JP2006050949A - Method for analyzing protein kinase activity - Google Patents

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和紀 稲森
Yoshiaki Nishiya
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for exhaustively profiling kinetics of several protein kinase by detecting phosphorylation of substrate peptide with a simple technique, using an economical material, rapidly and requiring no specific technology. <P>SOLUTION: The method for detecting phosphorylation of peptide on an array obtained by fixing two or more kinds of peptides on a metallic thin film of the substrate, especially the method for analyzing protein kinase activity by surface plasmon resonance is provided, wherein a peptide containing different two or more amino acid residues is fixed as the phosphorylation part of each immobilized peptide and a polyamine zinc complex modified with biotin is acted in detecting phosphorylation. The compounds listed in formula (I) are used as the polyamine zinc complex. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、金属基板上にプロテインキナーゼを認識するペプチドが2種以上固定化されてなるアレイを用いたプロテインキナーゼ活性の解析方法であって、アレイ上でリン酸化反応を行った後、ビオチン修飾されたキレート化合物を作用させることによりリン酸化を検出することにより、方法に関する。特に表面プラズモン共鳴(以下、SPRと示すこともある。)による分析技術を用いることにより、迅速で効率的であり、しかも簡便なプロテインキナーゼ活性の解析を実現することができるものである。より具体的には、SPRにより解析された物質間の相互作用の様子をモニターした表面プラズモン共鳴イメージング法(以下、SPRイメージング法と示すこともある。)を応用した新規なプロテインキナーゼ活性の解析方法である。   The present invention relates to a method for analyzing protein kinase activity using an array in which two or more types of peptides that recognize protein kinases are immobilized on a metal substrate, and after performing phosphorylation on the array, biotin modification The present invention relates to a method by detecting phosphorylation by acting a chelated compound. In particular, by using an analysis technique based on surface plasmon resonance (hereinafter sometimes referred to as SPR), it is possible to realize a rapid and efficient analysis of protein kinase activity. More specifically, a novel method for analyzing protein kinase activity using a surface plasmon resonance imaging method (hereinafter also referred to as SPR imaging method) in which the state of interaction between substances analyzed by SPR is monitored. It is.

近年、細胞内シグナル伝達に関する研究は飛躍的に進歩しており、増殖因子やサイトカインにより活性化した細胞表面の受容体からどのように核へシグナルが伝達されるかはもとより、細胞周期、接着、運動、極性、形態形成、分化、生死などを制御する様々なシグナル伝達経路の実態が明らかになってきた。これらのシグナル伝達経路は独立して機能しているのではなく、互いにクロストークしあい、システムとして機能している。そして、癌をはじめ色々な疾病の原因が、これらのシグナル伝達経路の異常として説明されるようになってきた。   In recent years, research on intracellular signal transduction has progressed dramatically, not only how signals are transmitted to the nucleus from cell surface receptors activated by growth factors and cytokines, but also cell cycle, adhesion, The reality of various signaling pathways that control movement, polarity, morphogenesis, differentiation, life and death, etc. has become clear. These signaling pathways do not function independently, but cross-talk with each other and function as a system. The causes of various diseases including cancer have been explained as abnormalities in these signal transduction pathways.

上述したシグナル伝達経路においては、様々な種類のプロテインキナーゼが複雑に関連しあいながら重要な役割を果たしていることが知られている。これらプロテインキナーゼの活性を網羅的に解析して、その細胞内における動態を一度にプロファイリングすることができれば、細胞生物学、薬学の基礎的研究はもとより、創薬開発、臨床応用などの分野においても大きく寄与しうるものと期待される。しかしながら、これまでには簡便で効率よく種々のプロテインキナーゼにおける動態を同時にプロファイリングできるような技術は、未だ確立されていないのが現状である。   In the signal transduction pathway described above, it is known that various types of protein kinases play an important role in a complex manner. If we can comprehensively analyze the activity of these protein kinases and profile their dynamics in a single cell, we will not only be able to perform basic research in cell biology and pharmacy, but also in fields such as drug development and clinical application. It is expected to contribute greatly. However, at present, a technology that can simultaneously and efficiently profile the dynamics of various protein kinases has not yet been established.

既に報告されている関連する技術としては、例えばペプチドアレイを用いてチロシンキナーゼの一種であるcSrcキナーゼの活性を評価したことが報告されている(例えば、非特許文献1参照)。また、p60チロシンキナーゼやプロテインキナーゼA(以下、PKAとも示す。)などに関して、おのおのの基質ペプチドをガラススライドに固定化したアレイを用いて、蛍光標識された抗体を用いたリン酸化反応の検出系について報告されている例(例えば、非特許文献2及び3参照)や、あるいは放射性物質([γ32P]−ATP)を用いたアレイ上でのキナーゼ反応の検出系について報告されている例(例えば、非特許文献4,5及び6参照)がある。しかしながら、いずれの先行技術においても種々のプロテインキナーゼの動態を同時に効率的にプロファイリングための方法としては、十分な技術が開示されているものではない。また上記いずれの方法においても、蛍光性物質や放射性物質を用いる必要があり、解析に手間を要する点や、取り扱いの困難性、特殊な技術や施設の必要性などの点で大きな問題がある。 As a related technique already reported, for example, it has been reported that the activity of cSrc kinase, which is a kind of tyrosine kinase, was evaluated using a peptide array (see, for example, Non-Patent Document 1). In addition, with respect to p60 tyrosine kinase and protein kinase A (hereinafter also referred to as PKA), a phosphorylation detection system using a fluorescently labeled antibody using an array in which each substrate peptide is immobilized on a glass slide. (For example, see Non-Patent Documents 2 and 3), or examples of reports on detection systems for kinase reactions on arrays using radioactive substances ([γ 32 P] -ATP) ( For example, see Non-Patent Documents 4, 5 and 6. However, in any of the prior arts, a sufficient technique is not disclosed as a method for efficiently and efficiently profiling the dynamics of various protein kinases. In any of the above methods, it is necessary to use a fluorescent substance or a radioactive substance, and there are major problems in terms of the time required for analysis, the difficulty of handling, the necessity of special techniques and facilities, and the like.

抗体を用いた検出系は広く適用されているものの、特にリン酸化セリン、リン酸化スレオニンを認識する抗体に関しては、その結合特異性や親和性の点で十分な特性を有するものも見出されておらず、精度のよい測定の実現には大きな問題がある。また抗体の場合は、リン酸化アミノ酸の種類に応じて別々なものを作用させる必要があることや、リン酸化アミノ酸の近傍におけるアミノ酸配列への結合依存性が高い場合が多く、ユニバーサルな検出系手段として利用するにはあまり有利ではない。   Although detection systems using antibodies are widely applied, especially antibodies that recognize phosphorylated serine and phosphorylated threonine have been found to have sufficient characteristics in terms of their binding specificity and affinity. Therefore, there is a big problem in realizing accurate measurement. In addition, in the case of antibodies, it is necessary to act differently depending on the type of phosphorylated amino acid, and there are many cases where the dependence on the amino acid sequence in the vicinity of the phosphorylated amino acid is high. It is not so advantageous to use as.

Benjamin T.Housemanら、Nature Biotechnology 第20巻、第270〜274頁(2002年3月発行)Benjamin T. Houseman et al., Nature Biotechnology Volume 20, 270-274 (issued March 2002) Bioorganic & Medical Chemistry Letters 第12巻、第2085〜2088頁(2002年発行)Bioorganic & Medical Chemistry Letters Vol. 12, pp. 2085-2088 (issued in 2002) Bioorganic & Medical Chemistry Letters 第12巻、第2079〜2083頁(2002年発行)Bioorganic & Medical Chemistry Letters Vol. 12, pp. 2079-2083 (issued in 2002) Current Opinion in Biotechnology 第13巻、第315〜320頁(2002年発行)Current Opinion in Biotechnology Vol. 13, 315-320 (issued in 2002) The Journal of Biological Chemistry 第277巻、第27839〜27849頁(2002年発行)The Journal of Biological Chemistry Vol. 277, 27839-27849 (issued in 2002) Science 第289巻、第1760〜1763頁(2000年発行)Science 289, 1760-1763 (2000)

本発明は、安価な物質を用いて迅速でしかも特別な技術を必要としない簡易な手法により基質ペプチドのリン酸化を検出することにより、特に種々のプロテインキナーゼにおける動態を網羅的にプロファイリングできる方法を確立しようとするものである。   The present invention provides a method capable of comprehensively profiling the kinetics of various protein kinases in particular by detecting phosphorylation of a substrate peptide by a simple method that uses a cheap substance and does not require special techniques. Is to establish.

本発明者らは、上記事情に鑑み鋭意検討を重ねた結果、金属を蒸着した基板上にプロテインキナーゼを認識するペプチドが2種以上で、なおかつリン酸化されるアミノ酸の種類の異なるものが固定化されてなるアレイを用いてプロテインキナーゼによるリン酸化を行った後、ビオチン修飾キレート化合物を作用させ、好適には更にストレプトアビジンもしくはアビジンを作用させた際に、特に該アレイ上における物質間の相互作用をSPRイメージング法により検出することが、様々なプロテインキナーゼ動態を迅速に特に網羅的な解析を行う上で極めて有用であることを見出し、本発明に到達した。   As a result of intensive studies in view of the above circumstances, the present inventors have immobilized two or more types of peptides that recognize protein kinases and different types of phosphorylated amino acids on a metal-deposited substrate. After the phosphorylation by protein kinase using the prepared array, the biotin-modified chelate compound is allowed to act, preferably when streptavidin or avidin is further acted on, particularly the interaction between substances on the array Has been found to be extremely useful for rapid and particularly comprehensive analysis of various protein kinase kinetics, and has reached the present invention.

