JP2005160433A - Method for producing protein by using cell-free protein synthesis system - Google Patents

Method for producing protein by using cell-free protein synthesis system Download PDF

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Harue Katsumi
治恵 勝見
Yoshikazu Kurosawa
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new cell-free protein synthesis system capable of synthesizing a rightly folded protein. <P>SOLUTION: An objective protein is synthesized in a cell-free protein synthesis system in the presence of one or more specifically bonding molecules selected from (a) an antibody to the objective protein, (b) a ligand for the objective protein when the protein is a receptor, (c) a receptor when the objective protein is a ligand, (d) other molecule when the objective protein forms a complex with other molecule in the case of exhibiting the activity of the protein and (e) a molecule recognizing a structure temporarily existing in a process to form the right folding of the objective protein and bonding with the structure. The right folding of the objective protein is promoted by the bonding of the specifically bonding molecule to the objective protein in the course of synthesis. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、無細胞タンパク質合成系を利用してタンパク質を製造する方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a protein using a cell-free protein synthesis system.

ヒトゲノムやイネゲノム等の塩基配列の解明が急速に進むポストゲノム時代の現在、ゲノム中に含まれる遺伝子の発現産物であるタンパク質の構造や機能の解明が進められている。特に、所定のコンホメーションをとることによって、又は翻訳後修飾を受けることによって固有の機能を発揮する機能性タンパク質(各種の酵素や抗体等)の解析に大きな関心がもたれている。このようなタンパク質の解析を進めるためには、解析に供し得る程度に目的のタンパク質を大量に生産しなければならない。しかも、高品質の状態のタンパク質を用意することが望まれる。しかしタンパク質の合成に関しては、核酸(遺伝子)の高品質且つ迅速な生産を可能としたPCR法に相当するような方法は未だ存在しない。   In the post-genome era, where the elucidation of the base sequence of the human genome, rice genome, etc. is advancing rapidly, the elucidation of the structure and function of the protein that is the expression product of the gene contained in the genome is in progress. In particular, there is great interest in the analysis of functional proteins (various enzymes, antibodies, etc.) that exhibit specific functions by adopting a predetermined conformation or by undergoing post-translational modification. In order to proceed with the analysis of such a protein, the target protein must be produced in large quantities to the extent that it can be used for the analysis. Moreover, it is desirable to prepare a protein in a high quality state. However, with regard to protein synthesis, there is still no method equivalent to the PCR method that enables high-quality and rapid production of nucleic acids (genes).

従来、タンパク質を合成する方法としては、大腸菌、酵母、培養細胞などの生細胞を用いる発現系(生細胞系)が広く利用されてきた。しかし、例えば細菌(例えば大腸菌)を用いた発現系で真核生物のタンパク質を発現させると封入体(inclusion body)が生じ易く、天然型(ネイティブ)の活性を保持したタンパク質が得られない場合が多い。一方、酵母などの真核生物を用いた発現系も利用されているが、効率性や操作性の面で問題を抱えているため、多種類のタンパク質の同時解析を目的とする場合など、短時間で数多くのタンパク質を合成することには好適な方法とは言えない。また、生細胞は自己の細胞機能を維持するために外来タンパク質を排除する傾向が強いため、発現が困難なタンパク質も多い。   Conventionally, as a method for synthesizing proteins, expression systems (live cell systems) using live cells such as Escherichia coli, yeast, and cultured cells have been widely used. However, when eukaryotic proteins are expressed in an expression system using bacteria (for example, E. coli), inclusion bodies are likely to be produced, and proteins that retain the activity of the native type (native) may not be obtained. Many. On the other hand, although expression systems using eukaryotes such as yeast are also used, there are problems in terms of efficiency and operability, so there are short cases such as when analyzing multiple types of proteins simultaneously. It is not a suitable method for synthesizing many proteins in time. In addition, since living cells have a strong tendency to exclude foreign proteins in order to maintain their own cell functions, many proteins are difficult to express.

生細胞系が抱える上記の問題点を解決できる方法として、無細胞タンパク質合成系(以下、「無細胞系」とも呼ぶ)或いはin vitro翻訳系と呼ばれる、細胞を用いないタンパク質合成方法が開発され、近年特に注目を集めている。無細胞系は、生細胞を維持しなくてよいことから操作性に優れ系の自由度も高いこと、細胞に毒性のタンパク質も生産できること、短時間でタンパク質合成が可能なこと、多種類のタンパク質を同時にかつ迅速に合成できること(ハイスループット)、非天然型タンパク質も合成可能であること、などの利点を有する。このように数多くの優れた特徴を備える無細胞系は、生細胞系が抱える問題点を解決できる有望な手法であって、様々なタンパク質の合成に利用されるものと期待されてきた。しかし無細胞系であっても、合成されたタンパク質が適切にフォールディングされないために天然型のコンホメーションをとれず、不溶化ないし凝集が生じる場合の多いことが報告されている。凝集は、正常なフォールディング及び会合と競合し、そのタンパク質の活性の低下ないし喪失をもたらす。凝集が起こる理由は、ほどけた状態のポリペプチド鎖は疎水性アミノ酸の側鎖を表面に露出し、互いに分子間や分子内で会合する傾向があり、その結果正しくない分子間相互作用が生じ、タンパク質が天然状態になることが妨げられるからである。最終的に不均一な凝集体が形成されるとタンパク質のポリペプチド鎖は回復せずにその活性を失う。このような凝集を、合成する際のタンパク質濃度、溶媒条件、温度、イオン強度などの物理化学的パラメータの調整によって、ある程度抑制することは可能である(非特許文献1〜3等)。   As a method that can solve the above problems of living cell systems, a cell-free protein synthesis method called a cell-free protein synthesis system (hereinafter also referred to as “cell-free system”) or an in vitro translation system has been developed. It has attracted particular attention in recent years. The cell-free system does not need to maintain living cells, so it has excellent operability and a high degree of freedom. It can also produce proteins that are toxic to cells. It can be synthesized in a short time. Can be synthesized simultaneously and rapidly (high throughput), and non-natural proteins can be synthesized. The cell-free system having many excellent features as described above is a promising technique that can solve the problems of living cell systems, and has been expected to be used for the synthesis of various proteins. However, it has been reported that even in a cell-free system, the synthesized protein is not properly folded, so that it cannot take a natural conformation and insolubilization or aggregation often occurs. Aggregation competes with normal folding and association, resulting in a decrease or loss of the activity of the protein. The reason why aggregation occurs is that unraveled polypeptide chains expose the side chains of hydrophobic amino acids on the surface and tend to associate with each other between molecules and within molecules, resulting in incorrect intermolecular interactions, This is because the protein is prevented from becoming a natural state. When a heterogeneous aggregate is finally formed, the polypeptide chain of the protein does not recover and loses its activity. Such aggregation can be suppressed to some extent by adjusting physicochemical parameters such as protein concentration, solvent conditions, temperature, and ionic strength during synthesis (Non-Patent Documents 1 to 3, etc.).

凝集を抑制するための他のアプローチとして、分子シャペロンを利用する方法が提案されている(特許文献1)。分子シャペロンとは、細胞内におけるタンパク質の合成においてタンパク質のフォールディングを制御する分子であって、HSP60ファミリー、HSP70ファミリーなど、いくつかのグループに分類されている。
分子シャペロンを無細胞タンパク質合成系に利用した例として、翻訳反応の際に分子シャペロンを共発現させることによって、合成されるタンパク質の収量や活性を高め得ることが報告されている(特許文献2)。
As another approach for suppressing aggregation, a method using a molecular chaperone has been proposed (Patent Document 1). Molecular chaperones are molecules that control protein folding in the synthesis of proteins in cells, and are classified into several groups such as the HSP60 family and the HSP70 family.
As an example of using a molecular chaperone for a cell-free protein synthesis system, it has been reported that the yield and activity of a synthesized protein can be increased by co-expressing the molecular chaperone during translation reaction (Patent Document 2). .

特表平8−508651号公報Japanese National Patent Publication No. 8-508651 特開2002−335959号公報JP 2002-335959 A Jaenicke R, Rudolph R.: Methods Enzymol. 1986,131,218-250Jaenicke R, Rudolph R .: Methods Enzymol. 1986,131,218-250 Kiefhaber T, Rudolph R, Kohler HH, Buchner: J.Biotechnology (N Y). 1991 Sep;9(9):825-829.Kiefhaber T, Rudolph R, Kohler HH, Buchner: J. Biotechnology (N Y) .1991 Sep; 9 (9): 825-829. Jaenicke R, Seckler R.: Adv Protein Chem. 1997;50:1-59Jaenicke R, Seckler R .: Adv Protein Chem. 1997; 50: 1-59

以上のように無細胞タンパク質合成系において分子シャペロンの利用が図られているが、細胞内では特定のタンパク質のフォールディングについて特定の分子シャペロンが関与することを考えれば、目的のタンパク質ごとに適切な分子シャペロンを選択する必要がある。また、分子シャペロンは他の分子と共同して作用することが多いことからも、好ましい反応環境を作り出すことが容易でない。更には、これまでに見つかっている分子シャペロンの種類には限りがあり、目的のタンパク質のフォールディングを有効に制御できる分子シャペロンを常に使用できる保証はない。特に、非天然型のタンパク質を合成しようとする場合には、有効に作用する分子シャペロンを用意できないことも十分に想定される。このことは、非天然型タンパク質(特に培養細胞にとって有毒なタンパク質)を合成できるという、無細胞系を利用する大きな利点の一つが損なわれることを意味する。
一方、現在の技術レベルでは高品質の分子シャペロンを調製することは難しく、また十分量を用意するには多くの時間及び費用を要する。
As described above, molecular chaperones are used in cell-free protein synthesis systems. However, considering that specific molecular chaperones are involved in the folding of specific proteins in cells, appropriate molecules for each target protein are used. It is necessary to select a chaperone. In addition, since molecular chaperones often act in cooperation with other molecules, it is not easy to create a favorable reaction environment. Furthermore, the types of molecular chaperones that have been found so far are limited, and there is no guarantee that molecular chaperones that can effectively control the folding of the target protein can always be used. In particular, when synthesizing a non-natural protein, it is sufficiently assumed that a molecular chaperone that acts effectively cannot be prepared. This means that one of the great advantages of using a cell-free system that non-natural proteins (especially proteins that are toxic to cultured cells) can be synthesized is impaired.
On the other hand, it is difficult to prepare a high-quality molecular chaperone at the current technical level, and it takes a lot of time and money to prepare a sufficient amount.

本発明者らは以上の背景の下、in vivo発現系の機構及びこれまでの無細胞タンパク質合成系の技術を考慮しつつ、合成されるタンパク質の好ましいフォールディングを促す新たな方法を模索した。その結果、合成されるタンパク質に特異的に結合する分子の共存下で合成反応を進行させることによって、好ましいコンホメーションのタンパク質を効率的に合成することに成功し、以下の本発明を完成するに至った。
本発明の一態様は、(a)目的タンパク質に対する抗体、(b)目的タンパク質がレセプターである場合のそれに対するリガンド、(c)目的タンパク質がリガンドである場合のそれに対するレセプター、(d)目的タンパク質が活性を発揮する際に他の分子との複合体を形成する場合の該他の分子、及び(e)目的タンパク質が正しいフォールディングを形成する過程で一時的に存在する構造を認識してこれへ結合する分子、からなる群より選択される一つ以上の特異的結合分子の共存下、無細胞タンパク質合成系で目的タンパク質を合成することを特徴とする、タンパク質の製造方法である。
本発明の一態様では、前記特異的結合分子として、ファージディスプレイ法を利用して調製された分子が使用される。
また本発明の一態様では、前記特異的結合分子として、ネイティブ状態の目的タンパク質に対して特異的に結合する分子が使用される。
一方、本発明の一態様では、前記目的タンパク質が酵素であって、且つ前記特異的結合分子として、前記目的タンパク質の酵素活性を阻害することなく前記目的タンパク質に結合する分子が使用される。
また本発明の一態様では、前記無細胞タンパク質合成系としてin vitro転写/翻訳系が使用される。
また本発明の一態様では、前記特異的結合分子として抗体が使用される。ここでの抗体として、Fab、Fab'、F(ab')2、scFv及びdsFvからなる群から選択される抗体断片を使用してもよい。また、前記抗体として一価の抗体を使用することが好ましい。
本発明の他の態様は、i)(a)目的タンパク質に対する抗体、(b)目的タンパク質がレセプターである場合のそれに対するリガンド、(c)目的タンパク質がリガンドである場合のそれに対するレセプター、(d)目的タンパク質が活性を発揮する際に他の分子との複合体を形成する場合の該他の分子、及び(e)目的タンパク質が正しいフォールディングを形成する過程で一時的に存在する構造を認識してこれへ結合する分子、からなる群より選択される一つ以上の特異的結合分子の共存下、無細胞タンパク質合成系で目的タンパク質を合成するステップと、
ii)前記特異的結合分子を他の物質に結合ないし吸着させることによって、ステップi)で合成された目的タンパク質を分離するステップと、
を含む、タンパク質の製造方法に関する。
更に本発明の他の態様は、i)ファージディスプレイ法を利用して、目的タンパク質に対する抗体を調製するステップと、
ii)ステップi)で調製した抗体の共存下、無細胞タンパク質合成系で目的タンパク質を合成するステップと、
を含む、タンパク質の製造方法に関する。
本発明は別の局面として、上記いずれかの製造方法によって製造されたタンパク質に関する。
In view of the above background, the present inventors sought a new method for promoting preferred folding of a protein to be synthesized in consideration of the mechanism of an in vivo expression system and the technology of a conventional cell-free protein synthesis system. As a result, a protein having a favorable conformation was successfully synthesized by advancing a synthesis reaction in the presence of a molecule that specifically binds to the protein to be synthesized, and the following present invention was completed. It came to.
One embodiment of the present invention includes (a) an antibody against a target protein, (b) a ligand for the target protein when it is a receptor, (c) a receptor for the target protein when it is a ligand, (d) a target protein Recognize the other molecule when it forms a complex with another molecule when it exhibits its activity, and (e) the structure that temporarily exists in the process of the target protein forming the correct folding A method for producing a protein comprising synthesizing a target protein in a cell-free protein synthesis system in the presence of one or more specific binding molecules selected from the group consisting of molecules to be bound.
In one embodiment of the present invention, a molecule prepared using a phage display method is used as the specific binding molecule.
In one embodiment of the present invention, a molecule that specifically binds to a target protein in a native state is used as the specific binding molecule.
On the other hand, in one embodiment of the present invention, the target protein is an enzyme, and a molecule that binds to the target protein without inhibiting the enzyme activity of the target protein is used as the specific binding molecule.
In one embodiment of the present invention, an in vitro transcription / translation system is used as the cell-free protein synthesis system.
In one embodiment of the present invention, an antibody is used as the specific binding molecule. As the antibody herein, an antibody fragment selected from the group consisting of Fab, Fab ′, F (ab ′) 2 , scFv, and dsFv may be used. Moreover, it is preferable to use a monovalent antibody as the antibody.
Other embodiments of the present invention include: i) (a) an antibody against the target protein, (b) a ligand for the target protein when it is a receptor, (c) a receptor for that when the target protein is a ligand, (d ) Recognizing the other molecules that form complexes with other molecules when the target protein exerts its activity, and (e) the structure that temporarily exists in the process of forming the correct folding of the target protein. Synthesizing a target protein in a cell-free protein synthesis system in the presence of one or more specific binding molecules selected from the group consisting of
ii) separating the target protein synthesized in step i) by binding or adsorbing the specific binding molecule to another substance;
And a method for producing a protein.
Still another embodiment of the present invention provides: i) preparing an antibody against a target protein using a phage display method;
ii) synthesizing the target protein in a cell-free protein synthesis system in the presence of the antibody prepared in step i);
And a method for producing a protein.
As another aspect, the present invention relates to a protein produced by any one of the production methods described above.

本発明では、無細胞タンパク質合成系を利用して、それに特異的に結合する他の分子の共存下で目的のタンパク質が合成される。この共存させる分子が、合成途中のペプチドないしタンパク質に結合してその凝集や好ましくない会合などを抑制し、正しいフォールディングを促す。したがって、特異的結合分子の非共存下での合成では凝集して不溶性画分に分画されてしまっていたタンパク質を可溶性画分として回収し得る。
ネイティブ状態のタンパク質に対して特異的に結合する分子、あるいは目的タンパク質が正しいフォールディングを形成する過程で一時的に存在する構造を認識してこれへ結合する分子を共存させれば、この分子のガイドによってネイティブ状態のコンホメーションをとるように合成途中のペプチドないしタンパク質がフォールディングし、本来の活性を有するタンパク質を合成できると考えられる。また、目的のタンパク質が酵素の場合において酵素活性を阻害することなくこれに特異的に結合する分子を使用すれば、これまで極めて困難であった活性型酵素の発現が可能である。
特異的結合分子として抗体を用いた場合には、抗体のバインディングポケットに目的タンパク質の正常(活性型)な構造の凹凸、あるいは目的タンパク質が正しいフォールディングを形成する過程で一時的に存在する構造の凹凸を記憶させておけば、合成途中のペプチドないしタンパク質が当該凹凸にガイドされて正常な構造が誘導されると考えられ、優れたフォールディング補助(制御)作用の発揮が期待される。抗体の特徴である結合特異性の高さも、フォールディング補助(制御)作用の発揮に有利に働くものと期待される。特異的結合分子として抗体を採用する場合にはまた、免疫学的手法又はファージディスプレイ法等の遺伝子工学的手法を利用して特異的結合分子を容易に調製できることから、多種多様なタンパク質の合成に本発明を適用できることとなる。
In the present invention, a target protein is synthesized using a cell-free protein synthesis system in the presence of other molecules that specifically bind to the cell-free protein synthesis system. This coexisting molecule binds to a peptide or protein in the middle of synthesis, suppresses its aggregation or unfavorable association, and promotes correct folding. Therefore, in the synthesis in the absence of a specific binding molecule, the protein that has been aggregated and fractionated into an insoluble fraction can be recovered as a soluble fraction.
If a molecule that specifically binds to a native protein, or a molecule that recognizes and temporarily binds to the target protein in the process of forming the correct folding, coexists with this molecule It is considered that a peptide or protein in the middle of synthesis folds so as to adopt a native state conformation, and a protein having an original activity can be synthesized. In addition, when the target protein is an enzyme, the use of a molecule that specifically binds to the protein without inhibiting the enzyme activity enables expression of an active enzyme that has been extremely difficult until now.
When an antibody is used as a specific binding molecule, irregularities in the normal (active) structure of the target protein in the binding pocket of the antibody, or irregularities in the structure that temporarily exist in the process of the target protein forming the correct folding If it is memorized, it is considered that a peptide or protein in the course of synthesis is guided by the unevenness to induce a normal structure, and an excellent folding assisting (controlling) action is expected. The high binding specificity that is characteristic of antibodies is also expected to be advantageous in exerting the folding assisting (controlling) action. When antibodies are used as specific binding molecules, specific binding molecules can also be easily prepared using genetic engineering techniques such as immunological techniques or phage display methods, enabling the synthesis of a wide variety of proteins. The present invention can be applied.

本発明のタンパク質の製造方法では、目的タンパク質に特異的に結合する分子(特異的結合分子)の共存下、無細胞タンパク質合成系でタンパク質が合成される。
本発明における用語「目的タンパク質」は、本発明の製造方法によって製造することを意図されたタンパク質のことをいう。目的タンパク質の種類は特に問わない。リン酸化タンパク質、脱リン酸化タンパク質、アセチル化タンパク質、脱アセチル化タンパク質などの修飾タンパクや、制限酵素、補酵素など一般にin vivo発現系で製造することが困難なタンパク質や通常の発現法で困難な真核生物由来のタンパク質にも本発明を適用可能である。
In the method for producing a protein of the present invention, a protein is synthesized in a cell-free protein synthesis system in the presence of a molecule that specifically binds to a target protein (specific binding molecule).
The term “target protein” in the present invention refers to a protein intended to be produced by the production method of the present invention. The type of target protein is not particularly limited. Modified proteins such as phosphorylated protein, dephosphorylated protein, acetylated protein, and deacetylated protein, proteins that are generally difficult to produce in an in vivo expression system, such as restriction enzymes and coenzymes, and difficult to use with conventional expression methods The present invention can also be applied to proteins derived from eukaryotes.

本発明において、タンパク質合成中に共存させる特異的結合分子は、(a)目的タンパク質に対する抗体、(b)目的タンパク質がレセプターである場合のそれに対するリガンド、(c)目的タンパク質がリガンドである場合のそれに対するレセプター、(d)目的タンパク質が活性を発揮する際に他の分子との複合体を形成する場合の該他の分子、及び(e)目的タンパク質が正しいフォールディングを形成する過程で一時的に存在する構造を認識してこれへ結合する分子、のいずれかから選択される。特異的結合分子を二種類以上併用することも可能である。例えば、目的タンパク質に対する抗体と、目的タンパク質に対するリガンドとを使用するなど、異なるカテゴリーの分子を組み合わせてもよい。この場合において、同一のカテゴリー内の分子を二種類以上使用することにしてもよい。一方、例えば目的タンパク質に対する2種類の抗体を使用するなど、同一のカテゴリーに含まれる特異的結合分子を組み合わせてもよい。   In the present invention, the specific binding molecule coexisting during protein synthesis includes (a) an antibody against the target protein, (b) a ligand for the target protein when it is a receptor, and (c) a case where the target protein is a ligand. A receptor for it, (d) the other protein in the case where it forms a complex with another molecule when the target protein exerts its activity, and (e) a process in which the target protein forms the correct folding temporarily. A molecule that recognizes and binds to an existing structure is selected. Two or more specific binding molecules can be used in combination. For example, different categories of molecules may be combined, such as using an antibody against the target protein and a ligand for the target protein. In this case, two or more types of molecules in the same category may be used. On the other hand, specific binding molecules included in the same category may be combined, for example, using two types of antibodies against the target protein.

本発明の一態様では、目的タンパク質に対する抗体を特異的結合分子として使用する。このような態様では、抗体の特徴である高い結合特異性によって優れたフォールディング補助(制御)作用を期待できる。また、このような態様では、目的タンパク質を抗原とした免疫学的手法又は遺伝子学的手法によって、本発明に使用できる特異的結合分子(この場合には抗体)を原則として用意することが可能である。従って、適用範囲の広い、即ち多種多様なタンパク質の合成に適用できる製造方法が提供されることとなる。さらに、特異的結合分子として抗体を使用した場合には、抗体とそれに結合性を有するProtein AやProtein Gなどとの結合を利用して目的タンパク質の分離・精製を容易に行なえることから、分離・精製操作の面でも有利となる。
ここで「目的タンパク質に対する抗体」とは、目的タンパク質を特異的に認識して結合する抗体をいう。このような特性を有する限りにおいて、その種類や由来などは特に問わない。ポリクローナル抗体、オリゴクローナル抗体(数種〜数十種の抗体の混合物)、及びモノクローナル抗体のいずれでもよい。ポリクローナル抗体又はオリゴクローナル抗体としては、動物免疫して得た抗血清由来のIgG画分のほか、抗原によるアフィニティー精製抗体を使用できる。モノクローナル抗体は、ハイブリドーマ法などの常法で調製することが可能である。
In one embodiment of the present invention, an antibody against a target protein is used as a specific binding molecule. In such an embodiment, an excellent folding assisting (controlling) action can be expected due to the high binding specificity that is characteristic of antibodies. Further, in such an embodiment, a specific binding molecule (in this case, an antibody) that can be used in the present invention can be prepared in principle by an immunological technique or genetic technique using the target protein as an antigen. is there. Therefore, a production method that can be applied to the synthesis of a wide variety of proteins, that is, a wide variety of proteins, is provided. Furthermore, when an antibody is used as a specific binding molecule, separation and purification of the target protein can be easily performed using the binding between the antibody and protein A or protein G having binding properties. -Also advantageous in terms of purification operation.
Here, the “antibody against the target protein” refers to an antibody that specifically recognizes and binds to the target protein. As long as it has such characteristics, its type and origin are not particularly limited. Any of a polyclonal antibody, an oligoclonal antibody (mixture of several to several tens of antibodies), and a monoclonal antibody may be used. As a polyclonal antibody or an oligoclonal antibody, an anti-serum-derived IgG fraction obtained by animal immunization, or an affinity-purified antibody using an antigen can be used. A monoclonal antibody can be prepared by a conventional method such as a hybridoma method.

Fab、Fab'、F(ab')2、scFv、dsFv抗体などの抗体断片を特異的結合分子として使用してもよい。
Fabとは、IgGをシステイン存在下パパイン消化することにより得られる、L鎖とH鎖可変領域、並びにCH1ドメイン及びヒンジ部の一部からなるH鎖フラグメントとから構成される分子量約5万の断片である。例えば、目的タンパク質を抗原とした免疫操作によって得られた抗体をパパイン消化することによってFabを調製することができる。また、ファージディスプレイ法など遺伝子工学的手法を用いてFabを調製することもできる。
Antibody fragments such as Fab, Fab ′, F (ab ′) 2 , scFv, and dsFv antibodies may be used as specific binding molecules.
Fab is a molecular weight of about 50,000 comprising an L chain and an H chain variable region obtained by digesting IgG with papain in the presence of cysteine, and an H chain fragment comprising a C H 1 domain and a part of the hinge part. Is a fragment of For example, Fab can be prepared by digesting papain with an antibody obtained by immunization using a target protein as an antigen. Fabs can also be prepared using genetic engineering techniques such as phage display.

Fab'とは、後述のF(ab')2のH鎖間のジスルフィド結合を切断することにより得られる分子量が約5万の断片である。例えば、目的タンパク質を特異的に認識する抗体を免疫操作によって得た後、これをペプシン消化し、還元剤を用いてジスルフィド結合を切断することにより得られる。また、Fab同様に遺伝子工学的に調製することもできる。 Fab ′ is a fragment having a molecular weight of about 50,000 obtained by cleaving a disulfide bond between the H chains of F (ab ′) 2 described later. For example, an antibody that specifically recognizes a target protein is obtained by immunization, and then digested with pepsin, and then a disulfide bond is cleaved using a reducing agent. It can also be prepared by genetic engineering as in the case of Fab.

