JP2005291836A - Functional tag for concentration of target substance and method of using the functional tag - Google Patents

Functional tag for concentration of target substance and method of using the functional tag Download PDF

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Yoshio Kodera
義男 小寺
Tadakazu Maeda
忠計 前田
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Abstract

【課題】
各種標的物質、特にタンパク質の検出、及び精製に有用な機能性タグ、該機能性タグを用いた標的物質の検出方法、及び精製方法を提供する。
【解決手段】
親和性ペプチドタグ、及び反応基Zを含み、かつ下記式(1)で表される機能性タグ;
(His)l-(X-His)m-(X)n-(Y)p-Z (1)
(式中、Xはヒスチジンを除く任意のアミノ酸、又はアミノ酸誘導体であり、Yはリンカーであり、lは0又は1、mは4〜100の整数、nは0、又は1、かつpは0、又は1である)。
【選択図】 なし
【Task】
Provided are a functional tag useful for detection and purification of various target substances, particularly proteins, a target substance detection method using the functional tag, and a purification method.
[Solution]
A functional tag comprising an affinity peptide tag and a reactive group Z and represented by the following formula (1);
(His) l- (X-His) m- (X) n- (Y) pZ (1)
(Wherein, X is any amino acid or amino acid derivative except histidine, Y is a linker, l is 0 or 1, m is an integer of 4 to 100, n is 0 or 1, and p is 0. Or 1).
[Selection figure] None

Description

本発明は、標的物質濃縮用機能性タグ、及び該機能性タグの使用方法に関するものである。さらに詳細に述べると、各種標的物質、特にタンパク質の検出、及び精製に有用な機能性タグ、該機能性タグを用いた標的物質の検出方法、及び精製方法に関するものである。   The present invention relates to a functional tag for concentration of a target substance and a method for using the functional tag. More specifically, the present invention relates to a functional tag useful for detection and purification of various target substances, particularly proteins, a target substance detection method using the functional tag, and a purification method.

生命システムの理解、さらには病態を解明するためには、疾病、及び生理状態変化にともなって質的・量的に変動するタンパク質(標的タンパク質)を見つけ出し、次にそのタンパク質の機能を調べると共に、相互作用するタンパク質を解析することが必要である。そして、生体組織・細胞中に存在するタンパク質を網羅的に解析するプロテオーム解析は、このような解析を可能にする新たなアプローチとして注目を集めている。このようなプロテオーム解析を行うには、生体組織・細胞中に存在する微量のタンパク質を効率的に収集しなくてはならない。   In order to understand life systems and further elucidate disease states, we find proteins (target proteins) that fluctuate qualitatively and quantitatively as diseases and physiological conditions change, and then investigate the functions of the proteins, It is necessary to analyze interacting proteins. Proteome analysis, which comprehensively analyzes proteins present in living tissues and cells, is attracting attention as a new approach that enables such analysis. In order to perform such proteome analysis, it is necessary to efficiently collect a minute amount of protein present in a living tissue / cell.

従来、このようなタンパク質の収集は、ヒスチジンタグ(His-Tag)を用いて発現タンパク質を回収する方法、又はアビジンとビオチンとの親和性を利用して、ビオチン化タンパク質を固定、回収する方法などで行われてきた。例えば、
捕捉タグとしてビオチン2〜3分子を付加したシリコン含有化合物を用いるオリゴマーの精製方法(特許文献1)、及びマーカ残基としてのビオチンと、標的物質に結合する反応性基とを有する標識試薬(特許文献2)などがあった。
Conventionally, such proteins are collected by a method of recovering an expressed protein using a histidine tag (His-Tag) or a method of fixing and recovering a biotinylated protein using the affinity between avidin and biotin. Has been done in. For example,
Oligomeric purification method using a silicon-containing compound to which 2 to 3 molecules of biotin are added as a capture tag (Patent Document 1), and a labeling reagent having biotin as a marker residue and a reactive group that binds to a target substance (patent Document 2).

該ヒスチジンタグ(His-Tag)とは、アミノ酸であるヒスチジンを連結したオリゴペプチドであり、Ni2+イオンなどに対して特異的な親和性がある。そのため、目的タンパク質のN末端、又はC末端に該ヒスチジンタグを付加して発現させ、該ヒスチジンタグとNi2+との親和性を利用して目的タンパク質を精製することができる。しかし、該ヒスチジンタグを有する目的タンパク質を得るためには、該タグをコードするDNA断片を、該タンパク質をコードする遺伝子に組み込み、かつ発現させる必要があるので、その利用が限られている。また、該ヒスチジンタグを合成して利用する試みもあったが(非特許文献1)、HisとHisとをペプチド結合させる反応の効率が非常に低いため、実用性が乏しいという問題があった。   The histidine tag (His-Tag) is an oligopeptide linked with histidine, which is an amino acid, and has a specific affinity for Ni2 + ions and the like. Therefore, the target protein can be purified by adding the histidine tag to the N-terminus or C-terminus of the target protein for expression, and utilizing the affinity between the histidine tag and Ni2 +. However, in order to obtain a target protein having the histidine tag, it is necessary to incorporate and express a DNA fragment encoding the tag into a gene encoding the protein, and therefore its use is limited. In addition, there has been an attempt to synthesize and use the histidine tag (Non-patent Document 1), but there is a problem that the efficiency of the reaction for peptide bonding of His and His is very low, so that the practicality is poor.

また、タンパク質をビオチン化してアビジンにより固定、回収する方法は、ビオチンが容易に合成でき、価格も安いので広範囲に利用されているが、タンパク質の変性剤、可溶化剤などが存在するとビオチンとアビジンが結合しなくなるという問題があった。
このため、生体組織・細胞中に存在する微量のタンパク質を効率的に収集することができ、製造が容易、価格が安く、かつタンパク質の変性剤などが存在しても安定である、タンパク質濃縮用親和性ペプチドタグが求められていた。
特表2001−520679号公報 特開2004−4048号公報 Josper V. Olsenらの論文, Mol Cell Proteomics. 2004, Jan;3(1):82-92.Epub, 2003
In addition, the method of biotinylating protein and immobilizing and recovering with avidin is widely used because biotin can be easily synthesized and cheap, but biotin and avidin can be used in the presence of protein denaturants and solubilizers. There was a problem that would not combine.
For this reason, it can efficiently collect minute amounts of protein present in living tissues and cells, is easy to manufacture, inexpensive, and stable even in the presence of protein denaturants, etc. An affinity peptide tag has been sought.
Special table 2001-520679 gazette JP 2004-4048 A Josper V. Olsen et al., Mol Cell Proteomics. 2004, Jan; 3 (1): 82-92.Epub, 2003

本発明は、各種標的物質、特にタンパク質の検出、及び精製に有用な機能性タグ、該機能性タグを用いた標的物質の検出方法、及び精製方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a functional tag useful for detection and purification of various target substances, particularly proteins, a method for detecting a target substance using the functional tag, and a purification method.

前記課題を解決するため、本発明者らは研究を行った。その結果、ヒスチジンを連続してペプチド結合で連結すると反応効率は非常に低いが、ヒスチジンとヒスチジンの間に他のアミノ酸、又はアミノ酸誘導体を挟むと反応効率が上がること、及びヒスチジンと他のアミノ酸を結合単位とする機能性タグも、ヒスチジンからなる機能性タグと同様に、キレート化した遷移金属イオン、特にNi2+イオンと高い親和性を有するという知見を得た。本発明はかかる知見に基づきなされたものである。   In order to solve the above problems, the present inventors have conducted research. As a result, the reaction efficiency is very low when histidine is continuously linked by a peptide bond, but the reaction efficiency increases when another amino acid or an amino acid derivative is sandwiched between histidine and histidine, and histidine and another amino acid are combined. The functional tag used as the binding unit was also found to have high affinity with the chelated transition metal ion, particularly Ni2 + ion, similarly to the functional tag made of histidine. The present invention has been made based on such findings.

したがって、本発明は、親和性ペプチドタグ、リンカーY、及び反応基Zからなる機能性タグあって、該親和性ペプチドタグが少なくとも3個、好ましくは4又は5個以上の(X-His)単位を有し、かつXは任意のアミノ酸、又はアミノ酸誘導体である、前記機能性タグを提供する。
また、本発明は、親和性ペプチドタグ、及び反応基を有する残基Zからなる機能性タグであって、該親和性ペプチドタグが少なくとも3個、好ましくは4又は5個以上の(X-His)単位を有し、かつXは任意のアミノ酸、又はアミノ酸誘導体である、前記機能性タグを提供する。
さらに、本発明は、親和性ペプチドタグ、及び反応基Zを含み、かつ下記式(1)で表される機能性タグを提供する:
(His)l-(X-His)m-(X)n-(Y)p-Z (1)
(式中、Xはヒスチジンを除く任意のアミノ酸、又はアミノ酸誘導体であり、Yはリンカーであり、lは0又は1、mは4〜100の整数、nは0、又は1、かつpは0、又は1である)。
Accordingly, the present invention provides a functional tag comprising an affinity peptide tag, a linker Y, and a reactive group Z, wherein the affinity peptide tag has at least 3, preferably 4 or 5 or more (X-His) units. And X is any amino acid or amino acid derivative, providing the functional tag.
The present invention also relates to a functional tag comprising an affinity peptide tag and a residue Z having a reactive group, wherein the affinity peptide tag has at least 3, preferably 4 or 5 or more (X-His ) Units, and X is any amino acid or amino acid derivative.
Furthermore, the present invention provides an affinity peptide tag and a functional tag comprising a reactive group Z and represented by the following formula (1):
(His) l- (X-His) m- (X) n- (Y) pZ (1)
(Wherein, X is any amino acid or amino acid derivative except histidine, Y is a linker, l is 0 or 1, m is an integer of 4 to 100, n is 0 or 1, and p is 0. Or 1).

さらに、本発明は、前記機能性タグを含む、タンパク質検出用キット、及びタンパク質精製用キットを提供する。
さらに、本発明は、前記機能性タグを、標的物質を含む試料と混合し、該混合物を、該親和性ペプチドタグと結合する金属イオンを保持する担体と接触させ、次いで、該担体から該機能性タグを回収することを特徴とする、標的物質の検出方法を提供する。
さらに、本発明は、親和性タグ、又はリンカーYに蛍光試薬、RI試薬などの検出部位を付加した機能性タグを、標的物質を含む試料と混合し、該混合物を、該親和性ペプチドタグと結合する金属イオンを保持する担体と接触させ、次いで、該担体から該機能性タグを回収することすること、複雑な試料中に存在する微量標的物質を濃縮して、高感度に検出する方法を提供する。
Furthermore, the present invention provides a protein detection kit and a protein purification kit containing the functional tag.
Furthermore, the present invention comprises mixing the functional tag with a sample containing a target substance, contacting the mixture with a carrier that holds a metal ion that binds to the affinity peptide tag, and then removing the function from the carrier. A method for detecting a target substance, comprising collecting a sex tag, is provided.
Furthermore, in the present invention, an affinity tag or a functional tag obtained by adding a detection site such as a fluorescent reagent or an RI reagent to linker Y is mixed with a sample containing a target substance, and the mixture is mixed with the affinity peptide tag. A method of detecting with high sensitivity by contacting with a carrier holding a metal ion to be bound, then recovering the functional tag from the carrier, concentrating a trace target substance present in a complex sample provide.

さらに、本発明は、前記機能性タグを、タンパク質を含む試料と混合し、該混合物を、該親和性ペプチドタグと結合する金属イオンを保持する担体と接触させ、次いで、該担体からターゲット分子と結合した該機能性タグを回収することを特徴とする、タンパク質精製方法を提供する。   Furthermore, the present invention comprises mixing the functional tag with a sample containing a protein, contacting the mixture with a carrier that holds a metal ion that binds to the affinity peptide tag, and then from the carrier to a target molecule. A protein purification method is provided, which comprises recovering the bound functional tag.

さらに、本発明は、前記機能性タグを、タンパク質を含む試料と混合し、該混合物を、該親和性ペプチドタグと結合する金属原子を保持する担体と接触させ、次いで、該担体からターゲット分子と結合した該機能性タグを回収し、さらに抗体を用いた、ウエスタンブロッティング法と組み合わせた、二段タンパク質階精製方法を提供する。   Furthermore, the present invention comprises mixing the functional tag with a sample containing a protein, contacting the mixture with a carrier holding a metal atom that binds to the affinity peptide tag, and then from the carrier to a target molecule. Provided is a two-step protein purification method that recovers the bound functional tag and further uses an antibody in combination with a Western blotting method.

本明細書において「親和性ペプチドタグ」とは、キレート化した遷移金属イオン、特にNi2+に親和性を有するペプチドのタグをいう。本明細書において「リンカーY」とは、親和性ペプチドタグと反応基をつなぐ部分をいい、前記親和性ペプチドタグのN末端、又はC末端のいずれにか結合し、かつ反応基を導入する化合物の非反応基と結合することができるものをいう。また、本明細書の「反応基を有する残基Z」とは、標的物質と選択的に結合する官能基、標的物質と選択的に結合できる基を有する原子団、又は標的物質と選択的に結合できる分子をいう。なお、本発明の機能性タグにおいては、「リンカーY」及び/又は「残基Z」は、親和性ペプチドタグのN末端、又はC末端のいずれに配置されていてもよい。   As used herein, “affinity peptide tag” refers to a peptide tag having an affinity for a chelated transition metal ion, particularly Ni2 +. In this specification, “linker Y” refers to a portion that connects an affinity peptide tag and a reactive group, and is a compound that binds to either the N-terminus or C-terminus of the affinity peptide tag and introduces a reactive group Those capable of binding to the non-reactive group. In addition, the “residue Z having a reactive group” in the present specification refers to a functional group that selectively binds to a target substance, an atomic group that has a group that can selectively bind to a target substance, or a target substance and a selective group. A molecule that can bind. In the functional tag of the present invention, “linker Y” and / or “residue Z” may be arranged at either the N-terminus or C-terminus of the affinity peptide tag.

