQ ID NO: 11) and primer 2 (SEQ ID NO: 12). The composition of the reaction solution in the reaction was as follows: 1/10 amount of the template cDNA, 1/50 amount of Advantage-GC2 Polymerase Mix (Clontech), 0.5 μM each of primer 1 (SEQ ID NO: 11) and primer 2 (SEQ ID NO: 12). , 200 μM of dNTPs, 1/5 of the buffer attached to the enzyme product, and 1/5 of GC Melt. The final volume was 20 μl. In the PCR reaction, a cycle of 94 ° C for 30 seconds, 60 ° C for 30 seconds, and 68 ° C for 2 minutes was repeated 30 times after 94 ° C for 5 minutes, and an extension reaction was finally performed at 68 ° C for 5 minutes. The PCR reaction product was subcloned into a plasmid vector pCR4 (Invitrogen) according to the procedure of a TA cloning kit (Invitrogen). This was introduced into E. coli JM109, and a clone having the cDNA of the PCR product was selected on an LB agar medium containing ampicillin. As a result of analyzing the sequence of each clone, a cDNA sequence (SEQ ID NO: 10) encoding a novel G protein-coupled receptor protein was obtained. The novel G protein-coupled receptor protein having the amino acid sequence deduced from this cDNA sequence (SEQ ID NO: 9) was named TGR5. A transformant containing the DNA represented by SEQ ID NO: 10 was named Escherichia coli JM109 / pCR4-hTGR5.
[0047]
Reference Example 2 Detection of reporter activation by cholesterol metabolism-related substances in human HEK293 cells transiently expressing TGR5
The detection of TGR5-specific stimulatory activity by a cholesterol metabolism-related substance was performed using the expression level of a reporter gene product (luciferase) produced by induction of CRE promoter expression as an index.
Human-derived HEK293 cells were suspended in a growth medium (DMEM (Dulbecco's Modified Eagle Medium) (GibcoBRL) supplemented with 10% fetal bovine serum (GibcoBRL)) and 1 × 10 5 5 Cells were plated in a Black well 96-well plate (Becton Dickinson) coated with collagen at a concentration of cells / well. 37 ° C, 5% CO 2 After culturing overnight under the conditions, the expression vector pAKKO-111H for animal cells (Biochem. Biophys. Acta, Hinuma, S. et al., 1989) together with a reporter gene-containing plasmid pCRE-Luc (Clontech) is used in a known manner. 1219, 251-259, 1994), a TGR5 expression vector plasmid prepared by inserting the TGR5 gene into pAKKO-1.111H or the original pAKKO-111H containing no TGR5 gene. Transfections were performed as follows.
OPTI-MEM-I (GibcoBRL) and Lipofectamine TM Lipofectamine dilutions were prepared by mixing 2000 reagents (GibcoBRL) at 24: 1. Further, a DNA diluent is prepared by mixing OPTI-MEM-I, TGR5 expression vector plasmid or original vector plasmid (240 ng / μl) and pCRE-Luc (240 ng / μl) at 24: 0.9: 0.1. Was prepared. An equal amount of the lipofectamine diluent and the DNA diluent are mixed and left at room temperature for 20 minutes to form a complex of DNA and lipofectamine. Then, 25 μl of the solution is added to a plate on which the HEK293 cells are cultured. At 37 ° C, 5% CO 2 The cells were cultured overnight under the conditions.
After washing the transfected HEK293 cells with an assay medium (DMEM supplemented with 0.1% bovine serum albumin), lithocholic acid (Wako Pure Chemical) and progesterone (Wako Pure Chemical) diluted with the assay medium were washed. ) Is 2 × 10 -5 M at 37 ° C, 5% CO 2 The cells were cultured under the conditions for 4 hours. The culture supernatant is discarded, 50 μl of Picagene LT2.0 (Toyo Ink Mfg. Co., Ltd.), a substrate for measuring luciferase activity, is added, and the luciferase luminescence is measured using a plate reader (ARVO sx multilabel counter, Wallac). Was measured.