F(ab')2とは、IgGをペプシン消化することにより得られる、L鎖とH鎖可変領域、並びにCH1ドメイン及びヒンジ部の一部からなるH鎖フラグメントとから構成される断片(Fab')がジスルフィド結合で結合した分子量約10万の断片である。例えば、目的タンパク質を特異的に認識する抗体を免疫操作によって得た後、これをペプシン消化することにより得られる。また、Fab同様に遺伝子工学的に調製することもできる。 F (ab ′) 2 is a fragment composed of an L chain and an H chain variable region obtained by digesting IgG with pepsin, and an H chain fragment comprising a C H 1 domain and a part of the hinge part ( Fab ′) is a fragment having a molecular weight of about 100,000 bonded by a disulfide bond. For example, an antibody that specifically recognizes a target protein can be obtained by immunization and then digested with pepsin. It can also be prepared by genetic engineering as in the case of Fab.

scFvは、H鎖可変領域とL鎖可変領域とからなるFvを、片方の鎖のC末端と他方のN末端とを適当なペプチドリンカーで連結し一本鎖化した抗体断片である。ペプチドリンカーとしては例えば、柔軟性の高い(GGGGS)3などを用いることができる。例えば、Fab同様に遺伝子工学的に調製することができる。 scFv is an antibody fragment in which an Fv comprising an H chain variable region and an L chain variable region is made into a single chain by linking the C terminus of one chain and the other N terminus with an appropriate peptide linker. As the peptide linker, for example, (GGGGS) 3 having high flexibility can be used. For example, it can be prepared by genetic engineering like Fab.

dsFvとは、H鎖可変領域及びL鎖可変領域の適切な位置にCys残基を導入し、H鎖可変領域とL鎖可変領域とをジスルフィド結合により安定化させたFv断片である。各鎖におけるCys残基の導入位置は分子モデリングにより予測される立体構造に基づき決定することができる。例えば、Fab同様に遺伝子工学的に調製することができる。   dsFv is an Fv fragment in which a Cys residue is introduced at an appropriate position in the H chain variable region and the L chain variable region, and the H chain variable region and the L chain variable region are stabilized by disulfide bonds. The position of Cys residue introduction in each chain can be determined based on the three-dimensional structure predicted by molecular modeling. For example, it can be prepared by genetic engineering like Fab.

本発明の好ましい一態様では、特異的結合物質として一価の抗体を用いる。一価の抗体とは、抗原結合部を一つ有する抗体をいう。例えばFab、Fab’及びscFvが一価の抗体に該当する。一価の抗体の別の形態として、ラクダ科のH鎖単独抗体の可変領域なども用いることができ、十分な結合力が得られる場合にはFabのH鎖、或いは可変領域のみを使用することもできる。一価の抗体を用いることによって、抗体の架橋による免疫沈降を抑制できる。   In a preferred embodiment of the present invention, a monovalent antibody is used as the specific binding substance. A monovalent antibody refers to an antibody having one antigen-binding portion. For example, Fab, Fab 'and scFv correspond to monovalent antibodies. As another form of monovalent antibody, the variable region of a camelid H chain single antibody can be used, and if sufficient binding force can be obtained, use only the Fab H chain or the variable region. You can also. By using a monovalent antibody, immunoprecipitation due to cross-linking of the antibody can be suppressed.

目的タンパク質がレセプターとして機能するものであれば、それに対するリガンドを特異的結合性分子として使用することができる。これとは逆に目的タンパク質がリガンドとして機能するものであれば、それに対するレセプターを特異的結合性分子として使用することができる。一方、目的タンパク質が活性を発揮する際に他の分子と複合体を形成する必要がある場合においては、当該他の分子を特異的結合性分子として使用することができる。ここでの他の分子としては例えば、ペプチド、タンパク質、金属を挙げることができる。   If the target protein functions as a receptor, its ligand can be used as a specific binding molecule. On the contrary, if the target protein functions as a ligand, its receptor can be used as a specific binding molecule. On the other hand, when it is necessary to form a complex with another molecule when the target protein exhibits activity, the other molecule can be used as a specific binding molecule. Examples of other molecules herein include peptides, proteins, and metals.

本発明における特異的結合分子として、ネイティブ状態の目的タンパク質に対して特異的に結合する分子を使用することが好ましい。このような特異的結合分子を用いれば、目的タンパク質がネイティブ状態へとフォールディングすることを特異的結合分子が積極的に補助(制御)することを期待でき、ネイティブ状態の目的タンパク質を調製できると考えられる。   As the specific binding molecule in the present invention, a molecule that specifically binds to a target protein in a native state is preferably used. If such a specific binding molecule is used, it can be expected that the specific binding molecule actively assists (controls) that the target protein folds into the native state, and the target protein in the native state can be prepared. It is done.

本発明の一態様では特異的結合分子として、目的タンパク質が正しいフォールディングを形成する過程で一時的に存在する構造を認識してこれへ結合する分子が使用される。ここでの「正しいフォールディング」とは、ネイティブ状態の目的タンパク質に認められる構造へのフォールディングを意味する。一方ここでの「一時的に存在する構造」とは、ネイティブ状態の目的タンパク質においては分子内部に覆い隠されるか又は最終構造への変換により失われる構造をいう。フォールディング過程においてのみ存在するこのような構造を認識する抗体の共存下で目的タンパク質の合成を実施すれば、抗体が作用することで当該構造が保持され、その結果正しいフォールディングへの進行が促されると考えられる。また、抗体を共存させることによって、合成途中のペプチドないしタンパク質がこのような一時的構造を採るように導かれることも期待できる。
尚、この態様で使用される分子(特異的結合分子)は例えばペプチドやタンパク質であって、好ましくは抗体(抗体断片を含む)である。
In one embodiment of the present invention, a molecule that recognizes and binds to a structure temporarily present in the process of forming a correct folding of the target protein is used as the specific binding molecule. Here, “correct folding” means folding into a structure found in the target protein in the native state. On the other hand, the “temporarily existing structure” here refers to a structure that is hidden inside the molecule or lost by conversion to the final structure in the target protein in the native state. If the target protein is synthesized in the presence of an antibody that recognizes such a structure that exists only in the folding process, the structure is retained by the action of the antibody, and as a result, the progression to the correct folding is promoted. Conceivable. In addition, by coexisting with an antibody, it can be expected that a peptide or protein being synthesized is guided to take such a temporary structure.
The molecule (specific binding molecule) used in this embodiment is, for example, a peptide or protein, and preferably an antibody (including an antibody fragment).

目的タンパク質が酵素の場合には、目的タンパク質の酵素活性を阻害することなくこれに特異的に結合する分子を、本発明における特異的結合分子として採用することが好ましい。このような合成系によれば、活性型酵素の発現(即ち合成)が可能となる。これまでのタンパク質合成系では活性型酵素の発現が極めて困難であったことから、この点において本発明の製造方法は大きな意義をもつ。   When the target protein is an enzyme, a molecule that specifically binds to the target protein without inhibiting the enzyme activity is preferably employed as the specific binding molecule in the present invention. Such a synthesis system enables the expression (ie synthesis) of the active enzyme. Since the expression of the active enzyme has been extremely difficult in conventional protein synthesis systems, the production method of the present invention has great significance in this respect.

予め標識化した特異的結合分子を使用してもよい。このような態様では、特異的結合分子を介して標識物質が結合した目的タンパク質を得られることから、標識物質を指標として目的タンパク質を確認ないし検出したり、目的タンパク質の合成量を測定したりすることが可能となる。特異的結合分子の標識化に使用することができる標識物質としては例えば、フルオレセイン、ローダミン、テキサスレッド、オレゴングリーン等の蛍光色素、ホースラディッシュペルオキシダーゼ、マイクロペルオキシダーゼ、アルカリ性ホスファターゼ、β−D−ガラクトシダーゼ等の酵素、ルミノール、アクリジン色素等の化学又は生物発光化合物、32P、131I、 125I等の放射性同位体、及びビオチンを挙げることができる。
特定の物質に結合性を有する標識(例えばヒスチジンタグ)を結合させた特異的結合分子を使用してもよい。このような態様では、目的タンパク質と特異的結合分子との結合体を、標識を利用して容易に分離・精製することが可能となる。従って、より簡便な操作で目的タンパク質を調製することができる。しかも、高純度の目的タンパク質を調製することが容易となる。
Pre-labeled specific binding molecules may be used. In such an embodiment, since the target protein to which the labeling substance is bound via the specific binding molecule can be obtained, the target protein is confirmed or detected using the labeling substance as an index, or the synthesis amount of the target protein is measured. It becomes possible. Examples of labeling substances that can be used for labeling specific binding molecules include fluorescent dyes such as fluorescein, rhodamine, Texas red, and Oregon green, horseradish peroxidase, microperoxidase, alkaline phosphatase, and β-D-galactosidase. Mention may be made of chemical or bioluminescent compounds such as enzymes, luminol, acridine dyes, radioisotopes such as 32 P, 131 I, 125 I and biotin.
A specific binding molecule to which a label capable of binding to a specific substance (for example, a histidine tag) is bound may be used. In such an embodiment, the conjugate of the target protein and the specific binding molecule can be easily separated and purified using a label. Therefore, the target protein can be prepared by a simpler operation. In addition, it becomes easy to prepare a target protein of high purity.

本発明における特異的結合分子はその種類や性状に応じて免疫操作、遺伝子工学的操作、或いは化学合成などによって調製することができる。
所望の特異的結合分子がペプチドないしタンパク質(抗体や断片抗体を含む)である場合には、化学合成法、ファージディスプレイ法、リボソームディスプレイ法などを利用して特異的結合分子を調製することができる。例えば、ペプチドの化学合成は公知の方法(Boc法、Fmoc法などを利用した固相法又は液相法)によって行なうことができる。一方、ファージディスプレイ法とは、M13などの繊維状ファージのコードタンパク質(cp3、cp8)との融合タンパク質として外来遺伝子を発現させるシステムである。ファージディスプレイ法では、異なるタンパク質又はペプチドの混合物の遺伝子をファージDNAに組みことによって、106〜1012程度のファージライブラリーが構築される。ファージライブラリーからの標的タンパク質(ペプチド)の選定はパンニングと呼ばれる操作によって行われる。パンニングは、典型的には、標的タンパク質に結合性を有する分子とファージライブラリーとの反応(接触)、非結合ファージの除去(洗浄)、結合ファージの溶出、及び回収されたファージの大腸菌への感染(ファージの増殖)の一連のステップから構成される。パンニングによって、標的タンパク質を提示するファージが濃縮される。パンニングは標的タンパク質を提示するファージの十分な濃縮が確認されるまで繰り返される。このようにして選別・濃縮されたファージを適当な宿主細胞に感染させることによって、当該ファージが提示していた標的タンパク質(ペプチド)を可溶性分子として発現させることができる。または、選別・濃縮されたファージから外来遺伝子を切り出し、回収された外来遺伝子を適当な発現ベクターに組み込み、そして適当な発現系を利用して当該外来遺伝子を発現させることによって標的タンパク質(ペプチド)を可溶性に得てもよい。以上のようにして得られた標的タンパク質を、本発明における特異的結合分子として用いることができる。発現産物の回収は、遠心分離、硫安分画、塩析、限外濾過、アフィニティークロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、ゲルろ過クロマトグラフィーなどの方法を適宜組み合わせて行うことができる。
一方、ファージ上に提示された状態の標的タンパク質(ペプチド)を、本発明における特異的結合分子として用いてもよい。
ファージディスプレイ法を利用することによって、多種多様な目的タンパク質に対する特異的結合分子を調製することが可能となる。
The specific binding molecule in the present invention can be prepared by immunization, genetic engineering, chemical synthesis, or the like depending on the type and properties.
When the desired specific binding molecule is a peptide or protein (including antibodies and fragment antibodies), the specific binding molecule can be prepared using chemical synthesis, phage display, ribosome display, etc. . For example, chemical synthesis of peptides can be performed by a known method (solid phase method or liquid phase method using Boc method, Fmoc method or the like). On the other hand, the phage display method is a system for expressing a foreign gene as a fusion protein with a coding protein (cp3, cp8) of a filamentous phage such as M13. In the phage display method, a phage library of about 10 6 to 10 12 is constructed by assembling genes of a mixture of different proteins or peptides into phage DNA. Selection of a target protein (peptide) from the phage library is performed by an operation called panning. Panning typically involves reacting (contacting) a molecule having binding properties with a target protein with a phage library, removing unbound phage (washing), elution of bound phage, and recovering the recovered phage into E. coli. It consists of a series of steps of infection (phage propagation). Panning enriches the phage displaying the target protein. Panning is repeated until sufficient enrichment of phage displaying the target protein is confirmed. By infecting appropriate host cells with the thus selected and concentrated phage, the target protein (peptide) displayed by the phage can be expressed as a soluble molecule. Alternatively, a foreign protein is excised from the selected and concentrated phage, the recovered foreign gene is incorporated into an appropriate expression vector, and the target gene (peptide) is expressed by expressing the foreign gene using an appropriate expression system. It may be obtained soluble. The target protein obtained as described above can be used as a specific binding molecule in the present invention. The expression product can be collected by appropriately combining methods such as centrifugation, ammonium sulfate fractionation, salting out, ultrafiltration, affinity chromatography, ion exchange chromatography, and gel filtration chromatography.
On the other hand, a target protein (peptide) in a state displayed on a phage may be used as a specific binding molecule in the present invention.
By using the phage display method, it is possible to prepare specific binding molecules for a wide variety of target proteins.

リボソームディスプレイ法とは、終止コドンを変異させることによって鋳型DNAの転写産物と翻訳産物とをリボソームに結合させた状態とし、このようにして得られたタンパク質/mRNA/リボソーム複合体(ARM)を用いて、例えばターゲットに対するスクリーニングなどを行う方法をいう。リボソームディスプレイを抗体ライブラリーの製造に適用した例が米国特許第5,643,768号、及び同第5,658,754号に開示されている。   The ribosome display method uses a protein / mRNA / ribosome complex (ARM) obtained in this way by mutating the stop codon to bind the template DNA transcript and translation product to the ribosome. For example, it refers to a method for screening a target. Examples of applying ribosome display to the production of antibody libraries are disclosed in US Pat. Nos. 5,643,768 and 5,658,754.

ファージディスプレイ法やリボソームディスプレイ法などの遺伝子工学的手法を用いて特異的結合分子としての抗体を調製する場合には例えば、目的タンパク質を抗原として動物を免疫した後、免疫系細胞よりmRNAやDNAを取り出してPCR、RT-PCR等の遺伝子増幅法によって抗原結合ドメインを含む抗体遺伝子を取得し、これを用いてファージディスプレイライブリー等を構築する。次に、このようにして構築されたライブラリーの中から目的タンパク質に特異的結合性を有するクローンを選択する。尚、特異的結合性分子を有する(又は発現する)クローンを含む限りにおいて、ポリクローン、オリゴクローン、及びモノクローンのいずれの状態であってもよい。目的のクローンが選択されたら、それが提示する抗体を上記の手順で可溶性分子として得て(提示された状態のまま使用してもよい)、本発明の製造方法への利用に供する。   When preparing an antibody as a specific binding molecule using genetic engineering techniques such as the phage display method or ribosome display method, for example, after immunizing an animal with the target protein as an antigen, mRNA and DNA are obtained from immune system cells. An antibody gene containing an antigen binding domain is obtained by gene amplification such as PCR and RT-PCR, and a phage display library and the like are constructed using this. Next, a clone having a specific binding property to the target protein is selected from the library thus constructed. As long as a clone having (or expressing) a specific binding molecule is included, it may be in any state of a polyclone, an oligoclone, and a monoclone. Once the target clone is selected, the antibody it displays is obtained as a soluble molecule by the above procedure (may be used as it is displayed) and used for the production method of the present invention.

遺伝子工学的手法を用いることによって非天然型抗体を調製することも可能であり、本発明ではこのような非天然型抗体を特異的結合分子として用いてもよい。例えば、ある抗体の相補鎖決定領域(CDR:complementarity determinig region)にランダムな配列や他の動物種由来の配列を導入して構築される人工抗体を用いることができる。
尚、ランダムな配列のペプチドを提示させたライブラリーを構築し、当該ライブラリーから単離したペプチドを本発明の特異的結合分子として用いてもよい。
Non-natural antibodies can also be prepared by using genetic engineering techniques, and in the present invention, such non-natural antibodies may be used as specific binding molecules. For example, an artificial antibody constructed by introducing a random sequence or a sequence derived from another animal species into a complementary chain determining region (CDR) of an antibody can be used.
A library in which peptides having a random sequence are presented may be constructed, and peptides isolated from the library may be used as the specific binding molecule of the present invention.

特異的結合分子が抗体である場合には、古典的な免疫学的手法を利用して特異的結合分子を調製することもできる。具体的には、例えばモノクローナル抗体は以下の手順に従って調製できる。まず、本発明で製造することを目的とするタンパク質(目的タンパク質)を抗原としてマウス等の動物に免疫を施す。必要に応じて免疫を繰り返し、十分に抗体価が上昇した時点で免疫動物から抗体産生細胞を摘出する。次に、得られた抗体産生細胞と骨髄腫細胞とを融合してハイブリドーマを得る。続いて、このハイブリドーマをモノクローナル化した後、目的タンパク質に対して高い特異性を有する抗体を産生するクローンを選択する。   If the specific binding molecule is an antibody, the specific binding molecule can also be prepared using classical immunological techniques. Specifically, for example, a monoclonal antibody can be prepared according to the following procedure. First, an animal such as a mouse is immunized with a protein (target protein) intended to be produced in the present invention as an antigen. Immunization is repeated as necessary, and antibody-producing cells are removed from the immunized animal when the antibody titer sufficiently increases. Next, the obtained antibody-producing cells and myeloma cells are fused to obtain a hybridoma. Subsequently, after this hybridoma is monoclonalized, a clone that produces an antibody having high specificity for the target protein is selected.

本発明における用語「無細胞タンパク質合成」とは、生細胞を用いるのではく、生細胞由来の(或いは遺伝子工学的手法で得られた)リボソームや転写・翻訳因子などを用いて、鋳型であるDNA或いはmRNAからそれがコードするタンパク質をin vitroで合成することをいう。無細胞タンパク質合成系では一般に、細胞破砕液を必要に応じて精製して得られる細胞抽出液が使用される。細胞抽出液には一般に、タンパク質合成に必要なリボソーム、開始因子などの各種因子、tRNAなどの各種酵素が含まれる。タンパク質の合成を行う際には、この細胞抽出液に各種アミノ酸、ATP、GTPなどのエネルギー源、クレアチンリン酸など、タンパク質の合成に必要なその他の物質を添加する。勿論、タンパク質合成の際に、別途用意したリボソームや各種因子、及び/又は各種酵素などを必要に応じて補充してもよい。   The term “cell-free protein synthesis” in the present invention is not a living cell but a template using a ribosome derived from a living cell (or obtained by a genetic engineering technique) or a transcription / translation factor. This refers to in vitro synthesis of the protein encoded by DNA or mRNA. In a cell-free protein synthesis system, a cell extract obtained by purifying a cell disruption solution as needed is generally used. Cell extracts generally contain ribosomes necessary for protein synthesis, various factors such as initiation factors, and various enzymes such as tRNA. When protein is synthesized, other substances necessary for protein synthesis such as various amino acids, energy sources such as ATP and GTP, and creatine phosphate are added to the cell extract. Of course, a ribosome, various factors, and / or various enzymes prepared separately may be supplemented as necessary during protein synthesis.

タンパク質合成に必要な各分子(因子)を再構成したタンパク質合成系の開発も報告されている(Shimizu, Y. et al.: Nature Biotech., 19, 751-755, 2001)。この合成系では、バクテリアのタンパク質合成系を構成する3種類の開始因子、3種類の伸長因子、終結に関与する4種類の因子、各アミノ酸をtRNAに結合させる20種類のアミノアシルtRNA合成酵素、及びメチオニルtRNAホルミル転移酵素からなる31種類の因子の遺伝子を大腸菌ゲノムから増幅し、これらを用いてタンパク質合成系をin vitroで再構成している。本発明ではこのような再構成した合成系を利用してもよい。   Development of a protein synthesis system in which each molecule (factor) necessary for protein synthesis is reconstituted has been reported (Shimizu, Y. et al .: Nature Biotech., 19, 751-755, 2001). In this synthesis system, three types of initiation factors constituting bacterial protein synthesis system, three types of elongation factors, four types of factors involved in termination, 20 types of aminoacyl-tRNA synthetases that bind each amino acid to tRNA, and Genes of 31 types of factors consisting of methionyl tRNA formyltransferase are amplified from the Escherichia coli genome, and the protein synthesis system is reconstructed in vitro using these genes. In the present invention, such a reconstructed synthesis system may be used.

用語「無細胞タンパク質合成系」は、in vitro翻訳系又はin vitro転写/翻訳系と交換可能に使用される。in vitro翻訳系ではRNAが鋳型として用いられてタンパク質が合成される。鋳型DNAとしては全RNA、mRNA、in vitro転写産物などを使用することができる。他方のin vitro転写/翻訳系ではDNAが鋳型として用いられる。鋳型DNAとしては、目的タンパク質をコードする遺伝子を転写プロモーターと翻訳開始点の下流位置に挿入して構築したベクター或いは、PCRやRT-PCRの産物を使用することができる。鋳型DNAはリボソーム結合領域を含むべきであって、また適切なターミネータ配列を含むことが好ましい。予めin vivo増幅が必要なベクターを使用する場合には、宿主での自己複製及び選択を可能とすべく、宿主に対応した複製起点及び選択マーカーを備えるベクターとする。遺伝子工学的操作を容易にするため、ベクターには通常、複数の制限酵素認識部位が設けられる。尚、in vitro転写/翻訳系では、転写反応及び翻訳反応が連続して進行するように各反応に必要な因子が添加された条件が設定される。   The term “cell-free protein synthesis system” is used interchangeably with in vitro translation system or in vitro transcription / translation system. In an in vitro translation system, RNA is used as a template to synthesize proteins. As the template DNA, total RNA, mRNA, in vitro transcript and the like can be used. The other in vitro transcription / translation system uses DNA as a template. As the template DNA, a vector constructed by inserting a gene encoding the target protein into a position downstream of the transcription promoter and the translation initiation point, or a product of PCR or RT-PCR can be used. The template DNA should contain a ribosome binding region and preferably contain an appropriate terminator sequence. When a vector that requires amplification in vivo in advance is used, the vector should have a replication origin and a selection marker corresponding to the host so that self-replication and selection in the host are possible. In order to facilitate genetic engineering operations, vectors are usually provided with a plurality of restriction enzyme recognition sites. In the in vitro transcription / translation system, conditions to which factors necessary for each reaction are added are set so that the transcription reaction and the translation reaction proceed continuously.

無細胞タンパク質合成系には以下の利点がある。まず第1に、生細胞を維持する必要がないため操作性が良好で系の自由度も高い。したがって、目的のタンパク質の性質に応じて様々な修正や修飾を施した合成系を設計することが可能となる。次に、細胞系の合成では使用する細胞に毒性のあるタンパク質の合成は基本的にできないが、無細胞系ではそのような毒性のタンパク質であっても生産することができる。さらに、多種類のタンパク質を同時にかつ迅速に合成できることからハイスループット化が容易である。生産されるタンパク質の分離・精製が容易であるという利点も備え、これはハイスループット化に有利に働く。加えて、非天然型のアミノ酸を取り込ませるなどして非天然型タンパク質を合成することも可能であるという利点も併せ持つ。
現在広く利用されている無細胞系には以下のものがある。即ち、大腸菌S30画分抽出液の系(原核細胞の系)、コムギ胚芽抽出液の系(真核細胞の系)、及びウサギ網状赤血球可溶化物の系(真核細胞の系)である。これらの系はキットとしても市販されており、容易に利用することが可能である。
The cell-free protein synthesis system has the following advantages. First, since there is no need to maintain live cells, operability is good and the degree of freedom of the system is high. Therefore, it is possible to design a synthetic system with various modifications and modifications according to the properties of the target protein. Next, in the synthesis of cell systems, it is basically impossible to synthesize proteins that are toxic to the cells used, but in the cell-free system, even such toxic proteins can be produced. In addition, high throughput can be easily achieved because many types of proteins can be synthesized simultaneously and rapidly. It also has the advantage that the produced protein can be easily separated and purified, which is advantageous for high throughput. In addition, it also has the advantage that non-natural proteins can be synthesized by incorporating non-natural amino acids.
The following cell-free systems are currently widely used. That is, an E. coli S30 fraction extract system (prokaryotic cell system), a wheat germ extract system (eukaryotic cell system), and a rabbit reticulocyte lysate system (eukaryotic cell system). These systems are also commercially available as kits and can be used easily.

歴史的には大腸菌S30画分抽出液の系の開発が最も古く、この系を利用して様々なタンパク質の合成が試みられてきた。大腸菌30S画分は、大腸菌の集菌、菌体破砕、精製の工程を経て調製される。大腸菌30S画分の調製及び、無細胞転写・翻訳共役反応はPrattらの方法(Pratt, J. M.: Chapter 7, in “Transcription and Translation: A practical approach”, ed. by B. D. Hames & S. J. Higgins, pp. 179-209, IRL Press, New York (1984))やEllmanらの方法(Ellman, J. et al.: Methods Enzymol., 202, 301-336(1991))を参考にして行うことができる。
コムギ胚芽抽出液の系は、高品質の真核生物タンパク質を効率的に合成できるという利点を有し、大腸菌S30画分抽出液の系では合成が困難な真核生物のタンパク質を合成する際によく利用される。最近になって、種子胚乳成分を洗浄除去した胚芽から抽出液を調製することによって高効率かつ安定な合成系が構築されることが報告され注目を集めている(Madin, K. et al.: Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 97: 559-564, 2000)。その後、高翻訳促進能を有するmRNA非翻訳配列、PCRを利用した多品目機能解析用のタンパク質合成法、専用高発現ベクターの構築などの技術開発が行われ(Sawasaki, T. et al.: Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 99: 14652-14657, 2002)、様々な分野への応用が期待されている。
コムギ胚芽抽出液は、コムギ胚芽をすり潰して遠心分離した後、上澄み液をゲルろ過で分離することによって得ることができる。翻訳反応については、Andersonらの方法(Anderson, C. W. et al.: Methods Enzymol., 101, 638-644(1983))を参考にできる。改良法についても報告されており、例えば河原崎らの方法(Kawarasaki, Y. et al.: Biotechnol. Prog., 16, 517-521(2000))やMadinらの方法(Madin, K. et al.: Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 97: 559-564, 2000)等を参考にできる。
ウサギ網状赤血球可溶化物の系はグロブリン生産に適する。ウサギ網状赤血球可溶化物は、ウサギにフェニルヒドラジンを数日間静脈注射して貧血状態とし、所定期間後(例えば第8日目)に採血し、その後溶血させた液から超遠心分離処理などを経て得られる。ウサギ網状赤血球可溶化物の調製法は、JacksonとHuntの方法(Jackson, R. J. and Hunt, T.: Methods Enzymol., 96, 50-74(1983))を参考にして行うことができる。
尚、本発明の実施に際して利用できる無細胞系は上記のもの限られるものではなく、例えば大腸菌以外のバクテリアやコムギ以外の植物の抽出液又はゲノム情報を基に構築した系などを利用してもよい。
Historically, the development of the E. coli S30 fraction extract system has been the oldest, and attempts have been made to synthesize various proteins using this system. The E. coli 30S fraction is prepared through steps of E. coli collection, cell disruption, and purification. The preparation of the 30S fraction of E. coli and the cell-free transcription / translation coupling reaction were performed by the method of Pratt et al. (Pratt, JM: Chapter 7, in “Transcription and Translation: A practical approach”, ed. By BD Hames & SJ Higgins, pp. 179-209, IRL Press, New York (1984)) and the method of Ellman et al. (Ellman, J. et al .: Methods Enzymol., 202, 301-336 (1991)).
The wheat germ extract system has the advantage of being able to efficiently synthesize high-quality eukaryotic proteins, and can be used to synthesize eukaryotic proteins that are difficult to synthesize using the E. coli S30 fraction extract system. Often used. Recently, it has been reported that a high-efficiency and stable synthetic system is constructed by preparing an extract from germs from which seed endosperm components have been washed away (Madin, K. et al .: Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 97: 559-564, 2000). After that, technical developments such as mRNA untranslated sequence with high translation promoting ability, protein synthesis method for multi-item function analysis using PCR, construction of dedicated high expression vector, etc. were carried out (Sawasaki, T. et al .: Proc Natl. Acad. Sci. USA, 99: 14652-14657, 2002), which is expected to be applied in various fields.
The wheat germ extract can be obtained by grinding and centrifuging wheat germ and then separating the supernatant by gel filtration. Regarding the translation reaction, the method of Anderson et al. (Anderson, CW et al .: Methods Enzymol., 101, 638-644 (1983)) can be referred to. Improved methods have also been reported. For example, Kawarazaki et al. (Kawarasaki, Y. et al .: Biotechnol. Prog., 16, 517-521 (2000)) and Madin et al. (Madin, K. et al. : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 97: 559-564, 2000).
The rabbit reticulocyte lysate system is suitable for globulin production. Rabbit reticulocyte lysate is made anemic by injecting phenylhydrazine intravenously into rabbits for several days, blood is collected after a predetermined period (for example, day 8), and then subjected to ultracentrifugation from the hemolyzed solution. can get. The method for preparing a rabbit reticulocyte lysate can be performed with reference to the method of Jackson and Hunt (Jackson, RJ and Hunt, T .: Methods Enzymol., 96, 50-74 (1983)).
The cell-free system that can be used in the practice of the present invention is not limited to those described above. For example, a system constructed on the basis of an extract of bacteria other than E. coli or plants other than wheat or genome information may be used. Good.