本発明は以下のような構成からなる。
1.基板の金属薄膜上に2種類以上のペプチドが固定化されてなるアレイ上におけるペプチドのリン酸化を検出する方法であって、固定化された各々のペプチドにおけるリン酸化部位として異なる2種以上のアミノ酸残基を含むペプチドが固定化されてなり、かつリン酸化の検出に際してビオチンにより修飾されたポリアミン亜鉛錯体を作用させることを特徴とするプロテインキナーゼ活性の解析方法。
2.リン酸化を受ける部位がセリン、スレオニン、チロシンのいずれか2つ以上の組み合わせのアミノ酸残基を含む2種類以上のペプチドが固定化されたアレイを用いることを特徴とする1のプロテインキナーゼ活性の解析方法。
3.ビオチンにより修飾されたポリアミン亜鉛錯体を作用させた後、更にアビジンもしくはストレプトアビジンを作用させることを特徴とする1または2のプロテインキナーゼ活性の解析方法。
4.アビジンもしくはストレプトアビジンを作用させた後、更にアビジンもしくはストレプトアビジンを認識する抗体を作用させることを特徴とする1〜3のいずれかのプロテインキナーゼ活性の解析方法。
5.少なくとも1種のプロテインキナーゼの基質となる対応する少なくとも1種のペプチドが基板の金属薄膜上に固定化されてなるアレイ上における該ペプチドのリン酸化を検出する方法であって、ビオチンにより修飾されたポリアミン亜鉛錯体をアビジンもしくはストレプトアビジンとの複合体を形成させ、該複合体を作用させることを特徴とするプロテインキナーゼ活性の解析方法。
6.複合体を作用させた後、更にアビジンもしくはストレプトアビジンを認識する抗体を作用させることを特徴とする5のプロテインキナーゼ活性の解析方法。
7.ポリアミン亜鉛錯体として、ポリアミン化合物を配位子として有する二核亜鉛錯体を用いる1〜6のいずれかのプロテインキナーゼ活性の解析方法。
8.ポリアミン亜鉛錯体として、式(I)に記載される化合物を用いる1〜7のいずれかのプロテインキナーゼ活性の解析方法。
9.リン酸化されたペプチドを、表面プラズモン共鳴(SPR)を利用して検出することを特徴とする1〜8のいずれかのプロテインキナーゼ活性の解析方法。
10.リン酸化されたペプチドを、表面プラズモン共鳴イメージング法により検出することを特徴とする9のプロテインキナーゼ活性の解析方法。
The present invention has the following configuration.
1. A method for detecting phosphorylation of a peptide on an array in which two or more kinds of peptides are immobilized on a metal thin film on a substrate, wherein the two or more kinds of amino acids differ as phosphorylation sites in each of the immobilized peptides A method for analyzing protein kinase activity, wherein a peptide containing a residue is immobilized, and a polyamine zinc complex modified with biotin is allowed to act upon detection of phosphorylation.
2. 1. Analysis of protein kinase activity characterized by using an array on which two or more kinds of peptides containing amino acid residues in combination of two or more of serine, threonine, and tyrosine are used as sites to be phosphorylated Method.
3. 3. A method for analyzing protein kinase activity according to 1 or 2, wherein a polyamine zinc complex modified with biotin is allowed to act, and then avidin or streptavidin is further allowed to act.
4). 4. The method for analyzing protein kinase activity according to any one of 1 to 3, wherein an antibody that recognizes avidin or streptavidin is further reacted after avidin or streptavidin is allowed to act.
5. A method for detecting phosphorylation of a peptide on an array in which at least one corresponding peptide serving as a substrate for at least one protein kinase is immobilized on a metal thin film of a substrate, which is modified with biotin A method for analyzing protein kinase activity, comprising forming a complex of a polyamine zinc complex with avidin or streptavidin and allowing the complex to act.
6). 5. The method for analyzing protein kinase activity according to 5, wherein an antibody that recognizes avidin or streptavidin is further allowed to act after the complex is allowed to act.
7). The analysis method of protein kinase activity in any one of 1-6 using the binuclear zinc complex which has a polyamine compound as a ligand as a polyamine zinc complex.
8). The analysis method of the protein kinase activity in any one of 1-7 using the compound described in Formula (I) as a polyamine zinc complex.
9. 8. The method for analyzing protein kinase activity according to any one of 1 to 8, wherein the phosphorylated peptide is detected using surface plasmon resonance (SPR).
10. 9. The method for analyzing protein kinase activity according to 9, wherein the phosphorylated peptide is detected by a surface plasmon resonance imaging method.

本発明の方法により、特殊な技術を要することもなく、また特にSPRを用いた場合には、蛍光性物質、放射性物質等の標識を用いる必要もなく、非常に簡便で迅速に様々なプロテインキナーゼ動態の解析を行うことが可能となった。特にリン酸化されるアミノ酸の種類が異なる基質に関するアッセイを同時測定する上で有用な手法である。本発明は、キレート化合物を用いることにより、安価で取り扱いも容易であるうえに、リン酸化アミノ酸の種類やその近傍のアミノ酸配列による影響も受けない点でも従来の方法と比べて大きな優位性がある。本発明を利用することにより、特に多種類のプロテインキナーゼシグナルを網羅的に解析することができ、機能が未知な遺伝子の導入、あるいは薬物投与に伴う細胞内のプロテインキナーゼ動態を効果的にプロファイリングすることができる。これにより新規な遺伝子からの機能解析、新薬探索へのアプローチといったゲノム創薬への展開が期待される。   According to the method of the present invention, no special technique is required, and in particular, when SPR is used, there is no need to use labels for fluorescent substances, radioactive substances, etc. It became possible to analyze the dynamics. In particular, this is a useful technique for simultaneously measuring assays relating to substrates having different types of phosphorylated amino acids. The present invention has a great advantage over the conventional method in that it uses a chelate compound, is inexpensive and easy to handle, and is not affected by the type of phosphorylated amino acid or the amino acid sequence in the vicinity thereof. . By using the present invention, it is possible to comprehensively analyze various types of protein kinase signals, and to effectively profile protein kinase dynamics in cells accompanying gene introduction or drug administration with unknown functions. be able to. This is expected to expand into genomic drug discovery, such as functional analysis from new genes and approaches to drug discovery.

本発明における基板上のリン酸化ペプチドの検出方法としては、従来からよく知られているような放射性物質、蛍光性物質、化学発光性物質などの標識化合物を利用して行うことが可能である。しかしながら、表面プラズモン共鳴法(SPR)、楕円偏光法(以下、エリプソメトリと示す。)、和周波発生(以下、SFGと示す。)分光測定などの光学的検出方法を適用するのがより好ましい。なかでもSPRは位相差を求める必要がなく、反射光強度を求めるだけで、表面のnmオーダーの膜厚変化を求めることができるため特に好ましい。SPRイメージング法は広い範囲の観察が可能であり、アレイフォーマットでの物質相互作用観察が可能である点でより好ましい。   As a method for detecting a phosphorylated peptide on a substrate in the present invention, it is possible to use a labeling compound such as a radioactive substance, a fluorescent substance, a chemiluminescent substance and the like that are well known in the art. However, it is more preferable to apply an optical detection method such as surface plasmon resonance (SPR), elliptical polarization (hereinafter referred to as ellipsometry), sum frequency generation (hereinafter referred to as SFG) spectrometry or the like. Among these, SPR is particularly preferable because it is not necessary to obtain a phase difference, and a change in film thickness on the order of nm can be obtained only by obtaining a reflected light intensity. The SPR imaging method is more preferable in that a wide range of observation is possible and substance interaction observation in an array format is possible.

ペプチドのリン酸化は、プロテインキナーゼを有し得る供試試料とヌクレオシド三リン酸、例えばATPを本発明のアレイ上に適用して行うことができる。最適なリン酸化反応条件はプロテインキナーゼの種類に応じて変動するが、例えば、バッファー中にプロテインキナーゼを有し得る供試試料とヌクレオシド三リン酸を加え、10〜40℃程度の温度で、好ましくは30〜40℃の温度で、10分〜6時間程度、好ましくは30〜1時間程度反応させることで、ペプチドをリン酸化することができる。必要に応じて、リン酸化の反応溶液には、cAMP、cGMP、Mg2+,Ca2+リン脂質などのリン酸化を補助する物質を共存させるのがよい。 Phosphorylation of peptides can be performed by applying a test sample that may have protein kinases and a nucleoside triphosphate such as ATP onto the array of the present invention. Optimum phosphorylation reaction conditions vary depending on the type of protein kinase. For example, a test sample that can have protein kinase in a buffer and a nucleoside triphosphate are added, preferably at a temperature of about 10 to 40 ° C. Can be phosphorylated by reacting at a temperature of 30 to 40 ° C. for about 10 minutes to 6 hours, preferably about 30 to 1 hour. If necessary, the phosphorylation reaction solution may contain a substance that assists phosphorylation, such as cAMP, cGMP, Mg 2+ , and Ca 2+ phospholipid.

動態のプロファイリングの対象となるプロテインキナーゼとしては、蛋白質のチロシン、セリン、スレオニン、ヒスチジンなどのアミノ酸の側鎖をリン酸化する酵素が挙げられ、例えばcGMP依存性プロテインキナーゼファミリー、 cAMP依存性プロテインキナーゼ(PKA)ファミリー、ミオシン軽鎖キナーゼファミリー、プロテインキナーゼC(PKC)ファミリー、プロテインキナーゼD(PKD)ファミリー、プロテインキナーゼB(PKB)ファミリー、MAPキナーゼ(MAPK)カスケードに属するプロテインキナーゼファミリー、Srcチロシンキナーゼファミリー、及び受容体型チロシンキナーゼファミリーなどが例示できる。   Examples of protein kinases targeted for kinetic profiling include enzymes that phosphorylate side chains of amino acids such as tyrosine, serine, threonine, and histidine of proteins. For example, cGMP-dependent protein kinase family, cAMP-dependent protein kinase ( PKA) family, myosin light chain kinase family, protein kinase C (PKC) family, protein kinase D (PKD) family, protein kinase B (PKB) family, protein kinase family belonging to MAP kinase (MAPK) cascade, Src tyrosine kinase family And the receptor tyrosine kinase family.