本発明の機能性タグの利点を挙げると、人工的に大量生産でき、市販の安定同位体標識F-MOC誘導体アミノ酸を使って任意の安定同位体標識が可能であり、リンカー部位に容易に酵素消化部位を導入でき、様々な機能性アミノ酸(非天然アミノ酸も含む)を容易に導入でき、質量分析時のイオン化効率が高く、Hisの間のアミノ酸を選択することにより、逆相カラムに親和性を持たないように調製できるので、他の物質から容易に分離できるという利点がある。なお、ここで機能性アミノ酸とは、例えば、光照射によってその立体構造を変化したり、切断されたりするもの、並びに他の試薬を結合させるための反応基をもったアミノ酸などをいう。   The advantages of the functional tag of the present invention are that it can be artificially mass-produced, can be labeled with any stable isotope using a commercially available stable isotope-labeled F-MOC derivative amino acid, and can easily be enzyme-linked to the linker site. Digestion sites can be introduced, various functional amino acids (including non-natural amino acids) can be easily introduced, ionization efficiency during mass spectrometry is high, and amino acids between His are selected to have affinity for reversed-phase columns Therefore, there is an advantage that it can be easily separated from other substances. Here, the functional amino acid refers to, for example, an amino acid whose steric structure is changed or cleaved by light irradiation, and an amino acid having a reactive group for binding another reagent.

したがって、本発明の機能性タグを使用することにより、タンパク質のみならず、多くの標的物質の濃縮、精製、及び検出を行うことができる。また、生体中に微量しか存在しない、特定タンパク質の検出、及び選択的濃縮を効率的に行うことができる。特に、親和性ペプチドタグ、又はリンカーYに蛍光試薬、ラジオアイソトープ試薬などの検出部位を付加することにより、複雑な試料中に存在する微量の標的を物質を濃縮して、高感度に検出することができる。さらに、安定化に界面活性剤や高塩濃度バッファーを必要とする膜タンパク質の精製は、タンパク質であるアビジンと、ビオチンが結合し難いため困難であったが、本発明の機能性タグを用いることにより効率的に行うことができるようになった。   Therefore, by using the functional tag of the present invention, not only proteins but also many target substances can be concentrated, purified, and detected. In addition, it is possible to efficiently detect and selectively concentrate a specific protein that is present in a very small amount in a living body. In particular, by adding detection sites such as fluorescent reagents and radioisotope reagents to the affinity peptide tag or linker Y, it is possible to concentrate a small amount of target in a complex sample and detect it with high sensitivity. Can do. Furthermore, purification of membrane proteins that require surfactants or high salt concentration buffers for stabilization has been difficult because avidin and biotin are difficult to bind, but the functional tag of the present invention should be used. Can be done more efficiently.

次に、本発明を、その実施形態に基づき詳細に説明する。
本発明の機能性タグは、親和性ペプチドタグ、及び反応基Zを含み、かつ下記式(1)で表される機能性タグである。
(His)l-(X-His)m-(X)n-Y(p)-Z (1)
式中、Xはヒスチジンを除く任意のアミノ酸、又はアミノ酸誘導体であり、Yはリンカーであり、lは0又は1、nは0、又は1、かつpは0、又は1である。また式中、mは4〜100、好ましくは5〜25、さらに好ましくは6〜15の整数である。また、式(1)は、該リンカーY及び/又は残基Zが、該親和性ペプチドタグのC末端、又はN末端のいずれかに結合していることを示している。なお、式中の「His」は、ヒスチジン、又はキレート化したNiなどのイオンに親和性を示すヒスチジの誘導体を意味する。
Next, the present invention will be described in detail based on the embodiment.
The functional tag of the present invention is a functional tag including an affinity peptide tag and a reactive group Z and represented by the following formula (1).
(His) l- (X-His) m- (X) nY (p) -Z (1)
In the formula, X is any amino acid or amino acid derivative excluding histidine, Y is a linker, l is 0 or 1, n is 0 or 1, and p is 0 or 1. In the formula, m is an integer of 4 to 100, preferably 5 to 25, and more preferably 6 to 15. Formula (1) indicates that the linker Y and / or residue Z is bound to either the C-terminus or the N-terminus of the affinity peptide tag. In the formula, “His” means a derivative of histidine having affinity for histidine or an ion such as chelated Ni.

本発明の標的物質は、残基Zの反応基と選択的に結合し得る化合物であれば特に制限されない。該標的物質の例を挙げれば、ペプチド、タンパク質、糖タンパク質、多糖類、脂質、リン脂質、DNA、及びRNAなどの各種生体分子、並びに天然に存在する、又は合成された様々な化合物がある。特に、本発明の機能性タグは、生体中に微量存在する生体分子を標的物質としての濃縮、及び検出する場合、優れた効果を発揮する。   The target substance of the present invention is not particularly limited as long as it is a compound that can selectively bind to the reactive group of residue Z. Examples of the target substance include various biomolecules such as peptides, proteins, glycoproteins, polysaccharides, lipids, phospholipids, DNA, and RNA, and various naturally occurring or synthesized compounds. In particular, the functional tag of the present invention exhibits an excellent effect when concentrating and detecting biomolecules present in a small amount in a living body as a target substance.

また、本発明の親和性ペプチドタグとは、式(1)の(His)l-(X-His)m-(X)nで表されるペプチド断片をいう。式中、Xは、任意のアミノ酸、又はアミノ酸誘導体である。該アミノ酸は天然に存在するアミノ酸、及び非天然のアミノ酸の双方を含み、本発明の親和性ペプチドタグで利用できるものであれば特に制限されない。   The affinity peptide tag of the present invention refers to a peptide fragment represented by (His) 1- (X-His) m- (X) n in formula (1). In the formula, X is any amino acid or amino acid derivative. The amino acid is not particularly limited as long as it includes both naturally occurring amino acids and non-natural amino acids and can be used in the affinity peptide tag of the present invention.

該アミノ酸の例を挙げると、アラニン、システイン、アスパラギン酸、グルタミン酸、フェニルアラニン、グリシン、イソロイシン、リジン、ロイシン、メチオニン、アスパラギン、プロリン、グルタミン、アルギニン、セリン、スレオニン、バリン、トリプトファン及びチロシンなどがある。本発明の親和性ペプチドタグと、キレート化Ni2+イオンと親和性を強くする場合、Xとして該イオンと親和性を有するシステイン、又はトリプトファンを用いるのが好ましい。また、精製に用いるアフィニティーカラムの性質に応じて、非極性側アミノ酸、極性無電荷側鎖アミノ酸又は極性電荷アミノ酸からXを選択することにより、より高い純度で標的物質を精製することができる。   Examples of the amino acids include alanine, cysteine, aspartic acid, glutamic acid, phenylalanine, glycine, isoleucine, lysine, leucine, methionine, asparagine, proline, glutamine, arginine, serine, threonine, valine, tryptophan and tyrosine. In the case where the affinity between the affinity peptide tag of the present invention and the chelated Ni 2+ ion is increased, it is preferable to use cysteine or tryptophan having affinity for the ion as X. In addition, the target substance can be purified with higher purity by selecting X from a nonpolar amino acid, a polar uncharged side chain amino acid or a polar charged amino acid according to the properties of the affinity column used for purification.

また、該アミノ酸誘導体には、これらに限定されるものではないが、前記アミノ酸に対応する下記化合物がある。式中、Rは各アミノ酸固有の基である。
RCH(NH2)CO-[アシル基]
RCH(NH2)CO21-[アニオン]
RCH(NH2)CONH2[アミド]
RCH(NH2)CH2OH[アルコール]
RCH(NH2)CHO[アルデヒド]
RCH(CO2H)NH-[N-置換基]
これら誘導体のうち、ヒスチジンの誘導体の例を挙げると、ヒスチジル、ヒスチジナート、ヒスチジンアミド、ヒスチジノール、ヒスチジナール及びN-ヒスチジノなどがあり、アラニンの誘導体には、アラニル、アラニナート、アラニンアミド、アラニノール、アラニナール及びアラニノがあり、また、グリシンの誘導体には、グリシル、グリシナート、グリシンアミド、グリシノール、グリシナール、及びグリシノがある。
The amino acid derivatives include, but are not limited to, the following compounds corresponding to the amino acids. In the formula, R is a group specific to each amino acid.
RCH (NH2) CO- [acyl group]
RCH (NH2) CO21- [anion]
RCH (NH2) CONH2 [amide]
RCH (NH2) CH2OH [alcohol]
RCH (NH2) CHO [aldehyde]
RCH (CO2H) NH- [N-Substituent]
Among these derivatives, examples of histidine derivatives include histidyl, histidinate, histidine amide, histidinol, histidinal, and N-histidino, and alanine derivatives include alanyl, alaninate, alaninamide, alaninol, alaninal and alanino. In addition, derivatives of glycine include glycyl, glycinate, glycinamide, glycinol, glycinal, and glycino.

なお、本発明の機能性タグが標的分子を含む試料に大量に存在することで、標的分子と機能性タグとの反応効率が向上する。したがって未反応の機能性タグを容易に除去できることは機能性タグにとって非常に大きな利点である。この特性は親和性ペプチドタグの特性に依存している。(His-X)mのXの選択によりこうした特性をもたせることが可能である。   In addition, the reaction efficiency of a target molecule and a functional tag improves because the functional tag of this invention exists in the sample containing a target molecule in large quantities. Therefore, the ability to easily remove the unreacted functional tag is a great advantage for the functional tag. This property depends on the properties of the affinity peptide tag. It is possible to have such characteristics by selecting X of (His-X) m.

また、本発明のリンカーYは、親和性ペプチドタグと反応基を有する残基Zとを連結させるものであれば、特に制限されない。例えば、親和性タグのC末端、又はN末端に結合し、かつ残基Zの反応基以外の基に結合する分子である。本発明で好ましいリンカーYは、アミノ酸、又はアミノ酸誘導体3〜30個、好ましくは3〜15個を、さらに好ましくは3〜9個を含むペプチドである。また、単体のアミノ酸、又はアミノ酸誘導体を用いることもできる。該リンカーYで用いるアミノ酸、及びアミノ酸誘導体は、前記親和性ペプチドで用いるものと同じでよい。また、先に挙げた、各種アミノ酸誘導体をリンカーYのC末端に結合することで、様々な反応基を有する残基Zを機能性タグに取り込むことができる。   The linker Y of the present invention is not particularly limited as long as it links the affinity peptide tag and the residue Z having a reactive group. For example, a molecule that binds to the C-terminus or N-terminus of the affinity tag and binds to a group other than the reactive group of residue Z. The linker Y preferred in the present invention is a peptide containing 3 to 30, preferably 3 to 15, more preferably 3 to 9 amino acids or amino acid derivatives. A single amino acid or amino acid derivative can also be used. The amino acid and amino acid derivative used in the linker Y may be the same as those used in the affinity peptide. In addition, by attaching the various amino acid derivatives mentioned above to the C-terminus of the linker Y, the residue Z having various reactive groups can be incorporated into the functional tag.

また、ペプチド以外のリンカーYの例を挙げると、単独のアミノ酸、又はアミノ酸誘導体、脂肪酸、又は脂肪酸エステルなどがあり、必要に応じてスペーサーとして、長炭素鎖を有するリンカーYを、本発明の機能性タグに導入できる。さらに、本発明では、リンカーYを付与せず、親和性ペプチドタグに反応基を有する残基Zを直接付加してもよい。この場合、親和性ペプチドタグのC又はN末端に前記アミノ酸誘導体を付加することにより、容易に残基Zを形成する化合物と結合させることができる。   Examples of the linker Y other than the peptide include a single amino acid, an amino acid derivative, a fatty acid, or a fatty acid ester, and the linker Y having a long carbon chain as a spacer if necessary. Can be introduced into sex tags. Furthermore, in the present invention, the residue Y having a reactive group may be directly added to the affinity peptide tag without providing the linker Y. In this case, by adding the amino acid derivative to the C or N terminus of the affinity peptide tag, it can be easily combined with the compound that forms the residue Z.

また、本発明では、該リンカーYに標識分子を付加してもよい。該標識分子を導入することで、標的物質を高感度、かつ容易に検出することができる。該標識分子として、例えば、蛍光物質、安定同位体、及び放射性同位体を用いることができる。本発明で用いる蛍光物質は特に制限されないが、例を挙げると、フルオレセイン、ローダミン、又はロドールなどのキサンテン色素、シアニン色素、クマリン色素、ポルフィリン色素、及びこれらの複合色素などがある。また、該標識分子として同位体元素、重水素、三重水素、15Nの窒素同位体、及び13C又は14Cの炭素同位体を挙げることができる。例えば、重水素などの同位体元素を含むアミノ酸を付加することで、該リンカーYに標識分子を容易に導入することができる。また、必要に応じて、親和性ペプチドタグ部分をこれらの標識分子で標識してもよい。   In the present invention, a label molecule may be added to the linker Y. By introducing the label molecule, the target substance can be easily detected with high sensitivity. As the labeling molecule, for example, a fluorescent substance, a stable isotope, and a radioisotope can be used. The fluorescent substance used in the present invention is not particularly limited, but examples include xanthene dyes such as fluorescein, rhodamine, or rhodol, cyanine dyes, coumarin dyes, porphyrin dyes, and complex dyes thereof. Examples of the labeling molecule include isotope elements, deuterium, tritium, 15N nitrogen isotope, and 13C or 14C carbon isotope. For example, a labeled molecule can be easily introduced into the linker Y by adding an amino acid containing an isotope element such as deuterium. If necessary, the affinity peptide tag portion may be labeled with these label molecules.

