JP2006083126A - Reagent kit for crystallizing protein and crystallization screening method utilizing the reagent kit - Google Patents

Reagent kit for crystallizing protein and crystallization screening method utilizing the reagent kit Download PDF

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Tomoyuki Tanaka
智之 田中
Yuuki Nakamura
勇樹 仲村
Maki Kumei
麻希 粂井
Nobuo Okazaki
伸生 岡崎
Mitsuaki Sugawara
光明 菅原
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reagent kit for screening, usable for efficiently finding out the optimum condition for crystallization of a sample protein in both of an initial screening and secondary screening following the initial screening when carrying out the screening of the crystallization of the protein. <P>SOLUTION: The reagent kit for crystallizing the protein is constituted of a reagent kit for the initial screening and a reagent kit for the secondary screening. The reagent kits for the initial and secondary screening are obtained by using either one of a precipitant and a buffer to be mutually combined as a standard chemical of a standard of combination, using the other chemical to be distributed to and combined with the standard chemical as a distribution chemical, grouping several kinds of standard chemicals based on each number of kinds of the several distribution chemicals, each quantitatively combining them one by one, and dividedly injecting them in many wells arranged in a container formed into the kit. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明はタンパク質含有試料から所望のタンパク質を結晶化するための結晶化試薬キット及び試薬キットを利用した結晶化スクリーニング方法に関する。   The present invention relates to a crystallization reagent kit for crystallizing a desired protein from a protein-containing sample and a crystallization screening method using the reagent kit.

生物科学はめざましい進歩を遂げているが、タンパク質分子のその優れた機能と構造との相関の理解はまだまだ不十分である。タンパク質分子の三次元構造を解析するための最も一般的な手法はX線構造解析法であるが、そのためには,まずタンパク質の良質な単結晶が必要となる。しかし、十分な解析を行える高品質のタンパク質単結晶を育成することはまだまだ困難であり、数ヶ月〜数年かかってしまうことも珍しくない。その最も大きな原因としては、タンパク質の結晶化がまだ試行錯誤的に行われていることにある。そこで、タンパク質の良質な単結晶を育成するための、結晶成長の観点からの研究が重要となる。   Although biological science has made tremendous progress, the understanding of the relationship between its superior function and structure of protein molecules is still insufficient. The most common method for analyzing the three-dimensional structure of a protein molecule is the X-ray structure analysis method, but first, a high-quality single crystal of protein is required. However, it is still difficult to grow a high-quality protein single crystal that can be analyzed sufficiently, and it is not uncommon to take months to years. The biggest cause is that protein crystallization is still being carried out by trial and error. Therefore, research from the viewpoint of crystal growth in order to grow a high-quality single crystal of protein is important.

従来、タンパク質結晶化用の試薬は海外の数社からキット化され市販されているが、初期スクリーニング用の数十から100種類程度しかなく、過去の実績に基づいて条件が選定されているいわゆるスパースマトリックスサンプリング法(非特許文献1参照)を採用している。
タンパク質の結晶化用試薬は沈殿剤、緩衝剤、添加剤などの種類やpH、濃度の組み合わせで膨大な数にのぼるが、上記スパースマトリックスサンプリング法は100種類程度の過去に実績のある条件を比較的簡便に試すことができる方法である。これはタンパク質結晶化用に用いる沈殿剤の粘性が様々であり、ロボットでの分注および混合作業が困難であるため、手作業で膨大な種類の試薬作成を行わなければならない条件の下では、比較的少ない労力で最大限の効果を得るための方法でもある。
Jancarik,J. and Kim, S.-H. Sparse matrix sampling method: a screening method for crystallization of proteins. J. Appl. Cryst. 24, (1991)409-411.)
Conventionally, reagents for protein crystallization are commercially available as kits from several overseas companies, but there are only about tens to 100 types for initial screening, and so-called sparse conditions are selected based on past results. A matrix sampling method (see Non-Patent Document 1) or the like is employed.
There are enormous numbers of protein crystallization reagents, such as precipitants, buffers, additives, and combinations of pH and concentration, but the sparse matrix sampling method compares about 100 types of proven conditions in the past. It is a method that can be tried easily. This is because the precipitant used for protein crystallization has various viscosities, and it is difficult to dispense and mix with a robot. Under conditions where a large number of reagents must be prepared manually, It is also a method for obtaining the maximum effect with relatively little effort.
Jancarik, J. and Kim, S.-H. Sparse matrix sampling method: a screening method for crystallization of proteins. J. Appl. Cryst. 24, (1991) 409-411.)

また試薬については、いわゆる結晶化スクリーニングキットと呼ばれるものが海外のHampton Research 社、Jena Bio Science 社、Decode社、Molecular Dimensions 社、Sigma-Aldrich社など多くの企業で製造・販売されている。それらは過去のタンパク質結晶化データベースに基づいて、実績のある条件を抽出してキット化したものや特定の性質を持つタンパク質についてのデータを基に作成されたものである。   As for reagents, so-called crystallization screening kits are manufactured and sold by overseas companies such as Hampton Research, Jena Bio Science, Decode, Molecular Dimensions, and Sigma-Aldrich. They are created based on past protein crystallization databases based on data on proteins with specific properties extracted from kits that have proven results.

最近では結晶化スクリーニングキットの種類も多くなり、またこれらの試薬の管理・保存が簡単なため,新規の試料の結晶化にはまずキットを使い微結晶が得られた段階で試薬を自分で調製して、条件をさらに精密化していくのが一般的となっている。新しい結晶化ロボットも開発され、結晶化が自動化され、より幅広い条件を試すことも可能となっている。   Recently, the number of types of crystallization screening kits has increased, and the management and storage of these reagents is easy. Therefore, the kits are first used to crystallize new samples, and the reagents are prepared by themselves when microcrystals are obtained. Therefore, it is common to refine the conditions further. New crystallization robots have also been developed, crystallization is automated, and a wider range of conditions can be tested.

しかし従来のスクリーニングキットを用いた結晶化方法は、過去の実績データに基づいて条件設定が行われているため、限られた条件で最大の効果を期待したものであるが、似通った条件が多く系統的なデータの整理には不向きであるとともに、結晶の得られた条件近傍のスクリーニングには適さない。そして条件の最適化を図るための試薬の作成や大量のタンパク質試料の処理には結果として多大な手数や時間を必要とし、結晶化結果の整理も煩雑になるという欠点がある。   However, the crystallization method using the conventional screening kit is based on past performance data, so the maximum effect is expected under limited conditions, but there are many similar conditions. It is not suitable for systematic data arrangement and is not suitable for screening near the condition where crystals are obtained. In addition, the preparation of reagents for optimizing the conditions and the processing of a large amount of protein samples require a large amount of work and time, resulting in a complicated arrangement of crystallization results.

本発明は上記課題を解決するためのタンパク質の結晶化試薬キットと試薬キットを利用した結晶化スクリーニング方法を提供することを目的としており、多種類の沈殿剤、緩衝剤のいずれかを基準とし、これに対する条件設定を定量的・規則的に整理されたものを配置し、さらに試薬毎に条件(pH,沈殿剤濃度等)を規則的に細分化して最適化条件を作り出す試薬キットと、この試薬キットを用いた結晶化スクリーニング方法を提供せんとするものである。
この発明の試薬キットは第1に互いに組み合わせられる沈殿剤と緩衝剤のいずれか一方の薬液を組み合わせの基準となる基準薬液とし、該基準薬液に対して分配して組み合わされる他方の薬液を分配薬液とし、複数種類の基準薬液を複数種類の分配薬液の種類数毎にまとめてグループ化してそれぞれ定量的に順次組み合わせ、キット化された容器に配設された多数のウェルに分注してなる初期スクリーニング用試薬キットと、上記初期スクリーニング用試薬キットにおいて組み合わせが特定された基準薬液と分配薬液の少なくとも一方の薬液につき、当該薬液の配合割合又は量,濃度,pH,原料薬剤の配合割合又は量の1又は2以上の量的要素を略定量的又は規則的に順次変化させることにより試薬の条件を細分化させ且つサンプル数を複数倍に増大させ、増大させた各基準薬液と分配薬液の組み合わせを、キット化された容器に配設した多数のウェルにそれぞれ分注してなる二次スクリーニング試薬キットとで構成されることを特徴としている。
The object of the present invention is to provide a protein crystallization reagent kit and a crystallization screening method using the reagent kit for solving the above-mentioned problems. Based on one of a wide variety of precipitants and buffers, A reagent kit that arranges the conditions set for this quantitatively and regularly, and further subdivides the conditions (pH, precipitant concentration, etc.) regularly for each reagent to create optimization conditions, and this reagent It is intended to provide a crystallization screening method using a kit.
In the reagent kit of the present invention, first, any one of the precipitating agent and the buffering agent that are combined with each other is used as a reference chemical solution that is a reference for the combination, and the other chemical solution that is distributed and combined with the reference chemical solution is used as the distributing chemical solution. Initially, multiple types of reference drug solutions are grouped together according to the number of types of multiple types of distribution drug solutions, and each is quantitatively combined sequentially and dispensed into a number of wells arranged in a kit container. For the screening reagent kit and at least one of the reference chemical liquid and the distribution chemical liquid whose combination is specified in the initial screening reagent kit, the mixing ratio or amount, concentration, pH, and mixing ratio or amount of the raw material drug By subtracting one or more quantitative elements in a generally quantitative or regular manner, the reagent conditions can be subdivided and the number of samples can be divided into multiple And a secondary screening reagent kit in which a combination of each of the increased reference drug solution and distributed drug solution is dispensed into a number of wells arranged in a kit container. Yes.

第2に、上記初期スクリーニング用試薬キット中の基準薬液と分配薬液の組み合わせ中より、タンパク質の結晶化にとって添加剤の添加が望ましい組み合わせにつき、さらに一種又は二種以上の添加剤を各別に対応させて分配し、添加剤毎のグループ化を行って分注添加して初期スクリーニング用試薬キットとしたことを特徴としている。   Secondly, one or two or more additives are added to each of the combinations in which additives are desirable for protein crystallization from among the combinations of the reference drug solution and the distribution drug solution in the initial screening reagent kit. The initial screening reagent kit is characterized by being divided into groups, grouped for each additive, and added by dispensing.

第3に、二次スクリーニング用試薬キット中の個々の沈殿剤と緩衝剤との組み合わせにおいて、沈殿剤の配合割合と濃度のいずれか一方又は両方を多数段階に略定量的又は規則的に変化させるとともに、緩衝剤のpH又は滴定試薬割合のいずれか一方又は両方を多数段階に略定量的又は規則的に変化させることにより、基準薬液と分配薬液の組み合わせを相互にグループ化し且つ試薬条件の細分化及び試薬数の増大化を行ったことを特徴としている。   Thirdly, in the combination of the individual precipitant and buffer in the reagent kit for secondary screening, either or both of the precipitant mixing ratio and concentration are changed substantially quantitatively or regularly in multiple steps. In addition, by changing either one or both of the pH of the buffer and the titration reagent ratio in multiple steps, approximately quantitatively or regularly, the combinations of the reference drug solution and the distribution drug solution are grouped together and the reagent conditions are subdivided. In addition, the number of reagents is increased.