本発明において、ペプチドはプロテインキナーゼの動態を網羅的にプロファイリングすることが目的であるので、1種類のペプチドは1種類のプロテインキナーゼによってのみリン酸化され、他のプロテインキナーゼによってはリン酸化されないのが好ましい。プロテインキナーゼの基質となるペプチド配列は公知であるか、公知の配列に基づき適宜選択することが可能である。本発明のアレイがその動態の把握を必要とする複数のプロテインキナーゼの種類に対応した種類のペプチドを固定化していれば、1枚のアレイで全てのプロテインキナーゼのプロファイリングをすることができ好ましい。もちろん1つのアレイに1種のみのプロテインキナーゼに対応するペプチドを固定化し、必要な数のアレイを使用してプロテインキナーゼのプロファイリングを行ってもよい。   In the present invention, a peptide is intended to comprehensively profile the dynamics of protein kinases, so that one type of peptide is phosphorylated only by one type of protein kinase and not by other protein kinases. preferable. Peptide sequences that serve as substrates for protein kinases are known or can be appropriately selected based on known sequences. If the array of the present invention immobilizes peptides of a type corresponding to a plurality of types of protein kinases whose kinetics need to be grasped, profiling of all protein kinases can be performed with one array, which is preferable. Of course, peptides corresponding to only one type of protein kinase may be immobilized on one array, and protein kinase profiling may be performed using the required number of arrays.

エリプソメトリは試料に光を照射し、薄膜の表面で反射した光と、薄膜の裏面で反射してきた光の干渉によって生じる偏向状態の変化から、膜厚、屈折率を測定できる。すなわち、p偏光とs偏光の光に対する反射率の絶対値の比及び位相変化の比を評価する手段である。なかでも波長を変えながらエリプソメトリを測定する分光エリプソメトリは非常に敏感に表面の膜厚変化が検出できるため好ましい。   Ellipsometry can measure the film thickness and refractive index from the change in the deflection state caused by the interference between the light reflected on the surface of the thin film and the light reflected on the back surface of the thin film. That is, it is a means for evaluating the ratio of the absolute value of the reflectance and the ratio of the phase change with respect to p-polarized light and s-polarized light. Among them, the spectroscopic ellipsometry for measuring the ellipsometry while changing the wavelength is preferable because the change in the film thickness of the surface can be detected very sensitively.

SFGは2次の非線形光学効果の一種であり、周波数の異なる2種類の入射光(周波数ω1 と周波数ω2)が媒質中で混合され、ω1+ω2、あるいはω1−ω2の光が発生する現象である。特にω1として可視光を用い、ω2として波長可変の赤外光を用いると赤外分光に類似した振動分光を行うことができる。この手法は表面選択性が良いため単分子膜レベルの分子の振動分光が可能であり、非常に敏感な表面解析方法として有用である。   SFG is a kind of second-order nonlinear optical effect, and is a phenomenon in which two types of incident light (frequency ω1 and frequency ω2) having different frequencies are mixed in a medium to generate light of ω1 + ω2 or ω1−ω2. In particular, when visible light is used as ω1 and wavelength-variable infrared light is used as ω2, vibrational spectroscopy similar to infrared spectroscopy can be performed. Since this method has good surface selectivity, vibration spectroscopy of molecules at the monomolecular film level is possible, and it is useful as a very sensitive surface analysis method.

上述したように、特に好ましい1つの実施形態において、本発明はSPRを用いて種々のプロテインキナーゼ活性を網羅的に解析することが特に好ましい。SPRは金属に照射する偏光光束によってエバネッセント波が生じて表面ににじみだし、表面波である表面プラズモンを励起し、光のエネルギーを消費して反射光強度を低下させる。反射光強度が著しく低下する共鳴角は金属の表面に形成される層の厚みによって変化する。よって、金属の表面に調べられるべき物質あるいは物質の集合体を固定化し、サンプル中の物質あるいは物質の集合体との相互作用を共鳴角の変化、あるいはある角度での反射光強度の変化で検出可能である。したがって、SPRは蛍光物質、放射性物質などによるラベルが不要であり、しかもリアルタイム評価が可能な定量法として有用である。   As described above, in one particularly preferred embodiment, it is particularly preferred that the present invention comprehensively analyzes various protein kinase activities using SPR. In SPR, an evanescent wave is generated by a polarized light beam applied to a metal and oozes on the surface, excites surface plasmons which are surface waves, consumes light energy, and reduces reflected light intensity. The resonance angle at which the reflected light intensity is significantly reduced varies depending on the thickness of the layer formed on the metal surface. Therefore, the substance or group of substances to be examined is fixed on the surface of the metal, and the interaction with the substance or group of substances in the sample is detected by changing the resonance angle or the reflected light intensity at a certain angle. Is possible. Therefore, the SPR is useful as a quantitative method that does not require labeling with a fluorescent substance, a radioactive substance, etc., and that enables real-time evaluation.

このSPRを応用したSPRイメージング法は、広範囲に偏光光束を照射し、その反射像を解析することで、物質間の相互作用の様子を画像処理技術等を駆使することによりモニター化する方法であり、複数の物質を固定化したチップをスクリーニングすることや、表面に吸着する物体のモルホロジーを高感度に観察することが可能である。   The SPR imaging method using this SPR is a method of monitoring the state of interaction between substances by irradiating a polarized light beam over a wide range and analyzing the reflected image by making full use of image processing technology or the like. It is possible to screen a chip on which a plurality of substances are immobilized, and to observe the morphology of an object adsorbed on the surface with high sensitivity.

SPRイメージング法においては、反射像を解析するためにチップに広範囲で偏光光束を照射し、かつ光束の照度を十分に確保するための手段が必要である。図1においてその一例を示した。偏光光束の照度は明るいほどセンサーの感度が上昇してより好ましい。   In the SPR imaging method, in order to analyze the reflected image, a means for irradiating the chip with a polarized light beam in a wide range and sufficiently securing the illuminance of the light beam is required. An example is shown in FIG. The brighter the illuminance of the polarized light flux, the more preferable is the sensitivity of the sensor.

光源の種類は特に限定されるものではないが、SPR共鳴角の変化が特に敏感になる近赤外光を含む光を用いるのが好ましい。具体的には、メタルハライドランプ、水銀ランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプ、蛍光灯、白熱灯などの広範囲に光を照射することのできる白色光源を用いることができるが、なかでも得られる光の強度が十分に高く、光の電源装置が簡易で安価なハロゲンランプが特に好ましい。   The type of the light source is not particularly limited, but it is preferable to use light including near infrared light that makes the change in the SPR resonance angle particularly sensitive. Specifically, a white light source capable of irradiating light over a wide range such as a metal halide lamp, a mercury lamp, a xenon lamp, a halogen lamp, a fluorescent lamp, and an incandescent lamp can be used. A halogen lamp that is sufficiently high, has a simple light power supply and is inexpensive is particularly preferable.

通常の白色光源はフィラメント部に光の明暗ムラが生じる欠点がある。光源の光をそのまま照射すると、反射して得られる像に明暗ムラが生じ、スクリーニングやモルホロジー変化を評価するのが困難となる。したがって、チップに均一に光を照射する手段として、光をピンホールに通してから平行光にする方法が好ましい。ピンホールを通す手段は、明るさの均一な光束を得る手段としては好ましいが、そのままピンホールに光を通すと照度が低下する欠点がある。そこで、十分な照度を確保する手段として、ピンホールと光源の間に凸レンズを設置し、集光してピンホールを通す方法を用いることが好ましい。   A normal white light source has a defect that light and dark unevenness occurs in the filament portion. If the light from the light source is irradiated as it is, bright and dark unevenness occurs in the image obtained by reflection, and it becomes difficult to evaluate screening and morphological changes. Therefore, as a means for uniformly irradiating the chip with light, a method of making the light into parallel light after passing through the pinhole is preferable. The means for passing the pinhole is preferable as a means for obtaining a light beam with uniform brightness, but there is a disadvantage that the illuminance is lowered when the light is passed through the pinhole as it is. Therefore, as a means for ensuring sufficient illuminance, it is preferable to use a method in which a convex lens is installed between the pinhole and the light source, and the light is collected and passed through the pinhole.

白色光源は放射光であるため、集光する前に凸レンズを用いて平行光にする必要がある。凸レンズの焦点距離近傍に光源を設置することで、平行光を得ることができる。もう一枚凸レンズを設置し、そのレンズの焦点距離近傍にピンホールを設置することで集光した光をピンホールに通すことが可能である。ピンホール内で交差し、通過した光はカメラ用のCCTVレンズで平行光とするが、その際に得られる平行光束の断面面積は10〜1000mm2に調節するのが好ましい。この方法によって広範囲にわたるスクリーニングやモルホロジー観察が可能となる。 Since the white light source is radiated light, it needs to be converted into parallel light using a convex lens before condensing. Parallel light can be obtained by installing a light source near the focal length of the convex lens. By installing another convex lens and installing a pinhole in the vicinity of the focal length of the lens, it is possible to pass the condensed light through the pinhole. The light that intersects and passes through the pinhole is converted into parallel light by the CCTV lens for the camera. The cross-sectional area of the parallel light beam obtained at this time is preferably adjusted to 10 to 1000 mm 2 . This method enables a wide range of screening and morphological observation.

相互作用をモニターする際に、上記偏光光束は物質あるいは物質の集合体が固定化されている金属薄膜の反対面に照射される。上記偏光光束は物質もしくは物質の集合体が固定化されている金属薄膜の反対面に照射され、その反射光束が得られる。金属薄膜からの反射光束は近赤外波長の光干渉フィルターを通し、ある波長付近の光のみを透過させてからCCDカメラで撮影される。   When the interaction is monitored, the polarized light beam is applied to the opposite surface of the metal thin film on which the substance or the substance aggregate is fixed. The polarized light beam is applied to the opposite surface of the metal thin film on which the substance or substance aggregate is fixed, and the reflected light beam is obtained. The reflected light beam from the metal thin film passes through a near-infrared wavelength optical interference filter and transmits only light in the vicinity of a certain wavelength before being photographed by a CCD camera.