無細胞系におけるタンパク質合成反応はバッチ式又は連続式で行われる。ここでの「バッチ式」とは、典型的には、反応に必要な全ての成分を混合して反応を行い、所定時間経過後に産物を回収する方式をいう。複数回の合成反応を一の容器内で行う場合を例に採れば、次の合成反応の際には先の合成反応に使用した反応溶液を廃棄し、新たな反応溶液を容器内に準備することとなる。反応開始時に全ての成分を混合するのではなく、所定時間経過した後に特定の成分を添加したり(例えば、プレインキュベーションしてリボソーム複合体を形成させた後に鋳型を添加する)、合成反応中にATP、GTPなどの物質を適宜添加したりして合成反応を進行させる場合についてもバッチ式ということとする。尚、使い捨てタイプの容器を使用して一回のみの合成反応を行う場合もバッチ式の典型例である。
一方「連続式」とは、長時間に亘ってタンパク質が合成されるように、溶媒、核酸鋳型、合成基質、エネルギー源(ATPやGTP)などを合成反応中に連続して供給ないし交換しつつタンパク質合成を行う方式をいう。所定の間のみに上記のごとき供給ないし交換が行われるようにしてもよく、このような場合についても連続式と呼ぶこととする。連続式の無細胞タンパク質合成系についてはspringらによって最初に報告されている(Spring, A. S. et al: Science, 242:1162-1164, 1998など)。連続式にはCFCFシステムとCECFシステムがある。前者では一部(例えば底部)に限外ろ過膜を設けた反応容器を用い、これにアミノ酸、ATP、GTPなどタンパク質合成に必要なすべての成分を含む液を連続的に供給する。反応液は限外ろ過膜によって分離される。合成されたタンパク質はろ液に含まれ、フラクションコレクターなどによって他の成分から分離、回収される。このようにCFCFシステムでは、反応溶液の供給と限外ろ過による目的タンパク質及び不要物の取り出しを同時に行う。他方のCECFシステムでは、アミノ酸類、ATPなど必要な低分子を含む循環液が透析膜を隔てて反応液中を循環するようにし、透析の原理を利用してアミノ酸類、ATPなど必要な低分子の供給と不要物の除去を同時に行い、合成されたタンパク質が反応溶液中に留まるようにする。このシステムの利点の一つは、反応液と循環液とが独立しているので循環液について様々な修正が容易に行なえることである。また、反応液量に対する透析膜の面積を大きくできることから、透析膜を介した効率的な物質の交換を行えるという利点も有する。尚、Reaction mix層及びBuffer mix層と呼ばれる二層を形成させ、これら二層を徐々に混合させることによって、アミノ酸、ATPなどをはじめとする低分子物質が補給される重層法が開発されている(PROTEIOS?キット、TOYOBO)。かかる方法では、単純なバッチ法の5〜10倍のタンパク質合成効率が得られ、ハイスループットに目的タンパク質を効率的に合成することが可能となる。
The protein synthesis reaction in the cell-free system is carried out batchwise or continuously. Here, the “batch type” typically refers to a method in which all components necessary for the reaction are mixed and the reaction is performed, and the product is recovered after a predetermined time has elapsed. Taking the case of performing a plurality of synthesis reactions in one container as an example, the reaction solution used in the previous synthesis reaction is discarded in the next synthesis reaction, and a new reaction solution is prepared in the container. It will be. Rather than mixing all components at the beginning of the reaction, add specific components after a certain time (for example, preincubate to form a ribosome complex and then add a template), or during the synthesis reaction A case where a synthetic reaction is allowed to proceed by appropriately adding substances such as ATP and GTP is also referred to as a batch system. In addition, the case where the synthetic reaction is performed only once using a disposable container is also a typical example of a batch type.
On the other hand, “continuous” means that solvents, nucleic acid templates, synthetic substrates, energy sources (ATP and GTP), etc. are continuously supplied or exchanged during the synthesis reaction so that proteins can be synthesized over a long period of time. A method for protein synthesis. Supply or exchange as described above may be performed only during a predetermined period, and such a case is also referred to as a continuous type. A continuous cell-free protein synthesis system was first reported by spring et al. (Spring, AS et al: Science, 242: 1162-1164, 1998, etc.). There are CFCF system and CECF system in the continuous type. In the former, a reaction vessel provided with an ultrafiltration membrane in a part (for example, the bottom) is used, and a liquid containing all components necessary for protein synthesis such as amino acids, ATP, and GTP is continuously supplied thereto. The reaction solution is separated by an ultrafiltration membrane. The synthesized protein is contained in the filtrate and separated and recovered from other components by a fraction collector or the like. Thus, in the CFCF system, the supply of the reaction solution and the extraction of the target protein and unwanted substances by ultrafiltration are performed simultaneously. In the other CECF system, circulating fluid containing necessary low molecules such as amino acids and ATP is circulated in the reaction solution across the dialysis membrane, and the necessary low molecules such as amino acids and ATP are utilized using the dialysis principle. And the removal of unnecessary substances at the same time so that the synthesized protein stays in the reaction solution. One of the advantages of this system is that the reaction liquid and the circulating liquid are independent, so that various corrections can be easily made to the circulating liquid. Moreover, since the area of the dialysis membrane with respect to the amount of the reaction solution can be increased, there is also an advantage that efficient substance exchange can be performed through the dialysis membrane. In addition, a multilayer method has been developed in which two layers called a reaction mix layer and a buffer mix layer are formed, and these two layers are gradually mixed to replenish low molecular weight substances such as amino acids and ATP. (PROTEIOS? Kit, TOYOBO). In such a method, the protein synthesis efficiency is 5 to 10 times that of a simple batch method, and the target protein can be efficiently synthesized with high throughput.

本発明のタンパク質の製造方法では、目的タンパク質に対する特異的結合分子の共存下、上記のごとき無細胞系を利用してタンパク質を合成する。したがって、典型的には合成に先立って反応液に必要な特異的結合分子を添加しておく。本発明の製造方法では、タンパク質合成反応中に特異的結合分子が存在していればよく、例えば合成反応直前や、合成反応初期、合成反応中期、又は合成反応後期に特異的結合分子を添加してもよい。好ましくは、合成反応開始前に特異的結合分子を添加し、特異的結合分子による良好なフォールディング補助(制御)作用が発揮されるようにする。   In the method for producing a protein of the present invention, a protein is synthesized using a cell-free system as described above in the presence of a specific binding molecule for the target protein. Therefore, a specific binding molecule necessary for the reaction solution is typically added prior to synthesis. In the production method of the present invention, it is sufficient that a specific binding molecule is present during the protein synthesis reaction. For example, the specific binding molecule is added immediately before the synthesis reaction, at the early stage of the synthesis reaction, at the middle of the synthesis reaction, or at the later stage of the synthesis reaction. May be. Preferably, a specific binding molecule is added before the start of the synthesis reaction so that a good folding assisting (controlling) action by the specific binding molecule is exhibited.

特異的結合分子の添加量(濃度)は特に限定されないが、想定されるタンパク質合成トータル量、反応液中のタンパク質濃度、特異的結合分子の結合定数等を考慮して適当な量を設定することができる。想定されるタンパク質合成トータル量よりも多くなるように、特異的結合分子の添加量を設定することが好ましい。十分なフォールディング補助(制御)作用が発揮されるようにするためである。尚、ここでの「想定されるタンパク質合成トータル量」は、特異的結合分子を添加しないこと以外は同条件で合成した場合に得られるタンパク質量を基準に推測することができる(典型的には、当該条件で合成した場合に得られるタンパク質量を、想定されるタンパク質合成トータル量とする)。
特異的結合分子の添加量の設定に際しては、その解離定数(Kd)を考慮することが好ましく、例えばKdの値と同じ濃度となるように特異的結合分子を添加しておけば理論上、生成する合成分子の半分の分子には特異的結合分子が作用することになるので、充分な効果が期待できる。しかしこの添加量は、特異的結合分子として抗体を用いた場合において抗体がポリクローナルやオリゴクローナルのときには、実質的に効果を奏する抗体は一部であると予想されるため、十分な効果を得るためには、上記の添加量よりも多い添加量とすることが好ましい。
結合特異性の高い特異的結合分子を使用することが好ましい。特異的結合分子の添加量を減少でき、タンパク質合成反応を無用に阻害してしまうなどの好ましくない作用の発生を抑制できるからである。
The amount (concentration) of the specific binding molecule is not particularly limited, but it should be set appropriately in consideration of the expected total amount of protein synthesis, the protein concentration in the reaction solution, the binding constant of the specific binding molecule, etc. Can do. It is preferable to set the addition amount of the specific binding molecule so as to be larger than the assumed total amount of protein synthesis. This is so that a sufficient folding assisting (controlling) action is exhibited. The “assumed total protein synthesis amount” here can be estimated based on the amount of protein obtained when synthesized under the same conditions except that no specific binding molecule is added (typically The amount of protein obtained when synthesized under the above conditions is the assumed total amount of protein synthesis).
When setting the amount of specific binding molecule added, it is preferable to consider its dissociation constant (Kd). For example, if a specific binding molecule is added so as to have the same concentration as the value of Kd, it is theoretically generated. Since a specific binding molecule acts on half of the synthetic molecules, a sufficient effect can be expected. However, this addition amount is used in order to obtain a sufficient effect because when the antibody is used as a specific binding molecule, if the antibody is polyclonal or oligoclonal, it is expected that only a part of the antibody will be effective. In this case, it is preferable to set the addition amount to be larger than the above addition amount.
It is preferable to use a specific binding molecule with high binding specificity. This is because the amount of specific binding molecules added can be reduced, and the occurrence of undesirable effects such as unnecessarily inhibiting the protein synthesis reaction can be suppressed.

タンパク質合成反応は、反応が良好に進行するように例えば30℃前後の温度条件で実施される。例えば、大腸菌のライセートを利用したロシュ社のキットRTSでは、30℃の温度条件が最適とされるが、凝集しやすいタンパク質に関しては30℃以下の温度条件で実施される。また、小麦胚芽抽出液を利用した東洋紡績株式会社のキットPROTEIOSでは、26℃の温度条件が最適とされるが、タンパク質によっては23℃の温度条件が最適な場合もある。目的とするタンパク質によって、実施温度を最適化することが好ましい。   The protein synthesis reaction is performed under a temperature condition of about 30 ° C., for example, so that the reaction proceeds well. For example, in a Roche kit RTS using Escherichia coli lysate, a temperature condition of 30 ° C. is optimal, but a protein that easily aggregates is performed under a temperature condition of 30 ° C. or less. In addition, in the kit PROTEIOS of Toyobo Co., Ltd. using wheat germ extract, the temperature condition of 26 ° C. is optimal, but the temperature condition of 23 ° C. may be optimal depending on the protein. It is preferable to optimize the working temperature depending on the target protein.

特に記載のない限り、本明細書における遺伝子工学的操作は、例えばMolecular Cloning(Third Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York)或いはCurrent protocols in molecular biology(edited by Frederick M. Ausubel et al., 1987)を参考にして行うことができる。   Unless otherwise specified, genetic engineering procedures in this specification are, for example, Molecular Cloning (Third Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York) or Current protocols in molecular biology (edited by Frederick M. Ausubel et al., 1987). ).

以下の各実験(1.〜4.)に先立ち、vSrc(トリのラウス肉腫ウイルス遺伝子v-srcの遺伝子産物)、cSrc(ガン原遺伝子c-srcの遺伝子産物)のin vivo合成を行った。尚、vSrcとcSrcは以下の特徴を有する。(1)両者ともにチロシンキナーゼ活性を有する。(2)両者ともにミリストイル化(翻訳後脂肪酸修飾)されている。(3)両者を比較すると、いくつかのアミノ酸残基の置換のほかにC末端の大きな変化が見られる。(4)vSrcは常に活性型として存在する。(5)cSrcは自己リン酸化部位を二ヵ所有し、一方は抑制化に、一方は活性化に機能する。このことから、vSrcの方が活性型を調製しやすいと予想される。   Prior to each of the following experiments (1. to 4.), in vivo synthesis of vSrc (avian rous sarcoma virus gene v-src gene product) and cSrc (oncogene c-src gene product) was performed. Note that vSrc and cSrc have the following characteristics. (1) Both have tyrosine kinase activity. (2) Both are myristoylated (post-translational fatty acid modification). (3) When both are compared, in addition to substitution of several amino acid residues, a large change at the C-terminus is observed. (4) vSrc always exists as an active form. (5) cSrc possesses two autophosphorylation sites, one for inhibition and one for activation. From this, it is expected that vSrc is easier to prepare the active form.

組換えvSrc及びcSrcをin vivo合成したところ(データ示さず)、以下の現象が認められた。
1) vSrcとcSrcをそれぞれ単独でin vivo発現させたところ大量発現には成功したが、両者とも不溶化した。
2) ミリストイル化を施すために、1)で作製した発現系にさらにミリストイル基転移酵素の遺伝子も導入して共発現系とした。vSrcに関しては共発現したが生成産物は不溶化した。cSrcに関しては、発現宿主として使用した大腸菌が死滅した(lethal)。
3) 不溶化の問題を解決するために、2)で作製したvSrcの系に、さらにシャペロニン(GroESL)の遺伝子を導入したが、宿主細胞が死滅した。尚、宿主細胞の死滅は、導入遺伝子が機能型(可溶化)で発現したことを意味すると考えられた。
尚、2)における共発現系は以下のように構築した。
When recombinant vSrc and cSrc were synthesized in vivo (data not shown), the following phenomenon was observed.
1) When vSrc and cSrc were each expressed in vivo alone, large-scale expression was successful, but both were insolubilized.
2) In order to perform myristoylation, a gene for myristoyltransferase was further introduced into the expression system prepared in 1) to obtain a co-expression system. Although vSrc was co-expressed, the product was insolubilized. For cSrc, the E. coli used as an expression host was lethal.
3) In order to solve the problem of insolubilization, the chaperonin (GroESL) gene was further introduced into the vSrc system prepared in 2), but the host cell died. The death of the host cell was considered to mean that the transgene was expressed in a functional form (solubilized).
The co-expression system in 2) was constructed as follows.

A. 大腸菌を宿主として用いた、vSrc又はcSrcと、ミリストイル基転移酵素との共発現系の構築
A-1. pETvSrc及びpETcSrcの作製(図1を参照)
pBluescriptベクターの制限酵素サイトSmaIとEcoRIの間に組み込まれたvSrc(Rous sarcoma virus src gene, complete cds. , GenBank Accession Number M11753)及びcSrc(Chicken c-src gene, complete cds, GenBank Accession Number J00844)のcDNAは、名古屋大学医学部浜口道成教授より恵与された。
このベクター1μgと、制限酵素NcoI(TAKARA)を1ユニット、及び0.01%BSA(TAKARA)を含み、塩、その他はKバッファー(TAKARA)の組成になるように反応系を調製し(総量30μL)、37℃、2時間、保温することでベクターの制限酵素処理を行った。1%アガロースゲルゲルを用いてこれを電気泳動し、バンドを切り出すことでNcoIにより切断された目的のDNA断片の精製を行った。得られたものと、XhoI(TAKARA)を各々1ユニット含み、塩、その他はHバッファー(TAKARA)の組成になるように反応系を調製し(総量30μL)、37℃、2時間、保温することでベクターの制限酵素処理を行った。1%アガロースゲルを用いてこれを電気泳動し、バンドを切り出すことで目的のDNA断片の精製を行った(インサート断片)。pET14b(Novagen)を同様に処理してベクター断片を得た。
ベクター断片とインサート断片をモル比が1:10になるように混和し、これに同体積のDNAリガーゼ溶液(TOYOBO Ligation Kit Version 2)を加えて混合し(総量10μL)、16℃で14時間、保温した。この半量(5μL)を用いて、大腸菌JM109株(TOYOBO)を形質転換し、得られた形質転換体10個からプラスミドを抽出した。1%アガロースゲル電気泳動により、インサート導入処理を行っていないpET14bよりもサイズが大きいものを選び、そこに組み込まれたDNA断片の塩基配列を、T7プロモーターと同じ配列を持つDNAプライマーを用いて決定した。v-src及びc-srcがpET14bに組み込まれたものをそれぞれpETvSrc及びpETcSrcとした。
A. Construction of co-expression system of vSrc or cSrc and myristoyltransferase using E. coli as host
A-1. Preparation of pETvSrc and pETcSrc (see Fig. 1)
vSrc (Rous sarcoma virus src gene, complete cds., GenBank Accession Number M11753) and cSrc (Chicken c-src gene, complete cds, GenBank Accession Number J00844) incorporated between the restriction enzyme sites SmaI and EcoRI of the pBluescript vector cDNA was a gift from Professor Michinari Hamaguchi of Nagoya University School of Medicine.
Prepare 1 μg of this vector, 1 unit of restriction enzyme NcoI (TAKARA), and 0.01% BSA (TAKARA), and prepare a reaction system so that the salt and others have the composition of K buffer (TAKARA) (total amount 30 μL), The vector was treated with a restriction enzyme by incubating at 37 ° C. for 2 hours. This was electrophoresed using a 1% agarose gel gel, and the target DNA fragment cleaved with NcoI was purified by cutting out the band. Prepare the reaction system so that it has a composition of H buffer (TAKARA) containing 1 unit each of the obtained product and XhoI (TAKARA) (salt, etc.) (total volume 30 μL) and incubate at 37 ° C for 2 hours Then, the restriction enzyme treatment of the vector was performed. This was electrophoresed using a 1% agarose gel, and the target DNA fragment was purified by cutting out the band (insert fragment). pET14b (Novagen) was similarly treated to obtain a vector fragment.
Mix the vector fragment and the insert fragment so that the molar ratio is 1:10, add the same volume of DNA ligase solution (TOYOBO Ligation Kit Version 2) and mix (total volume 10 μL), and continue at 16 ° C for 14 hours. Keep warm. Using this half amount (5 μL), Escherichia coli JM109 strain (TOYOBO) was transformed, and a plasmid was extracted from 10 transformants obtained. Using 1% agarose gel electrophoresis, select a larger size than pET14b that has not undergone insert introduction treatment, and determine the base sequence of the DNA fragment incorporated therein using a DNA primer that has the same sequence as the T7 promoter did. Those in which v-src and c-src were incorporated into pET14b were designated as pETvSrc and pETcSrc, respectively.

A-2. ミリストイル基転移酵素(N-myristoyl transferase; NMT)とvSrc及びcSrcの共発現系の構築(図1を参照)
NMTのcDNAを組み込んだpBB131ベクター((Duronio, R. J., Jackson-Machelski, E., Heuckeroth, R. O., Olines, P. O., Devine, C. S., Yonemoto, W., Slice, L. W., Taylor, S. S., and Gordon, J. I. (1990) Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 87, 1506-1510.))は、Dr. J.I.Gordonより恵与された。
pBB131を用いて、大腸菌BL21(DE3)株(Novagen)を形質転換し、カナマイシン耐性により目的遺伝子が導入されたものの選択を行った。得られた形質転換体をさらにpETvSrc(又はpETcSrc)で形質転換し、カナマイシンとアンピシリンを同時に用いてNMT遺伝子とvSrc遺伝子(又はcSrc遺伝子)の両方が導入されたものの選択を行った。以上のようにして共発現系を構築した。尚、図1にはミリストイル基転移酵素と組換えvSrcの共発現系を模式的に示した。
A-2. Construction of co-expression system of N-myristoyl transferase (NMT) and vSrc and cSrc (see Fig. 1)
PBB131 vector incorporating NMT cDNA ((Duronio, RJ, Jackson-Machelski, E., Heuckeroth, RO, Olines, PO, Devine, CS, Yonemoto, W., Slice, LW, Taylor, SS, and Gordon, JI (1990) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87, 1506-1510.)) Was kindly provided by Dr. JIGordon.
Using pBB131, Escherichia coli BL21 (DE3) strain (Novagen) was transformed, and those having the target gene introduced due to kanamycin resistance were selected. The obtained transformant was further transformed with pETvSrc (or pETcSrc), and kanamycin and ampicillin were simultaneously used to select those in which both the NMT gene and the vSrc gene (or cSrc gene) were introduced. A co-expression system was constructed as described above. FIG. 1 schematically shows a co-expression system of myristoyltransferase and recombinant vSrc.

以上の結果を踏まえて、ミリストイル化されたvSrcを得ることを目的として以下の各実験を実施した。
1. 抗血清由来ウサギFabの作製(シャペロン様活性を調べるための抗Src抗体の作製)
上記のように、大腸菌で大量発現したvSrcは不溶性となるので、次のように精製を行った。3リットルの培養を行い、0.4mM IPTGにより発現誘導を行い、6時間培養したのちに菌体を回収し、これをCelLyticTM B II Bacterial Cell Lysis Extraction Reagent(SIGMA社 B 3678)で懸濁して遠心にて可溶性画分を除いた後、沈殿をBuffer 1に可溶化し、Buffer 2の組成に徐々に連続的に変化するように(直線濃度勾配変化)透析を行った。
Buffer 1:20mM Tris-HCl(pH8), 120mM NaCl, 6Mグアニジン塩酸塩, 1M L-アルギニン, 20mM DTT
Buffer 2:20mM Tris-HCl(pH8), 120mM NaCl, 2 Mグアニジン塩酸塩, 1M L-アルギニン,1mM DTT
この可溶性画分についてHiPrep 26/60 Sephacryl S-200 HRゲルろ過カラムクロマトグラフィー(Amersham 17-1195-01)を行い、精製タンパク質4ml(4.5mg/ml)を得た。
ウサギの免疫およびIgG精製は定法で行なった。即ち、アジュバンドと免疫vSrc抗原を混ぜたものを抗体価が上昇するまで1週間おきに6回免疫し、抗血清53mlを得た。添付のマニュアルに従い、Protein-A Sepharose(ファルマシア)を用いてIgGフラクション5mg(2.7mg /mlを1.85ml)を調製した。タンパク質合成系に抗体を加えたときに、二価抗体であると抗原が凝集して沈降する可能性があるので、これを防ぐために以下の手順に従って、調製したIgGフラクションにパパインを作用させて一価の抗体(Fab)とした。尚、パパインを除去する操作を省略するため、固定化パパイン(Immobilized papain, PIERCE, 20341)を用いた。これは、アガロースビーズにパパインが固定化されたものである。
1) 抗血清からProtein-G Sepharoseにより精製された上記IgGはPBSに溶解している。そこでIgG 5mg(2.7mg /mlを1.85ml)を以下に示すbufferへ透析したのち、アミコンウルトラ100 (Millipore, UFC801096)によって濃縮して10mg/ml(500μl)とした。
buffer: 20mM sodium phosphate, 10mM ETDA (pH7.0)
2) 固定化パパイン0.2mlを2mlのエッペンドルフチューブへ移して以下に示すdigestion bufferで2回遠心洗浄したのちに、0.4mlのdigestion bufferを加えて1)で調製したIgGを加えた。尚、酵素(パパイン)と基質(IgG)の質量比は、1:100となるよう調整した。
Digestion buffer : 20mM sodium phosphate, 20mM cystein・HCl, 10mM ETDA (pH7.0)
3) 37℃、5時間、インキュベーションした。
4) 1.2mlの10mM Tris-HCl(pH7.5)を加えて遠心し、上清をFab(Fcを含む)として回収した。タンパク質量を測定したところ、IgGに換算して5mg/2.1mlの溶液であって、Fab濃度は1.59mg/mlであった。
Based on the above results, the following experiments were conducted with the aim of obtaining myristoylated vSrc.
1. Production of antiserum-derived rabbit Fab (production of anti-Src antibody to investigate chaperone-like activity)
As described above, vSrc expressed in large amounts in E. coli becomes insoluble, and thus purification was performed as follows. Cultivate 3 liters, induce expression with 0.4 mM IPTG, and incubate for 6 hours.The cells are collected and suspended in CelLyticTM B II Bacterial Cell Lysis Extraction Reagent (SIGMA B 3678) and centrifuged. After removing the soluble fraction, the precipitate was solubilized in Buffer 1 and dialyzed to gradually and continuously change to the composition of Buffer 2 (linear concentration gradient change).
Buffer 1: 20 mM Tris-HCl (pH 8), 120 mM NaCl, 6 M guanidine hydrochloride, 1 M L-arginine, 20 mM DTT
Buffer 2: 20 mM Tris-HCl (pH 8), 120 mM NaCl, 2 M guanidine hydrochloride, 1 M L-arginine, 1 mM DTT
This soluble fraction was subjected to HiPrep 26/60 Sephacryl S-200 HR gel filtration column chromatography (Amersham 17-1195-01) to obtain 4 ml (4.5 mg / ml) of purified protein.
Rabbit immunization and IgG purification were performed by conventional methods. That is, a mixture of adjuvant and immunized vSrc antigen was immunized 6 times every other week until the antibody titer increased to obtain 53 ml of antiserum. According to the attached manual, IgG fraction 5 mg (2.7 mg / ml 1.85 ml) was prepared using Protein-A Sepharose (Pharmacia). When an antibody is added to a protein synthesis system, an antigen may aggregate and precipitate if it is a bivalent antibody. To prevent this, papain is allowed to act on the prepared IgG fraction according to the following procedure. Antibody (Fab). In addition, in order to omit the operation of removing papain, immobilized papain (Immobilized papain, PIERCE, 20341) was used. This is one in which papain is immobilized on agarose beads.
1) The IgG purified from the antiserum by Protein-G Sepharose is dissolved in PBS. Accordingly, 5 mg of IgG (2.7 mg / ml was 1.85 ml) was dialyzed into the following buffer, and then concentrated to 10 mg / ml (500 μl) with Amicon Ultra 100 (Millipore, UFC801096).
buffer: 20mM sodium phosphate, 10mM ETDA (pH7.0)
2) After 0.2 ml of immobilized papain was transferred to a 2 ml Eppendorf tube and washed twice with the digestion buffer shown below, 0.4 ml of digestion buffer was added, and the IgG prepared in 1) was added. The mass ratio of enzyme (papain) to substrate (IgG) was adjusted to 1: 100.
Digestion buffer: 20mM sodium phosphate, 20mM cystein ・ HCl, 10mM ETDA (pH7.0)
3) Incubated at 37 ° C for 5 hours.
4) 1.2 ml of 10 mM Tris-HCl (pH 7.5) was added and centrifuged, and the supernatant was recovered as Fab (including Fc). When the amount of protein was measured, it was a 5 mg / 2.1 ml solution in terms of IgG, and the Fab concentration was 1.59 mg / ml.