また、リンカーYとして、アミノ酸、又はペプチドを用いることにより、標的物質と親和性タグとを切り離すためのプロテアーゼ認識部位を容易に導入することができる。該認識部位を認識するプロテアーゼにより、標的物質と結合した機能性タグを、親和性ペプチドタグと標的物質とに分け、該標的物質を濃縮することができる。本発明で用いるプロテアーゼは、リンカーY、又はリンカーYと反応基Z間のアミノ酸のペプチド結合を選択的に切断するものであれば特に制限されない。   Further, by using an amino acid or a peptide as the linker Y, a protease recognition site for separating the target substance and the affinity tag can be easily introduced. By the protease that recognizes the recognition site, the functional tag bound to the target substance can be divided into the affinity peptide tag and the target substance, and the target substance can be concentrated. The protease used in the present invention is not particularly limited as long as it selectively cleaves the peptide bond of the amino acid between linker Y or linker Y and reactive group Z.

本発明で用いるプロテアーゼの例を挙げると、キモトリプシンA(芳香族アミノ酸残基のC端側)、エンドプロテイナーゼ Glu-C(プロテアーゼV8)、エンドプロテイナーゼ
Lys-C、ファクターXa(Arg残基のC端側)、プラスミン(Arg、Lys残基のC端側)、スロンビン(Arg残基のC端側)及びトリプシン(Arg、Lys残基のC端側)などのセリンプロテアーゼ、セルモリシン(疎水性L-アミノ酸(特にIle、Leu、Val、Phe、Met、Ala)残基のC端側)、ディスパーズ(Leu-Phe結合)、エンドプロテイナーゼ
Arg-C、アミノペプチダーゼM(遊離α-アミノ基やα-イミノ基をもつL-アミノ酸のN未端側)、カルボキシペプチダーゼB(C未端のArg、Lys、Orn残基)、及びカルボキシペプチダーゼY(タンパク質・ペプチドのC未端のL-アミノ酸を加水分解する。Proを分解)などがある。
Examples of proteases used in the present invention include chymotrypsin A (C-terminal side of aromatic amino acid residue), endoproteinase Glu-C (protease V8), endoproteinase
Lys-C, Factor Xa (C-side of Arg residue), Plasmin (C-side of Arg, Lys residue), Thrombin (C-side of Arg residue) and Trypsin (C-terminus of Arg, Lys residue) Serine proteases such as serine protease, sermolysin (hydrophobic L-amino acids (especially C-terminal side of Ile, Leu, Val, Phe, Met, Ala) residues), disperse (Leu-Phe bond), endoproteinase
Arg-C, aminopeptidase M (N-terminal side of L-amino acid with free α-amino group or α-imino group), carboxypeptidase B (C-terminal Arg, Lys, Orn residues), and carboxypeptidase Y (hydrolyzes C-terminal L-amino acids of proteins and peptides. Pro decomposes).

また、本発明の残基Zの反応基とは、濃縮、検出、又は精製の対象となる標的物質と選択的に結合する構造部分をいい、通常の化学基のみならず、親油性の残基、抗体、ハプテン、抗原及びリガンドなどがある。なお、該反応基が長炭素鎖を含む親油性の残基、又は抗体などである場合、該反応基がそのまま残基Zを構成している。また、ここでリガンドとは、タンパク質などの標的物質に特異的に結合する物質をいう。   In addition, the reactive group of residue Z of the present invention refers to a structural portion that selectively binds to a target substance to be concentrated, detected, or purified, and includes not only ordinary chemical groups but also lipophilic residues. , Antibodies, haptens, antigens and ligands. When the reactive group is a lipophilic residue containing a long carbon chain, an antibody, or the like, the reactive group constitutes the residue Z as it is. Here, the ligand refers to a substance that specifically binds to a target substance such as a protein.

本発明の反応基(化学基)の例を挙げると、O、S及びNHなどがある。この場合、本発明の残基Zは、−A−B−A−で表すことができ、式中、各Aは独立してO、S又はNHであり、Bは置換又は非置換C1〜20の直鎖、分岐鎖又は環状のアルキル、アラルキル、アリール、アルカリール、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、アルケニルオキシ、アルキニルオキシ、ヘテロアルキル、ヘテロ環式、アルキル−ヘテロ環式又はヘテロ環式−アルキルとすることができる。   Examples of the reactive group (chemical group) of the present invention include O, S and NH. In this case, the residue Z of the present invention can be represented by -A-B-A-, wherein each A is independently O, S or NH, and B is substituted or unsubstituted C1-20. Linear, branched or cyclic alkyl, aralkyl, aryl, alkaryl, alkenyl, alkynyl, alkoxy, alkenyloxy, alkynyloxy, heteroalkyl, heterocyclic, alkyl-heterocyclic or heterocyclic-alkyl be able to.

また、各種タンパク質を標的物質とする場合、タンパク質の官能基、例えば、アミノ基、アルデヒド基、又はSH基と結合する反応基を選択する。例えば、ε-アミノ基などの遊離のアミノ基(-NH2)と結合する活性エステル基、システインなどのチオール基(-SH)と結合するマレイミド基、又は酸化傷害タンパク質のアルデヒド基(-CHO)と結合するヒドラジドなどである。   When various proteins are used as target substances, a reactive group that binds to a functional group of the protein, for example, an amino group, an aldehyde group, or an SH group is selected. For example, an active ester group that binds to a free amino group (-NH2) such as an ε-amino group, a maleimide group that binds to a thiol group (-SH) such as cysteine, or an aldehyde group (-CHO) of an oxidatively damaged protein Such as hydrazide binding.

該反応基(化学基)を付与するため、リンカーY、又は親和性ペプチドタグのC末端、又はN末端に結合することができ、かつ該反応基を有する残基Zを、リンカーY又は直接親和性ペプチドタグに結合させる。該残基Zの形成に用いることができる化合物を挙げると下記のものがある。   In order to add the reactive group (chemical group), the linker Y can be bound to the C-terminus or N-terminus of the affinity peptide tag, and the residue Z having the reactive group is linked to the linker Y or direct affinity. To the sex peptide tag. Examples of compounds that can be used to form the residue Z include the following.

次に本発明の機能性タグの製造方法について説明する。
本発明の親和性ペプチドタグは、該ペプチドタグをコードする核酸分子を適当なベクターに組み込んで発現させるか、又は化学的な合成方法により製造することができる。化学的に合成する場合、合成用担体にアミノ酸を順次結合させ、続いて、リンカーY及び残基Zを結合させる方法と、適当な担体に残基ZとリンカーYを結合させ、そこにアミノ酸を順次結合させていく方法のいずれで製造してもよい。
Next, the manufacturing method of the functional tag of this invention is demonstrated.
The affinity peptide tag of the present invention can be produced by incorporating a nucleic acid molecule encoding the peptide tag into an appropriate vector for expression, or by a chemical synthesis method. In the case of chemical synthesis, amino acids are sequentially bound to a carrier for synthesis, followed by linker Y and residue Z, and residues Z and linker Y are bound to an appropriate carrier, and amino acids are bound thereto. You may manufacture by any method of combining sequentially.

本発明の親和性ペプチドタグの製造には、通常、市販のペプチド・タンパク質合成用樹脂を用いることができる。そのような樹脂としては、例えば、クロロメチル樹脂、ヒドロキシメチル樹脂、ベンズヒドリルアミン樹脂、アミノメチル樹脂、4-ベンジルオキシベンジルアルコール樹脂、4-メチルベンズヒドリルアミン樹脂、PAM樹脂、4-ヒドロキシメチルメチルフェニルアセトアミドメチル樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、4-(2',4'-ジメトキシフェニル−ヒドロキシメチル)フェノキシ樹脂、4-(2',4'-ジメトキシフェニル-Fmocアミノエチル)フェノキシ樹脂などを挙げることができる。   For the production of the affinity peptide tag of the present invention, commercially available resins for peptide / protein synthesis can usually be used. Examples of such resins include chloromethyl resin, hydroxymethyl resin, benzhydrylamine resin, aminomethyl resin, 4-benzyloxybenzyl alcohol resin, 4-methylbenzhydrylamine resin, PAM resin, 4-hydroxymethylmethyl. Examples include phenylacetamidomethyl resin, polyacrylamide resin, 4- (2 ′, 4′-dimethoxyphenyl-hydroxymethyl) phenoxy resin, 4- (2 ′, 4′-dimethoxyphenyl-Fmocaminoethyl) phenoxy resin, and the like. it can.

このような樹脂を用い、α-アミノ基と側鎖官能基を適当に保護したアミノ酸を、目的とする前記ペプチドタグの配列通りに、自体公知の各種縮合方法に従い、樹脂上で縮合させる。また、本発明の機能性タグがリンカーYを必要としない場合、ペプチド配列最後のアミノ酸に所定の化合物を反応させて残基Zを導入する。また、リンカーYがアミノ酸、又はその誘導体からなる場合、該ペプチドタグに続いて、自体公知の各種縮合方法に従い、該リンカーYを樹脂上で縮合させ、続いて、リンカーY最後のアミノ酸に所定の化合物を反応させ残基Zを導入する。該反応の最後に樹脂から本発明の機能性タグを切り出すと同時に各種保護基を除去し、さらに必要な場合、高希釈溶液中で分子内ジスルフィド結合形成反応を実施し、目的の機能性タグ得る。   Using such a resin, an amino acid having an α-amino group and a side chain functional group appropriately protected is condensed on the resin in accordance with the sequence of the peptide peptide of interest and according to various known condensation methods. When the functional tag of the present invention does not require the linker Y, a residue Z is introduced by reacting a predetermined compound with the last amino acid of the peptide sequence. Further, when the linker Y is composed of an amino acid or a derivative thereof, the linker Y is condensed on the resin following the peptide tag according to various condensation methods known per se. The compound is reacted to introduce residue Z. At the end of the reaction, the functional tag of the present invention is cut out from the resin, and at the same time, various protecting groups are removed. If necessary, an intramolecular disulfide bond forming reaction is performed in a highly diluted solution to obtain the desired functional tag. .

上記した保護アミノ酸の縮合に関しては、ペプチド・タンパク質合成に使用する各種活性化試薬を用いることができ、特に、カルボジイミド類が好ましい。該カルボジイミド類としては、DCC、N,N'-ジイソプロピルカルボジイミド、N-エチル-N'-(3-ジメチルアミノプロリル)カルボジイミドなどがある。これらによる活性化にはラセミ化抑制添加剤(例えば、HOBt、HOOBt)とともに保護アミノ酸を直接樹脂に添加するかまたは、対称酸無水物またはHOBtエステルあるいはHOOBtエステルとしてあらかじめ保護アミノ酸の活性化を行なった後に樹脂に添加することができる。   With respect to the condensation of the above-mentioned protected amino acids, various activating reagents used for peptide / protein synthesis can be used, and carbodiimides are particularly preferred. Examples of the carbodiimide include DCC, N, N′-diisopropylcarbodiimide, N-ethyl-N ′-(3-dimethylaminoprolyl) carbodiimide and the like. For activation by these, a protected amino acid is added directly to the resin together with a racemization inhibitor (for example, HOBt, HOBt), or the protected amino acid is activated in advance as a symmetric anhydride, HOBt ester or HOOBt ester. It can later be added to the resin.

前記保護アミノ酸の活性化や樹脂との縮合に用いられる溶媒は、ペプチド・タンパク質縮合反応に使用できる溶媒から適宜選択する。例を挙げると、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドンなどの酸アミド類、塩化メチレン、クロロホルムなどのハロゲン化炭化水素類、トリフルオロエタノールなどのアルコール類、ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類、ピリジン、ジオキサン、テトラヒドロフランなどのエーテル類、アセトニトリル、プロピオニトリルなどのニトリル類、酢酸メチル、酢酸エチルなどのエステル類、又はこれらの混合物を用いることができる。   The solvent used for the activation of the protected amino acid and the condensation with the resin is appropriately selected from solvents that can be used for the peptide / protein condensation reaction. For example, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, acid amides such as N-methylpyrrolidone, halogenated hydrocarbons such as methylene chloride and chloroform, alcohols such as trifluoroethanol, dimethyl Sulfoxides such as sulfoxide, ethers such as pyridine, dioxane and tetrahydrofuran, nitriles such as acetonitrile and propionitrile, esters such as methyl acetate and ethyl acetate, or a mixture thereof can be used.

反応温度は、タンパク質結合形成反応に適している範囲から適宜選択するが、通常-20℃〜50℃の範囲である。活性化されたアミノ酸誘導体は、通常1.5〜4倍過剰で用いられる。ニンヒドリン反応を用いたテストを行い、縮合が不十分な場合には、保護基の脱離を行うことなく縮合反応を繰り返すことで十分な縮合を行なうことができる。該反応を繰り返しても十分な縮合が得られないときには、無水酢酸、又はアセチルイミダゾールを用いて未反応アミノ酸をアセチル化することができる。   The reaction temperature is appropriately selected from the range suitable for the protein bond forming reaction, but is usually in the range of -20 ° C to 50 ° C. The activated amino acid derivative is usually used in an excess of 1.5 to 4 times. When a test using the ninhydrin reaction is performed and the condensation is insufficient, sufficient condensation can be performed by repeating the condensation reaction without removing the protecting group. If sufficient condensation is not obtained even after repeating the reaction, the unreacted amino acid can be acetylated using acetic anhydride or acetylimidazole.