第4に、二次スクリーニング用試薬キット中の基準薬液と分配薬液の組み合わせ中より、タンパク質の結晶化にとって添加剤の添加が望ましい組み合わせにつき、さらに一種又は二種以上の添加剤を各別に対応させて分配し添加剤毎のグループ化を行って分注添加して二次スクリーニング用試薬キットとしたことを特徴としている。   Fourth, one or two or more types of additives are added to each of the combinations in which additives are desirable for protein crystallization, compared to the combination of the reference drug solution and the distribution drug solution in the secondary screening reagent kit. It is characterized in that it is distributed, grouped for each additive, added and dispensed into a reagent kit for secondary screening.

第5に、沈殿剤の一部又は全部が2-Propanol(イソプロパノール),MPD(2-メチル-2,4-ペンタンジオール),PEG 4,000(ポリエチレングリコール4,000),PEG 20,000(ポリエチレングリコール20,000),Jeffamine M-600(ジェファミンM-600),Na Form(ギ酸ナトリウム),Na Chlor(塩化ナトリウム),Li Sulf(硫酸リチウム),Amm Sulf(硫酸アンモニウム),KNa Tart(酒石酸ナトリウム),Na Acet(酢酸ナトリウム),tri-Na Citr(クエン酸三ナトリウム),Mg Sulf(硫酸マグネシウム),Na2 Malon(マロン酸二ナトリウム)及びNa Phos(リン酸ナトリウム),K2 Phos(リン酸二カリウム)の中から選択されることを特徴としている。   Fifth, some or all of the precipitant is 2-Propanol (isopropanol), MPD (2-methyl-2,4-pentanediol), PEG 4,000 (polyethylene glycol 4,000), PEG 20,000 (polyethylene glycol 20,000), Jeffamine M-600 (Jephamine M-600), Na Form (sodium formate), Na Chlor (sodium chloride), Li Sulf (lithium sulfate), Amm Sulf (ammonium sulfate), KNa Tart (sodium tartrate), Na Acet (sodium acetate) , Tri-Na Citr (trisodium citrate), Mg Sulf (magnesium sulfate), Na2 Malon (disodium malonate) and Na Phos (sodium phosphate), K2 Phos (dipotassium phosphate) It is characterized by that.

第6に、緩衝剤の一部又は全部がAcetic acid(酢酸),Na3 citrate(クエン酸三ナトリウム),MES(2−モルホリノエタンスルホン酸),HEPES(2−[4−(2ヒドロキシエチル)−1−ピペラジニル]エタンスルホン酸),Tris(トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン),CHES(N−シクロエキシル−2−アミノエタンスルホン酸)の中から選択されることを特徴としている。   Sixth, part or all of the buffering agent is Acetic acid (acetic acid), Na3 citrate (trisodium citrate), MES (2-morpholinoethanesulfonic acid), HEPES (2- [4- (2hydroxyethyl)- 1-piperazinyl] ethanesulfonic acid), Tris (tris (hydroxymethyl) aminomethane), CHES (N-cyclohexyl-2-aminoethanesulfonic acid).

第7に、添加剤の一部又は全部がLi Chlor(塩化リチウム),Mg Chlor(塩化マグネシウム),Ca Chlor(塩化カルシウム),1,4-Dioxane(ジオキサン)の中から選択されることを特徴としている。   Seventh, some or all of the additives are selected from Li Chlor, Mg Chlor, Ca Chlor, and 1,4-Dioxane. It is said.

第8に、初期スクリーニング用試薬キットの試薬数が144以上であることを特徴としている。   Eighth, the number of reagents in the initial screening reagent kit is 144 or more.

第9に、二次スクリーニング用試薬キットの試薬数が3456以上であることを特徴としている。   Ninth, the number of reagents in the secondary screening reagent kit is 3456 or more.

また本発明の結晶化スクリーニング方法は、上記第1,2,5,6,7又は8に記載の初期スクリーニング用試薬を用いてタンパク質の結晶化のスクリーニングを行い、そのスクリーニング結果結晶化率の高い試薬を、試薬条件が細分化された上記第1,3,4,5,6,7又は9に記載の二次スクリーニング試薬中より選択して上記タンパク質のスクリーニングを行うことを特徴としている。   The crystallization screening method of the present invention performs protein crystallization screening using the initial screening reagent described in the above 1, 2, 5, 6, 7 or 8, and has a high crystallization rate as a result of the screening. Screening of the protein is performed by selecting a reagent from the secondary screening reagents described in the above 1, 3, 4, 5, 6, 7 or 9 in which the reagent conditions are subdivided.

さらに、結晶化試験の結果得られたタンパク質の結晶化状態を画像認識させ、該画像認識された画像と、予めスコア別に評価されて画像認識された多数の結晶化状態の評価基準画像とを対比して各結晶化タンパク質の結晶化状態を別に判定し、当該タンパク質に対する個々のスクリーニング用試薬の結晶化率をスコアによって判断することを特徴としている。   Furthermore, the crystallization state of the protein obtained as a result of the crystallization test is image-recognized, and the image-recognized image is compared with a large number of crystallization state evaluation reference images that have been evaluated according to scores and recognized in advance. Thus, the crystallization state of each crystallized protein is determined separately, and the crystallization rate of each screening reagent for the protein is determined by the score.

以上のように構成される本発明によれば、1種類の薬液に対し規則的又は体系的に変化する複数の条件を与えて結晶化スクリーニングができるので、その薬液による結晶化の最適条件を見出すことができるほか、さらに複数種類の薬液に対し上記条件を与えてスクリーニングすることにより、各種類による最適化条件も容易に見出すことが可能となる。   According to the present invention configured as described above, since crystallization screening can be performed by giving a plurality of conditions that change regularly or systematically to one type of chemical solution, the optimum conditions for crystallization by the chemical solution are found. In addition, it is possible to easily find the optimization conditions for each type by screening by giving the above conditions to a plurality of types of chemical solutions.

また上記によって最適化されたスクリーニングの結果、結晶化率の高い部分につきさらに条件を細分化して繰り返し実験することにより、さらに高度の最適化条件の発見が可能となるという利点がある。   Further, as a result of screening optimized as described above, there is an advantage that even higher optimization conditions can be found by further subdividing the conditions for a portion with a high crystallization rate and repeating experiments.

以下本発明のタンパク質結晶化のスクリーニング用試薬キットとその作製方法及び当該試薬キットを利用した結晶化方法を、順次図面に基づいて説明する。
1.初期スクリーニング試薬作製表の概要
本発明の試薬キットは表1の実施形態中の試薬No.1〜144に示されるように、イソプロパノール(2-Propanol)以下リン酸ナトリウム(Na Phos)迄の15種類と同No.139〜144のバッファー滴定試薬として使用しているリン酸ニカリウム(K2 Phos=沈殿剤としての機能も備えている)とからなる計16種類の沈殿剤と、Acet(酢酸),Citr(クエン酸),MES(2−モルホリノエタンスルホン酸),HEPES(2−[4−(2ヒドロキシエチル)−1−ピペラジニル]エタンスルホン酸),Tris(トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン),CHES(N−シクロエキシル−2−アミノエタンスルホン酸)からなる6種類の緩衝剤(バッファー)のいずれかを基準にし、これらの量又は種類毎に規則的・体系的に配列・整理されている。
Hereinafter, a protein crystallization screening reagent kit of the present invention, a method for producing the same, and a crystallization method using the reagent kit will be sequentially described with reference to the drawings.
1. Overview of Initial Screening Reagent Preparation Table As shown in Reagent Nos. 1 to 144 in the embodiment of Table 1, the reagent kit of the present invention includes 15 types from isopropanol (2-Propanol) to sodium phosphate (Na Phos). And 16 kinds of precipitating agents consisting of dipotassium phosphate (K2 Phos = which also has a function as a precipitating agent) used as buffer titration reagents No. 139 to 144, and Acet (acetic acid), Citr (Citric acid), MES (2-morpholinoethanesulfonic acid), HEPES (2- [4- (2hydroxyethyl) -1-piperazinyl] ethanesulfonic acid), Tris (tris (hydroxymethyl) aminomethane), CHES ( N-cyclohexyl-2-aminoethanesulfonic acid) is used as a standard, and the amount and type of these are arranged regularly and systematically for each amount or type. It is.

即ち、初期スクリーニングでは、上記16種の沈殿剤につき各pHに沿った6種のバッファーが添加剤なしで組み合わされ、特に経験的に結晶産出率が高いMPD(メチルペンタンジオール)、PEG(ポリエチレングリコール)に関しては、さらにLi Chlor(塩化リチウム),Mg Chlor(塩化マグネシウム),Ca Chlor(塩化カルシウム),Dioxane(ジオキサン)からなる4種の添加剤が組み合わされる。同様にAmm.Sulf(硫酸アンモニウム)に関しては前記6種類のバッファー毎に単一の添加剤1,4-Dioxane(ジオキサン)のみが組み合わされている。その結果すべてを合計すると144種類の初期スクリーニング試薬が配列されたことになる。図6に示すスクリーニング試薬の概念図(詳細は後述する)から理解されるように、144種の初期スクリーニング試薬の規則的・体系的なデザイン(組み合わせの配列)が行われており、タンパク質結晶実験での系統的判断を可能にしている。   That is, in the initial screening, six kinds of buffers along each pH are combined without additives for the above 16 kinds of precipitants, and MPD (methylpentanediol) and PEG (polyethylene glycol), which have a particularly high empirical crystal production rate. ), Four additives consisting of Li Chlor (lithium chloride), Mg Chlor (magnesium chloride), Ca Chlor (calcium chloride) and Dioxane (dioxane) are combined. Similarly, for Amm.Sulf (ammonium sulfate), only a single additive 1,4-Dioxane is combined for each of the six types of buffers. As a result, 144 kinds of initial screening reagents are arranged in total. As can be understood from the conceptual diagram of screening reagents shown in FIG. 6 (details will be described later), regular and systematic design (arrangement of combinations) of 144 initial screening reagents has been carried out, and protein crystal experiments Systematic judgment is possible.

2.二次スクリーニング試薬作製表の概要
上記1同様に作製される二次スクリーニング用試薬は、16種の沈殿剤に対して144種のスクリーニング試薬が存在する。これが意味することは、初期スクリーニングにより微結晶が産出された場合の条件から沈殿剤濃度が4段階とバッファーpHを6段階に振り分けることでより最適化を目指すものである。図8,図10に示す二次スクリーニングの概念図(詳細は後述する)から初期スクリーニング1条件につき24条件の二次スクリーニング3456種が存在することが分かる。この二次スクリーニングによる条件最適化は、初期スクリーニングでの実験結果で微結晶が産出した場合に使用することを前提にしている。この詳細は図14に示す結晶判定基準(詳細は後述する)に基づいて結晶最適化処理を行うものである。
2. Outline of Secondary Screening Reagent Preparation Table As for the secondary screening reagent prepared in the same manner as in 1 above, 144 types of screening reagents exist for 16 types of precipitants. What this means is that optimization is aimed at by dividing the precipitant concentration into 4 stages and the buffer pH into 6 stages from the conditions when microcrystals are produced by initial screening. From the conceptual diagram of secondary screening shown in FIGS. 8 and 10 (details will be described later), it can be seen that there are 3456 types of secondary screening for 24 conditions per initial screening condition. The condition optimization by the secondary screening is premised on the use when the microcrystal is produced by the experimental result in the initial screening. This detail is based on the crystal optimization process (details will be described later) shown in FIG.