As a result, an increase in luciferase activity by lithocholic acid and progesterone was specifically observed in HEK293 cells into which the TGR5 gene having the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 10 was introduced (FIG. 1).
[0048]
Reference Example 3 Introduction of G protein-coupled receptor protein expression plasmid and reporter plasmid into host cells
Various G protein-coupled receptor protein cDNAs prepared by known methods, ie thyroid hormone stimulating factor receptor (TRHR), neuromedin U receptor (FM-3 and TGR-1), prolactin releasing factor receptor (hGR3), apelin receptor (APJ) ) Was used to transform Escherichia coli JM109. The resulting colonies were isolated and cultured, and then the plasmids were prepared using QIAGEN Plasmid Maxi Kit (Qiagen). In addition, a reporter plasmid of pCRE-Luc (Clontech) in which a luciferase gene was linked as a reporter downstream of the cAMP response element (CRE) was prepared in the same manner.
As host cells for introducing the G protein-coupled receptor protein expression plasmid and the reporter plasmid, human HEK293 cells were coated on a 96-well black plate (Becton Dickinson) coated with type I collagen at 100,000 cells / well at a culture volume of 100 μl. Seeded and cultured overnight. CHO (dhfr ) CHO-mock cells transformed with pAKKO-111H were seeded on a Costar 96-well black plate at 40,000 cells / well in a culture volume of 100 μl and cultured overnight. For all cells, a medium obtained by adding only 10% fetal bovine serum to DMEM (Gibco BRL) as a medium for plate culture was used.
Each of the above plasmids was diluted to a concentration of 240 ng / μl, and added to 240 μl of Opti-MEM-I (Gibco BRL) at a ratio of 9 μl of the expression plasmid for the G protein-coupled receptor protein and 1 μl of the reporter plasmid. This was mixed with an equal amount of 240 μl of Opti-MEM-I to which 10 μl of Lipofectamine 2000 (GibcoBRL) was added and mixed with the lipofectamine 2000 according to the method attached to Lipofectamine 2000. A complex was formed. For efficient screening, three types of receptor expression plasmids were added at 5 μl each at a concentration of 240 ng / μl, and the ratios of other reagents were the same as those described above. These were added at 25 μl / well to the culture solution of HEK293 or CHO-mock cells, and cultured at 37 ° C. overnight to introduce the plasmid. For the CHO-mock cells, the culture solution was replaced with an assay buffer (DMEM supplemented with 0.1% bovine serum albumin) 4 hours after the addition of the plasmid, and serum-free was performed.
[0049]
Reference example 4 Detection of ligand activity by reporter assay
For HEK293 cells, the culture solution was exchanged for the assay buffer described in Reference Example 1 one hour before the assay, and preincubation was performed. A solution prepared by dissolving a ligand or a ligand candidate compound in an assay buffer was prepared and added to the HEK293 cells or CHO-mock cells prepared in Reference Example 3. In addition, the assay under the condition that forskolin at a final concentration of 2 μM was added to the assay buffer was performed in the same manner. Incubation was performed for 4 hours after the addition of the ligand or the test compound to induce the promotion or suppression of transcription / translation of a reporter gene derived from intracellular signal transduction induced by the agonist activity of the ligand via the receptor. After the completion of the incubation, the assay buffer in each well was removed, and 50 μl of a luminescent substrate of Picker Gene LT2.0 (Toyo Ink) was added. After the cells were lysed and thoroughly mixed with the substrate, the amount of luminescence corresponding to the amount of reporter gene expression induced in each well was measured using the plate reader described in Reference Example 2.