2. 抗体のシャペロン様活性の測定
2-1. 小麦胚芽抽出液を用いた無細胞タンパク質合成系における、ウサギ抗vSrc抗体(Fab)存在下及び非存在下でのSrc合成
抗体のシャペロン様活性を調べるためには、愛媛大学・遠藤教授らにより開発された高効率無細胞タンパク質合成系PROTEIOS TM Wheat germ cell-free protein synthesis kit(TOYOBO CPS-601)を用いた。まず、組換えvSrc及び組換えcSrcの発現に使用するベクター(pEUvSrc及びpEUcSrc)を次の手順で作製した。
2. Measurement of chaperone-like activity of antibodies
2-1. Src synthesis in the cell-free protein synthesis system using wheat germ extract in the presence and absence of rabbit anti-vSrc antibody (Fab) To investigate the chaperone-like activity of antibodies, Ehime University, Endo The highly efficient cell-free protein synthesis system PROTEIOS ™ Wheat germ cell-free protein synthesis kit (TOYOBO CPS-601) developed by the professors and others was used. First, vectors (pEUvSrc and pEUcSrc) used for expression of recombinant vSrc and recombinant cSrc were prepared by the following procedure.

2-1-1. 発現ベクター(pEUvSrc(図8参照)及びpEUcSrc(図9参照))の作製
pBluescriptベクターの制限酵素サイトSmaIとEcoRIの間に組み込まれたvSrc(Rous sarcoma virus src gene, complete cds. , GenBank Accession Number M11753)及びcSrc(Chicken c-src gene, complete cds, GenBank Accession Number J00844)のcDNAは、名古屋大学医学部浜口道成教授より恵与された。尚、v-Srcの遺伝子のcDNA配列(配列番号62)を図2及び3に、それがコードするアミノ酸配列(配列番号63)を図4にそれぞれ示す。同様に、c-Src遺伝子のcDNA配列(配列番号64)を図5及び6に、それがコードするアミノ酸配列(配列番号65)を図7にそれぞれ示す。
このベクター1μgと、制限酵素SpeI(TAKARA)を1ユニット含み、塩、その他はMバッファー(TAKARA)の組成になるように反応系を調製し(総量30μL)、37℃、2時間、保温することでベクターの制限酵素処理を行った。1%アガロースゲルゲルを用いてこれを電気泳動し、バンドを切り出すことでSpeIにより切断された目的のDNA断片の精製を行った。得られたものと、SalI(TAKARA)を各々1ユニット含み、塩、その他はHバッファー(TAKARA)の組成になるように反応系を調製し(総量30μL)、37℃、2時間、保温することでベクターの制限酵素処理を行った。1%アガロースゲルゲルを用いてこれを電気泳動し、バンドを切り出すことで目的のDNA断片の精製を行った(インサート断片)。pEU3-NII(TOYOBO)を同様に処理してベクター断片を得た。
ベクター断片とインサート断片をモル比が1:10になるように混和し、これに同体積のDNAリガーゼ溶液(TOYOBO Ligation Kit Version 2)を加えて混合し(総量10μL)、16℃で14時間、保温した。この半量(5μL)を用いて、大腸菌JM109株(TOYOBO)を形質転換し、得られた形質転換体10個からプラスミドを抽出した。1%アガロースゲル電気泳動により、インサート導入処理を行っていないpEU3-NIIよりもサイズが大きいものを選び、そこに組み込まれたDNA断片の塩基配列を、T7プロモーターと同じ配列を持つDNAプライマーを用いて決定した。
次に、ここで得られた発現ベクター1μgと、制限酵素NcoI(TAKARA)を1ユニット、および0.01%BSA(TAKARA)を含み、塩、その他はKバッファー(TAKARA)の組成になるように反応系を調製し(総量30μL)、37℃、2時間、保温することでベクターの制限酵素処理を行った。インサート断片に二ヶ所、pEU上に一ヶ所の計3カ所NcoIサイトが存在するので、長さの異なる三つの断片が得られる。1%アガロースゲルゲルを用いてこれを電気泳動し、一番長いもの(発現ベクター本体)と、その次に長いDNA断片(v-src遺伝子又はc-src遺伝子を含む断片)を、バンドを切り出すことで精製した(インサート断片)。
これらを、モル比が1(ベクター本体):10(v-src遺伝子又はc-src遺伝子を含む断片)になるように混和し、これに同体積のDNAリガーゼ溶液(TOYOBO Ligation Kit Version 2)を加えて混合し(総量10μL)、16℃で14時間、保温した。この半量(5μL)を用いて、大腸菌JM109株(TOYOBO)を形質転換し、得られた形質転換体10個からプラスミドを抽出した。1%アガロースゲル電気泳動により、インサート導入処理を行っていないpEU3-NIIよりもサイズが大きいものを選び、そこに組み込まれたDNA断片の塩基配列を、T7プロモーターと同じ配列を持つDNAプライマーを用いて決定することで、正しい向きに目的の遺伝子が組み込まれているものを選択した。v-src及びc-srcがpEU3-NIIに組み込まれたものをそれぞれpEUvSrc及びpEUcSrcとした(図8及び図9を参照)。
2-1-1. Construction of expression vectors (pEUvSrc (see Fig. 8) and pEUcSrc (see Fig. 9))
vSrc (Rous sarcoma virus src gene, complete cds., GenBank Accession Number M11753) and cSrc (Chicken c-src gene, complete cds, GenBank Accession Number J00844) incorporated between the restriction enzyme sites SmaI and EcoRI of the pBluescript vector cDNA was a gift from Professor Michinari Hamaguchi of Nagoya University School of Medicine. The cDNA sequence of the v-Src gene (SEQ ID NO: 62) is shown in FIGS. 2 and 3, and the amino acid sequence encoded by it (SEQ ID NO: 63) is shown in FIG. Similarly, the cDNA sequence of the c-Src gene (SEQ ID NO: 64) is shown in FIGS. 5 and 6, and the amino acid sequence encoded by it (SEQ ID NO: 65) is shown in FIG.
Prepare a reaction system containing 1 μg of this vector and 1 unit of the restriction enzyme SpeI (TAKARA), salt and others in the composition of M buffer (TAKARA) (total amount 30 μL), and incubate at 37 ° C for 2 hours. Then, the restriction enzyme treatment of the vector was performed. This was electrophoresed using a 1% agarose gel gel, and the target DNA fragment cleaved with SpeI was purified by cutting out the band. Prepare the reaction system so that it has the composition of the obtained product and SalI (TAKARA) each, salt and others H buffer (TAKARA) (total amount 30 μL), and keep it at 37 ° C for 2 hours. The vector was subjected to restriction enzyme treatment. This was electrophoresed using a 1% agarose gel gel, and the target DNA fragment was purified by cutting out the band (insert fragment). pEU3-NII (TOYOBO) was treated in the same manner to obtain a vector fragment.
Mix the vector fragment and the insert fragment so that the molar ratio is 1:10, add the same volume of DNA ligase solution (TOYOBO Ligation Kit Version 2) and mix (total volume 10 μL), and continue at 16 ° C for 14 hours. Keep warm. Using this half amount (5 μL), Escherichia coli JM109 strain (TOYOBO) was transformed, and a plasmid was extracted from 10 transformants obtained. Use 1% agarose gel electrophoresis to select a larger size than pEU3-NII, which has not undergone insert introduction treatment, and use the DNA primer that has the same sequence as the T7 promoter for the base sequence of the incorporated DNA fragment. Decided.
Next, the reaction system contains 1 μg of the expression vector obtained here, 1 unit of restriction enzyme NcoI (TAKARA), and 0.01% BSA (TAKARA), and the other components such as salt and K buffer (TAKARA). Was prepared (total amount 30 μL) and incubated at 37 ° C. for 2 hours to carry out a restriction enzyme treatment of the vector. Since there are three NcoI sites, two on the insert fragment and one on the pEU, three fragments with different lengths can be obtained. Electrophoresis using 1% agarose gel gel, and cut out the longest DNA fragment (expression vector body) and the next long DNA fragment (fragment containing v-src gene or c-src gene) (Insert fragment).
These were mixed so that the molar ratio was 1 (vector body): 10 (fragment containing v-src gene or c-src gene), and the same volume of DNA ligase solution (TOYOBO Ligation Kit Version 2) was added thereto. In addition, the mixture was mixed (total amount: 10 μL) and incubated at 16 ° C. for 14 hours. Using this half amount (5 μL), Escherichia coli JM109 strain (TOYOBO) was transformed, and a plasmid was extracted from 10 transformants obtained. Use 1% agarose gel electrophoresis to select a larger size than pEU3-NII, which has not undergone insert introduction treatment, and use the DNA primer that has the same sequence as the T7 promoter for the base sequence of the incorporated DNA fragment. Thus, those having the target gene integrated in the correct orientation were selected. Those in which v-src and c-src were incorporated into pEU3-NII were designated pEUvSrc and pEUcSrc, respectively (see FIGS. 8 and 9).

2-1-2. 組換えタンパク質のin vitro合成
以下の手順でタンパク質合成を行なった。
1) pEUvSrc(又はpEUcSrc)でXL-1Blueを形質転換し、Geno Pure Plasmid Maxi Kit(Roshe 3 143 422)でプラスミドを精製した。
2) 1)で精製したプラスミドを、SrcをクローニングしたベクターpBluescript-KSマルチクローニングサイト由来のHindIIIサイトで切断し、リニアとした。
3) 2)で調製したプラスミドを用いて次のようにmRNAを合成した。
pEUvSrc : pEUcSrc
miliQ水 60.1μL : 64.73μL
10×T7 RNA polymerase buffer 10μL : 10μL
25mM NTP 10μL : 10μL
RNase inhibitor (TOYOBO SIN-101) 2μL : 2μL
Plasmid DNA(10μg) 11.9μL : 7.27μL
T7 RNA polymerase(TOYOBO TRL-201) 6μL : 6μL
Total 100μL : 100μL
2-1-2. In vitro synthesis of recombinant protein Protein synthesis was performed according to the following procedure.
1) XL-1Blue was transformed with pEUvSrc (or pEUcSrc), and the plasmid was purified with Geno Pure Plasmid Maxi Kit (Roshe 3 143 422).
2) The plasmid purified in 1) was cleaved at the HindIII site derived from the vector pBluescript-KS multicloning site where Src was cloned to make linear.
3) mRNA was synthesized using the plasmid prepared in 2) as follows.
pEUvSrc: pEUcSrc
miliQ water 60.1μL: 64.73μL
10 × T7 RNA polymerase buffer 10μL: 10μL
25mM NTP 10μL: 10μL
RNase inhibitor (TOYOBO SIN-101) 2μL : 2μL
Plasmid DNA (10μg) 11.9μL : 7.27μL
T7 RNA polymerase (TOYOBO TRL-201) 6μL : 6μL
Total 100μL: 100μL

以上の反応液を500μLのエッペンドルフチューブに入れ、サーマルサイクラーで37℃、4時間インキュベートした。MicroSpin G-25 columns(Amersham 27-5325-01)でmRNAを精製し、260nmにおける吸光度を測定して合成されたmRNA濃度を定量した。vSrcのmRNAは 1.272mg/mL、cSrcのmRNAは1.32mg/mLであった。調製したmRNAは、使用時まで−20℃で保存した。
4) タンパク質合成を、以下に示すように、1.で調製したFabの存在下及び非存在下でそれぞれ行なった。
vSrc(cSrc) : vSrc(cSrc)+Fab
buffer#2 1μL : 1μL
buffer mix 10.59μL : 4.59μL
Fab(0.934mg/mL) − : 6μL
Creatine kinase(TOYOBO CPS-6012) 0.85μL : 0.85μL
RNase inhibitor 0.5μL : 0.5μL
Wheat germ extract 5μL : 5μL
mRNA(1mg/mL) 7.06μL : 7.06μL
Total 25μL : 25μL
The above reaction solution was placed in a 500 μL Eppendorf tube and incubated at 37 ° C. for 4 hours on a thermal cycler. MRNA was purified with MicroSpin G-25 columns (Amersham 27-5325-01), and the concentration of synthesized mRNA was quantified by measuring absorbance at 260 nm. The mRNA for vSrc was 1.272 mg / mL and the mRNA for cSrc was 1.32 mg / mL. The prepared mRNA was stored at −20 ° C. until use.
4) As shown below, protein synthesis was performed in the presence and absence of the Fab prepared in 1.
vSrc (cSrc): vSrc (cSrc) + Fab
buffer # 2 1μL : 1μL
buffer mix 10.59μL : 4.59μL
Fab (0.934 mg / mL) −: 6 μL
Creatine kinase (TOYOBO CPS-6012) 0.85μL: 0.85μL
RNase inhibitor 0.5μL: 0.5μL
Wheat germ extract 5μL : 5μL
mRNA (1mg / mL) 7.06μL: 7.06μL
Total 25μL: 25μL

以上の条件で反応液を混合した後、500μLのエッペンドルフチューブにあらかじめ分注した125μLのbuffer mixの下に、静かに重層した。これをサーマルサイクラーで26℃、20時間インキュベートしSrcをin vitro合成した。
Buffer mixの組成
Buffer#1 107μL
Buffer#2 125μL
miliQ水 768μL
Total 1000μL
After mixing the reaction solution under the above conditions, it was gently layered under a 125 μL buffer mix dispensed in advance into a 500 μL Eppendorf tube. This was incubated in a thermal cycler at 26 ° C. for 20 hours to synthesize Src in vitro.
Composition of Buffer mix
Buffer # 1 107μL
Buffer # 2 125μL
miliQ water 768μL
Total 1000μL

2-2. ウサギ抗vSrc抗体(Fab)存在下及び非存在下で合成したSrcの可溶化の検出
2-1-2.で合成した各Srcの可溶性画分、不溶性画分の分布をウエスタンイムノブロット法で調べた。total画分、可溶性画分(sup)、及び不溶性画分(ppt.)についてそれぞれ5μL相当についてアクリルアミドゲル電気泳動を行い、抗cSrcモノクローナル抗体GD11(UBI)を用いてウエスタンイムノブロットを実施した。結果を図10に示した。左のレーンから順に、レーン1:cSrc total 、レーン2:cSrc sup.、レーン3:cSrc ppt.、レーン4:cSrc total + Fab、レーン5:cSrc sup. + Fab、レーン6:cSrc ppt. + Fab、レーン7:ネガティブ・コントロール、レーン8:ポジティブ・コントロール(組換えSrc)である。
図10に示されるように、レーン2に比較してレーン5ではcSrc位置(矢印位置)のバンドが非常に濃く、Fabの存在下で合成を行なうことによってcSrcではタンパク質の可溶性画分の割合が著しく増加したことが判る。
2-2. Detection of solubilization of Src synthesized in the presence and absence of rabbit anti-vSrc antibody (Fab)
The distribution of soluble and insoluble fractions of each Src synthesized in 2-1-2 was examined by Western immunoblotting. The total fraction, soluble fraction (sup), and insoluble fraction (ppt.) were each subjected to acrylamide gel electrophoresis for 5 μL, and Western immunoblotting was performed using anti-cSrc monoclonal antibody GD11 (UBI). The results are shown in FIG. In order from the left lane, Lane 1: cSrc total, Lane 2: cSrc sup., Lane 3: cSrc ppt., Lane 4: cSrc total + Fab, Lane 5: cSrc sup. + Fab, Lane 6: cSrc ppt. + Fab, lane 7: negative control, lane 8: positive control (recombinant Src).
As shown in FIG. 10, the band at cSrc position (arrow position) is much deeper in lane 5 than in lane 2, and the proportion of soluble fraction of protein is increased in cSrc by performing synthesis in the presence of Fab. It can be seen that there has been a significant increase.

2−3. ウサギ抗vSrc抗体(Fab)存在下及び非存在条件でそれぞれ合成したSrcの活性測定
2-1-2.で合成した各Srcの活性測定をSrc Assay Kit(UBI 17-131)を用いて行った。タンパク質合成溶液の50μLをtotal画分としてサンプリングした後、遠心分離により上清(可溶性画分)と沈殿(不溶性画分)に分け、可溶性画分を用いて以下の手順で活性測定を行った。尚、反応は、96穴1/2マイクロタイタープレート(Costar 3695)で行った。
1) src溶液(2-1-2.の可溶性画分)を12.5μLずつ入れた。また、Srcの活性測定を行えていることを示すポジティブ・コントロールとして市販のcSrc(Src, active UBI 14-236)の1μL (5U 0.0115μg)を11.5μLのmiliQ水で希釈して入れた。
2) Manganese/ATP cocktail(75mM manganese chloride, 500μM ATP)で[γ−32P]ATPを希釈してその12.5μlを1)へ加えた。加えた[γ−32P]ATPは、2.5μCiである。
3) Substrate peptide(KVEKIGEGTYGVVYK)をSrc Kinase Reaction Buffer(SrcRB)で希釈して0.5mg/mLとし、25μLずつ加え(終濃度125μM)、反応を開始した。
4)反応開始5分後、10分後、30分後、60分後に各10μLをサンプリングし、予め用意しておいた20μLの40%トリクロロ酢酸を加えて反応を停止した。
5) P81 Phosphocellulose paperへ4)の25μLを加えて0.75%の燐酸で3回洗浄した後、アセトンで1回洗浄した。風乾後、5mlの液体シンチレーターを入れたガラスバイアルへ入れて、シンチレーションカウンターでペプチドへ取り込まれた燐酸量を測定した。測定結果を図11に示した。cSrcではFab存在下でSrc活性の上昇が見られた。また、合成したvSrcおよびcSrcに同濃度のFabを添加して同様の実験を行ったところ、活性は見られなかった(図12)。即ち、活性測定時における抗体(Fab)の存在がSrc活性に影響しないことが判明した。これによって、Fab存在下で合成したcSrcにおける活性の上昇は、合成時におけるFabの作用によって、活性型のcSrcが生成したことによるものであることが確認された。
以上のように、タンパク質の合成時において抗体がシャペロン用の作用を発揮できることが明らかとなった。
2-3. Activity measurement of Src synthesized in the presence and absence of rabbit anti-vSrc antibody (Fab)
The activity of each Src synthesized in 2-1-2. Was measured using Src Assay Kit (UBI 17-131). After sampling 50 μL of the protein synthesis solution as a total fraction, it was separated into a supernatant (soluble fraction) and a precipitate (insoluble fraction) by centrifugation, and the activity was measured by the following procedure using the soluble fraction. The reaction was carried out in a 96-well 1/2 microtiter plate (Costar 3695).
1) 12.5 μL of src solution (2-1-2. Soluble fraction) was added. Further, as a positive control showing that the Src activity measurement was possible, 1 μL (5U 0.0115 μg) of commercially available cSrc (Src, active UBI 14-236) was diluted with 11.5 μL of miliQ water.
2) [γ- 32 P] ATP was diluted with Manganese / ATP cocktail (75 mM manganese chloride, 500 μM ATP) and 12.5 μl was added to 1). The added [γ- 32 P] ATP is 2.5 μCi.
3) Substrate peptide (KVEKIGEGTYGVVYK) was diluted with Src Kinase Reaction Buffer (SrcRB) to 0.5 mg / mL, and 25 μL was added (final concentration 125 μM) to start the reaction.
4) 10 μL each was sampled 5 minutes, 10 minutes, 30 minutes, and 60 minutes after the start of the reaction, and 20 μL of 40% trichloroacetic acid prepared in advance was added to stop the reaction.
5) 25 μL of 4) was added to P81 Phosphocellulose paper, washed 3 times with 0.75% phosphoric acid, and then washed once with acetone. After air drying, it was put into a glass vial containing 5 ml of liquid scintillator, and the amount of phosphoric acid incorporated into the peptide was measured with a scintillation counter. The measurement results are shown in FIG. cSrc showed an increase in Src activity in the presence of Fab. In addition, when the same experiment was performed by adding the same concentration of Fab to the synthesized vSrc and cSrc, no activity was observed (FIG. 12). That is, it was found that the presence of antibody (Fab) at the time of activity measurement does not affect Src activity. As a result, it was confirmed that the increase in the activity of cSrc synthesized in the presence of Fab was due to the generation of active cSrc by the action of Fab during synthesis.
As described above, it has been clarified that an antibody can exert an action for a chaperone during protein synthesis.