光干渉フィルターの中心波長は、SPRの感度が高い600〜1000nmが好ましい。光干渉フィルターの透過率が極大時の半分になる波長の波長幅を半値巾と呼ぶが、半値巾は小さい方が波長の分布がシャープとなり好ましく、具体的には半値巾100nm以下が好ましい。光干渉フィルターを通してCCDカメラで撮影された像はコンピュータに取り込まれ、ある部分の明るさの変化をリアルタイムで評価することや、画像処理により全体像の評価が可能である。こうして複数の物質を固定化したチップをスクリーニングすることや、表面に吸着する物体のモルホロジーを高感度に観察することができる。   The center wavelength of the optical interference filter is preferably 600 to 1000 nm with high SPR sensitivity. The wavelength width of the wavelength at which the transmittance of the optical interference filter is half that at the maximum is called the half-value width. An image photographed by the CCD camera through the optical interference filter is taken into a computer, and a change in the brightness of a certain part can be evaluated in real time, and the whole image can be evaluated by image processing. Thus, it is possible to screen a chip on which a plurality of substances are immobilized, and to observe the morphology of an object adsorbed on the surface with high sensitivity.

本発明において用いるSPR用のチップは好ましくは透明な基板上に金属薄膜が形成された金属基板からなり、上記金属薄膜上に直接的もしくは間接的に、化学的もしくは物理的に、物質もしくは物質の集合体が固定化されているスライドが用いられる。基板の素材は特に限定されるものではないが、透明なものを用いるのが好ましい。具体的にはガラス、あるいはポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート、アクリルなどのプラスチック類が挙げられる。中でもガラスが特に好ましい。   The chip for SPR used in the present invention preferably comprises a metal substrate in which a metal thin film is formed on a transparent substrate, and directly or indirectly, chemically or physically on the metal thin film, a substance or a substance. A slide on which the assembly is fixed is used. The material of the substrate is not particularly limited, but it is preferable to use a transparent material. Specific examples include glass or plastics such as polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate, and acrylic. Of these, glass is particularly preferable.

基板の厚さは0.1〜20mm程度が好ましく1〜2mm程度がより好ましい。金属薄膜からの反射像を評価する目的を達成するために、SPR共鳴角はできるだけ小さい方が撮影される画像がひしゃげる恐れがなく解析がしやすい。したがって、透明基板あるいは透明基板とそれに接触するプリズムの屈折率nDは1.5以上であることが好ましい。 The thickness of the substrate is preferably about 0.1 to 20 mm, and more preferably about 1 to 2 mm. In order to achieve the object of evaluating the reflection image from the metal thin film, the SPR resonance angle is as small as possible, and there is no fear that the image to be photographed will be fuzzy, and the analysis is easy. Therefore, the refractive index n D of the transparent substrate or the transparent substrate and the prism in contact with the transparent substrate is preferably 1.5 or more.

金属薄膜を構成する金属としては、金、銀、銅、アルミニウム、白金等が挙げられ、これらを単独であるいは組み合わせて用いてもよいが、なかでも金を用いるのが特に好ましい。金属薄膜の形成方法は特に限定されるものではないが、公知の手法として例えば蒸着法、スパッタ法、イオンコーティング法などが挙げられる。なかでも蒸着による方法が好ましい。また、金属薄膜の厚みは10〜3000Å程度が好ましく、100〜600Å程度がより好ましい。   Examples of the metal constituting the metal thin film include gold, silver, copper, aluminum, platinum, and the like. These may be used alone or in combination, but it is particularly preferable to use gold. The method for forming the metal thin film is not particularly limited, and examples of the known method include a vapor deposition method, a sputtering method, and an ion coating method. Of these, the method by vapor deposition is preferred. The thickness of the metal thin film is preferably about 10 to 3000 mm, more preferably about 100 to 600 mm.

本発明の1つの特に好ましい具体例は、金属を蒸着した基板上にプロテインキナーゼの基質となるペプチドが少なくとも2種以上が固定化されてなり、なおかつ書くペプチドにおいてリン酸化されるアミノ酸の種類の異なるものが2種以上存在したアレイを用い、且つ該アレイに細胞破砕液等のキナーゼを含有する溶液を作用させ、さらにキレート化合物を作用させてそれらの相互作用の様子を特にSPRないしはSPRイメージング法により検出することを特徴とする。本発明においてプロテインキナーゼの基質となるペプチドとは、該プロテインキナーゼによりリン酸化反応を受ける性質を有するペプチドをいうものである。   One particularly preferred embodiment of the present invention is that at least two or more peptides serving as protein kinase substrates are immobilized on a metal-deposited substrate, and the types of amino acids phosphorylated in the written peptide are different. Using an array in which two or more types exist, and a solution containing a kinase such as a cell disruption solution is allowed to act on the array, and further a chelate compound is allowed to act to determine the state of their interaction, particularly by SPR or SPR imaging. It is characterized by detecting. In the present invention, the peptide serving as a substrate for protein kinase refers to a peptide having a property of undergoing phosphorylation by the protein kinase.

ペプチドの長さは特に限定されないが、一般的には100アミノ酸残基以下のものが用いられる。好ましくは5〜60アミノ酸残基、より好ましくは10〜25アミノ酸残基程度からなるものが用いられる。ペプチドは公知の手法に基づく化学的な合成により得られたペプチドであってもよいし、あるいは遺伝子工学的な手法により生産されたペプチドを用いてもよい。また基板への脱着を容易にするために、上記ペプチドの片末端において、ビオチンや、チオール基を有するシステイン残基を付加させたものや、あるいはオリゴヒスチジン(His−tag)、グルタチオン−S−トランスフェラーゼ(GST)のような一般的によく用いられるタグを付加させたものを用いるのも有用である。   The length of the peptide is not particularly limited, but generally a peptide having 100 amino acid residues or less is used. Preferably, those consisting of 5 to 60 amino acid residues, more preferably about 10 to 25 amino acid residues are used. The peptide may be a peptide obtained by chemical synthesis based on a known technique, or may be a peptide produced by a genetic engineering technique. In order to facilitate the desorption to the substrate, biotin, a cysteine residue having a thiol group added to one end of the peptide, oligohistidine (His-tag), glutathione-S-transferase It is also useful to use a tag to which a commonly used tag such as (GST) is added.

上記ペプチドの金属薄膜への固定化の方法は、特に限定されるものではないが、金属薄膜表面に固定化しやすいような官能基を予め導入しておいて基質ペプチドを固定化処理するのがより好ましい。該官能基としては、アミノ基、メルカプト基、カルボキシル基、アルデヒド基などが挙げられる。これらの官能基を金属薄膜表面に導入するには、一般的に用いられているアルカンチオールの誘導体を用いるのが好ましい。   The method for immobilizing the peptide on the metal thin film is not particularly limited, but it is more preferable to immobilize the substrate peptide by introducing a functional group that can be easily immobilized on the surface of the metal thin film in advance. preferable. Examples of the functional group include an amino group, a mercapto group, a carboxyl group, and an aldehyde group. In order to introduce these functional groups onto the surface of the metal thin film, it is preferable to use a generally used derivative of alkanethiol.

その際に、J.M.BrockmanらによりJ.Am.Chem.Soc.第121巻、第8044〜8051頁(1999年)において報告されているような方法に基づいて、アルカンチオール層を介して固定化し、PEG(ポリエチレングリコール)によりバックグラウンドを修飾する方法を用いてもよい。また、非特異的な影響をより抑えるために、PEGの末端に上述のような官能基が導入された誘導体をアルカンチオールに結合させた後に、ペプチドを固定化することも、スペーサー効果を奏する点で有用である。   At that time, J.H. M.M. See by Brockman et al. Am. Chem. Soc. Based on the method reported in Volume 121, pages 8044-8051 (1999), a method of immobilizing through an alkanethiol layer and modifying the background with PEG (polyethylene glycol) may be used. Good. In addition, in order to further suppress non-specific effects, it is also possible to immobilize a peptide after binding a derivative in which a functional group as described above is introduced to the end of PEG to alkanethiol, which also exerts a spacer effect. It is useful in.

具体的には、例えば金属薄膜にカルボキシメチルデキストランあるいはカルボキシル基で末端が修飾されたPEGのような水溶性高分子を結合させて表面にカルボキシル基を導入して、EDC(1−エチル−3,4−ジメチルアミノプロピルカルボジイミド)のような水溶性カルボジイミドを用いてNHS(N−ヒドロキシスクシンイミド)のエステルとして、活性化されたカルボキシル基にペプチドもしくは蛋白質のアミノ基を反応させる方法が挙げられる。あるいは表面をマレイミドにより修飾した後、システインのようなチオール基を含むアミノ酸残基を介して固定化してもよい。この場合のシステイン残基はペプチドの一方の末端に付加されてなるのが好ましい。非特異的な影響を低減させるためには、後者のチオール基を介した固定化方法がより好ましいが、特に限定されるものではない。   Specifically, for example, carboxymethyl dextran or a water-soluble polymer such as PEG having a terminal modified with a carboxyl group is bonded to a metal thin film to introduce a carboxyl group on the surface, and EDC (1-ethyl-3, Examples of NHS (N-hydroxysuccinimide) esters using water-soluble carbodiimides such as 4-dimethylaminopropylcarbodiimide) include reacting amino groups of peptides or proteins with activated carboxyl groups. Alternatively, the surface may be modified with maleimide and then immobilized via an amino acid residue containing a thiol group such as cysteine. In this case, the cysteine residue is preferably added to one end of the peptide. In order to reduce the non-specific influence, the latter immobilization method via a thiol group is more preferable, but it is not particularly limited.

上述したHis−tagやGSTのようなタグを付加したペプチドを固定化する方法も非常に簡便で有用である。この場合には、上述のように金属表面にアルカンチオールを介してアミノ基やカルボキシル基を導入した後に、それぞれNTA(ニトリロ三酢酸)、グルタチオンを金属薄膜上に導入させておくのがよい。His−tagの場合は、NTAを導入したアレイを塩化ニッケルにより処理した後で基質を固定化する。   A method of immobilizing a peptide to which a tag such as His-tag or GST described above is added is also very simple and useful. In this case, it is preferable to introduce NTA (nitrilotriacetic acid) and glutathione on the metal thin film after introducing an amino group or a carboxyl group to the metal surface via alkanethiol as described above. In the case of His-tag, the substrate is immobilized after the NTA-introduced array is treated with nickel chloride.