3.試薬キット作製用のリキッドハンドラー及びシリンジの構造
図12は本発明の試薬キット作製に用いるギルソン社製のリキッドハンドラーの全体図を示し、この例では箱状の本体ケース1上に2本のシリンジ2,3を支持した薬剤吸排出用の分注ユニット4が設置されている。本体ケース1の正面側スペースが長方形のワークスペース6となっており、このワークスペース6の上方にはアクチュエータ(以下アクチュエータ自体は図示せず)により左右(X軸)方向に水平移動する横アーム7が本体ケース1の前方に突設されている。そして上記ワークスペース6には試薬作製用のプレートその他の容器類がそれぞれの分注作業に応じて例えば図1〜図5に示すように配置される。
3. FIG. 12 shows an overall view of a Gilson liquid handler used for preparing the reagent kit of the present invention. In this example, two syringes 2 are provided on a box-shaped body case 1. , 3 is provided with a dispensing unit 4 for sucking and discharging medicines. The space on the front side of the main body case 1 is a rectangular work space 6, and above this work space 6, a horizontal arm 7 that horizontally moves in the left-right (X-axis) direction by an actuator (the actuator itself is not shown). Is projected in front of the main body case 1. In the workspace 6, a plate for preparing a reagent and other containers are arranged as shown in FIGS. 1 to 5, for example, according to each dispensing operation.

上記横アーム7には前後(Y軸)方向の溝状のガイド9が設けられるとともに、該ガイド9に案内されてY軸方向に水平移動する上下(Z軸)方向のブロック状又は棒状の縦支柱11が上向きに突設され、該支柱11の側面には上下方向の溝状ガイド12に沿ってアクチュエータにより上下移動するアクチュエータ付のスライダ13が取り付けられている。このスライダ13には薬液分注用のニードル14が上下方向に取り付けられ、ニードル14の基端部側には前述したシリンジ3に接続されるトランスファーチューブ16が接続されている。   The horizontal arm 7 is provided with a groove-shaped guide 9 in the front-rear (Y-axis) direction, and is vertically guided in the vertical (Z-axis) direction, which is guided by the guide 9 and moves horizontally in the Y-axis direction. A column 11 protrudes upward, and a slider 13 with an actuator that moves up and down by an actuator along a vertical groove-shaped guide 12 is attached to a side surface of the column 11. A needle 14 for dispensing a chemical solution is attached to the slider 13 in the vertical direction, and a transfer tube 16 connected to the above-described syringe 3 is connected to the proximal end side of the needle 14.

本体ケース1内には横アーム7や縦支柱11を水平移動させるための駆動装置(アクチュエータ)が内蔵され、分注ユニット4内には2本のシリンジ2,3を駆動するアクチュエータが内蔵されている。シリンジが2本設置されている点を除き、上記リキッドハンドラーは従来の公知のものと略同一である。   A drive device (actuator) for horizontally moving the horizontal arm 7 and the vertical column 11 is built in the main body case 1, and an actuator for driving the two syringes 2 and 3 is built in the dispensing unit 4. Yes. Except for the fact that two syringes are installed, the liquid handler is substantially the same as a conventionally known one.

本実施形態に用いるリキッドハンドラーの2本のシリンジは、図13に示すようにニードル14及びトランスファーチューブ16の洗浄用シリンジ2と薬液分注用シリンジ3とに分かれており、それぞれにバルブ17,18が設けられている。そして両方のシリンジ2,3のシリンジヘッドとバルブ17,18は流路19によって互いに連通されている。   As shown in FIG. 13, the two syringes of the liquid handler used in this embodiment are divided into a needle 14 and a syringe 2 for cleaning the transfer tube 16 and a syringe 3 for dispensing chemicals, and valves 17 and 18 respectively. Is provided. The syringe heads of both the syringes 2 and 3 and the valves 17 and 18 are communicated with each other by a flow path 19.

上記シリンジ構造においては、図13中のA〜Iの作動工程図に示すように、A工程では各シリンジ2,3のピストン21,22をそれぞれシリンジヘッド側にストロークさせた状態で、流路19,トランスファーチューブ16,ニードル14のライン内には洗浄(水)が充満している。 In the syringe structure, as shown in the operation process diagrams A to I in FIG. 13, in the process A, the flow path 19 is formed in a state where the pistons 21 and 22 of the syringes 2 and 3 are respectively stroked to the syringe head side. , washed liquid (water) is filled in the transfer tube 16, in the line of the needle 14.

そしてB工程で示すように分注用のシリンジ3を停止させたまま洗浄吸引用のシリンジ2を吸引方向に作動させて、ニードル14により洗浄と試薬容器23の試薬24を吸引し、ライン内の洗浄をシリンジ2内に貯留する。 Then wash liquid syringe 2 for suction while stopping the syringe 3 for dispensing as shown by B process is operated in the direction of suction, sucks the reagent 24 of the washing solution and the reagent container 23 by the needle 14, line the washing liquid of the inner storing in the syringe 2.

続いてC工程で示すように分注用シリンジ3を吸引方向に作動させてシリンジ3内に試薬24を貯留する。貯留された試薬24はD工程でシリンジ3を押し出し方向に作用させることにより、試薬プレート26(試薬プレート26に関しては後述する)の各ウェル(凹部)に順次所定量分注し、E工程のように各プレート26の分注を完了する。   Subsequently, as shown in step C, the dispensing syringe 3 is operated in the suction direction to store the reagent 24 in the syringe 3. The stored reagent 24 is sequentially dispensed into each well (concave portion) of the reagent plate 26 (the reagent plate 26 will be described later) by causing the syringe 3 to act in the pushing direction in the D step, and as in the E step. The dispensing of each plate 26 is completed.

次にF工程でシリンジ2を押し出し作動させて洗浄を押し出すとともに併せてライン内の残存試薬を排出した後、G工程でシリンジ2を吸引作動させてシリンジ2及び全ライン内に洗浄容器27より洗浄28を吸引することにより、ライン及びシリンジ2内に洗浄を充満させる。その後H,I工程のようにシリンジ2の押し出し吸引を少なくとも2回以上繰り返すことによってシリンジ2内とライン内の洗浄を完了し、初期工程Aにリセットされる。このような分注方法は試薬を構成する各薬液毎に且つ試薬プレート26毎に繰り返され、リキッドハンドラー自体の作動制御はパソコンその他の制御装置により、予め決められたプログラムに基づいて行われる。 Then after discharging the remaining reagent in the line together with pushing the cleaning liquid by actuating extruding syringe 2 in F step, a washing liquid container 27 by suction actuating the syringe 2 into the syringe 2 and all the lines within the G step by sucking more washing liquid 28, to fill the washing liquid in the line, and the syringe 2. Thereafter, the syringe 2 and the line are cleaned by repeating the pushing and sucking of the syringe 2 at least twice as in the H and I steps, and the initial step A is reset. Such a dispensing method is repeated for each chemical solution constituting the reagent and for each reagent plate 26, and the operation control of the liquid handler itself is performed by a personal computer or other control device based on a predetermined program.

従来は、シリンジを1本使用し、ラインの充填液と試薬の混合を避けるために境界域としてエアギャップを採用していたため、エアギャップを壊さないように試薬吸引を行うため流速が出せず、流速条件を決めても、トランスファーチューブの内壁の汚れにより、条件設定の再現性が取れないほか、トランスファーチューブの容量を変えることにより分注できる容量を調節するためそのたびに流速条件設定を行う必要がある等の欠点があった。   Conventionally, since one syringe was used and an air gap was adopted as a boundary area in order to avoid mixing of the filling liquid and the reagent in the line, the flow rate could not be obtained because reagent aspiration was performed without breaking the air gap, Even if the flow rate condition is determined, the condition setting cannot be reproducible due to contamination of the inner wall of the transfer tube, and it is necessary to set the flow rate condition each time to adjust the volume that can be dispensed by changing the transfer tube volume. There were disadvantages such as.

これに対して上記方法では、シリンジを2本使用し、充填を他方のシリンジで除去、ラインを試薬で充填する方法を採用するため、エアギャップがないので流速が出せるほか、内壁の汚れ等に妨げられることなく流速条件の再現性が確保できる。またトランスファーチューブの容量は固定で、シリンジの容量を変える事により分注量を調節できるので、流速条件設定は単純である等の利点がある。
上記リキッドハンドラー及びシリンジ以外の例えばプレート等の試薬作製用器具類については後述する試薬作製の説明と共に説明する。
On the other hand, in the above method, since two syringes are used, the filling liquid is removed with the other syringe, and the line is filled with the reagent, there is no air gap, so there is no air gap and the flow rate can be increased. The reproducibility of the flow rate condition can be ensured without being hindered. Moreover, since the volume of the transfer tube is fixed and the dispensing volume can be adjusted by changing the volume of the syringe, there is an advantage that the flow rate condition setting is simple.
Other than the above-described liquid handler and syringe, for example, a reagent preparation instrument such as a plate will be described together with the description of the reagent preparation described later.

4.結晶化試薬(3600種)の作製
本実施形態では結晶化試薬は結晶化の初期スクリーニング用及び二次スクリーニング用の試薬作製表において示したように、試薬はそれぞれ144種、3456種あり、さらに初期スクリーニング用試薬作製に先立って沈殿剤その他の原液を作製する必要がある。したがって本実施形態における試薬作製は(1)原液作製=沈殿剤(Precipitant 16種)、緩衝剤(Buffer 6種)、添加剤(Additive 4種)の作製、(2)プレミックスバッファー(Pre Mix Buffer=PMB)の作製=PMB Init(Initial=初期),PMB Opti(Optimize=二次,展開),PMB Phos(Phosphate=リン酸),(3)ハイスループットのスクリーンキット(High through put kit=HTP Kit)の作製=HTP Kit Init,HTP kit Opti,HTP kit Opti add(Additive=添加剤あり),HTP kit Phosの各工程に部類分けできるので、以下上記(1)〜(3)の各工程につき詳述する。
4). Preparation of Crystallization Reagent (3600 Types) In this embodiment, as shown in the reagent preparation table for initial screening and secondary screening for crystallization reagent, there are 144 types and 3456 types of reagents, respectively. Prior to preparation of the screening reagent, it is necessary to prepare a precipitant and other stock solutions. Therefore, reagent preparation in this embodiment is (1) Stock solution preparation = Precipitant (Precipitant 16 types), Buffer agent (Buffer 6 types), Preparation of additive (Additive 4 types), (2) Premix Buffer (Pre Mix Buffer) = PMB) = PMB Init (Initial = Initial), PMB Opti (Optimize = Secondary, Deployment), PMB Phos (Phosphate = Phosphate), (3) High-throughput kit = HTP Kit ) = HTP Kit Init, HTP kit Opti, HTP kit Opti add (with additive = additive), and HTP kit Phos, each process can be classified into the following steps. Describe.