3. ウサギ抗体ファージdisplayライブラリー作製
3-1. ファージミドベクターの作製
以下の手順で発現ベクターを構築した(図13を参照)。scNcopFCAH9-E8VHdVLdベクター(WO 01/96401を参照。当該ベクターの塩基配列(配列番号66)及びアミノ酸配列(配列番号67)を図14〜16に示す) 1μg(1μL)、Revプライマー(5'-AGGAAACAGCTATGACCATG-3'(20mer):配列番号71)(100pmol/mL)1μL、SfiRプライマー(5'-CGGCTGGGCCGCGAGTAA-3'(18mer):配列番号72)(100pmol/mL)1μL、10×LA PCR buffer 10μL、25mM MgCl2 10μL、2.5mM dNTP mix 16μL、滅菌蒸留水60μL、TaKaRa LA Taq Polymerase(5U/μL宝酒造) 1μLを混合し、ミネラルオイルを2滴添加して、95℃で2分保温後、94℃1分、58℃2分、72℃1分の反応を16サイクル繰り返した。得られたPCR産物をアガロースゲル電気泳動で確認後、切り出し、フェノール処理、EtOH沈殿して10μLに濃縮した(A断片)。同様にして、scNcopFCAH9-E8VHdVLd 1μg(1μL)、SfiFプライマー(5'-TTACTCGCGGCCCAGCCGGCCCCTGACATCTGAGGACACT-3'(40mer):配列番号73)(100pmol/mL)1μL、BstRプライマー(5'-CCACCGCCGCTCGAGACGGTGACC-3'(24mer):配列番号74)(100pmol/mL)1μL、10×LA PCR buffer 10μL、25mM MgCl2 10μL、2.5mM dNTP mix 16μL、滅菌蒸留水60μL、TaKaRa LA Taq Polymerase(5U/μL宝酒造)1μLを混合し、ミネラルオイルを2滴添加して、95℃で2分保温後、94℃1分、58℃2分、72℃1分の反応を16サイクル繰り返した。得られたPCR産物をアガロースゲル電気泳動で確認後、切り出し、フェノール処理、EtOH沈殿して10μlに濃縮した(B断片)。さらに、scNcopFCAH9-E8VHdVLd 1μg(1μl)、BstFプライマー(5'-GGTCACCGTCTCGAGCGGCGGTGG-3'(24mer):配列番号75)(100pmol/mL)、cp3Rプライマー(5'-GCCAGCATTGACAGGAGGTTG-3'(21mer):配列番号76)(100pmol/mL)1μL、10×LA PCR buffer 10μL、25mM MgCl2 10μL、2.5mM dNTP mix 16μL、滅菌蒸留水60μL、TaKaRa LA Taq Polymerase(5U/μL宝酒造)1μLを混合し、ミネラルオイルを2滴添加して、95℃で2分保温後、94℃1分、58℃2分、72℃1分の反応を16サイクル繰り返した。得られたPCR産物をアガロースゲル電気泳動で確認後、切り出し、フェノール処理、EtOH沈殿して10μLに濃縮した(C断片)。A断片 5μL、B断片 5μL、Revプライマー(100pmol/mL)1μL、BstRプライマー(100pmol/mL)1μL、10×LA PCR buffer 10μL、25mM MgCl2 10μL、2.5mM dNTP mix 16μL、滅菌蒸留水51μL、TaKaRa LA Taq Polymerase(5U/μL宝酒造) 1μLを混合し、ミネラルオイルを2滴添加して、95℃で1分保温後、94℃1分、58℃4分、72℃2分の反応を17サイクル繰り返した。得られたPCR産物をアガロースゲル電気泳動で確認後、切り出し、フェノール処理、EtOH沈殿して20μLに濃縮した(D断片)。C断片 5μL、D断片 5μL、Revプライマー(100pmol/mL)1μL、cp3Rプライマー(100pmol/mL)1μL、10×LA PCR buffer 10μL、25mM MgCl2 10μL、2.5mM dNTP mix 16μL、滅菌蒸留水51μL、TaKaRa LA Taq Polymerase(5U/μL宝酒造) 1μLを混合し、ミネラルオイルを2滴添加して、95℃で1分保温後、94℃1分、58℃4分、72℃2分の反応を17サイクル繰り返した。得られたPCR産物をアガロースゲル電気泳動で確認後、切り出し、フェノール処理、EtOH沈殿して20μLに濃縮した。このうち、7μL、10×Mバッファー 10μL、滅菌蒸留水78μL、HindIII(10U/μL宝酒造) 5μLを混合して37℃で2時間反応させた。これに、5M NaCl 1μL、BstPI(5U/μL宝酒造) 5μLを添加し、さらに37℃で2時間反応させた。これをアガロースゲル電気泳動で確認後、切り出し、フェノール処理、EtOH沈殿して15μLに濃縮した(インサート断片)。同様にして、scNcopFCAH9-E8VHdVLd 1μg(1μL)、10×Mバッファー10μL、滅菌蒸留水86μL、HindIII(10U/μL 宝酒造) 3μLを混合して37℃で2時間反応させた。これに、5M NaCl 1μL、BstPI(5U/μL宝酒造) 3μLを添加し、さらに37℃で2時間反応させた。これをアガロースゲル電気泳動で確認後、切り出し、フェノール処理、EtOH沈殿して15μLに濃縮した(ベクター断片)。インサート断片2μL、ベクター断片1μL、10×ligation buffer 1.5μL,10mM ATP 1.5μL,DW 8μL,T4 DNA ligase (350units /μL 宝酒造)1μLを加えて混合し、16℃で3時間インキュベートした。エタノール沈殿して3μLの1/5TEに溶解し、その半分を用いてDH12Sを形質転換した。得られた形質転換体24個ずつからプラスミドを抽出し、アガロースゲル電気泳動を行って、インサートの入っているクローンについて、塩基配列を確認した。予想通りの置換の入っているクローンを選択し、pSCCA4-E8d(塩基配列(配列番号68)及びアミノ酸配列(配列番号69)を図17〜19に示す)とした。
3. Rabbit antibody phage display library construction
3-1. Preparation of Phagemid Vector An expression vector was constructed according to the following procedure (see FIG. 13). scNcopFCAH9-E8VHdVLd vector (see WO 01/96401. The nucleotide sequence (SEQ ID NO: 66) and amino acid sequence (SEQ ID NO: 67) of the vector are shown in FIGS. 14 to 16) 1 μg (1 μL), Rev primer (5′-AGGAAACAGCTATGACCATG -3 ′ (20mer): SEQ ID NO: 71) (100 pmol / mL) 1 μL, SfiR primer (5′-CGGCTGGGCCGCGAGTAA-3 ′ (18mer): SEQ ID NO: 72) (100 pmol / mL) 1 μL, 10 × LA PCR buffer 10 μL, 25 mM MgCl 2 10 μL, 2.5 mM dNTP mix 16 μL, sterile distilled water 60 μL, TaKaRa LA Taq Polymerase (5 U / μL Takara Shuzo) 1 μL are mixed, 2 drops of mineral oil are added, and the mixture is incubated at 95 ° C. for 2 minutes, then 94 ° C. The reaction of 1 minute, 58 ° C. for 2 minutes, and 72 ° C. for 1 minute was repeated 16 cycles. The obtained PCR product was confirmed by agarose gel electrophoresis, then excised, phenol treated, EtOH precipitated and concentrated to 10 μL (A fragment). Similarly, scNcopFCAH9-E8VHdVLd 1 μg (1 μL), SfiF primer (5′-TTACTCGCGGCCCAGCCGGCCCCTGACATCTGAGGACACT-3 ′ (40mer): SEQ ID NO: 73) (100 pmol / mL) 1 μL, BstR primer (5′-CCACCGCCGCTCGAGACGGTGACC-3 ′ : SEQ ID NO: 74) (100 pmol / mL) 1 μL, 10 × LA PCR buffer 10 μL, 25 mM MgCl 2 10 μL, 2.5 mM dNTP mix 16 μL, sterile distilled water 60 μL, TaKaRa LA Taq Polymerase (5 U / μL Takara Shuzo) 1 μL, After adding 2 drops of mineral oil and incubating at 95 ° C. for 2 minutes, the reaction of 94 ° C. for 1 minute, 58 ° C. for 2 minutes and 72 ° C. for 1 minute was repeated 16 cycles. The obtained PCR product was confirmed by agarose gel electrophoresis, then excised, phenol-treated, EtOH precipitated and concentrated to 10 μl (B fragment). Furthermore, scNcopFCAH9-E8VHdVLd 1 μg (1 μl), BstF primer (5′-GGTCACCGTCTCGAGCGGCGGTGG-3 ′ (24mer): SEQ ID NO: 75) (100 pmol / mL), cp3R primer (5′-GCCAGCATTGACAGGAGGTTG-3 ′ (21mer): SEQ ID NO: 76) (100 pmol / mL) 1 μL, 10 × LA PCR buffer 10 μL, 25 mM MgCl 2 10 μL, 2.5 mM dNTP mix 16 μL, sterile distilled water 60 μL, TaKaRa LA Taq Polymerase (5 U / μL Takara Shuzo) 1 μL are mixed, and mineral oil is added. Two drops were added, and the mixture was incubated at 95 ° C for 2 minutes, and then the reaction of 94 ° C for 1 minute, 58 ° C for 2 minutes, and 72 ° C for 1 minute was repeated 16 cycles. The obtained PCR product was confirmed by agarose gel electrophoresis, then excised, phenol treated, EtOH precipitated and concentrated to 10 μL (C fragment). A fragment 5 μL, B fragment 5 μL, Rev primer (100 pmol / mL) 1 μL, BstR primer (100 pmol / mL) 1 μL, 10 × LA PCR buffer 10 μL, 25 mM MgCl 2 10 μL, 2.5 mM dNTP mix 16 μL, sterile distilled water 51 μL, TaKaRa LA Taq Polymerase (5U / μL Takara Shuzo) Mix 1μL, add 2 drops of mineral oil, incubate at 95 ℃ for 1 minute, and then react at 94 ℃ for 1 minute, 58 ℃ for 4 minutes, 72 ℃ for 2 minutes for 17 cycles Repeated. The obtained PCR product was confirmed by agarose gel electrophoresis, then excised, phenol treated, EtOH precipitated and concentrated to 20 μL (D fragment). C fragment 5 μL, D fragment 5 μL, Rev primer (100 pmol / mL) 1 μL, cp3R primer (100 pmol / mL) 1 μL, 10 × LA PCR buffer 10 μL, 25 mM MgCl 2 10 μL, 2.5 mM dNTP mix 16 μL, sterile distilled water 51 μL, TaKaRa LA Taq Polymerase (5U / μL Takara Shuzo) Mix 1μL, add 2 drops of mineral oil, incubate at 95 ℃ for 1 minute, and then react at 94 ℃ for 1 minute, 58 ℃ for 4 minutes, 72 ℃ for 2 minutes for 17 cycles Repeated. The obtained PCR product was confirmed by agarose gel electrophoresis, then cut out, phenol-treated, EtOH precipitated and concentrated to 20 μL. Among these, 7 μL, 10 × M buffer 10 μL, sterile distilled water 78 μL, and HindIII (10 U / μL Takara Shuzo) 5 μL were mixed and reacted at 37 ° C. for 2 hours. To this, 1 μL of 5M NaCl and 5 μL of BstPI (5 U / μL Takara Shuzo) were added, and further reacted at 37 ° C. for 2 hours. This was confirmed by agarose gel electrophoresis, then excised, phenol treated, EtOH precipitated and concentrated to 15 μL (insert fragment). Similarly, scNcopFCAH9-E8VHdVLd 1 μg (1 μL), 10 × M buffer 10 μL, sterilized distilled water 86 μL, and HindIII (10 U / μL Takara Shuzo) were mixed and reacted at 37 ° C. for 2 hours. To this, 1 μL of 5M NaCl and 3 μL of BstPI (5U / μL Takara Shuzo) were added, and further reacted at 37 ° C. for 2 hours. This was confirmed by agarose gel electrophoresis, then excised, phenol treated, EtOH precipitated and concentrated to 15 μL (vector fragment). Insert fragment 2 μL, vector fragment 1 μL, 10 × ligation buffer 1.5 μL, 10 mM ATP 1.5 μL, DW 8 μL, and T4 DNA ligase (350 units / μL Takara Shuzo) were added and mixed, and incubated at 16 ° C. for 3 hours. Ethanol was precipitated and dissolved in 3 μL of 1 / 5TE, and a half thereof was used to transform DH12S. Plasmids were extracted from each of the 24 transformants obtained, and subjected to agarose gel electrophoresis, and the nucleotide sequence of the clone containing the insert was confirmed. A clone containing the expected substitution was selected and used as pSCCA4-E8d (base sequence (SEQ ID NO: 68) and amino acid sequence (SEQ ID NO: 69) are shown in FIGS. 17 to 19).

さらに、XhoIサイトではライゲーション効率が低かったため、5‘側のプライマー(配列58 XhoI、NotIサイトを下線で示した)と3’側のプライマー(配列59 NcoIサイトを下線で示した)を用いてPCR反応を行い、NotIサイトで重鎖を挿入できるように変換した。このベクターpSCCA5-E8dのインサートの塩基配列に、制限酵素サイトと塩基配列によってコードされるアミノ酸配列(配列番号70)を図20〜22に示した。   Furthermore, since the ligation efficiency was low at the XhoI site, PCR was performed using the 5 'primer (sequence 58 XhoI, NotI site is underlined) and the 3' primer (sequence 59 NcoI site is underlined). The reaction was performed and converted so that the heavy chain could be inserted at the NotI site. In the base sequence of the insert of this vector pSCCA5-E8d, the amino acid sequence (SEQ ID NO: 70) encoded by the restriction enzyme site and the base sequence is shown in FIGS.

このベクターの所定の位置に重鎖と軽鎖の遺伝子を挿入することにより、実際の抗体タンパク質発現ベクターが完成することとなる。完成したベクターによって発現される抗体の形状はscFv型である。リンカー−GRGGS(GGGGS)2MA-によって重鎖と軽鎖は結合している。軽鎖遺伝子は前述のcp3遺伝子と結合されており、結果として発現タンパク質はscFv-cp3の形状となる。   An actual antibody protein expression vector is completed by inserting heavy chain and light chain genes into predetermined positions of this vector. The shape of the antibody expressed by the completed vector is scFv type. The heavy chain and light chain are linked by the linker -GRGGS (GGGGS) 2MA-. The light chain gene is linked to the aforementioned cp3 gene, and as a result, the expressed protein is in the form of scFv-cp3.

3-2. ウサギ抗体ライブラリーの作製
3-2-1. ウサギ抗体遺伝子単離
ウサギ由来抗体ライブラリーを作製するためウサギを1-1.同様に免疫した。
3-2. Preparation of rabbit antibody library
3-2-1. Isolation of Rabbit Antibody Genes Rabbits were immunized in the same manner as in 1-1. To prepare a rabbit-derived antibody library.

3-2-2. RNAの作製
免疫したウサギの脾臓からRNA Extraction Kit(Amersham-Pharmacia 27-9270-01)を用いて定法に従ってRNAの調製を行った。1個の脾臓から1.04mgのRNAを得た。
3-2-2. Preparation of RNA RNA was prepared from the spleen of an immunized rabbit according to a conventional method using an RNA Extraction Kit (Amersham-Pharmacia 27-9270-01). 1.04 mg of RNA was obtained from one spleen.

3-2-3. cDNAの合成
Super Script II RnaseH-Reverse Transcriptase(Gibco 18064-071)を用いて30μg RNAから重鎖遺伝子,軽鎖遺伝子であるκ遺伝子とλ遺伝子のcDNAの合成を行った。プライマーは、重鎖遺伝子の取得用3'プライマー(配列46−48)を等モルずつ混ぜたもの、軽鎖κ遺伝子の取得用3'プライマー(配列49-56)を等モルずつ混ぜたもの、および軽鎖λ遺伝子の取得用3'プライマー(配列57)を用いて、それぞれについてPCRを行った。Ribonuclease H(Gibco 18021?71)を用いて鋳型のRNAを分解した。
3-2-3. Synthesis of cDNA
Using Super Script II Rnase H-Reverse Transcriptase (Gibco 18064-071), the heavy chain gene, light chain gene κ gene and λ gene cDNA were synthesized from 30 μg RNA. Primers were mixed with equimolar amounts of 3 'primer for obtaining heavy chain gene (sequence 46-48), mixed with equimolar amount of 3' primer for obtaining light chain kappa gene (sequence 49-56), PCR was carried out for each of these using the 3 ′ primer for obtaining the light chain λ gene (sequence 57). The template RNA was degraded using Ribonuclease H (Gibco 18021-71).

3-2-4. 抗体遺伝子の増幅
得られたcDNAを鋳型にして、重鎖遺伝子の取得用5'プライマー(配列1-13)と3'プライマー(配列14-16)を用いて、PCRを行った。また、κ遺伝子の取得用5'プライマー(配列17-35)と3'プライマー(配列37-44)を用いて、PCRを行った。また、λ遺伝子の取得用5'プライマー(配列36)と3'プライマー(配列45)を用いて、PCRを行い、DNA断片を作製した。PCRの反応条件を以下に示した。
200pmol/μL VH(Vk, VL) primer mix 10μL
200pmol/μL JH(Jk, JL) primer mix 10μL
cDNA 10μL
10×LA Taq Polymerase buffer(Taqに添付) 100μL
25mM MgCl2 100μL
2.5mM dNTP 80μL
LA Taq Polymerase(TAKARA 5U/μL) 10μL
滅菌miliQ水 680μL
total 1000μL
94℃、3分→94℃、1分;65℃、2分;72℃、1分
3-2-4. Amplification of antibody gene Using the obtained cDNA as a template, PCR was performed using 5 'primer (sequence 1-13) and 3' primer (sequence 14-16) for heavy chain gene acquisition. went. PCR was performed using a 5 ′ primer (sequence 17-35) and a 3 ′ primer (sequence 37-44) for obtaining the κ gene. Further, PCR was performed using a 5 ′ primer (sequence 36) and a 3 ′ primer (sequence 45) for obtaining the λ gene to prepare a DNA fragment. PCR reaction conditions are shown below.
200pmol / μL VH (Vk, VL) primer mix 10μL
200pmol / μL JH (Jk, JL) primer mix 10μL
cDNA 10μL
10 × LA Taq Polymerase buffer (attached to Taq) 100 μL
25 mM MgCl 2 100 μL
2.5mM dNTP 80μL
LA Taq Polymerase (TAKARA 5U / μL) 10μL
Sterile miliQ water 680μL
total 1000μL
94 ° C, 3 minutes → 94 ° C, 1 minute; 65 ° C, 2 minutes; 72 ° C, 1 minute

あらかじめ予備実験を行い、非特異反応産物を生じない、適当なサイクル数(20サイクル前後)を決定して行った。
PCR産物は、フェノール処理後、エタノール沈殿して90μLのTEバッファーに懸濁し、10μLの10×sample loading bufferを加えて、0.8%のアガロースゲルで電気泳動したのち、450bp付近の目的のバンドを切り出し、QIAQuick Gel Extraction Kit (QIAGEN 28704)で精製した。重鎖遺伝子取得用プライマーの塩基配列中、VH下線部はSfiIサイト、 JH下線部はNotIサイトを示す。軽鎖遺伝子取得用プライマーの塩基配列中、Vk(VL)下線部はNcoIサイト、Jk(JL) 下線部はAscIサイトを示す。
Preliminary experiments were conducted in advance to determine an appropriate number of cycles (around 20 cycles) that did not produce non-specific reaction products.
The PCR product is treated with phenol, ethanol-precipitated, suspended in 90 μL of TE buffer, added with 10 μL of 10 × sample loading buffer, electrophoresed on 0.8% agarose gel, and then cut out the target band around 450 bp. And purified with QIAQuick Gel Extraction Kit (QIAGEN 28704). In the nucleotide sequence of the primer for obtaining a heavy chain gene, the VH underline indicates the SfiI site, and the JH underline indicates the NotI site. In the base sequence of the light chain gene acquisition primer, the underlined portion of Vk (VL) indicates the NcoI site, and the underlined portion of Jk (JL) indicates the AscI site.

以下、用いたプライマーを示す。
Rabbit VH PCR primer
[1](rabV1a1)
5’-ACTTACTCGCGGCCCAGCCGGCCATGGCCCAGTCGGTGGAGGAGTCCGG(G/C)GG-3’(配列番号1)
[2](rabV1a2)
5’-ACTTACTCGCGGCCCAGCCGGCCATGGCCCAGTCGGTGGAGGAGTCCGGGGA-3’(配列番号2)
[3](rabV1a3)
5’-ACTTACTCGCGGCCCAGCCGGCCATGGCCCAGTCGCTGG(A/T)GGAGTCCGGGGG-3’(配列番号3)
[4](rabV1a4)
5’-ACTTACTCGCGGCCCAGCCGGCCATGGCCCAGTCGGTGGAGGAGTCCAGGGG-3’(配列番号4)
[5](rabV1a5)
5’-ACTTACTCGCGGCCCAGCCGGCCATGGCCCAGTC(G/A)GTGAAGGAGTCCGAGGG-3’(配列番号5)
[6](rabV2)
5’-ACTTACTCGCGGCCCAGCCGGCCATGGCCCAGTCGTTGGAGGAGTCCGGGGG-3’(配列番号6)
[7](rabV3a1)
5’-ACTTACTCGCGGCCCAGCCGGCCATGGCCCAGCAGCTGGAGGAGTCCGGGGG-3’(配列番号7)
[8](rabV3a2)
5’-ACTTACTCGCGGCCCAGCCGGCCATGGCCCAGCAGCTGGAGCA(C/G)TCCGCAGG -3’(配列番号8)
[9](rabV4a1)
5’-ACTTACTCGCGGCCCAGCCGGCCATGGCCCAG(C/G)AGCAGCTGATGGAGTCCGG-3’(配列番号9)
[10](rabV4a2)
5’-ACTTACTCGCGGCCCAGCCGGCCATGGCCCAGCAGCTGGTGGAGTCCGGGGG-3’(配列番号10)
[11](rabV4a3)
5’-ACTTACTCGCGGCCCAGCCGGCCATGGCCGAGCAGCTGGAGGAGTCCGGGGG-3’(配列番号11)
[12](rabV4a4)
5’-ACTTACTCGCGGCCCAGCCGGCCATGGCCGAGCAGCTGGTGGAGT(C/A)CGGGGG-3’(配列番号12)
[13](rabV4a5)
5’-ACTTACTCGCGGCCCAGCCGGCCATGGCCGAGCAGCTGAAGGAGTCCGG(G/A)GG-3’(配列番号13)
The primers used are shown below.
Rabbit VH PCR primer
[1] (rabV1a1)
5'-ACTTACTCGCGGCCCAGCCGGCCATGGCCCAGTCGGTGGAGGAGTCCGG (G / C) GG-3 '(SEQ ID NO: 1)
[2] (rabV1a2)
5'-ACTTACTCGCGGCCCAGCCGGCCATGGCCCAGTCGGTGGAGGAGTCCGGGGA-3 '(SEQ ID NO: 2)
[3] (rabV1a3)
5'-ACTTACTCGCGGCCCAGCCGGCCATGGCCCAGTCGCTGG (A / T) GGAGTCCGGGGG-3 '(SEQ ID NO: 3)
[4] (rabV1a4)
5'-ACTTACTCGCGGCCCAGCCGGCCATGGCCCAGTCGGTGGAGGAGTCCAGGGG-3 '(SEQ ID NO: 4)
[5] (rabV1a5)
5'-ACTTACTCGCGGCCCAGCCGGCCATGGCCCAGTC (G / A) GTGAAGGAGTCCGAGGG-3 '(SEQ ID NO: 5)
[6] (rabV2)
5'-ACTTACTCGCGGCCCAGCCGGCCATGGCCCAGTCGTTGGAGGAGTCCGGGGG-3 '(SEQ ID NO: 6)
[7] (rabV3a1)
5'-ACTTACTCGCGGCCCAGCCGGCCATGGCCCAGCAGCTGGAGGAGTCCGGGGG-3 '(SEQ ID NO: 7)
[8] (rabV3a2)
5'-ACTTACTCGCGGCCCAGCCGGCCATGGCCCAGCAGCTGGAGCA (C / G) TCCGCAGG -3 '(SEQ ID NO: 8)
[9] (rabV4a1)
5'-ACTTACTCGCGGCCCAGCCGGCCATGGCCCAG (C / G) AGCAGCTGATGGAGTCCGG-3 '(SEQ ID NO: 9)
[10] (rabV4a2)
5'-ACTTACTCGCGGCCCAGCCGGCCATGGCCCAGCAGCTGGTGGAGTCCGGGGG-3 '(SEQ ID NO: 10)
[11] (rabV4a3)
5'-ACTTACTCGCGGCCCAGCCGGCCATGGCCGAGCAGCTGGAGGAGTCCGGGGG-3 '(SEQ ID NO: 11)
[12] (rabV4a4)
5'-ACTTACTCGCGGCCCAGCCGGCCATGGCCGAGCAGCTGGTGGAGT (C / A) CGGGGG-3 '(SEQ ID NO: 12)
[13] (rabV4a5)
5'-ACTTACTCGCGGCCCAGCCGGCCATGGCCGAGCAGCTGAAGGAGTCCGG (G / A) GG-3 '(SEQ ID NO: 13)

JH PCR プライマー
[14] rabJH2Not
5’-AGAACCACCGCGGCCGCTCGAGACGGTGACCAGGGTGCCTGGG-3’(配列番号14)
[15] rabJH5Not
5’-AGAACCACCGCGGCCGCTCGAGAC(G/A)GTGACCAGGGTGCCCTGG-3’(配列番号15)
[16] rabJH6Not
5’-AGAACCACCGCGGCCGCTCGAGACGGTGACGAGGGTCCCTGGG-3’(配列番号16)
JH PCR primers
[14] rabJH2Not
5'-AGAACCACCGCGGCCGCTCGAGACGGTGACCAGGGTGCCTGGG-3 '(SEQ ID NO: 14)
[15] rabJH5Not
5'-AGAACCACCGCGGCCGCTCGAGAC (G / A) GTGACCAGGGTGCCCTGG-3 '(SEQ ID NO: 15)
[16] rabJH6Not
5'-AGAACCACCGCGGCCGCTCGAGACGGTGACGAGGGTCCCTGGG-3 '(SEQ ID NO: 16)

Vk PCR プライマー
[17] Rabvk1
5’-GCCCAGCCGGCCATGGCCGC(C/G)CTTGTGATGACCCAGACTCC-3’(配列番号17)
[18] Rabvk2
5’-GCCCAGCCGGCCATGGCCGCAGCCGTGCTGACCCAGACACC-3’(配列番号18)
[19] Rabvk3
5’-GCCCAGCCGGCCATGGCCGACCCT(G/A)TGCTGACCCAGACTGC-3’(配列番号19)
[20] Rabvk4
5’-GCCCAGCCGGCCATGGCCGACCCTGTGCTGACCCAGACACC-3’(配列番号20)
[21] Rabvk5
5’-GCCCAGCCGGCCATGGCCGCAGCCGTGATGACCCAGACTCC-3’(配列番号21)
[22] Rabvk6
5’-GCCCAGCCGGCCATGGCCGATGTCGTGATGACCCAGACT(C/G)C-3’(配列番号22)
[23] Rabvk7
5’-GCCCAGCCGGCCATGGCCGACATTGTGCTGACCCAGACTGC-3’(配列番号23)
[24] Rabvk8
5’-GCCCAGCCGGCCATGGCCTATGTCATGATGACCCAGACTCC-3’(配列番号24)
[25] Rabvk9
5’-GCCCAGCCGGCCATGGCCGCTCAAGTGCTGACCCAGACTGA-3’(配列番号25)
[26] Rabvk10
5’-GCCCAGCCGGCCATGGCCGCCCAAGGGCCAACCCAGACTCC-3’(配列番号26)
[27] Rabvk11
5’-GCCCAGCCGGCCATGGCCGACCCTGTGATGACCCAGACTCC-3’(配列番号27)
[28] Rabvk12
5’-GCCCAGCCGGCCATGGCCGCCATCGATATGACCCAGACTCC-3’(配列番号28)
[29] Rabvk13
5’-GCCCAGCCGGCCATGGCCGATGGCGTGATGACCCAGACTCC-3’(配列番号29)
[30] Rabvk14
5’-GCCCAGCCGGCCATGGCCGATGTTGTGATGACCCAGACTCC-3’(配列番号30)
[31] Rabvk15
5’-GCCCAGCCGGCCATGGCCGCCATCAAAATGACCCAGACTCC-3’(配列番号31)
[32] Rabvk16
5’-GCCCAGCCGGCCATGGCCGACCCT(A/G)TGCTGACCCAGACTCC-3’(配列番号32)
[33] Rabvk17
5’-GCCCAGCCGGCCATGGCCGCCCAAGTG(A/C)TGACCCAGACTCC-3’(配列番号33)
[34] Rabvk18
5’-GCCCAGCCGGCCATGGCCGCCGTCGTGCTGACCCAGACTGC-3’(配列番号34)
[35] Rabvk19
5’-GCCCAGCCGGCCATGGCCGCCCT(G/T)GTGATGACCCAGACTCC-3’(配列番号35)
VL PCR プライマー
[36] rabVL
5’-GCCCAGCCGGCCATGGCCCAGCCTGTGCTGACTCAGTCGCC-3’(配列番号36)
Jk PCR プライマー
[37] rab4K1J2Asc
5’-GGAGTCGACTGGCGCGCCGAACCTTTGACCACCACCTCGGT-3’(配列番号37)
[38] rab4vK1J2Asc
5’-GGAGTCGACTGGCGCGCCGAACCTTTGACGACCACCTCGGT-3’(配列番号38)
[39] rab5K1J2Asc
5’-GGAGTCGACTGGCGCGCCGAAACTTCGACGACCACCTTGGT-3’(配列番号39)
[40] rab9K1J2Asc
5’-GGAGTCGACTGGCGCGCCGAACATAGGATCTCCAGCTCGGT-3’(配列番号40)
[41] rab95K1J2Asc
5’-GGAGTCGACTGGCGCGCCGAAACTTTGACCACCACCTCGGT-3’(配列番号41)
[42] rab4K2J1Asc
5’-GGAGTCGACTGGCGCGCCGAACGTTTGATTTCCACCTTGGT-3’(配列番号42)
[43] rab4K2J2Asc
5’-GGAGTCGACTGGCGCGCCGAACGTTTGATCTCCACCTTGGT-3’(配列番号43)
[44] rab4K2J3Asc
5’-GGAGTCGACTGGCGCGCCGAACGTTTGATCTCCAGCTTGGT-3’(配列番号44)
Vk PCR primers
[17] Rabvk1
5'-GCCCAGCCGGCCATGGCCGC (C / G) CTTGTGATGACCCAGACTCC-3 '(SEQ ID NO: 17)
[18] Rabvk2
5'-GCCCAGCCGGCCATGGCCGCAGCCGTGCTGACCCAGACACC-3 '(SEQ ID NO: 18)
[19] Rabvk3
5'-GCCCAGCCGGCCATGGCCGACCCT (G / A) TGCTGACCCAGACTGC-3 '(SEQ ID NO: 19)
[20] Rabvk4
5'-GCCCAGCCGGCCATGGCCGACCCTGTGCTGACCCAGACACC-3 '(SEQ ID NO: 20)
[21] Rabvk5
5'-GCCCAGCCGGCCATGGCCGCAGCCGTGATGACCCAGACTCC-3 '(SEQ ID NO: 21)
[22] Rabvk6
5'-GCCCAGCCGGCCATGGCCGATGTCGTGATGACCCAGACT (C / G) C-3 '(SEQ ID NO: 22)
[23] Rabvk7
5'-GCCCAGCCGGCCATGGCCGACATTGTGCTGACCCAGACTGC-3 '(SEQ ID NO: 23)
[24] Rabvk8
5'-GCCCAGCCGGCCATGGCCTATGTCATGATGACCCAGACTCC-3 '(SEQ ID NO: 24)
[25] Rabvk9
5'-GCCCAGCCGGCCATGGCCGCTCAAGTGCTGACCCAGACTGA-3 '(SEQ ID NO: 25)
[26] Rabvk10
5'-GCCCAGCCGGCCATGGCCGCCCAAGGGCCAACCCAGACTCC-3 '(SEQ ID NO: 26)
[27] Rabvk11
5'-GCCCAGCCGGCCATGGCCGACCCTGTGATGACCCAGACTCC-3 '(SEQ ID NO: 27)
[28] Rabvk12
5'-GCCCAGCCGGCCATGGCCGCCATCGATATGACCCAGACTCC-3 '(SEQ ID NO: 28)
[29] Rabvk13
5'-GCCCAGCCGGCCATGGCCGATGGCGTGATGACCCAGACTCC-3 '(SEQ ID NO: 29)
[30] Rabvk14
5'-GCCCAGCCGGCCATGGCCGATGTTGTGATGACCCAGACTCC-3 '(SEQ ID NO: 30)
[31] Rabvk15
5'-GCCCAGCCGGCCATGGCCGCCATCAAAATGACCCAGACTCC-3 '(SEQ ID NO: 31)
[32] Rabvk16
5'-GCCCAGCCGGCCATGGCCGACCCT (A / G) TGCTGACCCAGACTCC-3 '(SEQ ID NO: 32)
[33] Rabvk17
5'-GCCCAGCCGGCCATGGCCGCCCAAGTG (A / C) TGACCCAGACTCC-3 '(SEQ ID NO: 33)
[34] Rabvk18
5'-GCCCAGCCGGCCATGGCCGCCGTCGTGCTGACCCAGACTGC-3 '(SEQ ID NO: 34)
[35] Rabvk19
5'-GCCCAGCCGGCCATGGCCGCCCT (G / T) GTGATGACCCAGACTCC-3 '(SEQ ID NO: 35)
VL PCR primer
[36] rabVL
5'-GCCCAGCCGGCCATGGCCCAGCCTGTGCTGACTCAGTCGCC-3 '(SEQ ID NO: 36)
Jk PCR primers
[37] rab4K1J2Asc
5'-GGAGTCGACTGGCGCGCCGAACCTTTGACCACCACCTCGGT-3 '(SEQ ID NO: 37)
[38] rab4vK1J2Asc
5'-GGAGTCGACTGGCGCGCCGAACCTTTGACGACCACCTCGGT-3 '(SEQ ID NO: 38)
[39] rab5K1J2Asc
5'-GGAGTCGACTGGCGCGCCGAAACTTCGACGACCACCTTGGT-3 '(SEQ ID NO: 39)
[40] rab9K1J2Asc
5'-GGAGTCGACTGGCGCGCCGAACATAGGATCTCCAGCTCGGT-3 '(SEQ ID NO: 40)
[41] rab95K1J2Asc
5'-GGAGTCGACTGGCGCGCCGAAACTTTGACCACCACCTCGGT-3 '(SEQ ID NO: 41)
[42] rab4K2J1Asc
5'-GGAGTCGACTGGCGCGCCGAACGTTTGATTTCCACCTTGGT-3 '(SEQ ID NO: 42)
[43] rab4K2J2Asc
5'-GGAGTCGACTGGCGCGCCGAACGTTTGATCTCCACCTTGGT-3 '(SEQ ID NO: 43)
[44] rab4K2J3Asc
5'-GGAGTCGACTGGCGCGCCGAACGTTTGATCTCCAGCTTGGT-3 '(SEQ ID NO: 44)