Using expression plasmids into which various G protein-coupled receptor protein cDNAs were inserted according to the methods described in Reference Examples 3 and 4, the induction of reporter gene expression induced by ligand stimulation in HEK293 cells was measured. Regarding the CRFR coupled to Gs as an α subunit of a G protein that transmits a signal into cells, activation of the reporter gene by addition of a ligand was detected under any of the conditions in which forskolin was not added or added. In addition, for APJ conjugated to Gi, which is an inhibitory agent, suppression of reporter gene expression by addition of a ligand was detected under the conditions of forskolin addition. In addition, with respect to the receptors TRHR, FM-3, and TGR-1 coupled to Gq, promotion of the expression of the reporter gene was detected under the addition of forskolin. Similarly, for the receptor hGR3, which is coupled to both Gq and Gi, promotion of reporter gene expression was detected under the addition of forskolin (FIG. 2).
[0050]
Reference example 5 Reporter assay using inhibitory G protein α subunit Gi expression plasmid
An expression plasmid for the inhibitory G protein α subunit (Gi) was prepared in the same manner as in the G protein receptor expression plasmid shown in Reference Example 3 (Gi is not limited to animal species). 3 μl of this, 7 μl of the receptor expression plasmid and 1 μl of the reporter plasmid were added to 240 μl of Opti-MEM-I, and the DNA was introduced into HEK293 or CHO-mock cells in the same manner as in Example 2 except for the other conditions. did. When the total amount of these three plasmids is 11 μl, Gi is 1 to 6 μl, preferably 1 to 3 μl. These were assayed according to the method of Example 3 to detect ligand activity.
That is, as a result of detecting the reaction of TGR5 with lithocholic acid in the presence of Gi, in the assay of the G protein receptor TGR5 using CHO-mock cells, Gi was simultaneously expressed with TGR5, and thus when Gi ligand was not added (ligand (ligand ( -)), The luciferase activity of the ligand (lithocholic acid, 2 × 10 -5 M, ligand (+)) to detect an increase in activity (FIG. 3).
[0051]
Example 1 Transfer of TGR5-GFP fusion protein expressed in CHO cells into cells by addition of taurolithocholic acid
An expression plasmid for expressing a fusion protein in which Green Fluorescent Protein (GFP) isolated from Oan jellyfish was connected to the C-terminus of TGR5 was constructed. At that time, a fragment cut out from the GFP expression vector pQBI25 (Takara Shuzo) was used as GFP cDNA (SEQ ID NO: 2). The TGR5 cDNA was modified at its stop codon to a recognition sequence for the restriction enzyme NheI by PCR, and a GFP cDNA fragment was ligated thereto and inserted into the expression vector pAKKO-111H described in Example 1. The thus obtained expression vector plasmid of the fusion protein of TGR5 and GFP (hereinafter, TGR5-GFP) was transfected into CHO-mock cells by the following method. The CHO-mock cells were suspended in a growth medium [DMEM (Dulbecco's Modified Eagle Medium) (GIBCO BRL) supplemented with 10% fetal bovine serum (GIBCO BRL)], and 0.6 × 10 6 5 The cells were spread at a concentration of cells / chamber on a Lab-Tek II coverglass chamber with 4 chambers (Nalgen Nunc) at 37 ° C., 5% CO 2. 2 After overnight culture under the conditions, transfection was performed. Lipofectamine for transfection TM 2000 reagents (GIBCO BRL) were used. First, Lipofectamine TM 2000 μl of 2 μl and 50 μl of OPTI-MEM-I (GIBCO BRL) were mixed, left for 5 minutes, then mixed with 0.48 μg of DNA and 50 μl of OPTI-MEM-I, and allowed to stand at room temperature for 20 minutes. By this, a complex of DNA and Lipofectamine was formed. 100 μl of this mixed solution was added to the chamber in which the above CHO cells were cultured, and further added at 37 ° C., 5% CO 2. 2 The cells were cultured overnight under the conditions. The medium was replaced with a confocal microscope observation medium [a suspension of 0.1% bovine albumin (Essentially Fatty Acid Free (GIBCO BRL)) in Hanks' Balanced Salt Solution (GIBCO BRL)] and a confocal microscope ( (Leica) to observe the fluorescence image of GFP. At that time, GFP was excited at 488 nm.