原料のアミノ基の保護基としては、例えば、Z、Boc、ターシャリーペンチルオキシカルボニル、イソボルニルオキシカルボニル、4-メトキシベンジルオキシカルボニル、Cl-Z、Br-Z、アダマンチルオキシカルボニル、トリフルオロアセチル、フタロイル、ホルミル、2-ニトロフェニルスルフェニル、ジフェニルホスフィノチオイル、Fmocなどが用いられる。   Examples of the protective group for the amino group of the raw material include Z, Boc, tertiary pentyloxycarbonyl, isobornyloxycarbonyl, 4-methoxybenzyloxycarbonyl, Cl-Z, Br-Z, adamantyloxycarbonyl, trifluoroacetyl. , Phthaloyl, formyl, 2-nitrophenylsulfenyl, diphenylphosphinothioyl, Fmoc, etc. are used.

該アミノ酸のカルボキシル基の保護は、例えば、アルキルエステル化(例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ターシャリーブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、2-アダマンチルなどの直鎖状、分枝状、又は環状アルキルエステル化)、アラルキルエステル化(例えば、ベンジルエステル、4-ニトロベンジルエステル、4-メトキシベンジルエステル、4-クロロベンジルエステル、ベンズヒドリルエステル化)、フェナシルエステル化、ベンジルオキシカルボニルヒドラジド化、ターシャリーブトキシカルボニルヒドラジド化、トリチルヒドラジド化などによって行う。   The protection of the carboxyl group of the amino acid is, for example, alkyl esterification (eg, linear, branched, such as methyl, ethyl, propyl, butyl, tertiary butyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, 2-adamantyl). Or cyclic alkyl esterification), aralkyl esterification (eg, benzyl ester, 4-nitrobenzyl ester, 4-methoxybenzyl ester, 4-chlorobenzyl ester, benzhydryl esterification), phenacyl esterification, benzyloxycarbonyl It is carried out by hydrazide, tertiary butoxycarbonyl hydrazide, trityl hydrazide and the like.

また、セリンの水酸基の保護は、例えば、エステル化、又はエーテル化によって行うことができる。該エステル化に適した基を挙げると、例えば、アセチル基などの低級アルカノイル基、ベンゾイル基などのアロイル基、ベンジルオキシカルボニル基、エトキシカルボニル基などの炭酸から誘導される基などがある。また、該エーテル化に適した基を挙げると、例えば、ベンジル基、テトラヒドロピラニル基、t-ブチル基などがある。   Moreover, protection of the hydroxyl group of serine can be performed by, for example, esterification or etherification. Examples of groups suitable for esterification include groups derived from carbonic acid such as lower alkanoyl groups such as acetyl groups, aroyl groups such as benzoyl groups, benzyloxycarbonyl groups, and ethoxycarbonyl groups. Examples of groups suitable for etherification include benzyl, tetrahydropyranyl, and t-butyl groups.

また、チロシンのフェノール性水酸基の保護基としては、例えば、Bzl、Cl2-Bzl、2-ニトロベンジル、Br-Z、ターシャリーブチルなどがあり、ヒスチジンのイミダゾールの保護基としては、例えば、Tos、4-メトキシ-2,3,6-トリメチルベンゼンスルホニル、DNP、ベンジルオキシメチル、Bum、Boc、Trt、Fmocなどを挙げることができる。   Examples of the protecting group for the phenolic hydroxyl group of tyrosine include Bzl, Cl2-Bzl, 2-nitrobenzyl, Br-Z, and tertiary butyl. Examples of the protecting group for imidazole of histidine include Tos, 4-Methoxy-2,3,6-trimethylbenzenesulfonyl, DNP, benzyloxymethyl, Bum, Boc, Trt, Fmoc and the like can be mentioned.

保護基の除去(脱離)方法としては、例えば、Pd-黒、又はPd-炭素などの触媒の存在下における水素気流中での接触還元や、無水フッ化水素、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、又はこれらの混合液による酸処理や、ジイソプロピルエチルアミン、トリエチルアミン、ピペリジン、ピペラジンなどによる塩基処理、また、液体アンモニア中ナトリウムによる還元などがある。前記酸処理による脱離反応は、一般に約-20℃〜40℃の温度で行なわれるが、酸処理においては、例えば、アニソール、フェノール、チオアニソール、メタクレゾール、パラクレゾール、ジメチルスルフィド、1,4-ブタンジチオール、1,2-エタンジチオールなどのようなカチオン捕捉剤の添加が有効である。また、ヒスチジンのイミダゾール保護基として用いられる2,4-ジニトロフェニル基はチオフェノール処理により除去され、トリプトファンのインドール保護基として用いられるホルミル基は、前記1,2-エタンジチオール、1,4-ブタンジチオールなどの存在下の酸処理による脱保護以外に、希水酸化ナトリウム溶液、希アンモニアなどによるアルカリ処理により除去することができる。前記縮合反応に関与すべきでない官能基の保護、保護基、及びその保護基の脱離、反応に関与する官能基の活性化などは公知の基または公知の手段から適宜選択することができる。   Examples of methods for removing (eliminating) protecting groups include catalytic reduction in a hydrogen stream in the presence of a catalyst such as Pd-black or Pd-carbon, anhydrous hydrogen fluoride, methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfone. Acid treatment with an acid, trifluoroacetic acid, or a mixture thereof, base treatment with diisopropylethylamine, triethylamine, piperidine, piperazine, etc., reduction with sodium in liquid ammonia, and the like. The elimination reaction by the acid treatment is generally performed at a temperature of about −20 ° C. to 40 ° C. In the acid treatment, for example, anisole, phenol, thioanisole, metacresol, paracresol, dimethyl sulfide, 1,4 -Addition of a cation scavenger such as butanedithiol or 1,2-ethanedithiol is effective. The 2,4-dinitrophenyl group used as the imidazole protecting group of histidine is removed by thiophenol treatment, and the formyl group used as the indole protecting group of tryptophan is the 1,2-ethanedithiol or 1,4-butane. In addition to deprotection by acid treatment in the presence of dithiol or the like, it can be removed by alkali treatment with dilute sodium hydroxide solution, dilute ammonia or the like. Protection of a functional group that should not participate in the condensation reaction, protection group, elimination of the protective group, activation of a functional group involved in the reaction, and the like can be appropriately selected from known groups or known means.

前記担体上に形成された本発明の機能性タグを、公知の溶媒、及び離脱剤を用いて処理することにより、該担体から除去し、凍結乾燥法などにより固体、又は粉末の状態で得ることができる。
本発明の機能性タグを用いた標的物質の検出方法について説明する。本発明の方法では、前記機能性タグを、標的物質を含む試料と混合し、該混合液又は懸濁液を、該機能性タグの親和性ペプチドタグと結合する金属イオンを保持する担体と接触させ、次いで、該担体から該機能性タグを回収する。
The functional tag of the present invention formed on the carrier is removed from the carrier by treatment with a known solvent and a releasing agent, and is obtained in a solid or powder state by a freeze drying method or the like. Can do.
A method for detecting a target substance using the functional tag of the present invention will be described. In the method of the present invention, the functional tag is mixed with a sample containing a target substance, and the mixture or suspension is contacted with a carrier that holds a metal ion that binds to the affinity peptide tag of the functional tag. And then recover the functional tag from the carrier.

該標的物質が、タンパク質、糖類などの生体分子である場合、ヒトなどの動物から採取した血液、体液、又は組織抽出物を、適当な溶液で処理して試料として用いる。
また、本発明の機能性タグと親和性を有する金属イオンは、前記ペプチドタグと親和性を有する限り特に制限されない。該金属イオンの例を挙げると、Cu2+、Zn2+、Ni2+、Ca2+、Co2+、Mg2+などの2価金属イオン、特にNi2+イオンが好ましい。通常、これらの金属イオンを担持する担体は、特に限定する必要はないが、各種ゲル、特にアガロースゲルを用いるのが好ましい。親和性ペプチドタグを捕獲する金属イオン−担体は、ゲル上で所望の金属イオンを配位したキレート形成を行うことにより調製することができる。該ゲルを固定する支持体として、ガラス板、プラスチック板、96ウェルプレートなどを用いることができる。特に該キレート化金属イオン−ゲルを、ウェル底部に形成した96ウェルプレートを用いることにより、標的物質検出の自動化を容易に行うことができる。
When the target substance is a biomolecule such as protein or saccharide, blood, body fluid, or tissue extract collected from an animal such as a human is treated with an appropriate solution and used as a sample.
Moreover, the metal ion having affinity for the functional tag of the present invention is not particularly limited as long as it has affinity for the peptide tag. As examples of the metal ions, divalent metal ions such as Cu2 +, Zn2 +, Ni2 +, Ca2 +, Co2 +, Mg2 +, and particularly Ni2 + ions are preferable. Usually, the carrier carrying these metal ions is not particularly limited, but various gels, particularly agarose gels, are preferably used. The metal ion-carrier that captures the affinity peptide tag can be prepared by chelating with the desired metal ion coordinated on the gel. As the support for fixing the gel, a glass plate, a plastic plate, a 96-well plate, or the like can be used. In particular, by using a 96-well plate in which the chelated metal ion-gel is formed at the bottom of the well, the detection of the target substance can be easily performed.

なお、金属イオン固定化担体と親和性ペプチドタグの結合力は、配位した金属イオンの種類、及び溶液のpHに依存する。本発明においては、該溶液のpHは通常6〜9、特に7.5〜8.5が好ましい。一方、金属イオン固定化担体と親和性ペプチドタグの結合力は、界面活性剤や高塩濃度バッファーには影響され難いので、これらを必要とする膜タンパク質の精製に適している。なお、該担体に捕獲された、本発明の機能性タグ−標的物質複合体は、キレート剤、酸、又はアルカリを加えて、該親和性ペプチドタグと金属イオンとの結合を切り離して回収することができる。また、該標的物質は、リンカーYのプロテアーゼ切断部位に、所定のプロテアーゼを作用させることで、担体−機能性タグ複合体から切り離して回収することができる。   The binding force between the metal ion-immobilized carrier and the affinity peptide tag depends on the type of coordinated metal ion and the pH of the solution. In the present invention, the pH of the solution is usually 6 to 9, particularly preferably 7.5 to 8.5. On the other hand, since the binding force between the metal ion-immobilized carrier and the affinity peptide tag is hardly affected by the surfactant or the high salt concentration buffer, it is suitable for purification of membrane proteins that require them. In addition, the functional tag-target substance complex of the present invention captured on the carrier is recovered by adding a chelating agent, acid, or alkali to separate the bond between the affinity peptide tag and the metal ion. Can do. The target substance can be separated and recovered from the carrier-functional tag complex by allowing a predetermined protease to act on the protease cleavage site of linker Y.

回収された標的物質を、陰イオン交換HPLC(高速液体クロマトグラフィー)、液体クロマトグラフィー質量分析計、カラムクロマトグラフィー、ポリアクリルアミドゲル電気泳動、逆相クロマトグラフィー、イオン対クロマトグラフィー、及びアフィニティークロマトグラフィーなどを使って同定、及び定量することができる。   Collected target substances can be anion exchange HPLC (high performance liquid chromatography), liquid chromatography mass spectrometer, column chromatography, polyacrylamide gel electrophoresis, reverse phase chromatography, ion pair chromatography, affinity chromatography, etc. Can be used for identification and quantification.

さらに、本発明の機能性タグを、タンパク質を含む試料と混合し、該混合物を、該機能性タグの親和性ペプチドタグと結合する金属イオンを保持する担体と接触させ、次いで、該担体から標的分子と結合した該機能性タグを回収することで、標的タンパク質を精製することができる。   Furthermore, the functional tag of the present invention is mixed with a sample containing a protein, and the mixture is contacted with a carrier that retains metal ions that bind to the affinity peptide tag of the functional tag, and then the target from the carrier. By recovering the functional tag bound to the molecule, the target protein can be purified.

かかる精製方法により、生体内に微量存在する、ホルモン、酵素などを生体分子を容易に得ることができるだけでなく、遺伝子組み換えにより製造した希少なタンパク質を容易、かつ効率的に取り出すことが可能になる。本発明の機能性タグを用いて得られた標的タンパク質は、さらにカラムクロマトグラフィー、ポリアクリルアミドゲル電気泳動、逆相クロマトグラフィー、イオン対クロマトグラフィー、及びアフィニティークロマトグラフィーなどにより、さらに二次精製することができる。   Such a purification method not only can easily obtain biomolecules such as hormones and enzymes that exist in trace amounts in the living body, but also makes it possible to easily and efficiently extract rare proteins produced by genetic recombination. . The target protein obtained using the functional tag of the present invention is further subjected to secondary purification by column chromatography, polyacrylamide gel electrophoresis, reverse phase chromatography, ion pair chromatography, affinity chromatography, etc. Can do.

次に、本発明を実施例に基づき、詳細、かつ具体的に説明する。本実施例は、本発明の説明を目的とするものであり、本発明の保護範囲を限定することを意図するものではない。   Next, the present invention will be described in detail and specifically based on examples. The examples are intended to illustrate the present invention and are not intended to limit the protection scope of the present invention.

酸化傷害タンパク質を標的物質とする機能性タグを製造し、該機能性タグを用いて、本発明の標的物質の検出方法を実施した。生体内の活性酸素によって導かれるタンパク質の非生理的な翻訳後修飾(酸化傷害)、特にアルギニン残基、リジン残基、及びプロリン残基のアルデヒド化は老化にとどまらず多くの疾病と関連していることが報告されている。本実施例では、親和性タグのC末端側にアルデヒド基と共有結合するヒドラジドを付加した機能性タグを調製し、これによってアルデヒド化されたタンパク質を精製して同定した。   A functional tag having an oxidative damage protein as a target substance was produced, and the method for detecting a target substance of the present invention was carried out using the functional tag. Non-physiological post-translational modification (oxidative damage) of proteins induced by reactive oxygen in the body, especially aldehyde formation of arginine, lysine, and proline residues is not limited to aging but is associated with many diseases It has been reported that In this example, a functional tag was prepared by adding a hydrazide covalently bonded to an aldehyde group to the C-terminal side of the affinity tag, and the aldehyded protein was purified and identified.