JL PCR プライマー
[45] rabLJAsc
5’-GGAGTCGACTGGCGCGCCGAACCTGTGACGGTCAGCTGGGT-3’(配列番号45)
JL PCR primers
[45] rabLJAsc
5'-GGAGTCGACTGGCGCGCCGAACCTGTGACGGTCAGCTGGGT-3 '(SEQ ID NO: 45)

JH cDNA用プライマー
[46] rabJH2R
5’-TGAGGAGACGGTGACCAGGGTGCC-3’(配列番号46)
[47] rabJH5R
5’-TGAAGAGAC(G/A)GTGACCAGGGTGCC-3’(配列番号47)
[48] rabJH6R
5’-TGAAGAGACGGTGACGAGGGTCCC-3’(配列番号48)
Jk cDNA用プライマー
[49] rab4K1J2
5’-ACCTTTGACCACCACCTCGGTCCC-3’(配列番号49)
[50] rab4vK1J2
5’-ACCTTTGACGACCACCTCGGTCCC-3’(配列番号50)
[51] rab5K1J2
5’-AACTTCGACGACCACCTTGGTCCC-3’(配列番号51)
[52] rab9K1J2
5’-ACATAGGATCTCCAGCTCGGTCCC-3’(配列番号52)
[53] rab95K1J2
5’-AACTTTGACCACCACCTCGGTCCC-3’(配列番号53)
[54] rab4K2J1
5’-ACGTTTGATTTCCACCTTGGTGCC-3’(配列番号54)
[55] rab4K2J2
5’-ACGTTTGATCTCCACCTTGGTCCC-3’(配列番号55)
[56] rab4K2J3
5’-ACGTTTGATCTCCAGCTTGGTTCC-3’(配列番号56)
Primer for JH cDNA
[46] rabJH2R
5′-TGAGGAGACGGTGACCAGGGTGCC-3 ′ (SEQ ID NO: 46)
[47] rabJH5R
5'-TGAAGAGAC (G / A) GTGACCAGGGTGCC-3 '(SEQ ID NO: 47)
[48] rabJH6R
5'-TGAAGAGACGGTGACGAGGGTCCC-3 '(SEQ ID NO: 48)
Primer for Jk cDNA
[49] rab4K1J2
5'-ACCTTTGACCACCACCTCGGTCCC-3 '(SEQ ID NO: 49)
[50] rab4vK1J2
5'-ACCTTTGACGACCACCTCGGTCCC-3 '(SEQ ID NO: 50)
[51] rab5K1J2
5'-AACTTCGACGACCACCTTGGTCCC-3 '(SEQ ID NO: 51)
[52] rab9K1J2
5'-ACATAGGATCTCCAGCTCGGTCCC-3 '(SEQ ID NO: 52)
[53] rab95K1J2
5'-AACTTTGACCACCACCTCGGTCCC-3 '(SEQ ID NO: 53)
[54] rab4K2J1
5'-ACGTTTGATTTCCACCTTGGTGCC-3 '(SEQ ID NO: 54)
[55] rab4K2J2
5'-ACGTTTGATCTCCACCTTGGTCCC-3 '(SEQ ID NO: 55)
[56] rab4K2J3
5'-ACGTTTGATCTCCAGCTTGGTTCC-3 '(SEQ ID NO: 56)

JL cDNA用プライマー
[57] rabLJR
5’-ACCTGTGACGGTCAGCTGGGTCCC-3’(配列番号57)
Primer for JL cDNA
[57] rabLJR
5'-ACCTGTGACGGTCAGCTGGGTCCC-3 '(SEQ ID NO: 57)

[58] XNSCN1B2
5’-CCACGGTCACCGTCTCGAGCGGCCGCGGTGGTTCTGGTGGTGGCGGTTCTGG-3’(配列番号58)
[59] XNSCN1F
3’-AAGACCACCACCGCCAAGACCGCCACCACCAAGGTACCGGCTG-5’(配列番号59)
[58] XNSCN1B2
5'-CCACGGTCACCGTCTCGAGCGGCCGCGGTGGTTCTGGTGGTGGCGGTTCTGG-3 '(SEQ ID NO: 58)
[59] XNSCN1F
3'-AAGACCACCACCGCCAAGACCGCCACCACCAAGGTACCGGCTG-5 '(SEQ ID NO: 59)

3-2-5. 軽鎖ライブラリーの作製
1) pSCCA5-E8d 6μgをNcoIで消化、Alkaline Phosphatase(E. coli C75)にて脱燐酸した。条件を以下に示した。
PSCCA5-E8d 6μg
NcoI(TAKARA 10U/ul) 6μL
10×K buffer 10μL
0.1%BSA 10μL
滅菌miliQ水で100μLにあわせ、37℃で2時間反応させた。1M Tris-HCl(pH8) 10μLとAlkaline Phosphatase(E. coli C75)(TAKARA 0.45U/μl) 1μLを加えて37℃、30分間反応させた。このベクターDNAをフェノール、クロロホルム処理したのちに、QIAquick PCR Purification Kit(QIAGEN)で精製し、60μLのDNA溶液を得た。
3-2-5. Preparation of light chain library 1) 6 μg of pSCCA5-E8d was digested with NcoI and dephosphorylated with Alkaline Phosphatase (E. coli C75). The conditions are shown below.
PSCCA5-E8d 6μg
NcoI (TAKARA 10U / ul) 6μL
10 × K buffer 10μL
0.1% BSA 10μL
The solution was adjusted to 100 μL with sterile milliQ water and reacted at 37 ° C. for 2 hours. 10 μL of 1M Tris-HCl (pH 8) and 1 μL of Alkaline Phosphatase (E. coli C75) (TAKARA 0.45 U / μl) were added and reacted at 37 ° C. for 30 minutes. This vector DNA was treated with phenol and chloroform, and then purified by QIAquick PCR Purification Kit (QIAGEN) to obtain 60 μL of DNA solution.

2) PCRで作製したκ遺伝子DNA断片あるいはλ遺伝子DNA断片をNcoIで以下の条件で消化した。
PCR産物DNA断片 10μg
10×K buffer(NcoIに添付) 10μL
0.1%BSA 10μL
NcoI(TAKARA 10U/μL) 6μL
滅菌miliQ水で100μLにあわせ、37℃で2時間反応させたのち、QIAquick PCR Purification Kit(QIAGEN)で精製し、60μLのDNA溶液を得た。
2) The κ gene DNA fragment or λ gene DNA fragment prepared by PCR was digested with NcoI under the following conditions.
PCR product DNA fragment 10 μg
10 × K buffer (attached to NcoI) 10 μL
0.1% BSA 10μL
NcoI (TAKARA 10U / μL) 6μL
The solution was adjusted to 100 μL with sterilized miliQ water, reacted at 37 ° C. for 2 hours, and purified with QIAquick PCR Purification Kit (QIAGEN) to obtain 60 μL of DNA solution.

2) 2)と1)を以下の条件でligationさせた。
PSCCA5-E8d/NcoI-BAP 60μL
PCR産物DNA/NcoI 60μL
10×T4 DNA ligation buffer(T4 DNA ligase添付) 20μL
T4 DNA ligase(TAKARA 350U/μL) 10μL
滅菌miliQ水で200μLにあわせ、16℃で3時間反応させた。これをフェノールクロロホルム処理し、QIAquick PCR Purification Kit(QIAGEN)で精製し、120μLのDNA溶液を得た。
2) 2) and 1) were ligated under the following conditions.
PSCCA5-E8d / NcoI-BAP 60μL
PCR product DNA / NcoI 60μL
10 × T4 DNA ligation buffer (attached with T4 DNA ligase) 20μL
T4 DNA ligase (TAKARA 350U / μL) 10μL
The solution was adjusted to 200 μL with sterile milliQ water and reacted at 16 ° C. for 3 hours. This was treated with phenol chloroform and purified with QIAquick PCR Purification Kit (QIAGEN) to obtain 120 μL of DNA solution.

4) 3)をAscIで消化、self ligationさせた。条件を以下に示した。
DNA溶液 120μL
10×NEB4(AscIに添付) 20μL
AscI(NEW ENGLAND Biolabs Inc. 10 U/μL) 6μL
滅菌miliQ水で200μLにあわせ、37℃で2時間反応させた。これをフェノール処理後、エタノール沈殿して90μLのTEバッファーに懸濁し、10μLの10×sample loading bufferを加えて、0.8%のアガロースゲルで電気泳動したのち、4,850bp付近の目的のバンドを切り出し、QIAQuick Gel Extraction Kit (QIAGEN 28704)で精製した。120μLのDNA溶液を得た。self ligationを行った。
DNA溶液 120μL
10×T4 DNA ligation buffer(T4 DNA ligase添付) 80μL
T4 DNA ligase(TAKARA 350U/μL) 10μL
滅菌miliQ水で800μLにあわせ、16℃で3時間反応させた。これをフェノールクロロホルム処理し、ブタノールで濃縮したのち、エタノール沈殿した。
4) 3) was digested with AscI and self-ligated. The conditions are shown below.
DNA solution 120μL
10 × NEB4 (attached to AscI) 20μL
AscI (NEW ENGLAND Biolabs Inc. 10 U / μL) 6μL
The solution was adjusted to 200 μL with sterile milliQ water and reacted at 37 ° C. for 2 hours. This is treated with phenol, ethanol precipitated, suspended in 90 μL of TE buffer, added with 10 μL of 10 × sample loading buffer, electrophoresed on 0.8% agarose gel, and then cut out the target band near 4,850 bp. Purified with QIAQuick Gel Extraction Kit (QIAGEN 28704). 120 μL of DNA solution was obtained. Self ligation was done.
DNA solution 120μL
10 × T4 DNA ligation buffer (attached with T4 DNA ligase) 80μL
T4 DNA ligase (TAKARA 350U / μL) 10μL
The solution was adjusted to 800 μL with sterilized miliQ water and reacted at 16 ° C. for 3 hours. This was treated with phenol chloroform, concentrated with butanol, and ethanol precipitated.

5) ファージミドの大腸菌への導入
得られたligated DNAを用いて以下のように大腸菌DH12Sを形質転換した。即ち、ligated DNA を一旦エタノール沈殿し、1/5TE(TEを滅菌済MilliQで5倍希釈したもの) 5μLに溶解した。5μLをコンピテントセルElectroMax DH12S Cells (GIBCO BRL製)110μLに懸濁し、20μLずつをマイクロエレクトロチャンバー6本に分注し、以下の条件でエレクトロポレーションを行った。
エレクトロポレーター
BRL社Cell-Porator(Cat.series 1600)
設定条件;voltage booster 4kΩ
capacitance 330μF
DC volts LowΩ
charge rate Fast
形質転換した上記の大腸菌を2×YT 10mLに懸濁し、あらかじめ37℃で保温しておいた以下の組成の培地に加え、37℃で1時間培養した。
2×YT 380mL
40%Glucose 10mL(final 1%)
37℃で1時間培養後に15μLをサンプリングし、形質転換された大腸菌の数の計測に使用するため、以下のように希釈して0.2% glucose, 100ug/mL ampiciliinを含むLBプレート(LBGAプレート)へまいた。培養液は100mg/mL ampicillin (final 100μg/mL)を加えて30℃で一晩培養した。大腸菌からプラスミドDNAを回収した。
菌体培養液15μL
↓←2×YT培地 135μLを加えた
150μL→100μLをまいた(400mL培養液の10μL分)

15μL
↓←2×YT培地 135μLを加えた
150μL→100μLをまいた(400mL培養液の1μL分)

15μL
↓←2×YT培地 135μLを加えた
150μL→100μLをまいた(400ml培養液の0.1μL分)
形質転換された大腸菌の数(形質転換効率)は、κ鎖ライブラリーについては
4.32×107であり、λ鎖ライブラリーについては8.56×107であった。
5) Introduction of phagemid into Escherichia coli The obtained ligated DNA was used to transform Escherichia coli DH12S as follows. That is, the ligated DNA was once ethanol precipitated and dissolved in 5 μL of 1/5 TE (TE diluted 5 times with sterilized MilliQ). 5 μL was suspended in 110 μL of competent cells ElectroMax DH12S Cells (manufactured by GIBCO BRL), 20 μL each was dispensed into 6 microelectro chambers, and electroporation was performed under the following conditions.
Electroporator
BRL Cell-Porator (Cat.series 1600)
Setting condition: voltage booster 4kΩ
capacitance 330μF
DC volts LowΩ
charge rate Fast
The transformed E. coli was suspended in 10 mL of 2 × YT, added to a medium having the following composition that had been kept warm at 37 ° C., and cultured at 37 ° C. for 1 hour.
2 x YT 380mL
40% Glucose 10mL (final 1%)
Sample 15 μL after incubation at 37 ° C for 1 hour and dilute as follows to LB plate (LBGA plate) containing 0.2% glucose, 100ug / mL ampiciliin for use in counting the number of transformed E. coli. It was. The culture solution was added with 100 mg / mL ampicillin (final 100 μg / mL) and cultured at 30 ° C. overnight. Plasmid DNA was recovered from E. coli.
Cell culture solution 15μL
↓ ← 2 × YT medium 135μL was added
150μL → 100μL was dispensed (10mL of 400mL culture solution)

15μL
↓ ← 2 × YT medium 135μL was added
150μL → 100μL was dispensed (1μL for 400mL culture solution)

15μL
↓ ← 2 × YT medium 135μL was added
150μL → 100μL was dispensed (0.1ml of 400ml culture)
The number of E. coli transformed (transformation efficiency)
It was 4.32 × 10 7 and 8.56 × 10 7 for the λ chain library.

6) 5)で得られたκ鎖ライブラリーおよびλ鎖ライブラリーのそれぞれのプラスミドDNAを9:1の割合で混合し、軽鎖ライブラリーpSCCA5-rSrcKLとした。 6) The plasmid DNAs of the κ chain library and the λ chain library obtained in 5) were mixed at a ratio of 9: 1 to obtain a light chain library pSCCA5-rSrcKL.

3-2-6. 軽鎖ライブラリーへの重鎖遺伝子DNA断片の組み込み
7) 6)で得られた軽鎖ライブラリーpSCCA5-rSrcKL 6μg をNotIで消化し、Alkaline Phosphatase(E. coli C75)(TAKARA)にて脱燐酸した。条件を以下に示した。
pSCCA5-rSrcKL 6μg
NotI(TAKARA 10U/μL) 6μL
10×H buffer(NotI添付) 10μL
0.1%BSA 10μL
0.1%tritonX-100 10μL
滅菌miliQ水で100μLにあわせ、37℃で2時間反応させた。1M Tris-HCl(pH8) 10μLとAlkaline Phosphatase(E. coli C75)(TAKARA 0.45U/μL) 1μLを加えて37℃、30分間反応させた。このベクターDNAをフェノール処理したのちに、QIAquick PCR Purification Kit(QIAGEN)で精製し、60μLのDNA溶液を得た。
3-2-6. Incorporation of heavy chain gene DNA fragment into light chain library 7) 6 μg of light chain library pSCCA5-rSrcKL obtained in 6) was digested with NotI, and Alkaline Phosphatase (E. coli C75) ( (TAKARA). The conditions are shown below.
pSCCA5-rSrcKL 6μg
NotI (TAKARA 10U / μL) 6μL
10 x H buffer (NotI attached) 10μL
0.1% BSA 10μL
0.1% tritonX-100 10μL
The solution was adjusted to 100 μL with sterile milliQ water and reacted at 37 ° C. for 2 hours. 10 μL of 1M Tris-HCl (pH 8) and 1 μL of Alkaline Phosphatase (E. coli C75) (TAKARA 0.45 U / μL) were added and reacted at 37 ° C. for 30 minutes. This vector DNA was treated with phenol and then purified with QIAquick PCR Purification Kit (QIAGEN) to obtain 60 μL of DNA solution.

8) PCRで作製した重鎖遺伝子DNA断片をNotIで以下の条件で消化した。
PCR産物DNA断片 10μg
NotI(TAKARA 10U/ul) 6μL
10×H buffer(NotI添付) 10μL
0.1%BSA 10μL
0.1%tritonX-100 10μL
滅菌miliQ水で100μLにあわせ、37℃で2時間反応させたのち、QIAquick PCR Purification Kit(QIAGEN)で精製し、60μLのDNA溶液を得た。
8) The heavy chain gene DNA fragment prepared by PCR was digested with NotI under the following conditions.
PCR product DNA fragment 10 μg
NotI (TAKARA 10U / ul) 6μL
10 x H buffer (NotI attached) 10μL
0.1% BSA 10μL
0.1% tritonX-100 10μL
The solution was adjusted to 100 μL with sterilized miliQ water, reacted at 37 ° C. for 2 hours, and purified with QIAquick PCR Purification Kit (QIAGEN) to obtain 60 μL of DNA solution.

9) 7)と8)を以下の条件でligationさせた。
pSCCA5-rSrcKL/NotI-BAP 60μL
PCR産物DNA/NotI 60μL
10×T4 DNA ligation buffer(T4 DNA ligase添付) 20μL
T4 DNA ligase(TAKARA 350U/μL) 10μL
滅菌miliQ水で200μLにあわせ、16℃で3時間反応させた。これをフェノール処理し、QIAquick PCR Purification Kit(QIAGEN)で精製し、120μLのDNA溶液を得た。
9) 7) and 8) were ligated under the following conditions.
pSCCA5-rSrcKL / NotI-BAP 60μL
PCR product DNA / NotI 60μL
10 × T4 DNA ligation buffer (attached with T4 DNA ligase) 20μL
T4 DNA ligase (TAKARA 350U / μL) 10μL
The solution was adjusted to 200 μL with sterile milliQ water and reacted at 16 ° C. for 3 hours. This was treated with phenol and purified with QIAquick PCR Purification Kit (QIAGEN) to obtain 120 μL of DNA solution.

10) 9)をSfiIで消化、self ligationさせた。条件を以下に示した。
DNA溶液 120μL
10×NEB2(SfiIに添付) 16μL
0.1%BSA 16μL
SfiI (NEW ENGLAND Biolabs Inc. 20U/μL) 6μL
滅菌miliQ水で160μLにあわせ、50℃で2時間反応させた。これをフェノール処理後、エタノール沈殿して90μlのTEバッファーに懸濁し、10μLの10×sample loading bufferを加えて、0.8%のアガロースゲルで電気泳動したのち、5,000bp付近の目的のバンドを切り出し、QIAQuick Gel Extraction Kit (QIAGEN 28704)で精製した。120μLのDNA溶液を得た。self ligationを行った。
DNA溶液 120μL
10×T4 DNA ligation buffer(T4 DNA ligase添付) 80μL
T4 DNA ligase(TAKARA 350U/μl) 10μL
滅菌miliQ水で800μLにあわせ、16℃で3時間反応させた。これをフェノール処理し、ブタノールで濃縮したのち、エタノール沈殿した。
10) 9) was digested with SfiI and self-ligated. The conditions are shown below.
DNA solution 120μL
10 x NEB2 (attached to SfiI) 16μL
0.1% BSA 16μL
SfiI (NEW ENGLAND Biolabs Inc. 20U / μL) 6μL
The solution was adjusted to 160 μL with sterile milliQ water and reacted at 50 ° C. for 2 hours. This is treated with phenol, ethanol precipitated, suspended in 90 μl of TE buffer, 10 μL of 10 × sample loading buffer is added, and after electrophoresis on 0.8% agarose gel, the target band around 5,000 bp is excised. Purified with QIAQuick Gel Extraction Kit (QIAGEN 28704). 120 μL of DNA solution was obtained. Self ligation was done.
DNA solution 120μL
10 × T4 DNA ligation buffer (attached with T4 DNA ligase) 80μL
T4 DNA ligase (TAKARA 350U / μl) 10μL
The solution was adjusted to 800 μL with sterilized miliQ water and reacted at 16 ° C. for 3 hours. This was treated with phenol, concentrated with butanol, and ethanol precipitated.

3-2-7. ファージミドの大腸菌への導入およびファージライブラリーの作製
3-2-6.で得られたligated DNAを用いて3-2-5 5)と同様に 大腸菌DH12Sを形質転換して培養を行い、一部をサンプリングしてプレートへまいた。
培養液は100mg/mL ampicillin (final 100μg/mL)を加えて37℃で培養した。培地の濁度(O.D.600nm)を経時的に測定し、0.7になったとき、培養液100mLを別のフラスコへ移して30℃で一晩培養し、大腸菌からプラスミドDNAを回収して、ライブラリーpSCCA5-rSrcKLHとした。残りの300mLについて37℃で培養を続け、濁度が1.6になったときに遠心により大腸菌を回収した。菌体を2×YT培地で懸濁し、5mLとし、4mLをグリセロールストックとした。残りの1mLを以下の組成の培地に加え、37℃で1時間培養した。
2×YT培地 195mL
100mg/ml ampicillin 0.2mL
M13KO7 4mL
Total 199mL
37℃で1時間培養したのち、以下の組成の培地を加え(最終的に800 mLとなった)、37℃で一晩(16時間)培養した後、ファージ抗体を調製した。
2×YT培地 599mL
100mg/ml ampicillin 0.6mL
70mg/ml kanamycin 0.8mL
Total 600mL
形質転換された大腸菌の数(形質転換効率)は、0.92×108であった。
3-2-7. Introduction of phagemid into E. coli and preparation of phage library
Using the ligated DNA obtained in 3-2-6, E. coli DH12S was transformed and cultured in the same manner as 3-2-5 5), and a portion was sampled and plated.
The culture was added at 100 mg / mL ampicillin (final 100 μg / mL) and cultured at 37 ° C. The turbidity (OD600nm) of the medium was measured over time, and when it reached 0.7, 100mL of the culture solution was transferred to another flask and cultured overnight at 30 ° C. Plasmid DNA was recovered from E. coli, and the library pSCCA5 -rSrcKLH. The remaining 300 mL was cultured at 37 ° C., and when turbidity reached 1.6, E. coli was recovered by centrifugation. The cells were suspended in 2 × YT medium to make 5 mL, and 4 mL was used as a glycerol stock. The remaining 1 mL was added to a medium having the following composition and cultured at 37 ° C. for 1 hour.
2 x YT medium 195mL
100mg / ml ampicillin 0.2mL
M13KO7 4mL
Total 199mL
After culturing at 37 ° C. for 1 hour, a medium having the following composition was added (finally 800 mL) and cultured at 37 ° C. overnight (16 hours), and then a phage antibody was prepared.
2 x YT medium 599mL
100mg / ml ampicillin 0.6mL
70mg / ml kanamycin 0.8mL
Total 600mL
The number of E. coli transformed (transformation efficiency) was 0.92 × 10 8 .

3-2-8. ファージ抗体の調製
菌体は4℃で8000rpm、10分間遠心し、上清を集めた。上清に20%のポリエチレングリコール/2.5M NaCl 500mLを加えて約20分間静かに攪拌した後、4℃で8000rpm、20分間遠心、沈殿を100mLのPBSで溶かし、20%のポリエチレングリコール/2.5M NaCl 20mLを加えて約20分間静かに攪拌した後、4℃で8000rpm、20分間遠心した。上清を捨ててさらに4℃で8000rpm、3分間遠心して沈殿を回収した。沈殿は0.05% NaN3を加えたPBS 4mlで溶解し、4℃で1000rpm、15分間遠心し、上清を回収した後、4℃で8000rpm、3分間さらに遠心して上清を回収した。
回収したファージ溶液の力価は以下のようにチェックした。すなわち、ファージ溶液をPBSで106、107、108希釈し、その10μLをDH12S 990μLに感染させ、37℃で1時間培養した。これをLBGAプレートに100μL播いて30℃で18時間培養した。コロニーの数をカウントすることにより希釈前の原液の力価を算出した。ファージ溶液原液を2%スキムミルク及び0.05% NaN3を含むPBSに2×1014/mlになるよう懸濁した。
2×YT培地:900mLの精製水に次の成分を加えて振とうし、完全に溶解した後5N NaOHでpHを7.0に調製し、精製水を加えて1000mLとした。オートクレーブで20分間滅菌して使用した。
bacto-tryptone 16g
bacto-yeast extract 10g
NaCl 5g
3-2-8. Preparation of Phage Antibody The cells were centrifuged at 4 ° C. and 8000 rpm for 10 minutes, and the supernatant was collected. To the supernatant, 20% polyethylene glycol / 2.5M NaCl (500 mL) was added and gently stirred for about 20 minutes. After centrifugation at 4 ° C. and 8000 rpm for 20 minutes, the precipitate was dissolved in 100 mL of PBS, and 20% polyethylene glycol / 2.5M. After adding 20 mL of NaCl and stirring gently for about 20 minutes, the mixture was centrifuged at 4 ° C. and 8000 rpm for 20 minutes. The supernatant was discarded and the precipitate was further collected by centrifugation at 4 ° C. and 8000 rpm for 3 minutes. The precipitate was dissolved in 4 ml of PBS to which 0.05% NaN 3 was added, centrifuged at 1000 rpm for 15 minutes at 4 ° C., and the supernatant was collected. After further centrifugation at 8000 rpm for 3 minutes at 4 ° C., the supernatant was collected.
The titer of the recovered phage solution was checked as follows. That is, the phage solution was diluted 10 6 , 10 7 , 10 8 with PBS, 10 μL thereof was infected with 990 μL of DH12S, and cultured at 37 ° C. for 1 hour. 100 μL of this was plated on an LBGA plate and cultured at 30 ° C. for 18 hours. The titer of the undiluted stock solution was calculated by counting the number of colonies. The stock solution of the phage solution was suspended at 2 × 10 14 / ml in PBS containing 2% skim milk and 0.05% NaN 3 .
2 × YT medium: The following components were added to 900 mL of purified water and shaken. After complete dissolution, the pH was adjusted to 7.0 with 5N NaOH, and purified water was added to 1000 mL. Sterilized in an autoclave for 20 minutes before use.
bacto-tryptone 16g
bacto-yeast extract 10g
NaCl 5g

その他の試薬は以下から購入した。
メーカー名 品名
シグマ アンピシリンナトリウム
和光純薬 フェノール
シグマ BSA
DIFCO 2×YT培地
和光純薬 カナマイシン硫酸塩
ナカライテスク ポリエチレングリコール6000
ナカライテスク Tween20
片山化学 NaCl
和光純薬 IPTG
和光純薬 スキムミルク
和光純薬 アジ化ナトリウム
和光純薬 トリエチルアミン
和光純薬 過酸化水素
和光純薬 OPD錠
和光純薬 エタノール
Other reagents were purchased from the following.
Manufacturer Name Product Name Sigma Ampicillin Sodium Wako Pure Chemicals Phenolic Sigma BSA
DIFCO 2 × YT medium Wako Pure Chemicals Kanamycin sulfate Nacalai Tesque polyethylene glycol 6000
Nacalai Tesque Tween20
Katayama Chemical NaCl
Wako Pure Chemicals IPTG
Wako Pure Chemicals Skim Milk Wako Pure Chemicals Sodium Azide Wako Pure Chemicals Triethylamine Wako Pure Chemicals Hydrogen Peroxide Wako Pure Chemicals OPD Tablets Wako Pure Chemicals Ethanol

4. ファージライブラリーからの特定の抗原に特異的に結合するファージの選択
ファージライブラリーから特定の抗原に特異的に結合するファージを選択する操作を、本明細書ではスクリーニングと呼ぶ。抗原として1.で精製したvSrcを用い、抗体ライブラリーのスクリーニングを行った。
4. Selection of phages that specifically bind to a specific antigen from a phage library The operation of selecting phages that specifically bind to a specific antigen from a phage library is referred to herein as screening. The antibody library was screened using vSrc purified in 1. as an antigen.