本発明においては、アレイ上における基質のリン酸化を特異的に感度よくモニターするためにキレート化合物を用いる。キレート化合物とは一般に多座配位子ないしキレート試薬が金属イオンに配位して生じた錯体をいうものを指すが、特にリン酸に選択的かつ可逆的に結合する性質を有する化合物が好ましく、ポリアミン亜鉛錯体を用いることがより好ましい。ポリアミン化合物を配位子として有する二核亜鉛錯体を用いることが更に好ましい。更に、二核亜鉛(II)錯体を基本構造にもつヘキサアミン二核亜鉛(II)錯体を用いることがより好ましい。   In the present invention, a chelate compound is used in order to specifically monitor the phosphorylation of the substrate on the array with high sensitivity. The chelate compound generally refers to a complex formed by coordination of a polydentate ligand or a chelating reagent to a metal ion, and particularly a compound having a property of selectively and reversibly binding to phosphoric acid, More preferably, a polyamine zinc complex is used. More preferably, a dinuclear zinc complex having a polyamine compound as a ligand is used. Furthermore, it is more preferable to use a hexaamine dinuclear zinc (II) complex having a dinuclear zinc (II) complex in the basic structure.

このような化合物の典型としては、式(I)に示されるような1,3−ビス[ビス(2−ピリジルメチル)アミノ]−2−ハイドロキシプロパノラート(IUPAC名:1,3−bis[bis(2−pyridylmethyl)amino]−2−propanolatodizinc(II) complex)を基本骨格とするポリアミン化合物を配位子として有する二核亜鉛錯体(ただし、プロパノール骨格の水酸基はアルコラートとして二つの亜鉛2価イオンの架橋配位子になっている)が挙げられるが、本発明は特にこの化合物に限定されるものではない。 A typical example of such a compound is 1,3-bis [bis (2-pyridylmethyl) amino] -2-hydroxypropanolate (IUPAC name: 1,3-bis [ bis (2-pyrylmethyl) amino] -2-propanolatodiincinc (II) complex) as a ligand is a dinuclear zinc complex (provided that the hydroxyl group of the propanol skeleton is an alcoholate with two zinc divalent ions) However, the present invention is not particularly limited to this compound.

本発明で用いられる錯体は、一般的な化学合成技術を利用して合成することが可能であるが、市販の化合物を原料としても合成することができる。例えば、上記式(I)で示される化合物(Zn2L)は、市販の1,3−ビス[ビス(2−ピリジルメチル)アミノ]−2−ハイドロキシプロパンと酢酸亜鉛を原料として次の方法により合成することができる。1,3−ビス[ビス(2−ピリジルメチル)アミノ]−2−ハイドロキシプロパン4.4mmolのエタノール溶液(100ml)に10M水酸化ナトリウム水溶液(0.44ml)を加え、次いで酢酸亜鉛二水和物(9.7mmol)を加える。溶媒を減圧留去することにより褐色のオイルを得ることができる。この残渣に水10mlを加えて溶解後、1M過塩素酸ナトリウム水溶液(3当量)を70℃に加温しながら滴下して加え、析出する無色の結晶を濾取し、加熱乾燥することにより式(I)の構造式で表される酢酸イオン付加体の二過塩素酸塩(Zn2L−CH3COO-・2ClO4 -・H2O)を高収率で得ることができる。この結晶は一分子の結晶水を含んでいる。 The complex used in the present invention can be synthesized using a general chemical synthesis technique, but can also be synthesized using a commercially available compound as a raw material. For example, the compound (Zn 2 L) represented by the above formula (I) is obtained by the following method using commercially available 1,3-bis [bis (2-pyridylmethyl) amino] -2-hydroxypropane and zinc acetate as raw materials. Can be synthesized. To a ethanol solution (100 ml) of 4.4 mmol of 1,3-bis [bis (2-pyridylmethyl) amino] -2-hydroxypropane was added 10M aqueous sodium hydroxide solution (0.44 ml), and then zinc acetate dihydrate. (9.7 mmol) is added. A brown oil can be obtained by distilling off the solvent under reduced pressure. To this residue was added 10 ml of water and dissolved, then 1M aqueous sodium perchlorate solution (3 equivalents) was added dropwise while heating to 70 ° C., and the precipitated colorless crystals were collected by filtration and dried by heating. (I) two perchlorate acetate ion adduct (Zn 2 L-CH 3 COO - · 2ClO 4 - · H 2 O) represented by the structural formula can be obtained in high yield. This crystal contains one molecule of crystal water.

本発明においては、上述のようなポリアミン亜鉛錯体をビオチンにより修飾されたものを用いることを特徴とする。直鎖状のリンカー構造を介してビオチン修飾されていることが好ましい。具体的には、式(II)に示されるような構造のものが例示されるが、特に限定されるものではない。   In the present invention, the polyamine zinc complex as described above is modified with biotin. It is preferably modified with biotin via a linear linker structure. Specifically, the structure shown in the formula (II) is exemplified, but not particularly limited.

なお、本発明において作用されるビオチン修飾ポリアミン亜鉛錯体の溶液濃度は特に限定されないが、通常は1μM〜10M、好ましくは10μM〜1M、より好ましくは10μM〜10mMの範囲である。またアレイへの作用様式に関しても特に限定されないが、ビオチン修飾ポリアミン亜鉛錯体溶液をアレイ表面全体に広がるのに必要な液量をドロップしてもよいし、溶液中にアレイを浸漬させてもよい。あるいはポンプを用いて溶液を送液しながら、アレイ表面上に溶液を接触させることにより作用させてもよい。作用温度は室温でもよいし、20〜40℃程度でインキュベートさせてもよい。作用時間は10分から2時間程度が好ましく、30分から1時間程度がより好ましい。   The solution concentration of the biotin-modified polyamine zinc complex acting in the present invention is not particularly limited, but is usually in the range of 1 μM to 10 M, preferably 10 μM to 1 M, more preferably 10 μM to 10 mM. The mode of action on the array is not particularly limited, but the amount of liquid necessary for spreading the biotin-modified polyamine zinc complex solution over the entire array surface may be dropped, or the array may be immersed in the solution. Or you may make it act by making a solution contact on an array surface, sending a solution using a pump. The working temperature may be room temperature or may be incubated at about 20 to 40 ° C. The action time is preferably about 10 minutes to 2 hours, more preferably about 30 minutes to 1 hour.

本発明においては、ビオチン修飾ポリアミン亜鉛錯体を作用させるだけでもリン酸化を検出することは可能な場合もあるが、特にビオチンが修飾されたものを用いることにより、その後更にアビジンもしくはストレプトアビジンを作用させることにより、その検出感度がより高まるという効果を期待することができる。ストレプトアビジンを作用させる方がより好ましい。作用させるアビジンもしくはストレプトアビジンの濃度は特に限定されないが、通常は1μM〜10M、好ましくは10μM〜1M、より好ましくは10μM〜10mMの範囲である。またアレイへの作用様式に関しても特に限定されるものではなく、ビオチン修飾ポリアミン亜鉛錯体の場合と同様である。   In the present invention, it may be possible to detect phosphorylation only by allowing a biotin-modified polyamine zinc complex to act, but in particular, by using a biotin-modified one, avidin or streptavidin is allowed to act further. As a result, it is possible to expect an effect that the detection sensitivity is further increased. It is more preferable to make streptavidin act. The concentration of avidin or streptavidin to be actuated is not particularly limited, but is usually in the range of 1 μM to 10 M, preferably 10 μM to 1 M, more preferably 10 μM to 10 mM. The mode of action on the array is not particularly limited, and is the same as in the case of the biotin-modified polyamine zinc complex.

更に好ましい態様として、アビジンもしくはストレプトアビジンを作用させた後に、更にアビジンもしくはストレプトアビジンを認識する抗体を作用させることにより、検出感度を更に高めることが可能になる。抗体を作用させる際の濃度は特に限定されないが、好ましくは0.01〜10μg/ml、より好ましくは0.1からμg/ml程度である。抗体としてはモノクロナール抗体、ポリクロナール抗体いずれも適用できるが、特異性の点でモノクロナール抗体の方が好ましい。アレイへの作用様式に関しても特に限定されるものではなく、ビオチン修飾ポリアミン亜鉛錯体、アビジンもしくはストレプトアビジンの場合と同様である。   In a further preferred embodiment, after avidin or streptavidin is allowed to act, an antibody that recognizes avidin or streptavidin is allowed to act further, so that the detection sensitivity can be further enhanced. The concentration at which the antibody is allowed to act is not particularly limited, but is preferably about 0.01 to 10 μg / ml, more preferably about 0.1 to μg / ml. As the antibody, either a monoclonal antibody or a polyclonal antibody can be applied, but the monoclonal antibody is preferred in terms of specificity. The mode of action on the array is also not particularly limited, and is the same as in the case of biotin-modified polyamine zinc complex, avidin or streptavidin.

また、ビオチン修飾ポリアミン亜鉛錯体、アビジンもしくはストレプトアビジンを順次作用させてもよいが、予めビオチン修飾ポリアミン亜鉛錯体とアビジンもしくはストレプトアビジンの複合体を形成させたものを直接作用させてもよい。この場合も上述のように、さらにアビジンもしくはストレプトアビジンを認識する抗体を作用させてもよい。複合体の形成に際しては、ビオチン修飾ポリアミン亜鉛錯体とアビジンもしくはストレプトアビジンとのモル比にして1:1乃至4:1にして反応させるのがよい。反応物は精製して未反応物を除去する方が好ましいが、反応物をそのまま適用することも可能である。   Further, a biotin-modified polyamine zinc complex, avidin or streptavidin may be allowed to act sequentially, but a biotin-modified polyamine zinc complex and a complex of avidin or streptavidin previously formed may be allowed to act directly. In this case, as described above, an antibody that recognizes avidin or streptavidin may be allowed to further act. In forming the complex, it is preferable that the biotin-modified polyamine zinc complex and avidin or streptavidin are reacted in a molar ratio of 1: 1 to 4: 1. The reaction product is preferably purified to remove unreacted product, but the reaction product can be applied as it is.