(実施例1)酸化傷害タンパク質を標的物質とする機能性タグ(I)の製造
本実施例では、下記機能性タグ(I)を製造した。
HGHAHGHAHGHAHGHGHAHG-EGAGA-ヒドラジド (I)
親和性ペプチドタグ HGHAHGHAHGHAHGHGHAHG (配列番号:1)
リンカーY EGAGA (配列番号:2)
ヒドラジド -NH(CH(CH3))CO(NH(NH2))
本実施例では、該機能性タグ(I)の製造を次のように行った。まず、ポリスチレンクロロトリチルクロライド 樹脂(BeadTech社、3.0g、1.3mmol/g、3.9
mmol)をヒドラジン(10 eq.)を含む無水N-メチル-2-ピリロリドン(NMP)(15 mL)溶液中で室温で10時間振とうした。この樹脂をフィルターにかけてろ過し、NMP
20mLで3回洗って、減圧下で乾燥しトリヒドラジン樹脂1を得た。親和性ペプチドタグの合成はこのトリヒドラジン樹脂1を用いて手動で行った。
Example 1 Production of Functional Tag (I) Using Oxidative Damage Protein as Target Substance In this example, the following functional tag (I) was produced.
HGHAHGHAHGHAHGHGHAHG-EGAGA-hydrazide (I)
Affinity peptide tag HGHAHGHAHGHAHGHGHAHG (SEQ ID NO: 1)
Linker Y EGAGA (SEQ ID NO: 2)
Hydrazide -NH (CH (CH3)) CO (NH (NH2))
In this example, the functional tag (I) was manufactured as follows. First, polystyrene chlorotrityl chloride resin (BeadTech, 3.0 g, 1.3 mmol / g, 3.9
mmol) was shaken in a solution of anhydrous N-methyl-2-pyrylolidone (NMP) (15 mL) containing hydrazine (10 eq.) at room temperature for 10 hours. Filter this resin through NMP
The trihydrazine resin 1 was obtained by washing 3 times with 20 mL and drying under reduced pressure. The synthesis of the affinity peptide tag was performed manually using this trihydrazine resin 1.

合成に使用したFmocアミノ酸は0.5 MのNMP溶液として使用した。カップリング試薬はあらかじめNMP(0.5 M)溶液として調製し、活性剤N,N'-ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)、及び1-ヒドロキシベンゾトリアゾール(HOBt)は2Mの濃度に調製した。全工程において、アミノ酸とカップリング試薬をトリヒドラジン樹脂1に対して10等量使用し、1回のカップリング反応は2時間行った。Fmoc脱保護化は20%ピペリジン-NMP溶液を用いて行った。また、樹脂からのペプチド切断、並びにアミノ酸側鎖の脱保護を行うためTFA/H2O(95:5
v/v)中で、該樹脂を3時間処理した。該樹脂をTFAで洗って、ろ液を減圧蒸留により濃縮した。この溶液にジエチルエーテルを加えて粗ペプチドを沈殿させて、遠心によって集め、H2Oに溶かして凍結乾燥した。該ペプチドの収量を、Shimadzu
Shim-pack C-18カラム(250×4.6 mm, 5μm, 100Å、HPLC流量 1 mL/min)を用いて、高速液体クロマトグラフィー(島津製作所製HPLC
SCL-10A (UV (230 nm)検出器))で決定した。収率は7.4%(MALDI-TOF [M+H]+ calcd 2415.8, found
2416.3)であった。
The Fmoc amino acid used for the synthesis was used as a 0.5 M NMP solution. The coupling reagent was prepared in advance as an NMP (0.5 M) solution, and the activator N, N′-dicyclohexylcarbodiimide (DCC) and 1-hydroxybenzotriazole (HOBt) were prepared at a concentration of 2M. In all the steps, 10 equivalents of an amino acid and a coupling reagent were used with respect to trihydrazine resin 1, and one coupling reaction was performed for 2 hours. Fmoc deprotection was performed using 20% piperidine-NMP solution. In addition, TFA / H2O (95: 5) was used to cleave the peptide from the resin and deprotect the amino acid side chain.
In v / v), the resin was treated for 3 hours. The resin was washed with TFA and the filtrate was concentrated by vacuum distillation. Diethyl ether was added to this solution to precipitate the crude peptide, collected by centrifugation, dissolved in H 2 O and lyophilized. The yield of the peptide was determined by Shimadzu
High performance liquid chromatography (Shimadzu HPLC) using Shim-pack C-18 column (250 × 4.6 mm, 5μm, 100Å, HPLC flow rate 1 mL / min)
SCL-10A (UV (230 nm) detector)). Yield 7.4% (MALDI-TOF [M + H] + calcd 2415.8, found
2416.3).

(実施例2) 酸化傷害タンパク質を標的物質とする機能性タグ(II)の製造
本実施例では、下記機能性タグ(II)を製造した。
HGHAHGHGHAHGEGAGA-ヒドラジド (II)
親和性ペプチドタグ HGHAHGHGHAHG (配列番号:3)
リンカーY EGAGA (配列番号:2)
ヒドラジド -NH(CH(CH3))CO(NH(NH2))
配列番号1のヒスチジン数10個から、配列番号3でヒスチジン数6個の親和性ペプチドタグにした他は、実施例1を同様な方法で、該機能性タグを製造し、回収した。
Example 2 Production of Functional Tag (II) Using Oxidative Damage Protein as a Target Substance In this example, the following functional tag (II) was produced.
HGHAHGHGHAHGEGAGA-hydrazide (II)
Affinity peptide tag HGHAHGHGHAHG (SEQ ID NO: 3)
Linker Y EGAGA (SEQ ID NO: 2)
Hydrazide -NH (CH (CH3)) CO (NH (NH2))
The functional tag was produced and recovered in the same manner as in Example 1 except that the affinity peptide tag of SEQ ID NO: 1 was changed from 10 histidines to 10 and the number of histidines was 6 in SEQ ID NO: 3.

(実施例3) 異常発現タンパク質を標的物質とする機能性タグ(III)の製造
本実施例では、下記機能性タグ(III)を製造した。
ヨードアセトアミド-GAGAE-GHGHAHGHGHAH (III)
親和性ペプチドタグ GHGHAHGHGHAH (配列番号:4)
リンカーY AGAGE (配列番号:5)
ヨードアセトアミド -NHCOCH2I
本実施例では、下記スキームに基づき、次の方法で該機能性タグ(III)を製造し、回収した。
Example 3 Production of Functional Tag (III) Using Abnormally Expressed Protein as Target Substance In this example, the following functional tag (III) was produced.
Iodoacetamide-GAGAE-GHGHAHGHGHAH (III)
Affinity peptide tag GHGHAHGHGHAH (SEQ ID NO: 4)
Linker Y AGAGE (SEQ ID NO: 5)
Iodoacetamide -NHCOCH2I
In this example, based on the following scheme, the functional tag (III) was produced and recovered by the following method.

なお、本実施例では、特に断らない限り、使用したすべてのアミノ酸はL型構造を用いた。Fmoc-保護アミノ酸はNovabiochem社(ダルムシュタット、ドイツ)から購入した。Fmoc-保護アミノ酸の側鎖保護をGlu
(OtBu)、及びHis (Boc)として行った。他のすべての試薬及び溶媒は、分析、及びペプチド合成に使用するグレードであり、かつこれらは、Merck社(ダルムシュタット、ドイツ)、B
& J Bioscience社、及びAldrich社から購入した。該合成、及び分析に使用されたすべての溶媒、及び試薬は、分析グレードのものとした。すべてのHPLC分析は、RP18(シムパック)
250mm X 5 mm カラム、及びUV検出器(230 nm)を備えた島津SCL-10A VPを用いてより行った。該生成物の特性確認は、MALDI-TOF(KRATOS分析Axima-CFR、島津グループ)を使用して行った。
In this example, all amino acids used had an L-type structure unless otherwise specified. Fmoc-protected amino acids were purchased from Novabiochem (Darmstadt, Germany). Glu the side chain protection of Fmoc-protected amino acids
(OtBu) and His (Boc). All other reagents and solvents are grades used for analysis and peptide synthesis, and these are from Merck (Darmstadt, Germany), B
& J Bioscience and Aldrich. All solvents and reagents used in the synthesis and analysis were analytical grade. All HPLC analyzes are RP18 (Shim Pack)
This was performed using a Shimadzu SCL-10A VP equipped with a 250 mm × 5 mm column and a UV detector (230 nm). Characterization of the product was performed using MALDI-TOF (KRATOS analysis Axima-CFR, Shimadzu group).

本実施例の該ペプチドは、下記スキームに示すように、段階的フルオレン9-イルメトキシカルボニル(Fmoc)固相法により製造した。まず、Fmocアミノ酸を、0.5
M NMP溶液として保存し、カップリング試薬をNMP (0.5 M溶液)に前もって溶解し、一方、該アクチベータDCC及びHOBtを2M溶液とした。すべての場合において、10当量のアミノ酸及びカップリング試薬を用い、2時間のカップリングを1回行った。Fmoc脱保護をNMP中20%ピペリジンを用いて行った。N末端のヨード酢酸カップリングを通常のDCCカップリングで行った。アミノ酸側鎖の該樹脂からのペプチド切断をTFA/H2O
(95:5 v/v)を用いて3時間行った。該樹脂をTFAで洗浄し、かつ該ろ液を部分的に蒸発させた。該粗生成物をジエチルエーテルで沈殿させ、遠心分離で集め、H2Oに溶解し、かつ凍結乾燥した。該ペプチドの収率を、島津シムパックC-18カラム(250mm
X 4.6 mmカラム、5μm、100Å、流速1 ml/分)を用い、UV検出器(230 nm)を備えたSCL-10A VP島津装置で測定した。その結果は、収率15%、かつMALDI-TOF
[M+H]+ found 1717.8であった。
The peptide of this example was prepared by the stepwise fluoren 9-ylmethoxycarbonyl (Fmoc) solid phase method as shown in the following scheme. First, Fmoc amino acid, 0.5
Stored as M NMP solution, coupling reagent was pre-dissolved in NMP (0.5 M solution), while the activator DCC and HOBt were made into 2M solutions. In all cases, 10 equivalents of amino acid and coupling reagent were used, and a 2 hour coupling was performed once. Fmoc deprotection was performed using 20% piperidine in NMP. N-terminal iodoacetic acid coupling was performed by conventional DCC coupling. Peptide cleavage from the resin of amino acid side chains by TFA / H2O
(95: 5 v / v) for 3 hours. The resin was washed with TFA and the filtrate was partially evaporated. The crude product was precipitated with diethyl ether, collected by centrifugation, dissolved in H2O and lyophilized. The yield of the peptide was measured using a Shimadzu Simpack C-18 column (250 mm
Using an SCL-10A VP Shimadzu apparatus equipped with a UV detector (230 nm), an X 4.6 mm column, 5 μm, 100 mm, flow rate 1 ml / min) was used. The result is 15% yield and MALDI-TOF
[M + H] + found 1717.8.

(実施例4) 酸化状態のペプチドの分離及び精製
下記配列番号6のアミノ酸配列を有するペプチドである、アンジオテンシン(以下、AngIIと略す)に、人工的に酸化傷害を与え、アルデヒド化されたOxAngIIを生成し、その精製を試みた。
(Example 4) Separation and Purification of Oxidized Peptide An angiotensin (hereinafter abbreviated as AngII), which is a peptide having the amino acid sequence of SEQ ID No. And attempted to purify it.

AngII: DRVYIHPF (配列番号:6)
まず、AngII濃度200μMの水溶液(1)を調製した。次いで該AngII溶液10μlに、NaOCl濃度120μMの水溶液10μlを加えて、37℃で30分間静置することにより、酸化されたAngII(以下OxAngIIと略す)の溶液(2)を調製した。次にOxAngII溶液(2)
20μlを凍結乾燥して得られた粉末に、実施例2で得た機能性タグ(II)4mMを含む6Mグアニジン塩酸塩溶液10μlを加え、67℃で、10分間反応させることで、機能性タグ(II)を付加したOxAngII溶液(3)を調製した。その後、チップ型微量逆相カラム(Zip-TipC18、ミリポア社)を用いてOxAngII溶液(3)中の未反応機能性タグ(II)を除去した。親和性タグ(II)は0.05%ギ酸を含むH2O中ではほとんど逆相カラムに吸着しない。この特性を生かしてOxAngII溶液(3)をZip-TipC18に通し、その後0.05%ギ酸を含むH2OでZip-TipC18を洗うことによって、機能性タグ(II)の付加したOxAngIIだけを保持し、未反応の機能性タグ(II)を除去することが出来た。その後、カラムに保持された機能性タグ(II)の付加したOxAngIIを70%アセトニトリル(0.05%ギ酸を含む)
20μlで溶出した。
AngII: DRVYIHPF (SEQ ID NO: 6)
First, an aqueous solution (1) having an AngII concentration of 200 μM was prepared. Next, 10 μl of an aqueous solution having a NaOCl concentration of 120 μM was added to 10 μl of the AngII solution, and left at 37 ° C. for 30 minutes to prepare a solution (2) of oxidized AngII (hereinafter abbreviated as OxAngII). Next, OxAngII solution (2)
To the powder obtained by freeze-drying 20 μl, add 10 μl of 6M guanidine hydrochloride solution containing 4 mM of functional tag (II) obtained in Example 2 and react at 67 ° C. for 10 minutes. An OxAngII solution (3) to which (II) was added was prepared. Thereafter, the unreacted functional tag (II) in the OxAngII solution (3) was removed using a chip-type micro reversed phase column (Zip-TipC18, Millipore). The affinity tag (II) hardly adsorbs on the reverse phase column in H2O containing 0.05% formic acid. Taking advantage of this property, pass OxAngII solution (3) through Zip-TipC18, and then wash Zip-TipC18 with H2O containing 0.05% formic acid, so that only OxAngII with the functional tag (II) added is retained and unreacted. The functional tag (II) was successfully removed. Then, OxAngII with functional tag (II) retained in the column was added to 70% acetonitrile (containing 0.05% formic acid)
Elute with 20 μl.