4-1. スクリーニング用マイクロカップの作製
抗原(vSrc)は1で示したBuffer2から以下に示したBuffer3へ段階透析して変性剤を除去して500μg/mLとし、さらに以下に示したBuffer4 で50μg/mLに調製した。これをマイクロカップ2ウェル(Nunc社製Maxisorp)に100μLずつ添加して4℃で18時間インキュベートして、マイクロカップ内表面へ抗原を吸着させた。吸着後、抗原溶液を捨て、2%BSA含有PBS溶液200μLずつを加えて37℃で1時間反応させ、ファージ抗体が非特異的にマイクロカップに結合することを防ぐためにブロッキングを行った。
Buffer3; 20mM Tris-HCl(pH 8), 120mM NaCl, 1mM DTT, 10% グリセリン, 0.01% NP-40
Buffer4; 20mM Tris-HCl(pH 8), 120mM NaCl, 1mM DTT
4-1. Preparation of screening microcups Antigen (vSrc) is dialyzed from Buffer 2 shown in 1 to Buffer 3 shown below to remove the denaturant to 500 μg / mL, and then 50 μg in Buffer 4 shown below. / mL. 100 μL of this was added to each microcup 2 well (Nunc Maxisorp) and incubated at 4 ° C. for 18 hours to adsorb the antigen to the inner surface of the microcup. After adsorption, the antigen solution was discarded, 200 μL of 2% BSA-containing PBS solution was added and reacted at 37 ° C. for 1 hour, and blocking was performed to prevent the phage antibody from binding non-specifically to the microcup.
Buffer3; 20 mM Tris-HCl (pH 8), 120 mM NaCl, 1 mM DTT, 10% glycerin, 0.01% NP-40
Buffer4; 20mM Tris-HCl (pH 8), 120mM NaCl, 1mM DTT

4-2. スクリーニング操作
作製した抗原吸着済マイクロカップにファージライブラリーpSCCA5-rSrcKLHを1%BSA含有PBSになるよう溶解して1×1013CFU/100μLに調製し、この液をマイクロカップカップ2ウェルに50μLずつ添加して37℃で2時間反応させた後、PBSで5回洗浄した。
続いて抗原結合マイクロカップカップに結合したファージを以下のように回収した。すなわち、0.1M HCl-glycine(pH2.2)をマイクロカップカップ1ウェル当たり100μL添加し、室温で10分間反応させ乖離させた後、2M Tris 6μLを加えて中和し、この液を回収した。
4-2. Screening procedure In the prepared antigen-adsorbed microcup, the phage library pSCCA5-rSrcKLH is dissolved in 1% BSA-containing PBS to prepare 1 × 10 13 CFU / 100 μL. 50 μL each was added to the well and reacted at 37 ° C. for 2 hours, followed by washing 5 times with PBS.
Subsequently, the phage bound to the antigen-binding microcup cup was recovered as follows. That is, 100 μL of 0.1 M HCl-glycine (pH 2.2) was added per well of a microcup cup, reacted at room temperature for 10 minutes to be separated, then neutralized by adding 6 μL of 2M Tris, and this solution was recovered.

4-3. 回収したファージの増幅
回収した液は(ファージの大腸菌への感染)(ヘルパーファージの感染)(ファージの回収)の処理を行い、含まれているファージを精製・増幅した。
1) ファージの大腸菌への感染
大腸菌(DH12S)をSB(super broth)培地20mlで培養し、波長600nmの吸光度が0.5になるよう増殖させ、上記で回収したファージ液を加えて37℃で1時間振とう培養した。
SB培地 10g MOPS
30g tryptone
20g yeast extract
NaOHでpH7とし、脱イオン水で1リットルとし、滅菌した。
4-3. Amplification of recovered phage The recovered liquid was treated (infection of phage to E. coli) (infection of helper phage) (recovery of phage), and the contained phage was purified and amplified.
1) Infection of Escherichia coli with phage Escherichia coli (DH12S) is cultured in 20 ml of SB (super broth) medium, grown so that the absorbance at a wavelength of 600 nm is 0.5, and the recovered phage solution is added for 1 hour at 37 ° C. Cultured with shaking.
SB medium 10g MOPS
30g tryptone
20g yeast extract
The pH was adjusted to 7 with NaOH, 1 liter with deionized water, and sterilized.

2) ヘルパーファージの感染
1)の培養液へ、SB培地60mL、100μg/mLアンピシリン40μL (final 50μg/mL)を加えて37℃で2時間培養した後、100mg/mLアンピシリン460μLを加えたSB培地420mL(アンピシリンfinal 100μg/mL)を加え、これにヘルパーファージM13K07を1013cfu加え、37℃で1時間振とう培養した。その後、50mg/mLのカナマイシンを500μL加え(final 50μg/mL)、37℃で一晩培養した。
2) Infection of helper phage To the culture medium of 1), 60 mL of SB medium and 40 μL of 100 μg / mL ampicillin (final 50 μg / mL) were added and incubated at 37 ° C. for 2 hours, and then SB medium added with 460 μL of 100 mg / mL ampicillin. 420 mL (ampicillin final 100 μg / mL) was added, 10 13 cfu of helper phage M13K07 was added thereto, and cultured with shaking at 37 ° C. for 1 hour. Thereafter, 500 μL of 50 mg / mL kanamycin was added (final 50 μg / mL), and cultured at 37 ° C. overnight.

3) ファージの回収
2)の培養液を4℃で7000rpm、10分間遠心し、その上清に2.5Mの塩化ナトリウムを加えた20%のポリエチレングリコールを1/5量加えて室温で20分間静置した後、4℃で8000rpm、15分間遠心して沈殿を回収し、培養液の1/10量の滅菌PBSを加えて溶解し、再度2.5Mの塩化ナトリウムを加えた20%のポリエチレングリコールを1/5量加えて4℃で10,000rpm、20分間遠心して上清を捨て、さらにスピンダウンして4℃で10,000rpm、2分間遠心した。これに0.05%のNaN3を加えたPBSを培養液の3.2mL加えて沈殿を溶解してファージを回収し、5%BSAを0.8mL加えた。
3) Phage recovery The culture solution of 2) is centrifuged at 7000 rpm for 10 minutes at 4 ° C, 1/5 amount of 20% polyethylene glycol added with 2.5 M sodium chloride is added to the supernatant, and the mixture is allowed to stand at room temperature for 20 minutes. After that, the precipitate was recovered by centrifugation at 8000 rpm for 15 minutes at 4 ° C, and 1/10 volume of sterile PBS of the culture solution was added and dissolved, and 20% polyethylene glycol with 2.5 M sodium chloride added again was added to 1 / 5 volume was added and centrifuged at 10,000 rpm for 20 minutes at 4 ° C., and the supernatant was discarded. Spin down and centrifuged at 4 ° C. for 10,000 minutes for 2 minutes. PBS with 0.05% NaN 3 added thereto was added with 3.2 mL of the culture solution, the precipitate was dissolved to recover the phages, and 0.8 mL of 5% BSA was added.

4-4. 増幅したファージによる再スクリーニング
増幅したファージを用いて4-2.と同様に抗原吸着済マイクロカップを用いてスクリーニングを繰り返した。スクリーニングでの洗浄は、2回目のスクリーニングにおいては10回、3回目以降のスクリーニングでは15回とした。用いるマイクロカップは2回目以降は1ウェルとした。
4-4. Re-screening with amplified phage Screening was repeated using the amplified phage in the same manner as in 4-2. Washing in the screening was 10 times in the second screening and 15 times in the third and subsequent screenings. The microcup used was 1 well from the second time onwards.

4-5. ファージのスクリーニング手技の評価法
4-4.の方法でスクリーニングを繰り返すとき、(抗原吸着済マイクロカップに投入したファージの総数)/(抗原吸着済マイクロカップから回収したファージの総数)が前回のスクリーニングに比べて明らかに小さくなれば、目的の抗体を提示しているファージが濃縮されつつあると推測できる。溶液に含まれるファージ数は、以下のように計算した。
1)ファージの希釈系列を以下のように作製した。
[1] 1×10-2希釈:ファージ液10μL+PBS990μL
[2] 1×10-4希釈:[1]の希釈液10μL+PBS990μL
[3] 1×10-6希釈:[2]の希釈液10μL+PBS990μL
[4] 1×10-8希釈:[3]の希釈液10μL+PBS990μL
[5] 1×10-9希釈:[4]の希釈液100μL+PBS900μL
[6] 1×10-10希釈:[5]の希釈液100μL+PBS900μL
[4]、[5]、および[6]の希釈系列10μLにDH12S 990μLを加えたものを作り、37℃で1時間感染させ、これをLBGAプレートに100μLまいて30℃で18〜24時間培養し、コロニーを計数した。上記希釈系列のうち、通常[4]のプレートが50個以上のコロニーを作る。mL当たりのファージ数は[4]のプレートのコロニー数に基づいて、以下のように算出される。
原液のファージ数=(コロニー数/プレート)×(1×108)×103 cfu/mL
4-5. Evaluation method of phage screening technique
When the screening is repeated by the method of 4-4., (Total number of phages loaded into antigen-adsorbed microcups) / (total number of phages recovered from antigen-adsorbed microcups) is clearly smaller than the previous screening. For example, it can be presumed that the phage displaying the target antibody is being concentrated. The number of phage contained in the solution was calculated as follows.
1) A dilution series of phage was prepared as follows.
[1] 1 × 10 -2 dilution: phage solution 10μL + PBS990μL
[2] 1 x 10 -4 dilution: [1] dilution 10 μL + PBS 990 μL
[3] 1 × 10 -6 dilution: 10 μL of [2] dilution + 990 μL of PBS
[4] 1 × 10 -8 dilution: 10 μL of [3] dilution + 990 μL of PBS
[5] 1 × 10 -9 dilution: [4] dilution 100 μL + PBS 900 μL
[6] 1 × 10 −10 dilution: [5] dilution 100 μL + PBS 900 μL
Make 10 μL of dilution series [4], [5], and [6] plus 990 μL of DH12S, infect at 37 ° C. for 1 hour, spread this on LBGA plate at 100 μL and incubate at 30 ° C. for 18-24 hours The colonies were counted. Of the above dilution series, the plate [4] usually produces 50 or more colonies. The number of phage per mL is calculated as follows based on the number of colonies in the plate [4].
Number of phages in stock solution = (number of colonies / plate) x (1 x 10 8 ) x 10 3 cfu / mL

また、回収されたファージ数も同様に計算し、本抗原に対する抗体を提示するファージの数をスクリーニングごとに求めたところ、表1のようになった。   In addition, the number of recovered phages was calculated in the same manner, and the number of phages displaying an antibody against this antigen was determined for each screening.

4-6. スクリーニングによって得られた抗体の抗原結合活性(アフィニティー)の測定
以上のスクリーニングによって選択された抗体について、抗原結合活性(アフィニティー)を測定した。アフィニティーの測定には、ファージ型の抗体ではなく、scFv-cp3型抗体をサンプルとして用いた。測定方法は、96ウェルマイクロタイタープレートを用いたELISA法とした。scFv-cp3型抗体の発現誘導法については4-7.で述べる。
まずELISA用のプレートを以下のように調製した。抗原50μg/mLを96ウェルマイクロタイタープレート(Nunc社製Maxisorp)の各ウェルに50μL添加して4℃で18時間結合させたのち、5%BSA(ブロッキング液)を各ウェルに200μL添加して37℃で1時間ブロッキングした。ブロッキング液を捨てた後、PBSで1回洗浄してアフィニティーの測定に用いた。4-7.の手順で採取した培養上清を各ウェルに100μL加え、25℃1時間反応させた。反応後、PBSで8回洗浄し、抗cp3マウスモノクローナル抗体(3H11) 5μg/mL((株)医学生物学研究所製)を100μL加えて37℃で1時間反応させた。再度PBSで8回洗浄し、1000倍希釈した抗マウスIgG(H+L)ヤギ抗体Fab’−HRP標識(330)((株)医学生物学研究所製)を100μL加えて37℃で1時間反応させた。再度PBSで8回洗浄し、オルトフェニレンジアミンと過酸化水素の溶液100μLを加えて暫時反応させた後、1.5Nリン酸100μLを加えて反応を停止し、波長492nmにおける吸光度を測定した。その結果95クローン中83クローンに活性が確認された(図23)。
4-6. Measurement of antigen-binding activity (affinity) of antibody obtained by screening Antigen-binding activity (affinity) of the antibody selected by the above screening was measured. For affinity measurement, scFv-cp3 type antibody was used as a sample instead of phage type antibody. The measurement method was an ELISA method using a 96-well microtiter plate. The method of inducing scFv-cp3-type antibody expression is described in 4-7.
First, an ELISA plate was prepared as follows. 50 μg of antigen was added to each well of a 96-well microtiter plate (Nunc Maxisorp) and allowed to bind at 4 ° C. for 18 hours, and then 200 μL of 5% BSA (blocking solution) was added to each well. Blocked for 1 hour at ° C. After discarding the blocking solution, it was washed once with PBS and used for affinity measurement. 100 μL of the culture supernatant collected in the procedure of 4-7 was added to each well and reacted at 25 ° C. for 1 hour. After the reaction, the plate was washed 8 times with PBS, 100 μL of anti-cp3 mouse monoclonal antibody (3H11) 5 μg / mL (manufactured by Medical and Biological Laboratories) was added, and the mixture was reacted at 37 ° C. for 1 hour. Wash again 8 times with PBS and add 100 μL of anti-mouse IgG (H + L) goat antibody Fab′-HRP-labeled (330) (manufactured by Medical and Biological Laboratories) diluted 1000-fold for 1 hour at 37 ° C. Reacted. After washing again with PBS 8 times, 100 μL of a solution of orthophenylenediamine and hydrogen peroxide was added to react for a while, then 100 μL of 1.5N phosphoric acid was added to stop the reaction, and the absorbance at a wavelength of 492 nm was measured. As a result, activity was confirmed in 83 clones out of 95 clones (FIG. 23).

4-7. scFv-cp3型抗体の発現誘導
ファージの感染した大腸菌を1%グルコースと100μg/mLのアンピシリンを加えた2×YTで30℃18時間培養した後、0.1%グルコースと100μg/mLのアンピシリンを加えた2×YT 1.5mLに上記培養液を5μL加えて30℃で4時間培養した。このときの大腸菌の濃度は波長600nmの吸光度を測定するとき、約0.5であった。
これに1mMになるようIPTG(イソプロピル-1-チオ-β-D-ガラクトシド)を加えてさらに30℃で18時間培養した後、培養液1.5mLをエッペンドルフチューブにとり、4℃で10,000r.p.m. 5分間遠心してその培養上清をとり、0.1%となるようアジ化ナトリウムを添加して検体とした。
scFv-cp3型抗体が発現しているか否かは4−8.で示したELISA法で確認した。4-6.で陽性だったクローン(抗原結合活性があるクローン)はすべて発現が認められた。
4-7. Induction of scFv-cp3 antibody expression After culturing phage-infected E. coli in 2xYT supplemented with 1% glucose and 100 µg / mL ampicillin at 30 ° C for 18 hours, 0.1% glucose and 100 µg / mL 5 μL of the above culture solution was added to 2 × YT 1.5 mL to which ampicillin had been added, and cultured at 30 ° C. for 4 hours. The concentration of Escherichia coli at this time was about 0.5 when measuring absorbance at a wavelength of 600 nm.
After adding IPTG (isopropyl-1-thio-β-D-galactoside) to 1 mM and further culturing at 30 ° C. for 18 hours, 1.5 mL of the culture solution was put into an Eppendorf tube, and 10,000 rpm at 4 ° C. for 5 minutes. The culture supernatant was taken in mind, and sodium azide was added to a concentration of 0.1% to prepare a sample.
Whether or not the scFv-cp3 type antibody was expressed was confirmed by the ELISA method shown in 4-8. All clones that were positive in 4-6 (clones with antigen-binding activity) were found to be expressed.

4-8. scFv-cp3型抗体の発現確認
4-7.でscFv-cp3型抗体を発現させた培養上清を96ウェルマイクロタイタープレート(Nunc社製Maxisorp)の各ウェルに100μL添加して37℃で1時間結合させたのち、5%BSA(ブロッキング液)を各ウェルに200μL添加して37℃で1時間ブロッキングした。ブロッキング液を捨てた後、PBSで1回洗浄してアフィニティーの測定に用いた。抗cp3マウスモノクローナル抗体(3H11) 5μg/mL((株)医学生物学研究所製)を100μL加えて37℃で1時間反応させた。再度PBSで8回洗浄し、1000倍希釈した抗マウスIgG(H+L)ヤギ抗体Fab’-HRP標識(330)((株)医学生物学研究所製)を100μL加えて37℃で1時間反応させた。再度PBSで8回洗浄し、オルトフェニレンジアミンと過酸化水素の溶液100μLを加えて暫時反応させた後、1.5Nリン酸100μLを加えて反応を停止し、波長492nmにおける吸光度を測定した。
4-8. Confirmation of scFv-cp3 antibody expression
After adding 100 μL of the culture supernatant expressing the scFv-cp3 type antibody in 4-7 to each well of a 96-well microtiter plate (Nunc Maxisorp) and binding at 37 ° C. for 1 hour, 5% BSA 200 μL of the blocking solution was added to each well and blocked at 37 ° C. for 1 hour. After discarding the blocking solution, it was washed once with PBS and used for affinity measurement. 100 μL of anti-cp3 mouse monoclonal antibody (3H11) 5 μg / mL (manufactured by Medical and Biological Laboratories) was added and reacted at 37 ° C. for 1 hour. Wash again 8 times with PBS and add 100 μL of anti-mouse IgG (H + L) goat antibody Fab′-HRP labeled (330) (manufactured by Medical and Biological Laboratories) diluted 1000 times for 1 hour at 37 ° C. Reacted. After washing again with PBS 8 times, 100 μL of a solution of orthophenylenediamine and hydrogen peroxide was added to react for a while, then 100 μL of 1.5N phosphoric acid was added to stop the reaction, and the absorbance at a wavelength of 492 nm was measured.

4-9. モノクローナル化とファージミドの精製
4-5.「ファージのスクリーニング手技の評価」の項で得たシングルコロニーのプレートから大腸菌クローンを選択し、LBGA中で30℃、18時間培養した後、倉敷紡績社製DNA分離装置PI-50 File No.50を用いてファージミドを精製した。
4-10. モノクローナル抗体の同定
本発明の抗体ライブラリーからスクリーニングによって選択された抗vSrc抗体について、その遺伝子の配列を確認した。配列は、重鎖、軽鎖について以下のプライマーを用い、CEQTMDTCS-Quick Start-KIT(Beckman Coulter)とBeckman Coulter社製CEQ2000XL DNA Analysis systemを使用したジデオキシ法によって決定した。塩基配列決定の結果、H鎖とL鎖の組み合わせから21種類の抗体が得られた。
重鎖のシークエンシング用プライマー(SDSEQプライマー):5’-TTCTATTTCAAGGAGACAGTC-3’(配列番号60)
軽鎖のシークエンシング用プライマー(CP3RGGGプライマー):5’-GCCGCCGCCAGCATTGACA-3’(配列番号61)
4-9. Monoclonalization and purification of phagemid
4-5. E. coli clones were selected from the single colony plate obtained in the section “Evaluation of phage screening techniques” and cultured in LBGA at 30 ° C. for 18 hours. Phagemid was purified using File No.50.
4-10. Identification of Monoclonal Antibody The sequence of the gene of the anti-vSrc antibody selected by screening from the antibody library of the present invention was confirmed. The sequences were determined by the dideoxy method using CEQ DTCS-Quick Start-KIT (Beckman Coulter) and CEQ2000XL DNA Analysis system manufactured by Beckman Coulter using the following primers for the heavy chain and light chain. As a result of the nucleotide sequence determination, 21 types of antibodies were obtained from the combination of H chain and L chain.
Primer for heavy chain sequencing (SDSEQ primer): 5'-TTCTATTTCAAGGAGACAGTC-3 '(SEQ ID NO: 60)
Primer for light chain sequencing (CP3RGGG primer): 5'-GCCGCCGCCAGCATTGACA-3 '(SEQ ID NO: 61)

4-11. シャペロン活性測定用ポリクローナルscFv-pp型抗体の採取
4-11-1. ポリクローナル抗体scFv-cp3型抗体のscFv-pp型抗体への変換
2.で得られた抗体のシャペロン様活性をライブラリーの抗体で再現性を得ることを目的とし、4thスクリーニングのポリクローナル抗体を調製した。精製の便宜上、scFv-pp型抗体へ変換した。ベクターは、SalIで消化し、self-ligationさせるとcp3が切り出され、pp型抗体へ変換されるように構築されているが(図20〜22)、4-10.で調べたDNA配列の解析結果より、ウサギ抗体は、H鎖のFW3部分にSalI siteをもつものが21クローンのうち7クローンと1/3の割合で含まれるので、この方法は用いることができなかった。そこで、SfiI-AscI siteで抗体遺伝子を切り出し、すでにpp型へ変換したベクターに挿入する方法をとった。
4-11. Collection of polyclonal scFv-pp antibody for chaperone activity measurement
4-11-1. Conversion of polyclonal antibody scFv-cp3 type antibody to scFv-pp type antibody
For the purpose of obtaining reproducibility of the chaperone-like activity of the antibody obtained in 2. with the antibody of the library, a polyclonal antibody for 4th screening was prepared. For convenience of purification, it was converted to an scFv-pp type antibody. The vector is constructed such that cp3 is excised and converted to a pp-type antibody when digested with SalI and self-ligated (FIGS. 20-22), but analysis of the DNA sequence examined in 4-10. As a result, rabbit antibodies having a SalI site in the FW3 part of the H chain were included in 21 out of 21 clones in a ratio of 1/3, so this method could not be used. Therefore, an antibody gene was excised at the SfiI-AscI site and inserted into a vector that had already been converted to pp type.

1) 4thポリクローナル抗体の調製を行った。4thスクリーニングのグリセロールストックから、4thのパニングで回収したファージの数3.6×106を含む(4-5.参考)数の菌体量以上をとり、1%グルコースと100μg/mLのアンピシリンを含む2×YT培地150mLで30℃、一晩培養し、プラスミドを調製した。 1) A 4th polyclonal antibody was prepared. Including the number of phages collected from 4th panning glycerol stock 3.6 × 10 6 by 4th panning (4-5. Reference) More than the number of cells and containing 1% glucose and 100 μg / mL ampicillin 2 X Plasmid was prepared by culturing overnight at 30 ° C in 150 mL of YT medium.

2) 1)で得られたプラスミドDNAをフェノール処理し、エタノール沈殿してから以下の条件でSfiI-AscI siteで消化した。
プラスミドDNA 28μg
SfiI(20U/μL) 7μL
10×NEB( New England Biolabs) Buffer2 20μL
0.1%BSA 20μL
滅菌miliQ水で200μLとし、50℃で2時間反応させ、フェノール処理しエタノール沈殿した後、以下の条件でAscI消化を行った。
プラスミドDNA
AscI(10U/μL) 14μL
10×NEB Buffer 4 20μL
滅菌miliQ水で200μLとし、37℃で2時間反応させ、フェノール処理しエタノール沈殿した後、90μLのTEで懸濁し、10μLのsample loading bufferを加えて0.8%アガロースゲルで電気泳動を行い、700bp付近の目的のバンドを切り出し、QIAquick Gel Extraction Kit(QIAGEN社製)で精製した。120μLのDNA溶液(2μg相当)が得られた。
2) The plasmid DNA obtained in 1) was treated with phenol, ethanol precipitated, and then digested at the SfiI-AscI site under the following conditions.
Plasmid DNA 28μg
SfiI (20U / μL) 7μL
10 × NEB (New England Biolabs) Buffer2 20μL
0.1% BSA 20μL
After making it 200 μL with sterilized miliQ water and reacting at 50 ° C. for 2 hours, phenol treatment and ethanol precipitation, AscI digestion was performed under the following conditions.
Plasmid DNA
AscI (10U / μL) 14μL
10 × NEB Buffer 4 20μL
Make 200 μL with sterile miliQ water, react at 37 ° C. for 2 hours, phenol treatment, ethanol precipitation, suspend in 90 μL TE, add 10 μL sample loading buffer, perform electrophoresis on 0.8% agarose gel, around 700 bp Were cut out and purified with QIAquick Gel Extraction Kit (manufactured by QIAGEN). 120 μL of DNA solution (corresponding to 2 μg) was obtained.