(1)原液作製
表2は試薬作製のための緩衝剤作製の配合を、表3は同じく沈殿剤及び添加剤作製の配合をそれぞれ示し、表4は沈殿剤,緩衝剤,添加剤の種類を原液番号と共に示している。各表における「○○−○○○」の桁で示すNo.表示中、上2桁の数字は原液番号であり、01=沈殿剤,02=緩衝剤,03=添加剤を示し、下3桁は各溶液のIDをそれぞれ示している。また表中のその他の符号の意味はFW=分子量,Conc=濃度,Weight=試薬重量,MilliQ=精製水であり、その他の試薬成分に関しては可能な限り表又は図中に示し、以下すべての表及び図面において共通するものとする。
(1) Preparation of undiluted solution Table 2 shows the formulation for preparing the buffer for preparing the reagent, Table 3 shows the formulation for preparing the precipitant and additive, and Table 4 shows the types of the precipitant, buffer, and additive. Shown with stock number. In the numbers indicated by “XX-XXX” in each table, the first two digits are the stock solution number, 01 = precipitating agent, 02 = buffering agent, 03 = additive, and lower 3 Digits indicate the ID of each solution. The meanings of the other symbols in the table are FW = molecular weight, Conc = concentration, Weight = reagent weight, MilliQ = purified water, and other reagent components are shown in the table or figure as much as possible. And the same in the drawings.

原液作製は、表2,表3を参照しながらそれぞれの薬品及び水を計量配合して撹拌混合する(緩衝剤がCHSの場合はNaOHも追加する)。その際わかり易いように試薬原液番号と濃度(表4)を基に試薬を対応させる。またすべての試薬原液はステリトップ(Steritop)Millipore SCGPS05RE 0.22μm 500ml)でフィルター(ろ過)をかける。緩衝剤原液のpHの測定も行う。   For preparation of the stock solution, each chemical and water are weighed and mixed with stirring with reference to Tables 2 and 3 (when the buffer is CHS, NaOH is also added). At this time, for easy understanding, the reagents are matched based on the reagent stock solution number and the concentration (Table 4). All reagent stock solutions are filtered (filtered) with Steritop Millipore SCGPS05RE 0.22 μm 500 ml). The pH of the buffer solution is also measured.

(2)PMB(プレミックスバッファー)作製方法
図1はPMB(PMB Init=初期スクリーニング用)作製のためのリキッドハンドラー(図12参照)のワークスペース6上において、バイアル(No.1〜39)がセットされたバイアルボックス31と緩衝剤(Buffer)、滴定試薬及び精製水(MilliQ)の200ml容器(No.1〜12)とが配置されたPMB Initの配置図を示している。この時No.39のバイアルにはニードル14の洗浄用精製水を満たしておき、緩衝剤容器であるバイアルNo.21〜26には注射針(図示しない)を穴の周端側位置に刺して容器(バイアル)内の加圧、負圧現象を解消するように内外の空気の循環を確保しておく。上記以外のバイアル(No.1〜20,27〜36)には沈殿剤と添加剤のみが収容されている。
(2) PMB (Premix Buffer) Production Method FIG. 1 shows that vials (No. 1 to 39) are placed on the workspace 6 of a liquid handler (see FIG. 12) for producing PMB (PMB Init = for initial screening). The layout view of PMB Init in which the vial box 31 and the 200 ml container (No. 1 to 12) of buffer, titration reagent and purified water (MilliQ) are arranged is shown. At this time, the vial No. 39 is filled with purified water for washing the needle 14, and an injection needle (not shown) is inserted into the peripheral end side position of the hole in vials No. 21 to 26 which are buffer containers. The circulation of the air inside and outside is secured so as to eliminate the pressure and negative pressure phenomenon in the container (vial). Vials (No. 1 to 20, 27 to 36) other than the above contain only the precipitant and the additive.

上記セット後リキッドハンドラーのPMB Init専用の制御プログラムを始動し、リキッドハンドラーを作動させることにより、各バイアルにおいて緩衝剤溶液を分注作製した後注射針を抜き取り、バイアルに振動を与えてPMBを混合し、その後pH測定を行う。作製されたPMBは表5に示す組成表の通りであり、表中のpH以外の数字は各薬液等の分量(μl)である。   After the above set, the PMB Init dedicated control program for the liquid handler is started and the liquid handler is activated to dispense the buffer solution in each vial. Then, the syringe needle is removed and the vial is vibrated to mix the PMB. Then, measure the pH. The prepared PMB is as shown in the composition table shown in Table 5, and the numbers other than pH in the table are the amount (μl) of each chemical solution and the like.

図2,図3は共に図1と同一のワークスペース6上の配置図であり、図2がPMB Opti(二次スクリーニング用)、図3がPMB Phos(リン酸ナトリウム,リン酸カリウム使用)の場合を示しており、緩衝剤及び精製水が各200mlであり、バイアル(No.39)に精製水を充填しておく点及びリキッドハンドラーによる分注作業方法は図1の場合と同である。 2 and 3 are layout diagrams on the same workspace 6 as FIG. 1, FIG. 2 shows PMB Opti (for secondary screening), and FIG. 3 shows PMB Phos (use of sodium phosphate and potassium phosphate). shows a case, buffer and purified water are each 200 ml, dispensing work method according to the point and liquid handler be filled with purified water to a vial (No.39) is the same as the case of FIG. 1 .

図1の場合に対し、図2,図3に示す例ではそれぞれPMB Opti又はPMB Phos専用のプログラムを使用してリキッドハンドラーを使用し、注射針を刺すバイアルがNo.1〜36である点が異なる。そして配置され又は各バイアルに分注される薬液はそれぞれ図2,図3に示す通りである。その結果作製されるPMBの組成は図2に対して表6−1,表6−2が、図3に対して表7がそれぞれ対応する。   In contrast to the case of FIG. 1, in the examples shown in FIGS. 2 and 3, the liquid handler is used by using a program dedicated to PMB Opti or PMB Phos, and the vials for inserting the injection needles are No. 1 to 36. Different. And the chemical | medical solution arrange | positioned or dispensed to each vial is as each shown in FIG. 2, FIG. As a result, the composition of PMB produced corresponds to Table 6-1 and Table 6-2 for FIG. 2, and Table 7 for FIG.

(3)試薬キット(HTP Kit)作製
次に前記(1),(2)のように作製された試薬キット作製用の原液とPMB(プレミックスバッファー)を用いて試薬キット(3600種)を作製する方法について説明する。試薬キットは既述のリキッドハンドラーとそれぞれのキットに対応したパソコンによる制御プログラムを用いて行われるが、図13に示したキット用のプレート26としては、図4,図5に示すように12×6(穴)の72ウェルタイプを用いている。
(3) Preparation of reagent kit (HTP Kit) Next, a reagent kit (3600 species) was prepared using the stock solution for reagent kit preparation and PMB (premix buffer) prepared as described in (1) and (2) above. How to do will be described. The reagent kit is performed using the above-described liquid handler and a control program by a personal computer corresponding to each kit, and the kit plate 26 shown in FIG. 13 has 12 × as shown in FIG. 4 and FIG. 6 (hole) 72-well type is used.

1)パラフィン分注
各プレート26のウェル(凹部)には、結晶化試薬の蒸発を防止し、濃度変化を生じさせないために、試薬表面に浮上して空間との接触をシールさせるように試薬より低比重のパラフィンを分注する。
1) Dispensing paraffin In the wells (recesses) of each plate 26, in order to prevent evaporation of the crystallization reagent and prevent a change in concentration, the reagent floats on the reagent surface and seals contact with the space. Dispense the low specific gravity paraffin.

図4は、リキッドハンドラーのワークスペース6上に配置された2枚のプレート26とパラフィン及びニードル洗浄用精製水の配置図を示し、リキッドハンドラーはパラフィン分注専用プログラムによって制御され分注作業が行われる。パラフィン分注後のプレートは以下に説明されHTP kitを作製するまで保存される。   FIG. 4 shows the arrangement of two plates 26 and paraffin and purified water for washing needles arranged on the workspace 6 of the liquid handler. The liquid handler is controlled by a program dedicated to paraffin dispensing and performs the dispensing operation. Is called. The plate after paraffin dispensing is stored until the HTP kit is prepared as described below.

2)初期スクリーニング用試薬キット(HTP kit Init)作製
図5は初期スクリーニング用試薬キット作製のためのパラフィン分注済のプレート26(2枚で144ウェル)とPMB Init用薬液がセットされたスクリューバイアルボックス31のワークスペース6上の配置図を示し、スクリューバイアル(No.1〜26)には予め既述の要領で注射針が刺され、同No.37のバイアルには精製水が分注され、またワークスペース6の余剰スペースにも精製水が配置された状態で分注が行われる。表8はHTP kit作製用に用いられるPMB Init(図5中のバイアルNo.1〜26)の試薬配置表を示し、上記によって作製されたHTP kitは図6に示す内容を備えており、沈殿剤16種、緩衝剤6種、添加剤4種で構成されている。
2) Preparation of reagent kit for initial screening (HTP kit Init) Fig. 5 shows screw vials with paraffin-dispensed plate 26 (two in 144 wells) and chemical solution for PMB Init for preparation of reagent kit for initial screening. An arrangement diagram on the work space 6 of the box 31 is shown, and a screw vial (No. 1 to 26) is pre-stabbed with an injection needle in the manner described above, and purified water is dispensed into the No. 37 vial. Dispensing is performed in a state where purified water is also disposed in the surplus space of the work space 6. Table 8 shows the reagent arrangement table of PMB Init (vials Nos. 1 to 26 in FIG. 5) used for preparing the HTP kit. The HTP kit prepared as described above has the contents shown in FIG. It consists of 16 types of agents, 6 types of buffering agents, and 4 types of additives.