カラムから溶出した機能性タグ(II)の付加したOxAngIIに1Mトリス緩衝液(pH9)を加えて溶液(3)のpHを7.5以上とし、該溶液(3)をキレート化されたNi2+イオンを担持した磁気ビーズ(商品名Ni-NTA
Magnetic Agarose Beads, QIAGEN社 米国)に4℃で30分間接触させ、トリス緩衝液(pH 8.0)で3回洗浄した後、0.1% TFAを含むH2Oを用いて磁気ビーズから機能性タグ(II)の付加したOxAngIIを溶出させた。こうして精製、濃縮されたOxAngIIを含む溶液(4)を調製した。続いて、各状態のAngIIを液体クロマトグラフィー質量分析計(LC-MS、質量分析:
LCQDECA (Thermo Electron 社製、ドイツ)、HPLC:ナノスペース SI-2(資生堂製))で測定した。
1x Tris buffer (pH 9) is added to OxAng II with functional tag (II) eluted from the column to adjust the pH of solution (3) to 7.5 or higher, and this solution (3) carries chelated Ni2 + ions. Magnetic beads (trade name Ni-NTA
Magnetic Agarose Beads, QIAGEN USA) for 30 minutes at 4 ° C, washed 3 times with Tris buffer (pH 8.0), and then washed with functional tag (II) from magnetic beads using H2O containing 0.1% TFA. The added OxAngII was eluted. A solution (4) containing OxAngII thus purified and concentrated was prepared. Subsequently, AngII in each state was subjected to liquid chromatography mass spectrometry (LC-MS, mass spectrometry:
LCQDECA (Thermo Electron, Germany), HPLC: Nanospace SI-2 (Shiseido))).

該測定結果を図1及び2に基づき説明する。図1及び2は各状態のAngII溶液(1)〜(4)を液体クロマトグラフィー質量分析計(LC-MS)で測定した結果である。図1は、MSクロマトグラムであり、図2(1)〜(4)は、図1の(1)〜(4)それぞれの滞留時間19.5〜22.5分(点線四角領域)で検出されたペプチドのMSスペクトルである。   The measurement results will be described with reference to FIGS. 1 and 2 show the results of measuring the Ang II solutions (1) to (4) in each state with a liquid chromatography mass spectrometer (LC-MS). Fig. 1 is an MS chromatogram, and Figs. 2 (1) to (4) show the peptides detected at the residence times of 19.5 to 22.5 minutes (dotted square area) in Fig. 1 (1) to (4), respectively. MS spectrum.

図1の(1)は未処理のAngIIを含む、一つの状態であるためシャープなクロマトグラムが1本検出されている。AngIIの分子量は約1045.5であり、これを反映して図2のMSスペクトル(1)では、分子量/イオン価価(m/z)約1046.5
(a1+)に1価にイオン化されたスペクトルが、m/z約524.7 (a2+)に2価にイオン化されたスペクトルが観察されている。
Since (1) in FIG. 1 is a single state containing untreated AngII, one sharp chromatogram is detected. AngII has a molecular weight of about 1045.5. Reflecting this, in the MS spectrum (1) of FIG. 2, the molecular weight / ion value (m / z) is about 1046.5.
A spectrum that is monovalently ionized at (a1 +) and a spectrum that is divalently ionized at m / z of about 524.7 (a2 +) are observed.

AngII溶液(2)は、人為的に酸化されたAngII(OxAngII)を含み、この状態の変化にともない、図1のMSクロマトグラム(2)が滞留時間の遅い方向にシフトし、数本に分裂している。図2のMSスペクトル(2)もm/z
980〜1140までの様々な酸化状態を反映している。該MSスペクトル(2)の▼b1+部分が1価イオン、▼b2+部分が2価イオンに対応している。
The AngII solution (2) contains artificially oxidized AngII (OxAngII). As this state changes, the MS chromatogram (2) in Fig. 1 shifts toward a slower residence time and splits into several. doing. The MS spectrum (2) in Fig. 2 is also m / z.
Reflects various oxidation states from 980 to 1140. The ▼ b1 + portion of the MS spectrum (2) corresponds to a monovalent ion, and the ▼ b2 + portion corresponds to a divalent ion.

AngII溶液(3)は、溶液(2)に、実施例2で調製した本発明の機能性タグ(II)を加えて反応させたものであり、図1(3)のクロマトグラムには、滞留時間約20〜21分の間に新たなピークが示されている。また、図2(3)のMSスペクトルの▼c2+〜▼c6+で示した部分にそれぞれ2価〜6価のイオンが観測されている。分子量約980〜1140のOxAngIIに本発明の機能性タグ(II)(分子量約1640)が付加することによって分子量は約2620〜2780となり、該分子の2価イオンはm/zは約1310〜1390、3価イオンは約870〜930となる。図1(2)で観測されたOxAngIIの全てがアルデヒド化されているわけではないので、図2(3)で新たに観測された前記機能性タグ(II)付加物のスペクトルの数は減少しているが、概算値と観測されたスペクトルのm/zは一致していた。   The AngII solution (3) is obtained by adding the functional tag (II) of the present invention prepared in Example 2 to the solution (2) and causing the reaction, and the retention in the chromatogram of FIG. 1 (3). A new peak is shown between about 20-21 minutes of time. In addition, divalent to hexavalent ions are observed in the portions indicated by ▼ c2 + to ▼ c6 + in the MS spectrum of FIG. By adding the functional tag (II) of the present invention (molecular weight about 1640) to OxAngII having a molecular weight of about 980 to 1140, the molecular weight becomes about 2620 to 2780, and the divalent ion of the molecule has an m / z of about 1310 to 1390. , Trivalent ions are about 870-930. Since not all of OxAngII observed in FIG. 1 (2) is aldehyded, the number of spectra of the functional tag (II) adduct newly observed in FIG. 2 (3) decreases. However, the approximate value and the m / z of the observed spectrum were in agreement.

AngII溶液(4)は、AngII溶液(3)の試料の中から機能性タグ(II)が付加したOxAngIIをNiカラムで精製したものである。図2(3)で観測されていたOxAngII由来のスペクトル(▼b1+、及び▼b2+)は消失し、図2(3)で新たに観測された機能性タグ(I)-OxAngII由来のスペクトル(▼c2+〜▼c6+)だけが観測された。したがって、本発明の機能性タグ(II)を使うことによって、該機能性タグ(II)と結合する、様々な酸化状態のアルデヒド化されたペプチドが精製されたことが分かる。   The AngII solution (4) is obtained by purifying OxAngII, to which the functional tag (II) is added, from the sample of the AngII solution (3) using a Ni column. The spectrum derived from OxAngII (▼ b1 + and ▼ b2 +) observed in Fig. 2 (3) disappeared, and the spectrum derived from functional tag (I) -OxAngII newly observed in Fig. 2 (3) (▼ c2 + ~ ▼ c6 +) only. Therefore, it can be seen that by using the functional tag (II) of the present invention, aldehyde-ized peptides in various oxidation states that bind to the functional tag (II) were purified.

(実施例5) 酸化状態ペプチドへの機能性タグ(I)の付加、及び親和性ペプチドタグ部分の切断除去
実施例4と同様にAngIIに人工的に酸化傷害を与え、アルデヒド化されたOxAngIIを生成し、該OxAngIIへの機能性タグ(I)の付加し、かつ親和性ペプチドタグ部分を切断除去した。
Example 5 Addition of Functional Tag (I) to Oxidized State Peptide and Cleavage Removal of Affinity Peptide Tag Part Similarly to Example 4, AngII was artificially damaged by oxidation, and aldehyde-modified OxAngII was The functional tag (I) was added to the OxAngII, and the affinity peptide tag portion was cleaved off.

AngII: DRVYIHPF (配列番号:6)
機能性タグ(I):HGHAHGHAHGHAHGHGHAHG-EGAGA-ヒドラジド
まず、AngII濃度200μMの水溶液(1)を調製した。次いで該AngII溶液10μlに、NaOCl濃度120μMの水溶液10μlを加えて、37℃で30分間静置することにより、OxAngIIの溶液(2)を調製した。次にOxAngII溶液(2)
20μlを凍結乾燥して得られた粉末に、実施例1で得た機能性タグ(II)4mMを含む6Mグアニジン塩酸塩溶液10μlを加え、67℃で、10分間反応させることで、機能性タグ(II)を付加したOxAngII溶液(3)を調製した。その後、チップ型微量逆相カラム(Zip-TipC18、ミリポア社)を用いてOxAngII溶液(3)中の未反応機能性タグ(II)を除去した。親和性タグ(II)は0.05%蟻酸を含むH2O中ではほとんど逆相カラムに吸着しない。この特性を生かしてOxAngII溶液(3)をZip-TipC18に通し、その後0.05%ギ酸を含むH2OでZip-TipC18を洗うことによって、機能性タグ(II)の付加したOxAngIIだけを保持し、未反応の機能性タグ(II)を除去した。その後、カラムに保持された機能性タグ(II)の付加したOxAngIIを20μlの70%アセトニトリル(0.05%ギ酸を含む)で溶出した。
AngII: DRVYIHPF (SEQ ID NO: 6)
Functional tag (I): HGHAHGHAHGHAHGHGHAHG-EGAGA-hydrazide First, an aqueous solution (1) having an AngII concentration of 200 μM was prepared. Next, 10 μl of an aqueous solution having a NaOCl concentration of 120 μM was added to 10 μl of the AngII solution, and the mixture was allowed to stand at 37 ° C. for 30 minutes to prepare an OxAngII solution (2). Next, OxAngII solution (2)
To the powder obtained by freeze-drying 20 μl, add 10 μl of 6M guanidine hydrochloride solution containing 4 mM of functional tag (II) obtained in Example 1 and react at 67 ° C. for 10 minutes. An OxAngII solution (3) to which (II) was added was prepared. Thereafter, the unreacted functional tag (II) in the OxAngII solution (3) was removed using a chip-type micro reversed phase column (Zip-TipC18, Millipore). The affinity tag (II) hardly adsorbs on the reverse phase column in H2O containing 0.05% formic acid. Taking advantage of this property, pass OxAngII solution (3) through Zip-TipC18, and then wash Zip-TipC18 with H2O containing 0.05% formic acid, so that only OxAngII with the functional tag (II) added is retained and unreacted. The functional tag (II) was removed. Thereafter, OxAngII to which the functional tag (II) retained on the column was added was eluted with 20 μl of 70% acetonitrile (containing 0.05% formic acid).

該カラムから溶出した機能性タグ(II)の付加したOxAngIIに1Mトリス緩衝液(pH9)を加えてpHを7.5以上とし、キレート化されたNi2+イオンを担持した磁気ビーズ(商品名Ni-NTA
Magnetic Agarose Beads, QIAGEN社, 米国)に4℃で30分間接触させ、トリス緩衝液(pH 8.0)で3回洗浄した。
Magnetic beads carrying the chelated Ni2 + ion (trade name Ni-NTA) with 1M Tris buffer (pH 9) added to OxAngII with functional tag (II) eluted from the column to a pH of 7.5 or higher
Magnetic Agarose Beads, QIAGEN, USA) was contacted at 4 ° C. for 30 minutes and washed 3 times with Tris buffer (pH 8.0).

この磁気ビーズに100mM酢酸アンモニウム溶液20μlを加え、さらにV8プロテアーゼ(エンドプロテイナーゼ Glu-C)溶液10μlを加えて、25℃で約18時間切断反応を行い、機能性タグ(I)を除去し、精製、濃縮されたOxAngIIを含む溶液(2)を調製した。続いて、該溶液(1)及び(2)中のAngIIを液体クロマトグラフィー質量分析計(LC-MS,
質量分析: LCQDECA (Thermo Electron 社製, ドイツ), HPLC:ナノスペース SI-2(資生堂製))で測定した。なお、V8プロテアーゼの切断部位は、機能性タグ(I)のリンカー(EGAGA)左端、親和性ペプチドタグとの境にあるグルタミン酸残基(E)である。
Add 20 μl of 100 mM ammonium acetate solution to this magnetic bead, and then add 10 μl of V8 protease (endoproteinase Glu-C) solution, and perform the cleavage reaction at 25 ° C. for about 18 hours to remove the functional tag (I) and purify. Then, a solution (2) containing concentrated OxAngII was prepared. Subsequently, AngII in the solutions (1) and (2) was subjected to liquid chromatography mass spectrometry (LC-MS,
Mass spectrometry: Measured with LCQDECA (Thermo Electron, Germany), HPLC: Nanospace SI-2 (Shiseido)). The cleavage site of V8 protease is the glutamic acid residue (E) at the left end of the linker (EGAGA) of the functional tag (I) and the affinity peptide tag.