As a result, the TGR5-GFP fusion protein was observed on the cell membrane (FIG. 4). Taurolithocholic acid is added to the cells for 10 minutes. -5 It was found that the fluorescence of GFP moved to the cytoplasm, not to the cell membrane, 30 minutes after the addition to the medium so as to reach M (FIG. 5). This indicates that TGR5 is a G protein-coupled receptor expressed on the cell membrane, and that TGR5 translocated to the cytoplasm in response to taurolithocholic acid, that is, internalized.
[0052]
Example 2 Expression of parathyroid hormone receptor (PTH-R) and GFP fusion protein by transient expression in pancreatic β cell line RINm5F
In the same manner as in Example 1, an expression plasmid for expressing a fusion protein in which GFP was linked to the C-terminal of human PTH-R (SEQ ID NO: 13) was inserted into the expression vector pAKKO-111H described in Reference Example 2. An expression vector was prepared. The thus obtained expression vector plasmid of the fusion protein of PTH-R and GFP (hereinafter, PTH-GFP) was transfected into RINm5F cells by the following method. The RINm5F cells were suspended in a growth medium [RPMI1640 (GIBCO BRL) supplemented with 10% of Charcoal / Dextran-treated fetal bovine serum (Hyclone)] and 0.3 × 10 5 5 At a concentration of cells / chamber, a Lab-Tek II cover glass chamber (Nalgen Nunc) with 8 chambers was spread, and 37 ° C., 5% CO 2. 2 After overnight culture under the conditions, transfection was performed. Lipofectamine for transfection TM 2000 reagents (GIBCO BRL) were used. First, Lipofectamine TM 2000 reagent 3.3 μl and OPTI-MEM-I (GIBCO BRL) 80 μl are mixed, left for 5 minutes, and then mixed with 0.72 μg of DNA and a mixture of OPTI-MEM-I 80 μl, and room temperature for 20 minutes. To form a complex of DNA and Lipofectamine. 160 μl of this mixture was added to the chamber in which the RINm5F cells were cultured, and further added at 37 ° C., 5% CO 2. 2 The cells were cultured overnight under the conditions. Observation with a confocal microscope was performed in the same manner as in Example 1.
As a result, expression of the PTH-GFP fusion protein on the cell membrane was observed.
[0053]
Example 3 Expression of GPCR and GFP fusion protein using insulin II promoter
In the same manner as in Example 1, a fragment obtained by connecting GFP to the C-terminus of human GPR40 (SEQ ID NO: 15) was inserted downstream of the mouse insulin II promoter cloned from the mouse genome. An expression vector for expressing a fusion protein (hereinafter, GPR40-GFP) was prepared. The thus obtained GPR40-GFP expression vector plasmid was transfected into MIN6 cells by the following method. MIN6 cells were prepared by adding a 15% final concentration of fetal bovine serum (Trace), 55 μM 2-mercaptoethanol (Invitrogen), 20 mM HEPES (Dai Nippon Pharmaceutical Co., Ltd.) to a growth medium [DMEM (containing 4.5 g / l Glucose) (Invitrogen)]. ) Were added to the suspension, and 1.2 × 10 5 Spread the cells at a concentration of cells / chamber onto a Lab Tek II coverglass chamber with 4 chambers (Nalge Nunc) at 37 ° C., 5% CO 2. 2 After transfection for two nights under the conditions, transfection was performed. Lipofectamine for transfection TM 2000 reagents (Invitrogen) were used. First, Lipofectamine TM 2000 μl of 4 μl of reagent and 100 μl of Opti-MEM medium (Invitrogen) were mixed, left for 5 minutes, mixed with 2 μg of DNA and 100 μl of Opti-MEM medium, and allowed to stand at room temperature for 20 minutes. And a lipofectamine complex. 100 μl of this mixture was added to the chamber in which the above MIN6 cells were cultured, and the mixture was added at 37 ° C., 5% CO 2. 2 After culturing for 4 hours under the conditions, the medium was replaced with 400 μl of a new growth medium, and further cultured overnight. Observation with a confocal microscope was performed in the same manner as in Example 1.