表1の試薬作製表の内、試薬No.1〜144で示すものが初期スクリーニング用試薬であり、このうちNo.1〜84は2-Propanol(イソプロパノール),MPD(2-メチル-2,4-ペンタンジオール),PEG 4,000(ポリエチレングリコール4,000),PEG 20,000(ポリエチレングリコール20,000),Jeffamine M-600(ジェファミンM-600),Na Form(ギ酸ナトリウム),Na Chlor(塩化ナトリウム),Li Sulf(硫酸リチウム),Amm Sulf(硫酸アンモニウム),KNa Tart(酒石酸ナトリウム),Na Acet(酢酸ナトリウム),tri-Na Citr(クエン酸三ナトリウム),Mg Sulf(硫酸マグネシウム),Na2 Malon(マロン酸二ナトリウム)からなる14種の沈殿剤を組み合わせの基準(基準薬液)として使用している。この各基準薬液に対し、Acetic acid(酢酸),Na3 citrate(クエン酸三ナトリウム),MES(2−モルホリノエタンスルホン酸),HEPES(2−[4−(2ヒドロキシエチル)−1−ピペラジニル]エタンスルホン酸),Tris(トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン),CHES(N−シクロエキシル−2−アミノエタンスルホン酸)からなる6種類の緩衝剤(バッファー)をそれぞれ順次対応させて分配する分配薬液を割り振っている。   Of the reagent preparation tables in Table 1, those indicated by reagent Nos. 1 to 144 are initial screening reagents, and Nos. 1 to 84 are 2-Propanol (isopropanol), MPD (2-methyl-2,4). -Pentanediol), PEG 4,000 (polyethylene glycol 4,000), PEG 20,000 (polyethylene glycol 20,000), Jeffamine M-600 (Jephamine M-600), Na Form (sodium formate), Na Chlor (sodium chloride), Li Sulf (sulfuric acid) Lithium), Amm Sulf (ammonium sulfate), KNa Tart (sodium tartrate), Na Acet (sodium acetate), tri-Na Citr (trisodium citrate), Mg Sulf (magnesium sulfate), Na2 Malon (disodium malonate) 14 kinds of precipitants are used as a standard of combination (standard chemical solution). Acetic acid (acetic acid), Na3 citrate (trisodium citrate), MES (2-morpholinoethanesulfonic acid), HEPES (2- [4- (2hydroxyethyl) -1-piperazinyl] ethane Distributing drug solution that sequentially distributes 6 types of buffer (buffer) consisting of sulfonic acid), Tris (tris (hydroxymethyl) aminomethane), CHES (N-cyclohexyl-2-aminoethanesulfonic acid) ing.

上記緩衝剤Acet(酢酸),MES,HEPESに対しては滴定試薬NaOHが割り振られ、他の緩衝剤Citr(クエン酸),Tris,CHESに対してはHClが割り振られる。そしてNo.1〜84はいずれも添加剤は無添加である。   Titration reagent NaOH is allocated to the buffering agents Acet (acetic acid), MES, and HEPES, and HCl is allocated to the other buffering agents Citr (citric acid), Tris, and CHES. Nos. 1 to 84 are additive-free.

次に表1のNo.85〜108は、基準薬液としての沈殿剤MPDに対して4種類の添加剤Li Chlor(塩化リチウム),Mg Chlor(塩化マグネシウム),Ca Chlor(塩化カルシウム),1,4-Dioxane(ジオキサン)が4グループに分けて割り振られている。そして各グループはそれぞれ上記6種類の緩衝剤を割り振って条件を細分化され、合計24種の試薬が揃えられる。   Next, Nos. 85 to 108 in Table 1 show four types of additives Li Chlor (lithium chloride), Mg Chlor (magnesium chloride), Ca Chlor (calcium chloride), 1, for the precipitant MPD as the reference chemical solution. 4-Dioxane is divided into 4 groups. Each group allocates the above six types of buffer and subdivides the conditions so that a total of 24 types of reagents are prepared.

表1の試薬No.109〜132は基準薬液としての沈殿剤PEG4Kに対して上記同様に4種類の添加剤グループに割り振られ、各グループは6種類の緩衝剤(分配薬液)が割り振られて合計24の条件に細分化されている。また同No.133〜138は前述した9番目(No.49〜54)の沈殿剤Amm Sulfに対して前記6種類の緩衝剤が割り振られ、さらに添加剤1,4-Dioxaneがそれぞれに割り振られたものである。   Reagent Nos. 109 to 132 in Table 1 are allocated to four types of additive groups in the same manner as above with respect to the precipitant PEG4K as the reference chemical solution, and each group is assigned a total of six types of buffer agents (distribution chemical solutions). It is subdivided into 24 conditions. The Nos. 133 to 138 are assigned the above six types of buffering agents to the 9th (No. 49 to 54) precipitating agent Amm Sulf, and the additive 1,4-Dioxane is assigned to each. It is a thing.

上記表中No.85〜138の試薬は、上記添加剤無添加の試薬のほかに、経験的に添加剤が、タンパク質の結晶化に何らかの好影響を及ぼすことが確認されているものに対して表中に示す4種類の添加剤を加えた試薬を示しており、このことにより初期スクリーニング試薬数が48種類増加し且つ条件の細分化が行われる。   The reagents in Nos. 85 to 138 in the above table are empirically confirmed that the additive has some positive effect on protein crystallization in addition to the reagent without the additive. The reagent to which the four types of additives shown in the table are added is shown. This increases the number of initial screening reagents by 48 and further subdivides the conditions.

次のNo.139〜144は、本例で用いる15番目の沈殿剤Na Phos(リン酸ナトリウム)に対して、滴定試薬割合が0.39〜0.511まで定量的・規則的に増大変化する緩衝剤K2 Phos(リン酸二カリウム)を分配薬液として割り振ったものであり、添加剤は無添加としたものである。ここで使用されているNa Phos及びK2 Phosは沈殿剤及び緩衝剤のいずれの機能をも備えており、特に緩衝剤としての割り振りは行っていない。   The following Nos. 139 to 144 increase quantitatively and regularly in a titration reagent ratio of 0.39 to 0.511 with respect to the 15th precipitant Na Phos (sodium phosphate) used in this example. Buffer K2 Phos (dipotassium phosphate) was allocated as a distribution chemical solution, and the additive was not added. Na Phos and K2 Phos used here have both functions of a precipitating agent and a buffering agent, and are not particularly allocated as a buffering agent.

以上の初期スクリーニング用試薬においては、それぞれの薬液の配合割合,濃度,pH等は経験的に概ね確認されている最も望ましい数値を選んでおり、初期スクリーニング試薬ではこれらの量的要素の細分化には重点を置かず、量的要素の細分化は主としてNo.145以下の二次スクリーニング試薬において実現している。   In the above initial screening reagents, the most desirable values, which are generally confirmed empirically, are selected for the mixing ratio, concentration, pH, etc. of each chemical solution, and the initial screening reagents are used to subdivide these quantitative factors. No particular emphasis is placed on, and subdivision of quantitative elements is realized mainly in secondary screening reagents of No. 145 or lower.

3)二次スクリーニング用試薬キット(添加剤無)(HTP kit Opti)作製
この例も上記初期スクリーニング用試薬キットと同様に作製され、表9のPMB Opti試薬配置表の内容を備えたスクリューバイアルボックス31のセットと一対のプレート(72ウェル)26,沈殿剤(PPT)及び精製水(MilliQ)とが配置される点及びバイアルNo.1〜36を試薬用に使用し且つ予め注射針を刺し込んでおく点が異なる。
3) Preparation of reagent kit for secondary screening (without additives) (HTP kit Opti) This example is also prepared in the same manner as the above-described initial screening reagent kit, and is a screw vial box with the contents of the PMB Opti reagent arrangement table shown in Table 9 A set of 31 and a pair of plates (72 wells) 26, a point where a precipitating agent (PPT) and purified water (MilliQ) are arranged, and vials Nos. 1 to 36 are used for reagents and pre-inserted with an injection needle The point to leave is different.

図8はこの方法によって作製された試薬キットの成分内容を示しており、二次スクリーニングでは各沈殿剤ごとに結晶化試薬の組み合わせがあり、それぞれ144種の組み合わせで沈殿剤1種(4パターン)、バッファー6種(6パターン)、添加剤有無で構成される。添加剤の有無で水の量比が異なる。   FIG. 8 shows the contents of the components of the reagent kit prepared by this method. In the secondary screening, there are combinations of crystallization reagents for each precipitating agent, and 144 types of precipitating agents are used for each one (4 patterns). , 6 types of buffers (6 patterns), with or without additives. The amount of water varies depending on the presence or absence of additives.

表1の試薬No.145〜2160がこの項の試薬に該当し、上記初期スクリーニング用試薬のうち、最初の14種類の沈殿剤(基準薬液)に6種類の緩衝剤(分配薬液)毎に6グループに分けて割り振ったものである(添加剤なし)。そしてNo.1〜144の沈殿剤の割合を0.25,0.35,0.45,0.55と4段階に定量ずつ規則的に変化させ(注:これに応じて沈殿濃度も各グループ内で4段階の小グループを形成して定量的に又は規則的に変化している)、また各小グループ内では滴定試薬割合を6段階に定量ずつ規則的に変化させたものを割り振って条件を細分化している。   Reagent Nos. 145 to 2160 in Table 1 correspond to the reagents in this section, and among the initial screening reagents, the first 14 types of precipitating agents (reference drug solutions) are divided into 6 types of buffer agents (distributed drug solutions) every 6 types. Allotted to groups (no additives). And the ratio of the precipitants of No. 1 to 144 was regularly changed in four steps, 0.25, 0.35, 0.45, 0.55 (Note: The precipitation concentration was also changed for each group according to this. 4 groups of small groups are formed and changed quantitatively or regularly), and within each small group, the titration reagent ratio is regularly changed in 6 stages and assigned to the conditions. Is subdivided.

上記のうち全体に共通しているのは沈殿剤割合及び滴定試薬割合の変化の量のみで、それ以外の数値は各薬液に応じて適宜変化領域を変えている(例えばMPD,PEG20K,Na Form等の変化領域等)が、変化が定量的・規則的であることには変わりない。また緩衝剤のpHの変化等も各緩衝剤に応じて適宜変更している。滴定試薬割合が増減両方向の変化があるのは、滴定試薬が酸性かアルカリ性かによる。   Of these, only the amount of change in the precipitant ratio and titration reagent ratio is common to the whole, and other numerical values change the change region as appropriate according to each chemical (for example, MPD, PEG20K, Na Form). The change area, etc.) does not change that the change is quantitative and regular. In addition, changes in pH of the buffering agent are appropriately changed according to each buffering agent. The ratio of the titration reagent is increased or decreased depending on whether the titration reagent is acidic or alkaline.

4)二次スクリーニング用試薬キット(添加剤有)(HTP kit Opti add)作製
添加剤を加えた二次スクリーニング用試薬キットは、添加剤の有無の点で上記3)の製法と異なるが、それ以外は共通するので共通部分の説明を割愛する。また上記相違点に関連して、図9及び表10のバイアル(No.38)に添加剤が分注されているほか、図10の添加剤の有無及び水の量が異なる。
4) Preparation of secondary screening reagent kit (with additives) (HTP kit Opti add) The secondary screening reagent kit with additives is different from the above 3) in terms of the presence or absence of additives. Since other than is common, explanation of common parts is omitted. In addition to the above differences, additives are dispensed into the vial (No. 38) in FIG. 9 and Table 10, and the presence or absence of the additive and the amount of water in FIG. 10 are different.

表1のNo.2161〜3312は第2番目,第3番目の2種類の沈殿剤(基準薬液)MPD,PEG4Kそれぞれに対して前記6種類の緩衝剤(分配薬液)を割り振り、さらに4種類の添加剤を割り振っている。そして各沈殿剤につき、それぞれ添加剤の種類に応じて4つの添加剤別グループに分けられ、各添加剤別グループはさらに6種対の緩衝剤別グループに細分化されている。   Nos. 2161 to 312 in Table 1 allocate the six types of buffering agents (distribution chemicals) to the second and third types of precipitating agents (reference chemicals) MPD and PEG4K, respectively, and four more types Additives are allocated. Each precipitating agent is divided into four additive groups according to the type of additive, and each additive group is further subdivided into six buffer pairs.