3) H鎖およびL鎖にSalI siteを含まないクローン4007についてPI-50プラスミド抽出機(クラボウ社製)によりプラスミドDNAを調製し、20μL(20ng)にTE 40μLを加えてフェノール処理し、エタノール沈殿してから以下の条件でSalI消化、Self-ligationしてpp型変換抗体プラスミドDNAを作製した。
プラスミドDNA
10×H buffer(SalI添付) 2μL
SalI(15U/μL TAKARA) 0.3μL
滅菌MiliQ水で20μLとし、37℃で2時間反応させて2μLを0.8%アガロースゲル電気泳動によりcp3に相当するおよそ600bpのバンドが切り出されたことを確認した後、フェノール処理、エタノール沈殿を行い、以下の条件でSelf-ligationさせた。
プラスミドDNA
T4 DNA ligase(TAKARA 350U/μL) 1μL
10×T4 DNA ligase buffer(T4 DNA ligase添付) 6μL
滅菌MiliQ水で60μLとし、16℃で3時間反応させた。20mg/mlのグリコーゲン(Roshe社製)3μLを加え、エタノール沈殿を行い、5μLの1/10 TEで懸濁し、2μLでDH12Sコンピテントセル20μLを形質転換し、1mlの2×YTで希釈し、20μLをLBGAプレートへまき、30℃で一晩培養した。翌日はえたコロニーを4クローンひろい、2mlの1%グルコースと100μg/mLのアンピシリンを含む2×YT培地で30℃、一晩培養し、培養液からPI-50プラスミド抽出機によりプラスミドDNAを回収した。このプラスミドDNAを以下の条件でAscI消化し、4,300bp付近の目的の大きさにバンドが検出されることを確認した。4クローンともpp型抗体に変換されていることが確認された。
プラスミドDNA 3μL(60ng)
AscI(10U/μL) 0.15μL
10×NEB Buffer 4 0.8μL
滅菌MiliQ水で8μLとし、37℃で2時間反応させ、全量を電気泳動した。
変換されたプラスミドDNA 1μLでDH12Sコンピテントセル20μLを形質転換し、1%グルコースと100μg/mLのアンピシリンを含む2×YT培地150mlで30℃、一晩培養し、菌体からプラスミドDNAを調製した。
3) For clone 4007 that does not contain SalI site in H chain and L chain, prepare plasmid DNA using PI-50 plasmid extractor (manufactured by Kurabo), add TE 40μL to 20μL (20ng), phenol-treat, ethanol precipitation Thereafter, SalI digestion and self-ligation were carried out under the following conditions to prepare a pp-type converted antibody plasmid DNA.
Plasmid DNA
10 x H buffer (SalI attached) 2μL
SalI (15U / μL TAKARA) 0.3μL
Make 20 μL with sterile MiliQ water, react for 2 hours at 37 ° C., and confirm that 2 μL of the approximately 600 bp band corresponding to cp3 was cut out by 0.8% agarose gel electrophoresis, followed by phenol treatment and ethanol precipitation. Self-ligation was performed under the following conditions.
Plasmid DNA
T4 DNA ligase (TAKARA 350U / μL) 1μL
10 × T4 DNA ligase buffer (attached with T4 DNA ligase) 6μL
The volume was adjusted to 60 μL with sterilized MiliQ water, and reacted at 16 ° C. for 3 hours. Add 3 μL of 20 mg / ml glycogen (Roshe), perform ethanol precipitation, suspend in 5 μL of 1/10 TE, transform with 20 μL of DH12S competent cell with 2 μL, dilute with 1 ml of 2 × YT, 20 μL was plated on an LBGA plate and cultured at 30 ° C. overnight. The next day, 4 colonies were picked and cultured in 2 x YT medium containing 2 ml of 1% glucose and 100 µg / mL ampicillin at 30 ° C overnight. Plasmid DNA was recovered from the culture solution using a PI-50 plasmid extractor. . This plasmid DNA was digested with AscI under the following conditions, and it was confirmed that a band was detected at the desired size in the vicinity of 4,300 bp. It was confirmed that all 4 clones were converted to pp type antibodies.
Plasmid DNA 3μL (60ng)
AscI (10U / μL) 0.15μL
10 × NEB Buffer 4 0.8μL
The volume was adjusted to 8 μL with sterile MiliQ water, reacted at 37 ° C. for 2 hours, and the entire amount was electrophoresed.
20 μL of DH12S competent cells were transformed with 1 μL of the converted plasmid DNA, and cultured at 30 ° C. overnight in 150 ml of 2 × YT medium containing 1% glucose and 100 μg / mL ampicillin to prepare plasmid DNA from the cells. .

4) 3)で得られたpp型変換プラスミドDNAをSfiI-AscI siteで抗体遺伝子配列部分を切り出し、Alkaline phosphatase(E. coli C75)で脱燐酸した。条件を以下に示した。
プラスミドDNA 20μg
SfiI(20U/μL) 5μL
10×NEB Buffer2 20μL
0.1%BSA 20μL
滅菌MiliQ水で200μLとし、37℃で2時間反応させ、フェノール処理、エタノール沈殿を行った。次に以下の反応を行った。
プラスミドDNA
AscI(10U/μL) 10μL
10×NEB Buffer4 20μL
滅菌MiliQ水で200μLとし、50℃で2時間反応させ、1M Tris-HCl(pH8)20μLとAlkaline phosphatase(E. coli C75)2μLを加え、37℃で30分間反応させた後、フェノール処理、エタノール沈殿を行った。90μLのTEで懸濁し、10μLの10×sample loading bufferを加え、0.8%アガロースゲルで電気泳動を行い、stufferの切り出されたベクター部分に相当する3,800bp付近のバンドを切り出し、QIAquick Gel Extraction Kitで精製した。17μg相当のDNA溶液120μLを得た。
4) The pp-type conversion plasmid DNA obtained in 3) was excised from the antibody gene sequence at SfiI-AscI site and dephosphorylated with Alkaline phosphatase (E. coli C75). The conditions are shown below.
Plasmid DNA 20μg
SfiI (20U / μL) 5μL
10 × NEB Buffer2 20μL
0.1% BSA 20μL
It was made 200 μL with sterilized MiliQ water and reacted at 37 ° C. for 2 hours, followed by phenol treatment and ethanol precipitation. Next, the following reaction was performed.
Plasmid DNA
AscI (10U / μL) 10μL
10 × NEB Buffer4 20μL
200 μL with sterile MiliQ water, react at 50 ° C. for 2 hours, add 20 μL of 1M Tris-HCl (pH 8) and 2 μL of Alkaline phosphatase (E. coli C75), react at 37 ° C. for 30 minutes, phenol treatment, ethanol Precipitation was performed. Suspend in 90 μL of TE, add 10 μL of 10 × sample loading buffer, perform electrophoresis on 0.8% agarose gel, cut out a band around 3,800 bp corresponding to the vector part of stuffer, and use QIAquick Gel Extraction Kit. Purified. 120 μL of DNA solution corresponding to 17 μg was obtained.

5) 2)と4)で得られたDNAについて以下の条件でligation反応を行った。
ベクターDNA 2) 1μg
インサートDNA 4) 2μg
T4 DNA ligase(TAKARA 350U/μL) 1μL
10×T4 DNA ligase buffer(T4 DNA ligase添付) 2μL
滅菌MiliQ水で20μLとし、16℃で3時間反応させた。エタノール沈殿を行い、4μLの1/10 TEで懸濁し、2μLでDH12S (Gibco)20μLを形質転換し、10 mLの2×YTで懸濁し、10μLを2×YTで100倍希釈して100μLをLBGAプレートへまき、30℃で一晩培養した。残りの菌体懸濁液を1%グルコースと100μg/mLのアンピシリンを含む2×YT培地500mlで培養し、プラスミドDNAを調製した。翌日プレートからコロニーを94クローンひろい、2mlの1%グルコースと100μg/mLのアンピシリンを含む2×YT培地(YTA)で30℃で一晩培養した後、0.1% グルコース YTAで30℃3時間培養したのち、1M IPTGを加え、30℃で20時間培養した。10,000rpmで5分間遠心して上清をとった。このscFv-pp型抗体を含む培養上清を得て、これについて6)に示した方法でpp発現の確認を行った。結果、94クローンのうち84クローンがpp発現していた。
5) The ligation reaction was performed on the DNA obtained in 2) and 4) under the following conditions.
Vector DNA 2) 1μg
Insert DNA 4) 2μg
T4 DNA ligase (TAKARA 350U / μL) 1μL
10 × T4 DNA ligase buffer (attached with T4 DNA ligase) 2μL
The volume was adjusted to 20 μL with sterile MiliQ water, and reacted at 16 ° C. for 3 hours. Perform ethanol precipitation, suspend in 4 μL of 1/10 TE, transform 20 μL of DH12S (Gibco) with 2 μL, suspend with 10 mL of 2 × YT, dilute 10 μL with 2 × YT 100 times, and add 100 μL. It rolled to the LBGA plate and it culture | cultivated at 30 degreeC overnight. The remaining cell suspension was cultured in 500 ml of 2 × YT medium containing 1% glucose and 100 μg / mL ampicillin to prepare plasmid DNA. On the next day, 94 colonies were picked from the plate and cultured overnight at 30 ° C. in 2 × YT medium (YTA) containing 2 ml of 1% glucose and 100 μg / mL ampicillin, and then cultured at 30 ° C. for 3 hours at 0.1% glucose YTA. After that, 1M IPTG was added and cultured at 30 ° C. for 20 hours. The supernatant was obtained by centrifugation at 10,000 rpm for 5 minutes. A culture supernatant containing this scFv-pp type antibody was obtained, and pp expression was confirmed by the method described in 6). As a result, 84 clones out of 94 clones expressed pp.

6) pp発現の確認
4-7.でscFv-pp型抗体を発現させた培養上清を96ウェルマイクロタイタープレート(Nunc社製Maxisorp)の各ウェルに100μL添加して37℃で1時間結合させたのち、5%BSA(ブロッキング液)を各ウェルに200μL添加して37℃で1時間ブロッキングした。ブロッキング液を捨てた後、PBSで1回洗浄してアフィニティーの測定に用いた。1000倍希釈したFc-HRP標識(Rockland社製)を100μL加えて37℃で1時間反応させた。
PBSで8回洗浄し、オルトフェニレンジアミンと過酸化水素の溶液100μLを加えて暫時反応させた後、1.5Nリン酸100μLを加えて反応を停止し、波長492nmにおける吸光度を測定した。
6) Confirmation of pp expression
After adding 100 μL of the culture supernatant expressing scFv-pp type antibody in 4-7 to each well of a 96-well microtiter plate (Nunc Maxisorp) and binding at 37 ° C. for 1 hour, 5% BSA 200 μL of the blocking solution was added to each well and blocked at 37 ° C. for 1 hour. After discarding the blocking solution, it was washed once with PBS and used for affinity measurement. 100 μL of 1000-fold diluted Fc-HRP label (Rockland) was added and reacted at 37 ° C. for 1 hour.
After washing 8 times with PBS, 100 μL of a solution of orthophenylenediamine and hydrogen peroxide was added and allowed to react for a while, then 100 μL of 1.5N phosphoric acid was added to stop the reaction, and the absorbance at a wavelength of 492 nm was measured.

こうして得た抗体タンパクを無細胞タンパク質合成系においてSrc合成の際に特異的結合分子として用いることができる。 The antibody protein thus obtained can be used as a specific binding molecule during Src synthesis in a cell-free protein synthesis system.

本発明の製造方法は様々なタンパク質の合成に利用され得る。また応用分野として、タンパク質の構造及び機能解析、遺伝子の機能解析、変異遺伝子の高速スクリーニング、タンパク質の高速スクリーニング、タンパク質/タンパク質間、タンパク質/DNA間若しくはタンパク質/RNA間の相互作用解析、遺伝子変異の検出や解析、翻訳後修飾の解析、抗ウイルス剤をはじめとする様々な薬剤の開発などにも本発明の利用が図られる。   The production method of the present invention can be used for the synthesis of various proteins. Application fields include protein structure and function analysis, gene function analysis, mutant gene rapid screening, protein rapid screening, protein / protein, protein / DNA or protein / RNA interaction analysis, gene mutation The present invention can be used for detection and analysis, analysis of post-translational modifications, development of various drugs including antiviral agents, and the like.

この発明は、上記発明の実施の形態及び実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。
本明細書の中で明示した論文、公開特許公報、及び特許公報などの内容は、その全ての内容を援用によって引用することとする。
The present invention is not limited to the description of the embodiments and examples of the invention described above. Various modifications may be included in the present invention as long as those skilled in the art can easily conceive without departing from the description of the scope of claims.
The contents of papers, published patent gazettes, patent gazettes, and the like specified in this specification are incorporated by reference in their entirety.

図1は、組換えvSrcのin vivo合成系の概念図である。E.coli BL21(DE3) 株を宿主として利用した。pBB131 はJ.I.Gordon (Duronio, R. J., Jackson-Machelski, E., Heuckeroth, R. O., Olines, P. O., Devine, C. S., Yonemoto, W., Slice, L. W., Taylor, S. S., and Gordon, J. I. (1990) Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 87, 1506-1510.)より譲り受けた。pETvSrc は pET14 発現ベクター (Novagen Co.)を基に構築した。FIG. 1 is a conceptual diagram of an in vivo synthesis system of recombinant vSrc. E. coli BL21 (DE3) strain was used as a host. pBB131 is JIGordon (Duronio, RJ, Jackson-Machelski, E., Heuckeroth, RO, Olines, PO, Devine, CS, Yonemoto, W., Slice, LW, Taylor, SS, and Gordon, JI (1990) Proc. (Acquired from Natl. Acad. Sci. USA 87, 1506-1510.) pETvSrc was constructed based on the pET14 expression vector (Novagen Co.). 図2は、v-src遺伝子のcDNA配列(一部)を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a cDNA sequence (part) of the v-src gene. 図3は、v-src遺伝子のcDNA配列(図2の続き)を示す図である。FIG. 3 shows the cDNA sequence of the v-src gene (continuation of FIG. 2). 図4は、v-src遺伝子がコードするアミノ酸配列を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an amino acid sequence encoded by the v-src gene. 図5は、c-src遺伝子のcDNA配列(一部)を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a cDNA sequence (part) of the c-src gene. 図6は、c-src遺伝子のcDNA配列(図5の続き)を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the cDNA sequence of the c-src gene (continuation of FIG. 5). 図7は、c-src遺伝子がコードするアミノ酸配列を示す図である。FIG. 7 shows the amino acid sequence encoded by the c-src gene. 図8は、ベクターpEU-vSrcの構成を示す模式図である。pEU3-NII 発現ベクター (TOYOBO)から構築される。cDNA はDr.Hamaguchi (Nagoya Univ.)から譲渡をうけた。Ω配列は植物 (wheat germ) 特異的翻訳エンハンストシーケンスを表す。FIG. 8 is a schematic diagram showing the structure of the vector pEU-vSrc. Constructed from pEU3-NII expression vector (TOYOBO). The cDNA was transferred from Dr. Hamaguchi (Nagoya Univ.). The Ω sequence represents a plant specific translation enhanced sequence. 図9は、ベクターpEU-cSrcの構成を示す模式図である。ベクターpEU-vSrcと同様に構築される。FIG. 9 is a schematic diagram showing the structure of the vector pEU-cSrc. It is constructed in the same way as the vector pEU-vSrc. 図10は、ベクターpEU-cSrcを用いて無細胞系タンパク質合成を行って得られたtotal画分、可溶性画分、及び不溶性画分の分布をウエスタンイムノブロット法で調べた結果を示す。検出には、抗cSrcモノクローナル抗体GD11(UBI)を用いた。左のレーンから順に、レーン1:cSrc total(5μl) 、レーン2:cSrc sup. (5μl)、レーン3:cSrc ppt. (5μl)、レーン4:cSrc total + Fab(5μl)、レーン5:cSrc sup. + Fab(5μl)、レーン6:cSrc ppt. + Fab(5μl)、レーン7:ネガティブ・コントロール、レーン8:ポジティブ・コントロール(組換えSrc)である。FIG. 10 shows the results of examining the distribution of the total fraction, soluble fraction, and insoluble fraction obtained by cell-free protein synthesis using the vector pEU-cSrc by Western immunoblotting. Anti-cSrc monoclonal antibody GD11 (UBI) was used for detection. In order from the left lane, Lane 1: cSrc total (5 μl), Lane 2: cSrc sup. (5 μl), Lane 3: cSrc ppt. (5 μl), Lane 4: cSrc total + Fab (5 μl), Lane 5: cSrc sup. + Fab (5 μl), lane 6: cSrc ppt. + Fab (5 μl), lane 7: negative control, lane 8: positive control (recombinant Src). 図11は、ウサギ抗vSrc抗体(Fab)共存下及び非共存下でそれぞれ合成したSrcの活性測定の結果を示すグラフ図である。独立した2回の試験結果をまとめて示した。vSrc1及びvSrc1’は抗体の非共存下で合成したvSrc、(vSrc+Fab)1及び(vSrc+Fab)1’は抗体(Fab)の共存下で合成したvSrc、cSrc1及びcSrc1’は抗体の非共存下で合成したcSrc、(cSrc+Fab)1及び(cSrc+Fab)1’は抗体(Fab)の共存下で合成したcSrc、NCはネガティブ・コントロール(小麦胚芽抽出液、小麦胚芽抽出液+Fab、又はQW(miliQ水))、PCはポジティブ・コントロール(組換えSrc)をそれぞれ表す。FIG. 11 is a graph showing the results of measuring the activity of Src synthesized in the presence and absence of rabbit anti-vSrc antibody (Fab). The results of two independent tests are shown together. vSrc1 and vSrc1 ′ are vSrc synthesized in the absence of antibody, (vSrc + Fab) 1 and (vSrc + Fab) 1 ′ are vSrc, cSrc1 and cSrc1 ′ synthesized in the presence of antibody (Fab) CSrc, (cSrc + Fab) 1 and (cSrc + Fab) 1 ′ synthesized in the coexistence are cSrc and NC, which are synthesized in the presence of antibody (Fab), and negative controls (wheat germ extract, wheat germ extract + Fab , Or QW (miliQ water)), PC represents a positive control (recombinant Src), respectively. 図12は、cSrc及びvSrcの合成を抗体の非共存下で行い、合成後に抗体を添加した場合の各Src活性を測定した結果を示すグラフ図である。独立した2回の試験結果をまとめて示した。NCはネガティブ・コントロール(小麦胚芽抽出液、小麦胚芽抽出液+Fab、又はQW(miliQ水))、PCはポジティブ・コントロール(組換えSrc)、vSrc1+Fab及びvSrc2+FabはvSrc合成後に抗体(Fab)を添加したサンプル、cSrc1+Fab及びcSrc2+FabはcSrc合成後に抗体(Fab)を添加したサンプルをそれぞれ表す。FIG. 12 is a graph showing the results of measuring each Src activity when cSrc and vSrc were synthesized in the absence of an antibody and the antibody was added after the synthesis. The results of two independent tests are shown together. NC is negative control (wheat germ extract, wheat germ extract + Fab or QW (miliQ water)), PC is positive control (recombinant Src), vSrc1 + Fab and vSrc2 + Fab are antibodies (Fab ), CSrc1 + Fab and cSrc2 + Fab represent samples to which an antibody (Fab) was added after cSrc synthesis, respectively. 図13は、ウサギ抗体ファージディスプレイライブラリー作製に使用したファージミドベクターの調製過程を説明する図である。FIG. 13 is a diagram for explaining the preparation process of a phagemid vector used for the production of a rabbit antibody phage display library. 図14は、ウサギ抗体ファージディスプレイライブラリー用ベクターの構築に使用したscNcopFCAH9-E8VHdVLdベクターの塩基配列(一部)及びコードするアミノ酸配列(一部)を示した図である。FIG. 14 shows the base sequence (part) and the encoded amino acid sequence (part) of the scNcopFCAH9-E8VHdVLd vector used for the construction of the rabbit antibody phage display library vector. 図15は、ウサギ抗体ファージディスプレイライブラリー用ベクターの構築に使用したscNcopFCAH9-E8VHdVLdベクターの塩基配列(図14の続き)及びコードするアミノ酸配列(図14の続き)を示した図である。FIG. 15 shows the base sequence (continuation of FIG. 14) and the encoded amino acid sequence (continuation of FIG. 14) of the scNcopFCAH9-E8VHdVLd vector used for the construction of the rabbit antibody phage display library vector. 図16は、ウサギ抗体ファージディスプレイライブラリー用ベクターの構築に使用したscNcopFCAH9-E8VHdVLdベクターの塩基配列(図15の続き)及びコードするアミノ酸配列(図15の続き)を示した図である。FIG. 16 shows the base sequence (continuation of FIG. 15) and the encoded amino acid sequence (continuation of FIG. 15) of the scNcopFCAH9-E8VHdVLd vector used for the construction of the vector for the rabbit antibody phage display library. 図17は、ウサギ抗体ファージディスプレイライブラリー用ベクターpSCCA4-E8dの塩基配列(一部)及びコードするアミノ酸配列(一部)を示した図である。FIG. 17 is a diagram showing the base sequence (part) of the rabbit antibody phage display library vector pSCCA4-E8d and the encoded amino acid sequence (part). 図18は、ウサギ抗体ファージディスプレイライブラリー用ベクターpSCCA4-E8dの塩基配列(図17の続き)及びコードするアミノ酸配列(図17の続き)を示した図である。FIG. 18 is a diagram showing the base sequence of the rabbit antibody phage display library vector pSCCA4-E8d (continuation of FIG. 17) and the encoded amino acid sequence (continuation of FIG. 17). 図19は、ウサギ抗体ファージディスプレイライブラリー用ベクターpSCCA4-E8dの塩基配列(図18の続き)及びコードするアミノ酸配列(図18の続き)を示した図である。FIG. 19 shows the base sequence (continuation of FIG. 18) and the encoded amino acid sequence (continuation of FIG. 18) of the vector pSCCA4-E8d for rabbit antibody phage display library. 図20は、ベクターpSCCA5-E8dのインサートの塩基配列に、制限酵素サイトと塩基配列によってコードされるアミノ酸配列(一部)を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing (in part) the amino acid sequence encoded by the restriction enzyme site and the nucleotide sequence in the nucleotide sequence of the insert of the vector pSCCA5-E8d. 図21は、ベクターpSCCA5-E8dのインサートの塩基配列に、制限酵素サイトと塩基配列によってコードされるアミノ酸配列(図20の続き)を示す図である。FIG. 21 shows the amino acid sequence (continuation of FIG. 20) encoded by the restriction enzyme site and the base sequence in the base sequence of the insert of vector pSCCA5-E8d. 図20は、ベクターpSCCA5-E8dのインサートの塩基配列に、制限酵素サイトと塩基配列によってコードされるアミノ酸配列(図21の続き)を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing an amino acid sequence (continuation of FIG. 21) encoded by a restriction enzyme site and a base sequence in the base sequence of the insert of vector pSCCA5-E8d. 図23は、抗体ファージディスプレイライブラリーからスクリーニングによって得られたサンプルの抗原結合活性を測定した結果をまとめたグラフ図である。FIG. 23 is a graph summarizing the results of measuring the antigen-binding activity of a sample obtained by screening from an antibody phage display library.

Claims (11)

(a)目的タンパク質に対する抗体、(b)目的タンパク質がレセプターである場合のそれに対するリガンド、(c)目的タンパク質がリガンドである場合のそれに対するレセプター、(d)目的タンパク質が活性を発揮する際に他の分子との複合体を形成する場合の該他の分子、及び(e)目的タンパク質が正しいフォールディングを形成する過程で一時的に存在する構造を認識してこれへ結合する分子、からなる群より選択される一つ以上の特異的結合分子の共存下、無細胞タンパク質合成系で目的タンパク質を合成することを特徴とする、タンパク質の製造方法。   (a) an antibody against the target protein, (b) a ligand for the target protein when it is a receptor, (c) a receptor for the target protein when it is a ligand, (d) when the target protein exerts its activity The other molecule in the case of forming a complex with another molecule, and (e) a molecule that recognizes and binds to a structure temporarily existing in the process in which the target protein forms the correct folding A method for producing a protein, comprising synthesizing a target protein in a cell-free protein synthesis system in the presence of one or more specific binding molecules selected. 前記特異的結合分子が、ファージディスプレイ法を利用して調製された分子である、請求項1に記載の製造方法。   The production method according to claim 1, wherein the specific binding molecule is a molecule prepared using a phage display method. 前記特異的結合分子が、ネイティブ状態の目的タンパク質に対して特異的に結合する分子である、請求項1又は2に記載の製造方法。   The production method according to claim 1, wherein the specific binding molecule is a molecule that specifically binds to a target protein in a native state. 前記目的タンパク質が酵素であって、且つ
前記特異的結合分子が、前記目的タンパク質の酵素活性を阻害することなく前記目的タンパク質に結合する分子である、請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。
The production according to any one of claims 1 to 3, wherein the target protein is an enzyme, and the specific binding molecule is a molecule that binds to the target protein without inhibiting the enzyme activity of the target protein. Method.
前記無細胞タンパク質合成系が、in vitro転写/翻訳系である、請求項1〜4のいずれかに記載の製造方法。   The production method according to claim 1, wherein the cell-free protein synthesis system is an in vitro transcription / translation system. 前記特異的結合分子が抗体である、請求項1〜5のいずれかに記載の製造方法。   The production method according to claim 1, wherein the specific binding molecule is an antibody. 前記抗体が、Fab、Fab'、F(ab')2、scFv及びdsFvからなる群から選択される抗体断片である、請求項6に記載の製造方法。 The production method according to claim 6, wherein the antibody is an antibody fragment selected from the group consisting of Fab, Fab ′, F (ab ′) 2 , scFv, and dsFv. 前記抗体が一価の抗体である、請求項6に記載の製造方法。   The production method according to claim 6, wherein the antibody is a monovalent antibody. i)(a)目的タンパク質に対する抗体、(b)目的タンパク質がレセプターである場合のそれに対するリガンド、(c)目的タンパク質がリガンドである場合のそれに対するレセプター、(d)目的タンパク質が活性を発揮する際に他の分子との複合体を形成する場合の該他の分子、及び(e)目的タンパク質が正しいフォールディングを形成する過程で一時的に存在する構造を認識してこれへ結合する分子、からなる群より選択される一つ以上の特異的結合分子の共存下、無細胞タンパク質合成系で目的タンパク質を合成するステップと、
ii)前記特異的結合分子を他の物質に結合ないし吸着させることによって、ステップi)で合成された目的タンパク質を分離するステップと、
を含む、タンパク質の製造方法。
i) (a) an antibody against the target protein, (b) a ligand for the target protein when it is a receptor, (c) a receptor for when the target protein is a ligand, (d) the target protein exerts its activity Other molecules when forming a complex with other molecules, and (e) a molecule that recognizes and binds to a structure that temporarily exists in the process of the target protein forming the correct folding Synthesizing a target protein in a cell-free protein synthesis system in the presence of one or more specific binding molecules selected from the group consisting of:
ii) separating the target protein synthesized in step i) by binding or adsorbing the specific binding molecule to another substance;
A method for producing a protein, comprising:
i)ファージディスプレイ法を利用して、目的タンパク質に対する抗体を調製するステップと、
ii)ステップi)で調製した抗体の共存下、無細胞タンパク質合成系で目的タンパク質を合成するステップと、
を含む、タンパク質の製造方法。
i) preparing an antibody against the protein of interest using a phage display method;
ii) synthesizing the target protein in a cell-free protein synthesis system in the presence of the antibody prepared in step i);
A method for producing a protein, comprising:
請求項1〜10のいずれかの製造方法によって製造されたタンパク質。   A protein produced by the production method according to claim 1.
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