こうしたキレート性化合物の適用は、上述したような方法により非常に安価に合成することができる点で有利である。また常温により保存ができる点でも安定で使いやすく、流通面においても有利である。また特にリン酸化されるアミノ酸残基の種類に関係なく作用をすることや、リン酸化されたアミノ酸の近傍におけるアミノ酸配列に対して反応が依存しない点において、特に抗体を用いて検出する方法と比較して大きな優位性を有している。   The application of such a chelating compound is advantageous in that it can be synthesized at a very low cost by the method described above. In addition, it is stable and easy to use in that it can be stored at room temperature, which is advantageous in terms of distribution. Compared to the detection method using antibodies in particular, it works regardless of the type of amino acid residue to be phosphorylated, and the reaction does not depend on the amino acid sequence in the vicinity of the phosphorylated amino acid. And has a great advantage.

また、上記プロテインキナーゼとしては、種々のチロシンキナーゼあるいはセリン/スレオニンキナーゼが挙げられる。これらプロテインキナーゼの種類については特に限定されるものではなく、基本的にはあらゆる種類のプロテインキナーゼに対して適用することが可能である。   Examples of the protein kinase include various tyrosine kinases and serine / threonine kinases. The types of these protein kinases are not particularly limited, and can basically be applied to all types of protein kinases.

以下、実施例を挙げることにより、本発明をより具体的に説明するが、本発明は実施例に特に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not specifically limited to an Example.

[実施例1]
(ペプチド固定化)
末端官能基がチオール基である4armPEG(日本油脂製SUNBRIGHT PTE−100SH)を1mMの濃度で7mlのエタノール:水=6:1の混合溶液に溶解させた。4armPEGの分子量は10000であり、中心からほぼ同等の長さのPEG鎖が4つ存在する分子であり親水性が非常に高い。また、PEGの4つの末端はすべてチオール基であり、特に金に対する金属結合性を示す。18mm四方、2mm厚のSF15ガラススライドにクロムを3nm蒸着し、金を45nm蒸着した金蒸着スライドを、上記4armPEGチオール溶液に3時間浸漬させ、金基板全体に4armPEGチオールを結合させた。
[Example 1]
(Peptide immobilization)
4 armPEG (SUNBRIGHT PTE-100SH manufactured by NOF Corporation) whose terminal functional group is a thiol group was dissolved in a mixed solution of 7 ml of ethanol: water = 6: 1 at a concentration of 1 mM. The molecular weight of 4armPEG is 10,000, which is a molecule in which four PEG chains having almost the same length from the center are present, and is very hydrophilic. In addition, all four ends of PEG are thiol groups, and particularly exhibit metal binding properties to gold. A gold-deposited slide in which 3 nm of chromium was vapor-deposited on an SF15 glass slide of 18 mm square and 2 mm thickness and gold was vapor-deposited at 45 nm was immersed in the 4 armPEG thiol solution for 3 hours to bond 4 armPEG thiol to the entire gold substrate.

このスライドの上にフォトマスクを載せ、500W超高圧水銀ランプ(ウシオ電機製)で2時間照射し、UV照射部の4armPEGチオールを除去した。フォトマスクは500μm四方の正方形の穴が96個有し(8個×12個のパターンからなる。)、穴の中心間のピッチは1mmに設計されている。フォトマスクの穴があいている部分はUV光が透過し、スライドに照射されてパターン化される。照射されなかった部分は4armPEGが残り、チップのバックグラウンド(Background)部分としてレファレンス部として機能する。   A photomask was placed on the slide and irradiated with a 500 W ultra-high pressure mercury lamp (manufactured by USHIO) for 2 hours to remove 4 armPEG thiol in the UV irradiation part. The photomask has 96 square holes of 500 μm square (consisting of 8 × 12 patterns), and the pitch between the hole centers is designed to be 1 mm. The portion of the photomask with a hole is transparent to UV light and is irradiated onto the slide for patterning. 4 armPEG remains in the part that was not irradiated and functions as a reference part as a background part of the chip.

8−Amino−1−Octanethiol, Hydrochrolide(8−AOT,同仁化学研究所製)の1mMエタノール溶液に1時間浸漬し、UV照射部に8−AOTの自己組織化表面を形成させた。分子量3400の末端にスクシンイミド(NHS)基とマレイミド(MAL)基を有するヘテロ二官能型ポリエチレングリコール(NHS−PEG−MAL,Nektar社製)をリン酸緩衝液(20mMリン酸、150mM NaCl;pH7.2)に10mg/mlで溶解し、金表面の8−AOTに2時間反応させた。8−AOTのアミノ基とNHS−PEG−MALのNHS基が反応し、MAL基は未反応のまま残るため、PEGを介してマレイミド基を表面に導入することができた。   It was immersed in a 1 mM ethanol solution of 8-Amino-1-Octanethiol, Hydrochloride (8-AOT, manufactured by Dojindo Laboratories) for 1 hour to form a self-organized surface of 8-AOT on the UV irradiation part. A heterobifunctional polyethylene glycol (NHS-PEG-MAL, manufactured by Nektar) having a succinimide (NHS) group and a maleimide (MAL) group at the end of a molecular weight of 3400 is phosphate buffer (20 mM phosphate, 150 mM NaCl; pH 7. 2) was dissolved at 10 mg / ml and reacted with 8-AOT on the gold surface for 2 hours. Since the amino group of 8-AOT and the NHS group of NHS-PEG-MAL reacted and the MAL group remained unreacted, a maleimide group could be introduced to the surface via PEG.

上記のようにして得られた表面に、5種類のプロテインキナーゼ基質(リン酸化基質及び非リン酸化基質)を固定化させた。各基質ペプチドのアミノ酸配列並びにその固定化に関する配置を図2下部に示した。blankはペプチドを固定化しないブランクスポットを示す。それぞれの基質ペプチドをリン酸緩衝液(20mMリン酸、150mM NaCl;pH7.2)に1mg/mlで溶解して、MultiSPRinterTMスポッター(東洋紡績製)を用いて10nlずつスポッティングを行った。その後、ウェットな環境下で室温、16時間静置させて固定化反応を行った。チップの表面に形成させたマレイミド基と基質ペプチド末端のシステイン残基が有するチオール基とが反応し、基質ペプチドを共有結合的に表面に固定化することができる。 Five types of protein kinase substrates (phosphorylated substrate and non-phosphorylated substrate) were immobilized on the surface obtained as described above. The amino acid sequence of each substrate peptide and the arrangement regarding its immobilization are shown in the lower part of FIG. A blank indicates a blank spot where the peptide is not immobilized. Each substrate peptide was dissolved in a phosphate buffer solution (20 mM phosphate, 150 mM NaCl; pH 7.2) at 1 mg / ml, and spotted 10 nl at a time using a MultiSPRinter spotter (manufactured by Toyobo). Then, the immobilization reaction was carried out by allowing to stand at room temperature for 16 hours in a wet environment. The maleimide group formed on the surface of the chip reacts with the thiol group possessed by the cysteine residue at the terminal of the substrate peptide, so that the substrate peptide can be covalently immobilized on the surface.

(未反応マレイミド基のブロッキング)
基質ペプチドを固定化した表面をリン酸緩衝液で洗浄した後、未反応のマレイミド基をブロッキングするために、PEGチオール(日本油脂製SUNBRIGHT MESH−50H)を1mM濃度になるようにリン酸緩衝液(20mMリン酸、150mM NaCl;pH7.2)に溶解して、300μlをチップ上に注出し、室温で30分反応させた。ここで用いたPEGチオールの分子量は5,000である。
(Blocking of unreacted maleimide groups)
After the surface on which the substrate peptide is immobilized is washed with a phosphate buffer, in order to block unreacted maleimide groups, PEG thiol (SUNBRIGHT MESH-50H manufactured by NOF Corporation) is phosphate buffer so that the concentration becomes 1 mM. Dissolved in (20 mM phosphoric acid, 150 mM NaCl; pH 7.2), 300 μl was poured onto the chip and allowed to react at room temperature for 30 minutes. The molecular weight of PEG thiol used here is 5,000.

(アレイ上のリン酸基検出)
上記のようにブロッキングを行ったアレイをPBS及び水でアレイの洗浄を行い、ビオチン修飾ポリアミン亜鉛錯体を作用させた。ビオチン修飾ポリアミン亜鉛錯体としては、以下の式(II)に示されるPhos−tagTMBTL−104(株式会社ナード研究所より購入)を用いた。Phos−tagTMBTL−104は25μg/ml濃度とし、溶解液には0.005%Tween20,10%(v/v)エタノール、0.2M硝酸ナトリウム、1mM硝酸亜鉛を含む10mM HEPES−NaOH緩衝液(pH7.4)を用いた。作用は室温で1時間行った。
(Detection of phosphate groups on the array)
The array that had been blocked as described above was washed with PBS and water to allow the biotin-modified polyamine zinc complex to act. As the biotin-modified polyamine zinc complex, Phos-tag BTL-104 (purchased from Nard Laboratory Co., Ltd.) represented by the following formula (II) was used. Phos-tag BTL-104 had a concentration of 25 μg / ml, and the lysis solution contained 10 mM HEPES-NaOH buffer containing 0.005% Tween 20, 10% (v / v) ethanol, 0.2 M sodium nitrate, 1 mM zinc nitrate. (PH 7.4) was used. The action was carried out for 1 hour at room temperature.

上記作用させたアレイをPBS及び水でアレイの洗浄を行い、SPR装置(東洋紡績製MultiSPRinterTM)にセッティングして解析を行った。ランニングバッファーとしては、上記と同じ0.005%Tween20,10%(v/v)エタノール、0.2M硝酸ナトリウム、1mM硝酸亜鉛を含む10mM HEPES−NaOH緩衝液(pH7.4)を用いた。ストレプトアビジン(MolecularProbes製)を同緩衝液に溶解して、1,5,10,50μg/ml濃度の溶液を調製し、順次プランンジャーポンプ(フロム製Model−021)を用いて送液させながらアレイ表面に作用させた。温度は30℃に設定して行った。得られたセンサーグラムを図1に示した。リン酸化基質の種類によりその強度に差異はあるものの、いずれのリン酸化基質においても非リン酸化基質と比べると有意なシグナル上昇を確認することができている。 The above-treated array was washed with PBS and water and set in an SPR apparatus (MultiSPRinter manufactured by Toyobo Co., Ltd.) for analysis. As the running buffer, the same 0.005% Tween 20, 10% (v / v) ethanol, 10 mM HEPES-NaOH buffer (pH 7.4) containing 0.2 M sodium nitrate and 1 mM zinc nitrate was used. Streptavidin (manufactured by Molecular Probes) is dissolved in the same buffer to prepare solutions of 1, 5, 10, 50 μg / ml concentration, and arrayed while sequentially feeding using a planger pump (Model 021 manufactured by Flume). Acted on the surface. The temperature was set at 30 ° C. The obtained sensorgram is shown in FIG. Although there is a difference in strength depending on the type of phosphorylated substrate, a significant signal increase can be confirmed in any phosphorylated substrate as compared to the non-phosphorylated substrate.