さらに各緩衝剤別グループは6組ずつ4段階に定量的・規則的に増減変化する沈殿剤割合・沈殿剤濃度毎に分かれ、基準薬液と分配薬液とを共通にし且つ沈殿剤割合・沈殿剤濃度共に共通の6組は6段階に概ね定量的・規則的に変化する滴定試薬割合の違う種類として割り振られて条件が細分化されている。この範囲の沈殿剤割合・同濃度は各緩衝剤毎に略定量的・規則的な変化を繰り返している。   In addition, each buffer group is divided into 6 groups, each divided into 4 steps of the precipitant ratio and precipitating agent concentration that change quantitatively and regularly. The 6 groups that are common to each other are assigned as different types of titration reagent ratios that change quantitatively and regularly in six steps, and the conditions are subdivided. The precipitant ratio and the same concentration in this range repeats substantially quantitative and regular changes for each buffer.

表1のNo.3313〜3456は第9番目の沈殿剤(基準薬液)Amm Sulfに対し、6種類の緩衝剤を24回ずつ割り振るとともに、すべてに添加剤として1,4-Dioxaneを加えたものである。24に割り振られた各緩衝剤群内は沈殿剤割合,同濃度が概ね定量的・規則的に増減変化する4段階(4グループ)に分けられ、各グループ内はそれぞれ滴定試薬割合が6段階に略定量的・規則的に増減変化させている(これに伴って緩衝剤のpH値も概ね定量的に増減変化する)。   Nos. 3313 to 3456 in Table 1 are the 9th precipitating agent (reference chemical solution) Amm Sulf, with 6 types of buffering agents assigned 24 times each and 1,4-Dioxane added as an additive to all. It is. Each buffer group allocated to 24 is divided into 4 stages (4 groups) in which the precipitant ratio and the same concentration change in a quantitative and regular manner, and each group has 6 titration reagent ratios. The amount of increase / decrease is changed approximately quantitatively and regularly (with this change, the pH value of the buffering agent also increases / decreases substantially quantitatively).

5)二次スクリーニング用試薬キット(リン酸使用)(HTP kit Phos)作製
この試薬は沈殿剤としてリン酸を使用したもので、図11及び表11のバイアル(No.1〜36)はすべてリン酸が分注されており、濃度及びpHを順次変化させている。そして二次スクリーニング用試薬におけるリン酸(Phos)は沈殿剤とバッファーを2種の溶液(Na Phos, K2 Phos)だけの組み合わせ144種によって構成される。そのため各ウェルごとに試薬組成が異なる。この場合、Na Phos,K2 Phosは沈殿剤,緩衝剤のいずれに使用してもよい。
5) Preparation of reagent kit for secondary screening (using phosphoric acid) (HTP kit Phos) This reagent uses phosphoric acid as a precipitating agent, and all the vials (No. 1 to 36) in FIG. 11 and Table 11 are phosphorous. The acid is dispensed and the concentration and pH are changed sequentially. The phosphoric acid (Phos) in the secondary screening reagent is composed of 144 kinds of combinations of only two kinds of solutions (Na Phos, K2 Phos) with a precipitant and a buffer. Therefore, the reagent composition differs for each well. In this case, Na Phos and K2 Phos may be used for either the precipitant or the buffer.

表1のNo.3457〜3600では、沈殿剤として用いたNa Phosの濃度が1,1.4,1.8,2.2の4段階に定量的且つ規則的に変化し、この各段階における緩衝剤(滴定試薬)のpHが6段階に略定量的・規則的に変化し且つこの変化は4グループ毎に高い数値領域で略定量的・規則的変化となり、合計6領域で変化している。   In Table 1, Nos. 3457 to 3600, the concentration of Na Phos used as a precipitating agent quantitatively and regularly changed in four stages of 1,1.4, 1.8, and 2.2. The pH of the buffer (titration reagent) changes almost quantitatively and regularly in 6 steps, and this change becomes almost quantitative and regular in a high numerical range every 4 groups, and changes in a total of 6 regions. .

これに対し、Na Phos,K2 Phosの水との配合割合は表11のようにプレミックス段階で36種類の配合が略定量的・規則的に行われたものを上記4グループ毎にリン酸緩衝液の緩衝作用中で一定の割合でNo.3457〜3600(計144種)に割り振っている。したがって4グループ内では量的要素に係る数値が定量的変化ではないものの、一定の割り振り規則に則って変化していることには変わりがない。この例においてもNa Phos,K2 Phosは互いに交換して使用することが可能である。   On the other hand, the blending ratio of Na Phos and K2 Phos with water is the phosphate buffer for each of the above 4 groups, as shown in Table 11, in which 36 types of blending were performed almost quantitatively and regularly at the premix stage. No. 3457-3600 (144 types in total) are allocated at a fixed rate during the buffering action of the liquid. Therefore, although the numerical values related to the quantitative elements are not quantitative changes within the four groups, they remain unchanged in accordance with certain allocation rules. In this example, Na Phos and K2 Phos can be used interchangeably.

6)以上のように構成されたスクリーニング用試薬は、本例では表1に示すように3600種揃えることが可能であり、これらを用いて次に説明される初期(144種)及び二次(3456種)のタンパク質結晶化スクリーニングが行われる。   6) In this example, 3600 types of screening reagents configured as described above can be prepared as shown in Table 1. Using these, the initial (144 types) and secondary (secondary) described below can be used. 3456) protein crystallization screening is performed.

なお、表1中の試薬の組み合わせにおいて、条件細分化のための量的要素(但し、濃度,pH等の変化も含む)の定量的変化、規則的変化は厳密であることが望ましいが、タンパク質の結晶化において細分化された試薬条件の最適領域を見出すことが可能な範囲の誤差は許容されるものである。   In addition, in the combination of reagents in Table 1, it is desirable that quantitative and regular changes in quantitative elements (including changes in concentration, pH, etc.) for condition subdivision are exact, but protein An error within a range in which the optimum region of the reagent conditions subdivided in the crystallization can be found is acceptable.

5.タンパク質の結晶化スクリーニング
次に前述したスクリーニング用試薬キットを用いたタンパク質の結晶化スクリーニング方法について、結晶化に使用したタンパク質及び結晶化とその評価を行なうための使用機器(ロボット)、評価方法と評価結果等の諸点について説明する。
5. Protein Crystallization Screening Next, regarding the protein crystallization screening method using the screening reagent kit described above, the protein used for crystallization and the equipment used for crystallization and evaluation (robot), evaluation method and evaluation Various points such as results will be described.

(1)結晶化実験と実験に使用したタンパク質及び使用機器
1)使用したタンパク質
本実験には下記二種のタンパク質を使用した。
a.生物種 T.Thermophilus(HB8)精製タンパク質数 177 結晶化数 94
b.生物種 P.Horikoshii(OT3) 精製タンパク質数 256 結晶化数 77
(1) Crystallization experiment, protein used in experiment and equipment used 1) Protein used The following two proteins were used in this experiment.
a. Organism T.Thermophilus (HB8) Number of purified proteins 177 Number of crystallizations 94
b. Organism P.Horikoshii (OT3) Number of purified proteins 256 Number of crystallizations 77

上記aは生育温度範囲を50℃−82℃(至適温度は70−75℃)に有する好熱性細菌であり、bは、95℃前後に至適生育温度を有する超好熱性古細菌である。   The above a is a thermophilic bacterium having a growth temperature range of 50 ° C.-82 ° C. (optimum temperature is 70-75 ° C.), and b is a hyperthermophilic archaea having an optimal growth temperature around 95 ° C. .

上記の菌体由来でのタンパク質結晶化実験において、使用するタンパク質のすべてが耐熱性であるということである。ということは、タンパク質の耐熱機構について探求したい場合、耐熱性のタンパク質等の利用を考える場合に使用する(耐熱性タンパク質は温度以外のタンパク質の変性要因に対しても耐性を示す)。つまり、生物および生体物質の耐熱性に関することについてであれば、基礎研究から応用研究まで幅広い研究が、上記a,bを材料として行なえるということである。   In the protein crystallization experiment derived from the cells described above, all of the proteins used are heat resistant. That is, when the heat resistance mechanism of a protein is to be explored, it is used when considering the use of a heat-resistant protein or the like (the heat-resistant protein is resistant to protein denaturation factors other than temperature). In other words, as far as the heat resistance of living organisms and biological materials is concerned, a wide range of research from basic research to applied research can be carried out using a and b as materials.

2)結晶化方法及び結晶観察に使用した機器(ロボット)
本実験の結晶化には発明者等の提案に係る特開2003−107076号公報に示されるタンパク質の結晶化方法及び装置(ロボット=商品名「TERA」)を使用した。
2) Crystallization method and equipment used for crystal observation (robot)
For the crystallization of this experiment, a protein crystallization method and apparatus (robot = trade name “TERA”) disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-107076 according to the proposal of the inventors was used.

上記装置は、結晶化および結晶観察作業をスケジュール管理や、撮影した結晶写真を登録したデータベースを含め、すべての構成ユニットをパソコンにより自動的な統合運用が可能である。この装置は、世界中で広く使われている米国・ダグラス社の「IMPAX」と同様72ウェルのマイクロプレートを使って1 μl(0.5 μl蛋白質溶液 + 0.5 μl結晶化試薬)スケールのオイルバッチ法で結晶化を行うことができる「ディスペンサーロボット」のほか、顕微鏡を用いて自動的に結晶を撮影する「結晶化ウェル自動観察装置」、2,500枚の結晶化用プレートと125枚の結晶化試薬プレートを保管できる「プレート保管・搬送ユニット」、おのおのの装置間を連携する「プレートセッティングロボット」で構成されている。   The above-described apparatus can automatically manage all the constituent units including a database for registering the crystallized and crystal observing work schedules and a database of crystal photographs taken. This device is a 1 μl (0.5 μl protein solution + 0.5 μl crystallization reagent) scale oil batch method using a 72-well microplate similar to the “IMPAX” of Douglas, Inc., which is widely used all over the world. In addition to the “dispenser robot” that can perform crystallization, the “crystallization well automatic observation device” that automatically photographs crystals using a microscope, 2,500 crystallization plates and 125 crystallization reagent plates It consists of a “plate storage / conveyance unit” that can be stored, and a “plate setting robot” that links each device.

すべてのプレートは、識別のために組み込まれた「バーコード印刷・読み取りシステム」により管理され、現在、24時間無人運転で作業を行うものである。1日あたり、結晶化は32プレート2,304条件、観察は100プレート7,200条件の処理が可能である。「結晶化試薬保管庫」には、それぞれのタンパク質の標準結晶化条件として、初期スクリーニング用試薬144条件一つ一つにpHと沈殿剤濃度を展開し、精密化した3,460種類の二次スクリーニング用試薬をあらかじめ調製して保管している。   All plates are managed by a “barcode printing / reading system” built in for identification, and currently work 24 hours a day, unattended. Crystallization can be processed in 32 plates and 2,304 conditions, and observation in 100 plates and 7,200 conditions per day. In the Crystallization Reagent Repository, as standard crystallization conditions for each protein, there are 3,460 types of secondary screenings that have been refined by developing pH and precipitant concentration for each of the 144 initial screening reagents. Reagents are prepared and stored in advance.