該測定結果を図3、4及び表1に基づき説明する。図3は、液体クロマトグラフィー質量分析計(LC-MS, 質量分析: LCQDECA (Thermo Electron社製,
ドイツ), HPLC:ナノスペース SI-2(資生堂製))で測定した、MSクロマトグラムである。
図3は、各滞留時間における機能性タグ(I)付加OxAngII(切断前)のMSクロマトグラム強度(1)、及び機能性タグ(I)切断後のOxAngIIのMSクロマトグラム(2)を示す。また、図4の(1)及び(2)は、それぞれ図3(1)及び(2)の滞留時間9.5〜12分(破線で囲った部分)で測定されたペプチドのMSスペクトルである。
The measurement results will be described with reference to FIGS. FIG. 3 shows a liquid chromatography mass spectrometer (LC-MS, mass spectrometry: LCQDECA (manufactured by Thermo Electron,
Germany), HPLC: MS chromatogram measured by Nanospace SI-2 (manufactured by Shiseido).
FIG. 3 shows the MS chromatogram intensity (1) of functional tag (I) -added OxAngII (before cleavage) and the OxAngII MS chromatogram (2) after cleavage of functional tag (I) at each residence time. Also, (1) and (2) in FIG. 4 are MS spectra of the peptides measured at residence times 9.5 to 12 minutes (portions surrounded by broken lines) in FIGS. 3 (1) and (2), respectively.

機能性タグ(I)の分子量は約2415.8であり、これをV8プロテアーゼで消化すると分子量約2145.65の親和性ペプチドタグと分子量約288.15のリンカーY部分に加水分解される。また、本実施例で生成されてOxAngIIは、アルギニン残基のアルデヒド化を伴ったAngIIで、分子量は約1000.6である。該OxAngIIに機能性タグ(I)を付加すると、分子量約3398.4
(2415.8+1000.6-18)の機能性タグ(I)-OxAngIIが生成される。ここで、前記計算式の-18はアルデヒドと機能性タグ(I)のヒドラジドが結合する際に、生成、分離される水分子の分子量である。
The molecular weight of the functional tag (I) is about 2415.8, and when it is digested with V8 protease, it is hydrolyzed into an affinity peptide tag having a molecular weight of about 2145.65 and a linker Y moiety having a molecular weight of about 288.15. In addition, OxAngII produced in this example is AngII accompanied by aldehyde formation of an arginine residue and has a molecular weight of about 1000.6. When a functional tag (I) is added to the OxAngII, the molecular weight is about 3398.4.
A functional tag (I) -OxAngII of (2415.8 + 1000.6-18) is generated. Here, -18 in the calculation formula is the molecular weight of water molecules that are generated and separated when the aldehyde and the hydrazide of the functional tag (I) are combined.

さらに機能性タグ(I)-OxAngIIをV8プロテアーゼで消化すると分子量約1270.8 (3398.4-2145.7+18)のOxAngIIとなる。前記計算式における+18はV8プロテアーゼにより機能性タグ(I)のグルタミン酸残基(E)がC末端で加水分解されたときに付加される水分子の分子量である。各反応後の生成物の分子量、及び観測されたMSスペクトルのm/zを表1にまとめた。なお、図4(1)における▼a2+〜▼a8+はそれぞれ親和性ペプチドタグ付加-OxAngIIのスペクトル(2価〜8価)を示し、かつ図4(2)における記号▼b1+〜▼b3+はそれぞれ、親和性ペプチドタグ付加-OxAngIIを切断した後OxAngIIスペクトル(1価〜3価)を示している。図4(1)及び(2)の双方とも分子量は計算値(表1)に一致している。したがって、V8プロテアーゼによる親和性ペプチドタグ切断処理により、ほぼ全ての機能性タグ(I)の親和性ペプチドタグが除去されたことがわかる。   Furthermore, when functional tag (I) -OxAngII is digested with V8 protease, it becomes OxAngII having a molecular weight of about 1270.8 (3398.4-2145.7 + 18). +18 in the above formula is the molecular weight of a water molecule added when the glutamic acid residue (E) of the functional tag (I) is hydrolyzed at the C-terminus by V8 protease. Table 1 summarizes the molecular weight of the product after each reaction and the m / z of the observed MS spectrum. In addition, ▼ a2 + to ▼ a8 + in FIG. 4 (1) show the spectrum (bivalent to octavalent) of affinity peptide tag-added-OxAngII, and symbols ▼ b1 + to ▼ b3 + in FIG. The OxAngII spectrum (monovalent to trivalent) is shown after cleaving affinity peptide tagging-OxAngII. In both FIGS. 4 (1) and 4 (2), the molecular weights agree with the calculated values (Table 1). Therefore, it can be seen that the affinity peptide tag of almost all functional tags (I) was removed by the affinity peptide tag cleavage treatment with V8 protease.

(実施例6) 安定同位体標識機能性タグ(I)による酸化傷害タンパク質の検出
未知試料を質量分析計で分析する場合、標的タンパク質を判別することが重要である。本実施例では、酸化傷害タンパク質を標的タンパク質として判別するため、安定同位体標識アミノ酸で標識した機能性タグ(I)を使用して、該タンパク質の検出を行った。
(Example 6) Detection of oxidative damage protein by stable isotope-labeled functional tag (I) When an unknown sample is analyzed by a mass spectrometer, it is important to discriminate a target protein. In this example, in order to distinguish an oxidatively damaged protein as a target protein, the protein was detected using a functional tag (I) labeled with a stable isotope-labeled amino acid.

まず、水素核を重水素核で標識したアミノ酸を用いて、リンカーY部分(GAGA)形成した他は、実施例1と同じ手順で機能性タグ(I)を製造した。該標識機能性タグ(I)を、機能性タグ(I-d10)と表記する。また、標識されていない機能性タグ(I)を、機能性タグ(I-d0)と、また機能性タグ(I-d10)及び機能性タグ(I-d0)を等量混合したものを機能性タグ(I-mix)と表記する。次に、AngII濃度200μMの溶液を調製し該AngII溶液10μlに、NaOCl濃度120μMの水溶液10μlを加えて、37℃で30分間静置することにより、OxAngIIの溶液を調製した。次にこの溶液20μlを凍結乾燥して得られた粉末に、機能性タグ(I-mix)4mMを含む6Mグアニジン塩酸塩溶液10μlを加え、67℃で、10分間反応させて、機能性タグ(I-mix)-OxAngIIを形成した。該機能性タグ(I-mix)-OxAngIIを含む溶液を、液体クロマトグラフィー質量分析計(LC-MS)で分析し、MSクロマトグラムとMSスペクトルを得た。   First, a functional tag (I) was produced in the same procedure as in Example 1, except that a linker Y moiety (GAGA) was formed using an amino acid labeled with a deuterium nucleus. The labeled functional tag (I) is referred to as functional tag (I-d10). In addition, the functional tag (I) that is not labeled is mixed with an equivalent amount of the functional tag (I-d0) and the functional tag (I-d10) and the functional tag (I-d0). It is written as sex tag (I-mix). Next, a solution with an Ang II concentration of 200 μM was prepared, 10 μl of an aqueous solution with a NaOCl concentration of 120 μM was added to 10 μl of the Ang II solution, and the solution was allowed to stand at 37 ° C. for 30 minutes to prepare an OxAng II solution. Next, 10 μl of 6M guanidine hydrochloride solution containing 4 mM of functional tag (I-mix) is added to the powder obtained by freeze-drying 20 μl of this solution, and reacted at 67 ° C. for 10 minutes. I-mix) -OxAngII was formed. The solution containing the functional tag (I-mix) -OxAngII was analyzed with a liquid chromatography mass spectrometer (LC-MS) to obtain an MS chromatogram and an MS spectrum.

図5は、該機能性タグ(I-mix)-OxAngIIを検出したMSスペクトルを示す。挿入図5A、5B及び5Cはそれぞれ、5価(▼5+)、4価(▼4+)、及び3価(▼3+)のMSスペクトルの拡大図である。本実施例では、前記試料溶液中には、分子量約1000.6のOxAngIIに、分子量約2415.8の機能性タグ(I-d0)と約2425.8の機能性タグ(I-d0)とが脱水反応で付加された、それぞれ分子量約3398.4の機能性タグ(I-d0)-OxAngIIと約3408.4の機能性タグ(I-d10)-OxAngIIが生成されている。このとき観測されたMSスペクトルの1価〜8価イオンのm/zを表2にまとめた。また図5の挿入図から、3価、4価、及び5価イオンにおいて、分子量の差がそれぞれ約3.3、2.5、2.0のダブレットスペクトルが観測された。   FIG. 5 shows an MS spectrum in which the functional tag (I-mix) -OxAngII was detected. Insets 5A, 5B, and 5C are enlarged views of the pentavalent (▼ 5 +), tetravalent (▼ 4 +), and trivalent (▼ 3 +) MS spectra, respectively. In this example, in the sample solution, a functional tag (I-d0) having a molecular weight of about 2415.8 and a functional tag (I-d0) having a molecular weight of about 2425.8 are added to OxAngII having a molecular weight of about 1000.6 by a dehydration reaction. In addition, a functional tag (I-d0) -OxAngII having a molecular weight of about 3398.4 and a functional tag (I-d10) -OxAngII having a molecular weight of about 3408.4 are generated. Table 2 shows the m / z of monovalent to octavalent ions observed in the MS spectrum. From the inset of FIG. 5, doublet spectra having molecular weight differences of about 3.3, 2.5, and 2.0 were observed for trivalent, tetravalent, and pentavalent ions, respectively.

したがって、本実施例における標的タンパク質が、酸化傷害タンパク質であることが明瞭に示されている。本発明では、このように安定同位体標識アミノ酸を使うことによって、容易に標識機能性タグをデザインすることができ、複雑な翻訳後修飾を解析することを可能にする。   Therefore, it is clearly shown that the target protein in this example is an oxidative damage protein. In the present invention, by using a stable isotope-labeled amino acid in this manner, a labeled functional tag can be easily designed, and complicated post-translational modifications can be analyzed.

(実施例7) 機能性タグ(III)を用いた異常発現タンパク質の解析
下記配列番号7のアミノ酸配列を有する異常発現タンパク質(以下、pep7と略す)に対し、実施例3で製造した機能性タグ(III)を用いて、その定量解析を行った。
異常発現タンパク質: ATVRTFSC (配列番号:7)
まず該タンパク質濃度10μMのpep7溶液(1)を調製した。次に該溶液(1)98μlに100mM DTT2μlを加えて57℃で1時間インキュベートした。その後、実施例3で得た機能性タグ(III)の4mM溶液10μlを加え、室温で1時間反応させることで、機能性タグ(III)を付加しpep7溶液(2)を調製した。続いて、液体クロマトグラフィー質量分析計(LC-MS,
質量分析: LCQDECA (Thermo Electron 社製, ドイツ), HPLC:ナノスペース SI-2(資生堂製))で測定した。
Example 7 Analysis of Abnormally Expressed Protein Using Functional Tag (III) Functional tag produced in Example 3 for an abnormally expressed protein having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 7 (hereinafter abbreviated as pep7) The quantitative analysis was performed using (III).
Abnormally expressed protein: ATVRTFSC (SEQ ID NO: 7)
First, a pep7 solution (1) having a protein concentration of 10 μM was prepared. Next, 2 μl of 100 mM DTT was added to 98 μl of the solution (1) and incubated at 57 ° C. for 1 hour. Thereafter, 10 μl of a 4 mM solution of the functional tag (III) obtained in Example 3 was added and reacted at room temperature for 1 hour to add the functional tag (III) to prepare a pep7 solution (2). Subsequently, a liquid chromatography mass spectrometer (LC-MS,
Mass spectrometry: Measured with LCQDECA (Thermo Electron, Germany), HPLC: Nanospace SI-2 (Shiseido)).

該測定結果を図6及び7に基づき説明する。図6及び7は各状態のpep7溶液(1)、及び(2)を液体クロマトグラフィー質量分析計(LC-MS)で測定した結果である。図6はMSクロマトグラムであり、図7(1)、及び(2)は、図6(1)、及び(2)それぞれの滞留時間8.2〜10
分(点線四角領域)で検出されたペプチドのMSスペクトルである。
The measurement results will be described with reference to FIGS. 6 and 7 show the results obtained by measuring the pep7 solutions (1) and (2) in each state with a liquid chromatography mass spectrometer (LC-MS). FIG. 6 is an MS chromatogram, and FIGS. 7 (1) and (2) show the residence times of 8.2 to 10 for FIGS. 6 (1) and 6 (2).
It is a MS spectrum of the peptide detected by minute (dotted line square area).

図6の(1)は未処理のpep7を含む、一つの状態であるためシャープなクロマトグラム(▼S1)が1本検出されている。pep7の分子量は約883.5であり、これを反映して図7のMSスペクトル(1)では、分子量/イオン価価(m/z)約884.5(▼a1+)に1価にイオン化されたスペクトルが、m/z約442.8(▼a2+)に2価にイオン化されたスペクトルが観察されている。   Since (1) in FIG. 6 is one state including unprocessed pep7, one sharp chromatogram (▼ S1) is detected. Reflecting this, the molecular weight of pep7 is about 883.5, and in the MS spectrum (1) of FIG. 7, the spectrum that is ionized monovalently to molecular weight / ion valence (m / z) about 884.5 (▼ a1 +) A divalent ionized spectrum at m / z of about 442.8 (▼ a2 +) is observed.