As a result, it was observed that the GPR40-GFP fusion protein was expressed in the cell membrane of MIN6 cells.
[0054]
Example 4 Production of transformant capable of expressing each of 102 fusion proteins
According to the method of Example 1, a DNA encoding a fusion protein of 102 types of receptor proteins whose ligands have not been determined and GFP comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or its modified amino acid sequence (sequence: No. 132 to SEQ ID NO: 233) were prepared and transfected into CHO-mock cells. When these CHO cells were cultured in the same manner as in Example 1, expression of the fusion protein was observed in CHO-mock cells.
[0055]
【The invention's effect】
The method of the present invention for determining the ligand of a receptor protein for which a ligand has not been determined is simple and can be performed in a short time because various cell lines can be used.
[0056]
[Sequence list]
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[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows the results of detection of reporter activation by a cholesterol metabolism-related substance (n = 2) in HEK293 cells into which a TGR5 expression vector has been introduced (A) and HEK293 cells into which only the original vector has been introduced (B).
FIG. 2 shows the results of reporter gene expression induction in response to ligand stimulation in HEK293 cells.
FIG. 3 shows the results of the reaction of TGR5 with lithocholic acid in the presence of Gi.
FIG. 4 shows the localization of a TGR5-GFP fusion protein expressed in CHO cells in the absence of a ligand. The white line in the figure indicates 4 μm.
FIG. 5 shows the localization of the fusion protein 30 minutes after TLCA was added to CHO cells expressing TGR5-GFP. The white line in the figure indicates 4 μm.

Claims (28)

リガンドが決定されていないレセプタータンパク質と蛍光タンパク質との融合タンパク質を用いることを特徴とする該レセプタータンパク質に対するリガンドの決定方法。A method for determining a ligand for a receptor protein, which comprises using a fusion protein of a fluorescent protein and a receptor protein for which a ligand has not been determined. リガンドが決定されていないレセプタータンパク質とGFPとの融合タンパク質を用いることを特徴とする請求項1記載のリガンドの決定方法。The method for determining a ligand according to claim 1, wherein a fusion protein of a GFP and a receptor protein for which a ligand has not been determined is used. リガンドが決定されていないレセプタータンパク質とGFPとの融合タンパク質を発現している細胞またはその細胞膜画分と、試験化合物とを接触させることを特徴とする請求項1記載のリガンドの決定方法。The method for determining a ligand according to claim 1, wherein the test compound is contacted with a cell expressing a fusion protein of GFP and a receptor protein for which a ligand has not been determined, or a cell membrane fraction thereof. (1)アラキドン酸遊離、アセチルコリン遊離、細胞内Ca2+遊離、細胞内cAMP生成、細胞内cGMP生成、イノシトールリン酸産生、細胞膜電位変動、細胞内タンパク質のリン酸化、c−fos活性化またはpHの低下を促進する活性または抑制する活性、(2)MAPキナーゼの活性化、(3)転写因子の活性化、(4)ジアシルグリセロール産生、(5)細胞膜上のイオンチャンネルの開閉、(6)アポトーシスの誘導、(7)形態変化、(8)該融合タンパク質の細胞膜から細胞質への移行、(9)低分子量Gタンパク質の活性化、(10)細胞分裂促進活性または(11)DNA合成促進活性を測定することを特徴とする請求項1記載のリガンドの決定方法。