このため、結晶観察結果を、結晶化条件改良へフィードバックすることができ、幅広い条件での結晶改良実験を同じパソコンのコンソールからすぐに行うことができる。また、結晶観察作業スケジューラーを使えば結晶化ドロップの状態の経時変化を自動的に画像イメージとして定期的に撮影し、保存できる。さらに、全自動結晶化システムからのあらゆる情報は、理化学研究所播磨研究所で展開している「ハイスループットファクトリー」全体の実験データを一括管理するプログラムからなるシステム「HTPF-DB」に自動的にアップロードされ、結晶観察評価や結晶化作業の要求はネットワーク上でウェブ・ブラウザーを使って分散処理することができる。   For this reason, the crystal observation result can be fed back to the improvement of the crystallization condition, and the crystal improvement experiment under a wide range of conditions can be immediately performed from the console of the same personal computer. In addition, if the crystal observation work scheduler is used, the temporal change of the crystallization drop state can be automatically taken as an image and periodically stored. In addition, all information from the fully automated crystallization system is automatically stored in the system “HTPF-DB”, which consists of a program that collectively manages the experimental data of the entire “High Throughput Factory” deployed at the RIKEN Harima Institute. Uploaded requests for crystal observation evaluation and crystallization work can be distributed over the network using a web browser.

(2)スコアによる結晶化の評価
タンパク質の結晶化状態の良否は結晶化結果の外部観察によって評価しているが,本実験では前記ロボット内のカメラによる画像解析によっており、その評価は過去に蓄積された多数の経験データに基づいて作成された、例えば図14に示すような、スコア別の評価基準によって行なっている。
(2) Evaluation of crystallization by score The quality of protein crystallization is evaluated by external observation of the crystallization results. In this experiment, however, the evaluation is based on image analysis using a camera in the robot. The evaluation is performed based on the evaluation criteria for each score, for example, as shown in FIG.

この例では同図に示すように結晶化状態を、乾燥(−1)、透明(0)、沈殿(1)、ゼリー状の塊(4)、0.05mm以上の微結晶・針状の微結晶・汚い板上結晶・汚いクラスター結晶(いずれも5)、板状結晶・針状結晶・分離可能なクラスター結晶(いずれも6)、0.03mm以上の単結晶(8)のようにスコア分けしてスコアチェックを行なう。   In this example, as shown in the figure, the crystallization state is changed to dry (-1), transparent (0), precipitation (1), jelly-like lump (4), 0.05 mm or more of fine crystals / needle-like fines. Scores are divided into crystals, dirty plate crystals, dirty cluster crystals (5), plate crystals, needle crystals, separable cluster crystals (6), and single crystals of 0.03 mm or more (8). And check the score.

次に前記結晶化とその結果評価のフローを図15のフロー図に基づいて説明する。
1)新規サンプルの場合、容量が300μl以上であるかの判断を行う。300μl以上あれば 初期スクリーニング144種で結晶化、300μl未満であれば初期スクリーニング72種 で結晶化を行う。
2)次に図14に示す評価基準を用いてスコアチェックを行う。
3)1週間後のスコア合計で0が50未満で、最大スコアが4以上であれば二次スクリーニ ングを実行する。スコア合計で0が50以上であれば、再度初期スクリーニングを行 う。
4)二次スクリーニングでは初期スクリーニングでスコア4以上が出た試薬No.において 24種の展開を行う。展開方法は、沈殿剤1種につき4段階の濃度、バッファー1種に つき6段階のpHを基本に最適化される。(詳細は図5〜11、表8〜11を参照。 )
5)再度図14に示す評価基準を用いてスコアチェックを行う。
6)二次スクリーニングでスコア6以上であれば回折チェックまたは、同一条件での結 晶化を行う。
7)回折チェックで分解能が4.0Å未満であれば結晶化終了。分解能が4.0以上であれば 高度化実験を行なう。
Next, the flow of the crystallization and the result evaluation will be described with reference to the flowchart of FIG.
1) In the case of a new sample, determine whether the volume is 300 μl or more. If 300 μl or more, crystallize in 144 types of initial screening, and if less than 300 μl, crystallize in 72 types of initial screening.
2) Next, a score check is performed using the evaluation criteria shown in FIG.
3) If the total score after 1 week is less than 50 and the maximum score is 4 or more, secondary screening is performed. If the total score is greater than 50, repeat the initial screening.
4) In the secondary screening, 24 types are developed for the reagent No. that scored 4 or more in the initial screening. The development method is optimized based on four levels of concentration per precipitant and six levels of pH per buffer. (For details, see FIGS. 5 to 11 and Tables 8 to 11.)
5) The score is checked again using the evaluation criteria shown in FIG.
6) If the score is 6 or higher in the secondary screening, check the diffraction or crystallize under the same conditions.
7) If the resolution is less than 4.0 mm in the diffraction check, crystallization is completed. If the resolution is 4.0 or higher, conduct advanced experiments.

6.結晶化率の確認
タンパク質の結晶化とは他溶液が少量でも混合してしまうと結晶化実験での結晶産出の度合いや再現性に影響が出てくる。しかし前述した方法で作成された初期スクリーニング試薬を用いることにより、各沈殿剤による結晶化効率を表した図16に示すグラフのように、初期スクリーニングにおいて結晶化数あたり最大20%程度の確立で微結晶を産出していることが分かる。このことにより前述した方法によって製造した結晶化試薬が高頻度にタンパク質の結晶化に成功しているかが判断できる。また、タンパク質1種類にそれぞれの項目によって実験結果を産出することが可能である。これは、各試薬のバッファーのpHや沈殿剤濃度を系統的に並べていることが大きな要因で、各バッファー、pH、沈殿剤等の効果をそれぞれの視点で考察できることを意味する。
6). Confirmation of crystallization rate In protein crystallization, if a small amount of other solutions are mixed, the degree of crystal production and reproducibility in crystallization experiments will be affected. However, by using the initial screening reagent prepared by the above-described method, as shown in the graph shown in FIG. It can be seen that crystals are produced. This makes it possible to determine whether the crystallization reagent produced by the above-described method has succeeded in crystallizing proteins at high frequency. In addition, it is possible to produce experimental results for each type of protein. This means that the buffer pH and precipitation agent concentration of each reagent are systematically arranged, and the effects of each buffer, pH, precipitation agent, etc. can be considered from each viewpoint.

さらに図17に示すように、二次スクリーニングにおいても初期スクリーニング試薬実験結果と同じような実験結果を得た。これは、初期スクリーニング試薬と二次スクリーニング試薬は系統的には、同じ部類に含まれるため、結晶化実験という視点で結果を求めた場合、同様の結果が得られるためと考えられる。しかし、図18では、結晶化試薬の細分化を行った結果、4割のサンプルについて一次スクリーニングによって得られなかった結果が二次スクリーニングを実行することで最適化が行われている。平均すると254%で結晶化の最適化が行われている。(注:この割合は二次スクリーニングにおけるスコア5以上の回数を初期スクリーニングのスコア5以上の回数で除算したものである。)このことにより、従来のスクリーニング試薬では不可能だったより良質なタンパク質結晶を産出することが可能となっていることを示すものである。   Furthermore, as shown in FIG. 17, the same experimental results as the initial screening reagent experimental results were obtained in the secondary screening. This is presumably because the initial screening reagent and the secondary screening reagent are systematically included in the same class, and thus the same result is obtained when the result is obtained from the viewpoint of the crystallization experiment. However, in FIG. 18, as a result of subdividing the crystallization reagent, the results that were not obtained by the primary screening for 40% of the samples are optimized by executing the secondary screening. On average, crystallization is optimized at 254%. (Note: This ratio is the number of secondary screening score 5 or higher divided by the initial screening score 5 or higher.) This makes it possible to obtain better quality protein crystals that were impossible with conventional screening reagents. It shows that it is possible to produce.

この発明は生命科学的,創薬,食品等の研究分野で必要なタンパク質の結晶構造解析のための、タンパク質の結晶化試験に際して使用されるものである。   The present invention is used in protein crystallization tests for analyzing the crystal structure of proteins necessary in research fields such as life science, drug discovery, and food.

本発明の初期スクリーニング用試薬キット作製に用いるPMB(プレミックスバッファー)作製のためのリキットハンドラーワークスペースにおける薬液・容器類の配置図である。FIG. 2 is a layout diagram of chemicals and containers in a rekit handler workspace for preparing a PMB (premix buffer) used for preparing a reagent kit for initial screening of the present invention. 同じく二次スクリーニング用試薬キット作製に用いるPMB(但し、沈殿剤にリン酸使用)作製のためのリキットハンドラーワークスペースにおける薬液・容器類の配置図である。It is the layout of the chemical | medical solution and containers in the rekit handler workspace for PMB (however, phosphoric acid is used for a precipitating agent) similarly used for preparation of the reagent kit for secondary screening. 同じく二次スクリーニング用試薬キット作製に用いるPMB(但し、沈殿剤にリン酸使用)作製のためのリキットハンドラーワークスペースにおける薬液・容器類の配置図Placement of chemicals and containers in the rekit handler workspace for the same PMB used for preparation of secondary screening reagent kits (however, phosphoric acid is used for the precipitant) 試薬キット用プレートにパラフィンを分注するためのプレート及びリキッド類の配置図である。FIG. 5 is a layout view of plates and liquids for dispensing paraffin to a reagent kit plate. 初期スクリーニング用試薬キット作製のためのワークスペースにおける薬液・容器類の配置図である。FIG. 5 is a layout diagram of chemical solutions and containers in a workspace for preparing an initial screening reagent kit. 初期スクリーニング用試薬キットの試薬構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the reagent structure of the reagent kit for initial screening. 添加剤を加えない二次スクリーニング用試薬キット作製のためのワークスペースにおけるプレート、薬液・容器類の配置図である。FIG. 5 is a layout diagram of plates, chemical solutions and containers in a workspace for preparing a secondary screening reagent kit without adding an additive. 添加剤を加えない二次スクリーニング用試薬キットの試薬構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the reagent structure of the reagent kit for secondary screening which does not add an additive. 添加剤を加えない二次スクリーニング用試薬キット作製のためのワークスペースにおけるプレート、薬液・容器類の配置図である。FIG. 5 is a layout diagram of plates, chemical solutions and containers in a workspace for preparing a secondary screening reagent kit without adding an additive. 添加剤を加えない二次スクリーニング用試薬キットの試薬構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the reagent structure of the reagent kit for secondary screening which does not add an additive. 沈殿剤としてリン酸を用いた二次スクリーニング用試薬キット作製のためのワークスペースにおけるプレート、薬液・容器類の配置図である。FIG. 5 is a layout diagram of plates, chemical solutions, and containers in a workspace for preparing a secondary screening reagent kit using phosphoric acid as a precipitant. スクリーニング用試薬キット作製のためのリキッドハンドラーの概要斜視図である。It is a general | schematic perspective view of the liquid handler for preparation of the reagent kit for screening. リキッドハンドラーに用いるシリンジの構成と作動行程を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure and action | operation process of a syringe used for a liquid handler. タンパク質の結晶化状態評価のためのスコア別の評価基準の一例を示す結晶状態の顕微鏡写真である。It is the microscope picture of the crystal state which shows an example of the evaluation criteria classified by score for protein crystallization state evaluation. タンパク質の結晶化実験と結晶化状態評価のフロー図である。It is a flow figure of protein crystallization experiment and crystallization state evaluation. 本発明のスクリーニング用試薬キットを用いたタンパク質結晶化の初期スクリーニング結果のスコア評価による結晶化率を示すグラフであうる。It can be a graph showing the crystallization rate by score evaluation of the initial screening result of protein crystallization using the screening reagent kit of the present invention. 本発明のスクリーニング用試薬を用いたタンパク質結晶化の二次スクリーニング結果のスコア評価による結晶化率を示すグラフである。It is a graph which shows the crystallization rate by score evaluation of the secondary screening result of protein crystallization using the screening reagent of this invention. 初期スクリーニングと二次スクリーニングの結晶化率の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the crystallization rate of an initial screening and a secondary screening.