図6の(2)は機能性タグ(III)の付加したpep7溶液(2)のMSクロマトグラムである。滞留時間約8.5分(▼S2)に新たな主ピークが現れている。これが機能性タグ(III)の付加したpep7に対応している。図7(2)のMSスペクトルの▼b2+〜▼b6+で示した部分にはそれぞれ2価〜6価のイオンが観測されている。機能性タグ(III)の分子量は1764.8であるから、これとpep7が反応する際に、機能性タグ(III)のヨウ素(原子量約127)とpep7のシステイン残基のSH基の水素がはずれるため機能性タグ(III)の付加したpep7の分子量は1764.8+883.5-128=2520.3となる。したがって2価〜6価イオンのm/zはそれぞれ約1261.2、841.1、631.0、505.1、421.1となり、観測値と一致している。また、図6の(2)には機能性タグ(III)と反応していないpep7(▼S1)とDTTとpep7の混合によって生じた生成物(▼S3)由来のピークも現れており、図7(2)のMSスペクトルでもそれぞれのピーク▼a1+、▼a2+、▼c1+、及び▼c2+が観察されている。   (2) in FIG. 6 is an MS chromatogram of the pep7 solution (2) to which the functional tag (III) is added. A new main peak appears at a residence time of about 8.5 minutes (▼ S2). This corresponds to pep7 to which the functional tag (III) is added. Divalent to hexavalent ions are observed in the portions indicated by ▼ b2 + to ▼ b6 + in the MS spectrum of FIG. Since the molecular weight of functional tag (III) is 1764.8, when pep7 reacts with this, iodine (atomic weight about 127) of functional tag (III) and hydrogen of SH group of cysteine residue of pep7 will be separated. The molecular weight of pep7 to which the functional tag (III) is added is 1764.8 + 883.5-128 = 2520.3. Therefore, m / z of divalent to hexavalent ions is about 1261.2, 841.1, 631.0, 505.1, and 421.1, respectively, which is consistent with the observed value. In FIG. 6 (2), there is also a peak derived from the product (▼ S3) generated by the mixture of pep7 (▼ S1), which has not reacted with the functional tag (III), and DTT and pep7. The respective peaks ▼ a1 +, ▼ a2 +, ▼ c1 +, and ▼ c2 + are also observed in the MS spectrum of 7 (2).

(配列表の説明)
本願明細書の配列表の配列番号は、以下の配列を示す。
(配列番号1) 実施例1において、酸化傷害タンパク質を標的物質とする機能性タグ(I)の製造に用いた親和性ペプチドタグのアミノ酸配列である。
(配列番号2) 実施例1及び2において、酸化傷害タンパク質を標的物質とする機能性タグ(I)及び(II)の製造に用いたリンカーYのアミノ酸配列である。
(配列番号3) 実施例2において、酸化傷害タンパク質を標的物質とする機能性タグ(II)の製造に用いた親和性ペプチドタグのアミノ酸配列である。
(配列番号4) 実施例3において、酸化傷害タンパク質を標的物質とする機能性タグ(III)の製造に用いた親和性ペプチドタグのアミノ酸配列である。
(配列番号5) 実施例3において、酸化傷害タンパク質を標的物質とする機能性タグ(III)の製造に用いたリンカーYのアミノ酸配列である。
(配列番号6) 実施例4及び5において、酸化傷害ペプチドを作成するために用いられたアンジオテンシン(AngII)のアミノ酸配列である。
(配列番号7) 実施例7において、機能性タグ(III)を用いて解析した異常発現タンパク質のアミノ酸配列である。
(Explanation of sequence listing)
The sequence numbers in the sequence listing in the present specification indicate the following sequences.
(SEQ ID NO: 1) This is the amino acid sequence of the affinity peptide tag used in the production of the functional tag (I) with the oxidative damage protein as a target substance in Example 1.
(SEQ ID NO: 2) This is the amino acid sequence of linker Y used in the production of functional tags (I) and (II) using oxidative damage proteins as target substances in Examples 1 and 2.
(SEQ ID NO: 3) This is the amino acid sequence of the affinity peptide tag used in the production of the functional tag (II) with the oxidative damage protein as a target substance in Example 2.
(SEQ ID NO: 4) This is the amino acid sequence of the affinity peptide tag used in the production of the functional tag (III) with the oxidative damage protein as a target substance in Example 3.
(SEQ ID NO: 5) This is the amino acid sequence of linker Y used in the production of functional tag (III) using oxidative damage protein as a target substance in Example 3.
(SEQ ID NO: 6) This is the amino acid sequence of angiotensin (AngII) used in Examples 4 and 5 to create an oxidative damage peptide.
(SEQ ID NO: 7) This is the amino acid sequence of the abnormally expressed protein analyzed in Example 7 using the functional tag (III).

図1は、実施例4における各状態のAngII溶液(1)〜(4)を液体クロマトグラフィー質量分析計で測定して得たMSクロマトグラムである。FIG. 1 is an MS chromatogram obtained by measuring AngII solutions (1) to (4) in each state in Example 4 using a liquid chromatography mass spectrometer. 図2は、図1(1)〜(4)それぞれの滞留時間19.5〜22.5分(点線四角領域)で検出されたペプチドのMSスペクトルを示す。FIG. 2 shows the MS spectra of the peptides detected at the residence times of 19.5 to 22.5 minutes (dotted square region) in FIGS. 1 (1) to (4), respectively. 図3は、実施例5において、液体クロマトグラフィー質量分析計で測定した、機能性タグ(I)付加OxAngII(切断前)のMSクロマトグラム強度(1)、及び機能性タグ(I)切断後のOxAngIIのMSクロマトグラム(2)を示す。FIG. 3 shows the MS chromatogram intensity (1) of functional tag (I) -added OxAngII (before cleavage) and functional tag (I) after cleavage measured in a liquid chromatography mass spectrometer in Example 5. The MS chromatogram (2) of OxAngII is shown. 図4は、それぞれ図3(1)及び(2)の滞留時間9.5〜12分(破線で囲った部分)で検出されたペプチドのMSスペクトル(1)及び(2)である。である。FIG. 4 shows MS spectra (1) and (2) of the peptides detected at residence times of 9.5 to 12 minutes (parts surrounded by broken lines) in FIGS. 3 (1) and (2), respectively. It is. 図5は、実施例6における機能性タグ(I-mix)-OxAngIIを検出したMSスペクトルを示す。挿入図5A、5B及び5Cはそれぞれ、5価(▼5+)、4価(▼4+)、及び3価(▼3+)のMSスペクトルの拡大図である。FIG. 5 shows the MS spectrum in which the functional tag (I-mix) -OxAngII was detected in Example 6. Insets 5A, 5B, and 5C are enlarged views of the pentavalent (▼ 5 +), tetravalent (▼ 4 +), and trivalent (▼ 3 +) MS spectra, respectively. 図6は、各状態のpep7溶液(1)、及び(2)を液体クロマトグラフィー質量分析計(LC-MS)で測定した、MSクロマトグラムである。FIG. 6 is an MS chromatogram obtained by measuring the pep7 solutions (1) and (2) in each state with a liquid chromatography mass spectrometer (LC-MS). 図7は、それぞれ図6(1)、及び(2)の滞留時間8.2〜10分(点線四角領域)で検出されたペプチドのMSスペクトルである。FIG. 7 is an MS spectrum of the peptide detected at a residence time of 8.2 to 10 minutes (dotted square region) in FIGS. 6 (1) and (2), respectively.

Claims (22)

親和性ペプチドタグ、リンカーY、及び反応基を有する残基Zからなる機能性タグあって、該親和性ペプチドタグが少なくとも3個の(X-His)単位を有し、かつXは任意のアミノ酸、又はアミノ酸誘導体である、前記機能性タグ。   A functional tag comprising an affinity peptide tag, a linker Y, and a residue Z having a reactive group, wherein the affinity peptide tag has at least three (X-His) units, and X is any amino acid Or the functional tag, which is an amino acid derivative. 該親和性ペプチドタグが少なくとも4個の(X-His)単位を有する、請求項1記載の機能性タグ。   The functional tag according to claim 1, wherein the affinity peptide tag has at least 4 (X-His) units. 親和性ペプチドタグ、及び反応基を有する残基Zからなる機能性タグであって、該親和性ペプチドタグが少なくとも3個の(X-His)単位を有し、かつXは任意のアミノ酸、又はアミノ酸誘導体である、前記機能性タグ。   A functional tag consisting of an affinity peptide tag and a residue Z having a reactive group, wherein the affinity peptide tag has at least three (X-His) units, and X is any amino acid, or The functional tag, which is an amino acid derivative. 該親和性ペプチドタグが少なくとも4個の(X-His)単位を有する、請求項3記載の機能性タグ。   4. A functional tag according to claim 3, wherein the affinity peptide tag has at least 4 (X-His) units. 親和性ペプチドタグ、及び反応基Zを含み、かつ下記式(1)で表される機能性タグ:
(His)l-(X-His)m-(X)n-(Y)p-Z (1)
(式中、Xはヒスチジンを除く任意のアミノ酸、又はアミノ酸誘導体であり、Yはリンカーであり、lは0又は1、mは4〜100の整数、nは0、又は1、かつpは0、又は1である)。
A functional tag comprising an affinity peptide tag and a reactive group Z and represented by the following formula (1):
(His) l- (X-His) m- (X) n- (Y) pZ (1)
(Wherein, X is any amino acid or amino acid derivative except histidine, Y is a linker, l is 0 or 1, m is an integer of 4 to 100, n is 0 or 1, and p is 0. Or 1).
Xが、アラニン、システイン、アスパラギン酸、グルタミン酸、フェニルアラニン、グリシン、イソロイシン、リジン、ロイシン、メチオニン、アスパラギン、プロリン、グルタミン、アルギニン、セリン、スレオニン、バリン、トリプトファン及びチロシンからなる群から選ばれたアミノ酸である、請求項5記載の機能性タグ。   X is an amino acid selected from the group consisting of alanine, cysteine, aspartic acid, glutamic acid, phenylalanine, glycine, isoleucine, lysine, leucine, methionine, asparagine, proline, glutamine, arginine, serine, threonine, valine, tryptophan and tyrosine. The functional tag according to claim 5. Xが、システイン、及びトリプトファンからなる群から選ばれたアミノ酸である、請求項5記載の機能性タグ。   The functional tag according to claim 5, wherein X is an amino acid selected from the group consisting of cysteine and tryptophan. 式(1)中、mが5〜25の整数である、請求項5記載の機能性タグ。   The functional tag of Claim 5 whose m is an integer of 5-25 in Formula (1). 式(1)中、mが6〜15の整数である、請求項5記載の機能性タグ。   The functional tag of Claim 5 whose m is an integer of 6-15 in Formula (1). リンカーYが、アミノ酸、及び/又はアミノ酸誘導体3〜30個を含むペプチド配列である、請求項5記載の機能性タグ。   The functional tag according to claim 5, wherein the linker Y is a peptide sequence containing 3 to 30 amino acids and / or amino acid derivatives. リンカーYが、標識分子を含む請求項1、3又は5のいずれか1項記載の機能性タグ。   The functional tag according to claim 1, wherein the linker Y includes a label molecule. 残基Zの反応基がヒスチジンである、請求項請求項1、3又は5のいずれか1項記載の機能性タグ。   The functional tag according to claim 1, wherein the reactive group of residue Z is histidine. 下記式(2)で表される請求項5記載の機能性タグ:
HGHAHGHAHGHAHGHGHAHG-EGAGA-NH(CH(CH3))CO(NH(NH2)) 式(2)。
The functional tag according to claim 5 represented by the following formula (2):
HGHAHGHAHGHAHGHGHAHG-EGAGA-NH (CH (CH3)) CO (NH (NH2)) Formula (2).
下記式(3)で表される請求項5記載の機能性タグ:
HGHAHGHGHAHG-EGAGA-NH(CH(CH3))CO(NH(NH2)) 式(3)。
The functional tag according to claim 5 represented by the following formula (3):
HGHAHGHGHAHG-EGAGA-NH (CH (CH3)) CO (NH (NH2)) Formula (3).
下記式(4)で表される請求項5記載の機能性タグ:
ICH2CONH-GAGAE-GHGHAHGHGHAH 式(4)。
The functional tag according to claim 5 represented by the following formula (4):
ICH2CONH-GAGAE-GHGHAHGHGHAH formula (4).
さらに親和性タグ、及び/又はリンカーYが、蛍光物質、安定同位体元素、又は放射性同位元素で標識されていることを特徴とする、請求項1、3又は5のいずれか1項記載の機能性タグ。   6. The function according to claim 1, wherein the affinity tag and / or the linker Y is labeled with a fluorescent substance, a stable isotope element, or a radioisotope. Sex tag. 請求項1、3又は5のいずれか1項記載の機能性タグを含む、タンパク質検出用キット。   A protein detection kit comprising the functional tag according to claim 1. 請求項1、3又は5のいずれか1項記載の機能性タグを含む、タンパク質精製用キット。   A protein purification kit comprising the functional tag according to claim 1. 請求項1、3又は5のいずれか1項記載の機能性タグを、標的物質を含む試料と混合し、該混合物を、該機能性タグの親和性ペプチドタグと結合する金属原子を保持する担体と接触させ、次いで、該担体から該機能性タグを回収することを特徴とする、標的物質の検出方法。   A carrier that holds a metal atom that mixes the functional tag according to any one of claims 1, 3, and 5 with a sample containing a target substance and binds the mixture to an affinity peptide tag of the functional tag. And then recovering the functional tag from the carrier, and a method for detecting a target substance. さらにプロテアーゼにより、該機能性タグのリンカーを切断する工程を含む、請求項19記載の方法。   20. The method according to claim 19, further comprising the step of cleaving the linker of the functional tag with a protease. 請求項1、3又は5のいずれか1項記載の機能性タグを、タンパク質を含む試料と混合し、該混合物を、該機能性タグの親和性ペプチドタグと結合する金属原子を保持する担体と接触させ、次いで、該担体から該機能性タグを回収することを特徴とする、タンパク質精製方法。   The functional tag according to any one of claims 1, 3, and 5 is mixed with a sample containing a protein, and the mixture is supported with a carrier that holds a metal atom that binds to the affinity peptide tag of the functional tag. A method for purifying a protein, comprising contacting and then recovering the functional tag from the carrier. さらにプロテアーゼにより、該機能性タグのリンカーを切断する工程を含む、請求項21記載の方法。   The method according to claim 21, further comprising the step of cleaving the linker of the functional tag with a protease.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPWO2009101737A1 (en) * 2008-02-14 2011-06-02 国立大学法人大阪大学 Protein expression vector with peptide tag containing methionine residue

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