(1) Arachidonic acid release, acetylcholine release, intracellular Ca 2+ release, intracellular cAMP production, intracellular cGMP production, inositol phosphate production, cell membrane potential fluctuation, intracellular protein phosphorylation, c-fos activation or pH Activity to promote or suppress reduction, (2) MAP kinase activation, (3) transcription factor activation, (4) diacylglycerol production, (5) opening and closing of ion channels on cell membrane, (6) apoptosis Induction, (7) morphological change, (8) translocation of the fusion protein from the cell membrane to the cytoplasm, (9) activation of low molecular weight G protein, (10) cell division promoting activity or (11) DNA synthesis promoting activity. The method for determining a ligand according to claim 1, wherein the measurement is performed. 該融合タンパク質の細胞膜から細胞質への移行を測定することを特徴とする請求項1記載のリガンドの決定方法。The method for determining a ligand according to claim 1, wherein the translocation of the fusion protein from the cell membrane to the cytoplasm is measured. GFP蛍光を観察することにより該融合タンパク質の細胞膜から細胞質への移行を測定する請求項5記載のリガンドの決定方法。The method for determining a ligand according to claim 5, wherein the translocation of the fusion protein from the cell membrane to the cytoplasm is measured by observing GFP fluorescence. リガンドが決定されていないレセプタータンパク質と蛍光タンパク質との融合タンパク質を発現し、かつ、cAMPレスポンスエレメント/プロモーターの下流にレポータータンパク質をコードするDNAを連結したプラスミドを含有する細胞と試験化合物とを接触させて、レポータータンパク質の活性を測定することを特徴とする請求項1記載のリガンドの決定方法。A test compound is brought into contact with cells containing a plasmid that expresses a fusion protein of a receptor protein for which a ligand has not been determined and a fluorescent protein and has a DNA encoding a reporter protein downstream of a cAMP response element / promoter. 2. The method for determining a ligand according to claim 1, wherein the activity of the reporter protein is measured. (1)リガンドが決定されていないレセプタータンパク質と蛍光タンパク質との融合タンパク質をコードするDNAを含有するプラスミドおよび(2)cAMPレスポンスエレメント/プロモーターの下流にレポータータンパク質をコードするDNAを連結したプラスミドを含有する細胞を培養し、試験化合物と接触させてレポータータンパク質の活性を測定することを特徴とする請求項7記載の方法。(1) a plasmid containing a DNA encoding a fusion protein of a receptor protein and a fluorescent protein whose ligand has not been determined, and (2) a plasmid containing a DNA encoding a reporter protein linked downstream of a cAMP response element / promoter. 8. The method according to claim 7, wherein the cells to be cultured are cultured and contacted with a test compound to measure the activity of the reporter protein. リガンドが決定されていないレセプタータンパク質とGFPとの融合タンパク質を発現し、かつ、cAMPレスポンスエレメント/プロモーターの下流にレポータータンパク質をコードするDNAを連結したプラスミドを含有する細胞と試験化合物とを接触させて、レポータータンパク質の活性を測定することを特徴とする請求項2記載のリガンドの決定方法。A test compound is brought into contact with cells containing a plasmid containing a fusion protein of GFP with a receptor protein for which a ligand has not been determined and having a DNA encoding a reporter protein downstream of a cAMP response element / promoter. 3. The method for determining a ligand according to claim 2, wherein the activity of the reporter protein is measured. (1)リガンドが決定されていないレセプタータンパク質とGFPとの融合タンパク質をコードするDNAを含有するプラスミドおよび(2)cAMPレスポンスエレメント/プロモーターの下流にレポータータンパク質をコードするDNAを連結したプラスミドを含有する細胞を培養し、試験化合物と接触させてレポータータンパク質の活性を測定することを特徴とする請求項9記載の方法。(1) a plasmid containing a DNA encoding a fusion protein of a receptor protein and a GFP whose ligand has not been determined, and (2) a plasmid containing a DNA encoding a reporter protein linked downstream of a cAMP response element / promoter. The method according to claim 9, wherein the cells are cultured, and the activity of the reporter protein is measured by bringing the cells into contact with a test compound. レセプタータンパク質がGタンパク質共役型レセプタータンパク質である請求項1記載の方法。