符号の説明Explanation of symbols

1 本体ケース
2,3 シリンジ
4 分注ユニット
6 ワークスペース
7 横アーム
9 ガイド
11 支柱
12 溝状ガイド
14 ニードル
13 スライダ
16 トランスファーチューブ
17,18 バルブ

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main body case 2,3 Syringe 4 Dispensing unit 6 Work space 7 Horizontal arm 9 Guide 11 Support column 12 Groove-shaped guide 14 Needle 13 Slider 16 Transfer tube 17, 18 Valve

Claims (11)

互いに組み合わせられる沈殿剤と緩衝剤のいずれか一方の薬液を組み合わせの基準となる基準薬液とし、該基準薬液に対して分配して組み合わされる他方の薬液を分配薬液とし、複数種類の基準薬液を複数種類の分配薬液の種類数毎にまとめてグループ化してそれぞれ定量的に順次組み合わせ、キット化された容器に配設された多数のウェルに分注してなる初期スクリーニング用試薬キットと、上記初期スクリーニング用試薬キットにおいて組み合わせが特定された基準薬液と分配薬液の少なくとも一方の薬液につき、当該薬液の配合割合又は量,濃度,pH,原料薬剤の配合割合又は量の1又は2以上の量的要素を略定量的又は規則的に順次変化させることにより試薬の条件を細分化させ且つサンプル数を複数倍に増大させ、増大させた各基準薬液と分配薬液の組み合わせを、キット化された容器に配設した多数のウェルにそれぞれ分注してなる二次スクリーニング試薬キットとで構成されるタンパク質のスクリーニング用試薬キット。   Either one of the precipitating agent and the buffer solution combined with each other is used as a reference chemical solution for combination, and the other chemical solution that is distributed and combined with the reference chemical solution is used as a distributing chemical solution. Reagent kit for initial screening, which is grouped according to the number of types of dispensing drug solution and quantitatively combined sequentially, and dispensed into a large number of wells arranged in a kit container, and the above initial screening For at least one of the reference chemical liquid and the distribution chemical liquid whose combination is specified in the reagent kit for the drug, one or more quantitative elements of the mixing ratio or amount, concentration, pH, mixing ratio or amount of the raw drug for the chemical liquid Substantially quantitatively or regularly sequentially change the reagent conditions and increase the number of samples by multiple times. The combination of chemical and distribution chemical, kit containers made by dispensing each component into a number of wells disposed in the secondary screening reagent kit and protein screening reagent kit composed. 上記初期スクリーニング用試薬キット中の基準薬液と分配薬液の組み合わせ中より、タンパク質の結晶化にとって添加剤の添加が望ましい組み合わせにつき、さらに一種又は二種以上の添加剤を各別に対応させて分配し、添加剤毎のグループ化を行って分注添加して初期スクリーニング用試薬キットとした請求項1のタンパク質のスクリーニング用試薬キット。   From the combination of the reference drug solution and the distribution drug solution in the initial screening reagent kit, one or two or more additives are further distributed corresponding to each of the combinations where it is desirable to add additives for protein crystallization, 2. The protein screening reagent kit according to claim 1, wherein each additive is grouped and added by dispensing to form an initial screening reagent kit. 二次スクリーニング用試薬キット中の個々の沈殿剤と緩衝剤との組み合わせにおいて、沈殿剤の配合割合と濃度のいずれか一方又は両方を多数段階に略定量的又は規則的に変化させるとともに、緩衝剤のpH又は滴定試薬割合のいずれか一方又は両方を多数段階に略定量的又は規則的に変化させることにより、基準薬液と分配薬液の組み合わせを相互にグループ化し且つ試薬条件の細分化及び試薬数の増大化を行った請求項1又は2のタンパク質のスクリーニング用試薬キット。   In the combination of individual precipitants and buffers in the secondary screening reagent kit, either or both of the mixing ratio and concentration of the precipitants are changed substantially quantitatively or regularly in multiple steps, and the buffer agent By changing either one or both of the pH and the titration reagent ratio substantially quantitatively or regularly in multiple steps, the combinations of the reference drug solution and the distribution drug solution are grouped together, and the reagent conditions are subdivided and the number of reagents is reduced. The reagent kit for screening a protein according to claim 1 or 2 which has been increased. 二次スクリーニング用試薬キット中の基準薬液と分配薬液の組み合わせ中より、タンパク質の結晶化にとって添加剤の添加が望ましい組み合わせにつき、さらに一種又は二種以上の添加剤を各別に対応させて分配し添加剤毎のグループ化を行って分注添加して二次スクリーニング用試薬キットとした請求項1,2又は3のタンパク質のスクリーニング用試薬キット。   For combinations where it is desirable to add additives for protein crystallization from among the combinations of the reference drug solution and the distribution drug solution in the secondary screening reagent kit, one or more additives are distributed and added separately for each combination. 4. The reagent screening kit for protein according to claim 1, 2 or 3, wherein each reagent is grouped and added by dispensing. 沈殿剤の一部又は全部が2-Propanol(イソプロパノール),MPD(2-メチル-2,4-ペンタンジオール),PEG 4,000(ポリエチレングリコール4,000),PEG 20,000(ポリエチレングリコール20,000),Jeffamine M-600(ジェファミンM-600),Na Form(ギ酸ナトリウム),Na Chlor(塩化ナトリウム),Li Sulf(硫酸リチウム),Amm Sulf(硫酸アンモニウム),KNa Tart(酒石酸ナトリウム),Na Acet(酢酸ナトリウム),tri-Na Citr(クエン酸三ナトリウム),Mg Sulf(硫酸マグネシウム),Na2 Malon(マロン酸二ナトリウム)及びNa Phos(リン酸ナトリウム),K2 Phos(リン酸二カリウム)の中から選択される請求項1,2,3又は4のタンパク質のスクリーニング用試薬キット。   Part or all of the precipitant is 2-Propanol (isopropanol), MPD (2-methyl-2,4-pentanediol), PEG 4,000 (polyethylene glycol 4,000), PEG 20,000 (polyethylene glycol 20,000), Jeffamine M-600 ( Jeffamine M-600), Na Form (sodium formate), Na Chlor (sodium chloride), Li Sulf (lithium sulfate), Amm Sulf (ammonium sulfate), KNa Tart (sodium tartrate), Na Acet (sodium acetate), tri-Na Claim 1, selected from Citr (trisodium citrate), Mg Sulf (magnesium sulfate), Na2 Malon (disodium malonate) and Na Phos (sodium phosphate), K2 Phos (dipotassium phosphate) Reagent kit for screening 2, 3 or 4 proteins. 緩衝剤の一部又は全部がAcetic acid(酢酸),Na3 citrate(クエン酸三ナトリウム),MES(2−モルホリノエタンスルホン酸),HEPES(2−[4−(2ヒドロキシエチル)−1−ピペラジニル]エタンスルホン酸),Tris(トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン),CHES(N−シクロエキシル−2−アミノエタンスルホン酸)の中から選択される請求項1,2,3,4又は5のタンパク質のスクリーニング用試薬キット。   Some or all of the buffering agents are Acetic acid (acetic acid), Na3 citrate (trisodium citrate), MES (2-morpholinoethanesulfonic acid), HEPES (2- [4- (2hydroxyethyl) -1-piperazinyl] 6. Screening of the protein of claim 1, 2, 3, 4 or 5 selected from ethanesulfonic acid), Tris (tris (hydroxymethyl) aminomethane), CHES (N-cyclohexyl-2-aminoethanesulfonic acid) Reagent kit. 添加剤の一部又は全部がLi Chlor(塩化リチウム),Mg Chlor(塩化マグネシウム),Ca Chlor(塩化カルシウム),1,4-Dioxane(ジオキサン)の中から選択される請求項2,3,4,5又は6のタンパク質のスクリーニング用試薬キット。   A part or all of the additive is selected from Li Chlor, Mg Chlor, Ca Chlor, and 1,4-Dioxane. , 5 or 6 protein screening reagent kit. 初期スクリーニング用試薬キットの試薬数が144以上である請求項1,2,3,4,5,6又は7のタンパク質のスクリーニング用試薬キット。   The protein screening reagent kit according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7, wherein the number of reagents in the initial screening reagent kit is 144 or more. 二次スクリーニング用試薬キットの試薬数が3456以上である請求項1,2,3,4,5,6又は7のタンパク質のスクリーニング用試薬キット。   The reagent kit for screening proteins according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7, wherein the number of reagents in the secondary screening reagent kit is 3456 or more. 請求項1,2,5,6,7又は8の初期スクリーニング用試薬を用いてタンパク質の結晶化のスクリーニングを行い、そのスクリーニング結果結晶化率の高い試薬を、試薬条件が細分化された請求項1,3,4,5,6,7又は9の二次スクリーニング試薬中より選択して上記タンパク質のスクリーニングを行うタンパク質の結晶化スクリーニング方法。   A protein crystallization screening is performed using the initial screening reagent according to claim 1, 2, 5, 6, 7 or 8, and the reagent condition of the reagent having a high crystallization rate is subdivided. A protein crystallization screening method wherein the protein is screened by selecting from among 1,3,4,5,6,7 or 9 secondary screening reagents. 結晶化試験の結果得られたタンパク質の結晶化状態を画像認識させ、該画像認識された画像と、予めスコア別に評価されて画像認識された多数の結晶化状態の評価基準画像とを対比して各結晶化タンパク質の結晶化状態を別に判定し、当該タンパク質に対する個々のスクリーニング用試薬の結晶化率をスコアによって判断する請求項10のタンパク質の結晶化スクリーニング方法。
The crystallization state of the protein obtained as a result of the crystallization test is image-recognized, and the image-recognized image is compared with the evaluation reference images of many crystallization states that have been evaluated for each score and recognized in advance. 11. The protein crystallization screening method according to claim 10, wherein the crystallization state of each crystallized protein is determined separately, and the crystallization rate of each screening reagent for the protein is determined based on the score.
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