また、SPRイメージングを行った結果を図2上段に示した。これはSPR解析に際して、CCDカメラによる画像の取り込みを5秒ごとに行い、ストレプトアビジン(以下、SAと示すこともある。)反応後における時点で取り込まれた画像から、反応前の時点での画像を、画像演算処理ソフトウエアScion Image(Scion Corp.製)を用いて引き算処理を行った結果である。リン酸化基質の固定化された箇所にのみスポットが認められており、Phos−tagTMBTL−104が特異的に結合していることが確認されている。 The results of SPR imaging are shown in the upper part of FIG. In this SPR analysis, an image is captured every 5 seconds by a CCD camera. From an image captured at the time after the streptavidin (hereinafter also referred to as SA) reaction, an image at the time before the reaction is obtained. Is a result of performing a subtraction process using image calculation processing software Scion Image (manufactured by Scion Corp.). Spots are observed only at the site where the phosphorylated substrate is immobilized, and it is confirmed that Phos-tag BTL-104 is specifically bound.

[実施例2]
実施例1と同じアレイを用いて未反応マレイミド基のブロッキングまでは同様に行い、アレイをPBS及び水でアレイの洗浄を行い、SPR装置(東洋紡績製MultiSPRinterTM)にセッティングして解析を行った。ランニングバッファーは実施例1と同じものを用いた。Phos−tagTMBTL−104をランニングバッファーに溶解して1,5,10μg/ml濃度の溶液を調製し、順次プランンジャーポンプ(フロム製Model−021)を用いて送液させながらアレイ表面に作用させた。温度は30℃に設定して行った。その後ランニングバッファーを送液させながら洗浄を行った後、ストレプトアビジン溶液を1,5,10μg/ml濃度順に送液して作用させた。得られたセンサーグラムを図3上部に示した。この場合においてもリン酸化基質の種類によりその強度に差異はあるものの、いずれのリン酸化基質においても非リン酸化基質と比べると有意なシグナル上昇を確認することができている。また実施例1と同様にしてSPRイメージングを行った結果を図3下段に示した。これについても同様の傾向が確認される。
[Example 2]
The same array as in Example 1 was used until blocking of the unreacted maleimide group, and the array was washed with PBS and water, and set in an SPR device (MultiSPRinter manufactured by Toyobo Co., Ltd.) for analysis. . The same running buffer as in Example 1 was used. Phos-tag BTL-104 is dissolved in running buffer to prepare solutions of 1,5,10 μg / ml concentration, and it is applied to the surface of the array while being sequentially fed using a planger pump (Model 021 manufactured by Flume). I let you. The temperature was set at 30 ° C. Thereafter, washing was performed while the running buffer was fed, and then the streptavidin solution was fed in the order of 1, 5, 10 μg / ml concentration to act. The obtained sensorgram is shown in the upper part of FIG. Even in this case, although the intensity varies depending on the type of phosphorylated substrate, a significant signal increase can be confirmed in any phosphorylated substrate compared to the non-phosphorylated substrate. The results of SPR imaging performed in the same manner as in Example 1 are shown in the lower part of FIG. The same tendency is confirmed for this.

[実施例3]
(ペプチド固定化)
金基板への4armPEGチオールの結合は、実施例1と同様に行った。その後のUV照射に際しては、フォトマスクとして500μm四方の正方形の穴が16個(4個×4個のパターンからなる。)有するものを用いた点以外は、実施例1と同様にしてパターン化を行った。その後のアレイ表面へのアミノ基の導入、架橋剤を用いたマレイミド基表面の形成も、実施例1と同様に行った。基質ペプチドのスポッティングはマニュアル操作により0.1μlずつで行った。基質としては、PKA(プロテインキナーゼA)基質(図2のPKA(Ser)と同じ)、セリン残基が予めリン酸化されたポジティブコントロール(pPKA)、セリン残基がアラニン残基に置換されているネガティブコントロール(nPKA)を用いて、図4下部に示したような配置で固定化させた。スポット後の反応も実施例1と同様に行った。
[Example 3]
(Peptide immobilization)
Binding of 4armPEG thiol to the gold substrate was performed in the same manner as in Example 1. In the subsequent UV irradiation, patterning was performed in the same manner as in Example 1 except that a photomask having 16 square holes of 500 μm square (consisting of 4 × 4 patterns) was used. went. Subsequent introduction of amino groups onto the array surface and formation of maleimide group surfaces using a crosslinking agent were carried out in the same manner as in Example 1. The spotting of the substrate peptide was performed by 0.1 μl by manual operation. As a substrate, a PKA (protein kinase A) substrate (same as PKA (Ser) in FIG. 2), a positive control (pPKA) in which the serine residue is phosphorylated in advance, and the serine residue is substituted with an alanine residue Using a negative control (nPKA), the cells were immobilized in the arrangement as shown in the lower part of FIG. The reaction after spotting was performed in the same manner as in Example 1.

(未反応マレイミド基のブロッキング)
実施例1と全く同様にして行った。
(Blocking of unreacted maleimide groups)
The same procedure as in Example 1 was performed.

(アレイ上のリン酸基検出)
上記のようにブロッキングを行ったアレイをPBS及び水でアレイの洗浄を行い、PKAによるリン酸化を行った。PKA溶液400μlをアレイ上にドロップして、30℃、30分間反応を行った。PKA溶液の組成は、PKA触媒サブユニット(プロメガ製)1μl、50mMトリス−塩酸緩衝液(pH7.4)375μl、1M塩化マグネシウム溶液20μl、10mM ATP4μlとした。
(Detection of phosphate groups on the array)
The array that had been blocked as described above was washed with PBS and water, and phosphorylated with PKA. 400 μl of PKA solution was dropped on the array and reacted at 30 ° C. for 30 minutes. The composition of the PKA solution was 1 μl of PKA catalyst subunit (manufactured by Promega), 375 μl of 50 mM Tris-HCl buffer (pH 7.4), 20 μl of 1M magnesium chloride solution, and 4 μl of 10 mM ATP.

PKA反応を行ったアレイをPBS及び水でアレイの洗浄を行い、Phos−tagTMBTL−104を実施例1と同じ条件により作用させた。そのアレイをPBS及び水でアレイの洗浄を行い、SPR装置(東洋紡績製MultiSPRinterTM)にセッティングして解析を行った。ランニングバッファーは実施例1と同じものを用いた。実施例1と同様にストレプトアビジン溶液を1,5,10μg/ml濃度の順に送液しながら作用させた。その結果得られたセンサーグラム及びSPRイメージングを行った結果を図4に示した。ポジティブコントロールにおいては最も強い結合シグナルが確認されており、さらにPKA基質においてもある程度の割合で結合シグナルが確認できている。ネガティブコントロール、ブランクにおいてはほとんどシグナル変化が認められていない。この結果より、アレイ上におけるPKA基質のリン酸化を検出できていることが示される。 The array subjected to the PKA reaction was washed with PBS and water, and Phos-tag BTL-104 was allowed to act under the same conditions as in Example 1. The array was washed with PBS and water, and set in an SPR device (MultiSPRinter manufactured by Toyobo Co., Ltd.) for analysis. The same running buffer as in Example 1 was used. In the same manner as in Example 1, the streptavidin solution was allowed to act while being fed in the order of 1, 5, 10 μg / ml concentration. The resulting sensorgram and the results of SPR imaging are shown in FIG. In the positive control, the strongest binding signal was confirmed, and in the PKA substrate, the binding signal was confirmed to some extent. There was almost no signal change in the negative control and blank. This result indicates that phosphorylation of the PKA substrate on the array can be detected.

[実施例4]
実施例3と同じPKA基質及びそのポジティブコントロール、ネガティブコントロール並びにcSrc基質及びそのポジティブコントロールを96点に固定化したアレイを実施例1と同様にして作製した。基質の配置は図4下部に示す通りである。ブロッキング、PKA反応、Phos−tagTMBTL−104の作用を実施例3と同様にして行い、アレイをPBS及び水でアレイの洗浄を行い、SPR装置(東洋紡績製MultiSPRinterTM)にセッティングして解析を行った。ランニングバッファーは実施例1と同じものを用いた。ストレプトアビジン溶液(10μg/ml)を送液により作用させた。シグナル上昇がプラトーになるのを確認後、ランニングバッファーの送液により洗浄して、ストレプトアビジン抗体(Vector製)を2.5μg/ml濃度にして送液により作用させた。得られたセンサーグラム及びSPRイメージングを行った結果を図4に示した。PKA及びcSrc基質のポジティブコントロールにおいては、いずれも強いシグナル上昇が確認され、PKA基質においてもある程度のシグナル上昇が確認できる。ネガティブコントロール、ブランクにおいてはほとんどシグナル変化が見られない。シグナル上昇はストレプトアビジン抗体の作用させることより顕著になっており、その特異性の面でも優れていることから、優れた増感効果を奏していることが示される。
[Example 4]
The same PKA substrate as in Example 3 and its positive control and negative control and an array in which cSrc substrate and its positive control were immobilized at 96 points were prepared in the same manner as in Example 1. The arrangement of the substrate is as shown in the lower part of FIG. Blocking, PKA reaction, and Phos-tag BTL-104 were performed in the same manner as in Example 3. The array was washed with PBS and water, and set in an SPR device (MultiSPRinter manufactured by Toyobo Co., Ltd.) for analysis. Went. The same running buffer as in Example 1 was used. A streptavidin solution (10 μg / ml) was allowed to act by feeding. After confirming that the signal rise becomes a plateau, the plate was washed with a running buffer solution, and a streptavidin antibody (manufactured by Vector) was adjusted to a concentration of 2.5 μg / ml and acted on the solution. The obtained sensorgram and the result of SPR imaging are shown in FIG. In the positive control of PKA and cSrc substrate, a strong signal increase was confirmed in both cases, and a certain level of signal increase was also confirmed in the PKA substrate. There is almost no signal change in the negative control and blank. The increase in signal is more prominent than that caused by the action of a streptavidin antibody, and the specificity is also excellent, indicating that it has an excellent sensitizing effect.