The method according to claim 1, wherein the receptor protein is a G protein-coupled receptor protein. GFPが配列番号:1、配列番号:3、配列番号:5または配列番号:7で表わされるアミノ酸配列と同一または実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質である請求項1記載の方法。2. The method according to claim 1, wherein GFP is a protein containing an amino acid sequence identical or substantially identical to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 5 or SEQ ID NO: 7. プロモーターがTATA様配列である請求項7記載の方法。The method according to claim 7, wherein the promoter is a TATA-like sequence. レポータータンパク質がルシフェラーゼである請求項7記載の方法。The method according to claim 7, wherein the reporter protein is luciferase. プラスミドがcAMPレスポンスエレメントの下流にTATA様プロモーターおよびレポータータンパク質をコードする遺伝子を連結したものである請求項7記載の方法。The method according to claim 7, wherein the plasmid is obtained by ligating a gene encoding a TATA-like promoter and a reporter protein downstream of the cAMP response element. 細胞が、リガンドが決定されていない2種類以上のレセプタータンパク質を発現している請求項7記載の方法。8. The method of claim 7, wherein the cells express two or more receptor proteins for which a ligand has not been determined. 細胞が、抑制性Gタンパク質αサブユニットGiをコードする遺伝子を含有するプラスミドを更に含有する請求項7記載の方法。The method according to claim 7, wherein the cell further comprises a plasmid containing a gene encoding an inhibitory G protein α subunit Gi. さらにフォルスコリンを添加する請求項7記載の方法。The method according to claim 7, further comprising adding forskolin. 2種類以上のレセプタータンパク質が類似の特徴を有することを特徴とする請求項16記載の方法。17. The method of claim 16, wherein two or more receptor proteins have similar characteristics. 類似の特徴がレポータータンパク質の基礎発現量および(または)フォルスコリン添加時のレポータータンパク質の発現量である請求項19記載の方法。20. The method according to claim 19, wherein similar characteristics are the basal expression level of the reporter protein and / or the expression level of the reporter protein upon addition of forskolin. 予め2種類以上のレセプタータンパク質をそれぞれ単独で発現させた時のレポータータンパク質の基礎発現量および/またはフォルスコリン添加時のレポータータンパク質の発現量を測定し、該レポータータンパク質の発現量が同程度である2種類以上のレセプタータンパク質を組み合わせて発現させることを特徴とする請求項16記載の方法。The basal expression level of the reporter protein and / or the expression level of the reporter protein when forskolin is added when two or more receptor proteins are independently expressed are measured in advance, and the expression levels of the reporter proteins are comparable. 17. The method according to claim 16, wherein two or more receptor proteins are expressed in combination. リガンドが決定されていないレセプタータンパク質と蛍光タンパク質との融合タンパク質またはその塩。A fusion protein of a receptor protein for which a ligand has not been determined and a fluorescent protein, or a salt thereof. 蛍光タンパク質がGFPである請求項22記載の融合タンパク質またはその塩。23. The fusion protein according to claim 22, wherein the fluorescent protein is GFP, or a salt thereof. 請求項22記載の融合タンパク質をコードするDNAを含有するDNA。A DNA containing the DNA encoding the fusion protein according to claim 22. 請求項22記載のDNAを含有する組換えベクター。A recombinant vector containing the DNA according to claim 22. 請求項25記載の組換えベクターで形質転換させた形質転換体。A transformant transformed with the recombinant vector according to claim 25. リガンドが決定されていないレセプタータンパク質に対するリガンドを決定するための蛍光タンパク質の使用。Use of a fluorescent protein to determine a ligand for a receptor protein for which a ligand has not been determined. リガンドが決定されていないレセプタータンパク質に対するリガンドを決定するためのGFPの使用。Use of GFP to determine a ligand for a receptor protein for which a ligand has not been determined.
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