[実施例5]
図2に示したPKA基質(スレオニン型)、PKC基質(セリン型)、cSrc基質(Yao;チロシン型)についてリン酸化、非リン酸化基質を固定化したアレイを実施例1と同様にして作製した。その後のブロッキングも実施例1と同様にして行い、SPR装置(東洋紡績製MultiSPRinterTM)にセッティングした。一方、Phos−tagTMBTL−104溶液(50μg/ml)とストレプトアビジン溶液(75μg/ml)を等量ずつ混合させて室温で30分反応させて、複合体を形成させた。この複合体溶液を実施例1と同じランニングバッファーで10倍、5倍希釈したものを送液しながら作用させた。更にシグナル上昇がプラトーになるのを確認後、ランニングバッファーの送液により洗浄して、ストレプトアビジン抗体(Vector製)を2.5μg/ml濃度にして送液により作用させた。得られたセンサーグラムを図5に示した。この場合もリン酸化基質においてのみ特異的にシグナル上昇を認めることができる。なお、SPRイメージングを行った結果および基質の配置は図6に示した。
[Example 5]
An array in which phosphorylated and non-phosphorylated substrates were immobilized on the PKA substrate (threonine type), PKC substrate (serine type), and cSrc substrate (Yao; tyrosine type) shown in FIG. 2 was prepared in the same manner as in Example 1. . Subsequent blocking was performed in the same manner as in Example 1 and set in an SPR device (MultiSPRinter manufactured by Toyobo). On the other hand, Phos-tag BTL-104 solution (50 μg / ml) and streptavidin solution (75 μg / ml) were mixed in equal amounts and reacted at room temperature for 30 minutes to form a complex. This complex solution was diluted 10-fold and 5-fold with the same running buffer as in Example 1 and allowed to act while being fed. Further, after confirming that the signal rise becomes a plateau, the solution was washed with a running buffer solution, and the streptavidin antibody (manufactured by Vector) was adjusted to a concentration of 2.5 μg / ml and allowed to act by feeding the solution. The obtained sensorgram is shown in FIG. In this case as well, a specific signal increase can be observed only in the phosphorylated substrate. The results of SPR imaging and the arrangement of the substrates are shown in FIG.

本発明の方法により、特殊な技術を要することもなく、また特にSPRを用いた場合には、蛍光性物質、放射性物質等の標識を用いる必要もなく、非常に簡便で迅速に様々なプロテインキナーゼ動態の解析を行うことが可能となった。特にリン酸化されるアミノ酸の種類が異なる基質に関するアッセイを同時測定する上で有用な手法である。本発明は、キレート化合物を用いることにより、安価で取り扱いも容易であるうえに、リン酸化アミノ酸の種類やその近傍のアミノ酸配列による影響も受けない点でも従来の方法と比べて大きな優位性がある。本発明を利用することにより、特に多種類のプロテインキナーゼシグナルを網羅的に解析することができ、機能が未知な遺伝子の導入、あるいは薬物投与に伴う細胞内のプロテインキナーゼ動態を効果的にプロファイリングすることができる。これにより新規な遺伝子からの機能解析、新薬探索へのアプローチといったゲノム創薬への展開が期待され、産業上も有意義なものである。   According to the method of the present invention, no special technique is required, and in particular when SPR is used, there is no need to use labels for fluorescent substances, radioactive substances, etc. It became possible to analyze the dynamics. In particular, this is a useful technique for simultaneously measuring assays relating to substrates having different types of phosphorylated amino acids. By using a chelate compound, the present invention has a great advantage over conventional methods in that it is inexpensive and easy to handle and is not affected by the type of phosphorylated amino acid or the amino acid sequence in the vicinity thereof. . By using the present invention, it is possible to comprehensively analyze various types of protein kinase signals, and effectively profile protein kinase dynamics in cells accompanying the introduction of genes with unknown functions or drug administration. be able to. As a result, development to genome drug discovery such as functional analysis from new genes and approaches to new drug discovery is expected, which is also meaningful in industry.

実施例1でのSPR解析の図である。6 is a diagram of SPR analysis in Example 1. FIG. 実施例1において、アレイ上に基質ペプチドを固定化したパターン並びにSPRイメージングを行った結果を示す図である。In Example 1, it is a figure which shows the result of having performed the pattern which fixed the substrate peptide on the array, and SPR imaging. 実施例2におけるSPR解析及びSPRイメージングを行った結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having performed SPR analysis and SPR imaging in Example 2. FIG. 実施例3において、アレイ上に基質ペプチドを固定化したパターン並びにSPR解析及びSPRイメージングを行った結果を示す図である。In Example 3, it is a figure which shows the result of having performed the pattern which fixed the substrate peptide on the array, and SPR analysis and SPR imaging. 実施例4でのSPR解析の図である。It is a figure of SPR analysis in Example 4. 実施例4において、アレイ上に基質ペプチドを固定化したパターン並びにSPRイメージングを行った結果を示す図である。In Example 4, it is a figure which shows the result of having performed the pattern which fixed the substrate peptide on the array, and SPR imaging. 実施例5におけるSPR解析を行った結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having performed the SPR analysis in Example 5. FIG.

Claims (10)

基板の金属薄膜上に2種類以上のペプチドが固定化されてなるアレイ上におけるペプチドのリン酸化を検出する方法であって、固定化された各々のペプチドにおけるリン酸化部位として異なる2種以上のアミノ酸残基を含むペプチドが固定化されてなり、かつリン酸化の検出に際してビオチンにより修飾されたポリアミン亜鉛錯体を作用させることを特徴とするプロテインキナーゼ活性の解析方法。   A method for detecting phosphorylation of a peptide on an array in which two or more kinds of peptides are immobilized on a metal thin film on a substrate, wherein the two or more kinds of amino acids differ as phosphorylation sites in each of the immobilized peptides A method for analyzing protein kinase activity, wherein a peptide containing a residue is immobilized, and a polyamine zinc complex modified with biotin is allowed to act upon detection of phosphorylation. リン酸化を受ける部位がセリン、スレオニン、チロシンのいずれか2つ以上の組み合わせのアミノ酸残基を含む2種類以上のペプチドが固定化されたアレイを用いることを特徴とする請求項1に記載のプロテインキナーゼ活性の解析方法。   2. The protein according to claim 1, wherein an array on which two or more kinds of peptides containing amino acid residues of a combination of two or more of serine, threonine, and tyrosine are immobilized is used as a site to be phosphorylated. Analysis method of kinase activity. ビオチンにより修飾されたポリアミン亜鉛錯体を作用させた後、更にアビジンもしくはストレプトアビジンを作用させることを特徴とする請求項1または2に記載のプロテインキナーゼ活性の解析方法。   3. The method for analyzing protein kinase activity according to claim 1 or 2, wherein after the polyamine zinc complex modified with biotin is allowed to act, avidin or streptavidin is further allowed to act. アビジンもしくはストレプトアビジンを作用させた後、更にアビジンもしくはストレプトアビジンを認識する抗体を作用させることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のプロテインキナーゼ活性の解析方法。   The method for analyzing protein kinase activity according to any one of claims 1 to 3, wherein an antibody that recognizes avidin or streptavidin is further allowed to act after avidin or streptavidin is allowed to act. 少なくとも1種のプロテインキナーゼの基質となる対応する少なくとも1種のペプチドが基板の金属薄膜上に固定化されてなるアレイ上における該ペプチドのリン酸化を検出する方法であって、ビオチンにより修飾されたポリアミン亜鉛錯体をアビジンもしくはストレプトアビジンとの複合体を形成させ、該複合体を作用させることを特徴とするプロテインキナーゼ活性の解析方法。   A method for detecting phosphorylation of a peptide on an array in which at least one corresponding peptide serving as a substrate for at least one protein kinase is immobilized on a metal thin film of a substrate, which is modified with biotin A method for analyzing protein kinase activity, comprising forming a complex of a polyamine zinc complex with avidin or streptavidin and allowing the complex to act. 複合体を作用させた後、更にアビジンもしくはストレプトアビジンを認識する抗体を作用させることを特徴とする請求項5に記載のプロテインキナーゼ活性の解析方法。   6. The method for analyzing protein kinase activity according to claim 5, wherein after the complex is allowed to act, an antibody that recognizes avidin or streptavidin is further allowed to act. ポリアミン亜鉛錯体として、ポリアミン化合物を配位子として有する二核亜鉛錯体を用いる請求項1〜6のいずれかに記載のプロテインキナーゼ活性の解析方法。 The method for analyzing protein kinase activity according to any one of claims 1 to 6, wherein a binuclear zinc complex having a polyamine compound as a ligand is used as the polyamine zinc complex. ポリアミン亜鉛錯体として、式(I)に記載される化合物を用いる請求項1〜7のいずれかに記載のプロテインキナーゼ活性の解析方法。
The method for analyzing protein kinase activity according to any one of claims 1 to 7, wherein the compound represented by formula (I) is used as the polyamine zinc complex.
リン酸化されたペプチドを、表面プラズモン共鳴(SPR)を利用して検出することを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のプロテインキナーゼ活性の解析方法。 The method for analyzing protein kinase activity according to any one of claims 1 to 8, wherein the phosphorylated peptide is detected using surface plasmon resonance (SPR). リン酸化されたペプチドを、表面プラズモン共鳴イメージング法により検出することを特徴とする請求項9に記載のプロテインキナーゼ活性の解析方法。 The method for analyzing protein kinase activity according to claim 9, wherein the phosphorylated peptide is detected by a surface plasmon resonance imaging method.
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