JP2007289198A - Gold-binding protein - Google Patents

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JP2007289198A JP2007151813A JP2007151813A JP2007289198A JP 2007289198 A JP2007289198 A JP 2007289198A JP 2007151813 A JP2007151813 A JP 2007151813A JP 2007151813 A JP2007151813 A JP 2007151813A JP 2007289198 A JP2007289198 A JP 2007289198A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gold-binding protein which is capable of specifically binding to gold and can be used for binding the gold to a target protein in a fine structure, to provide a conjugated protein having the protein, and to provide a technique used for the detection of the target substances. <P>SOLUTION: This gold-binding protein is characterized in that protein contains at least one part of an antibody. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、金結合性タンパク質、金結合性タンパク質を含む複合タンパク質、及びこれ
らの標的物質検出のための用途に関する。
The present invention relates to a gold-binding protein, a complex protein containing a gold-binding protein, and applications for detecting these target substances.

近年の半導体微細加工技術の向上にともなうデバイスの小型化により、半導体産業は大
きく発展してきた。リソグラフィーに代表される微細加工技術は、現在ではその加工精度
は数百ナノメートルに達している。それらを応用した材料・デバイスの活躍の場は広く、
光、電気等の通信、バイオ、エネルギーなど幅広い分野で期待されている。しかしながら
、現在の微細加工技術の延長上で100ナノメートル以下の加工を考えた場合、技術的な
課題に加え、加工に要する時間及びコストと産業上で利用する上では課題が多く、適用可
能な分野の広がりに応じて、これらに代わる新しい精密構造作製技術が切望されている。
With the recent miniaturization of devices accompanying improvements in semiconductor microfabrication technology, the semiconductor industry has developed greatly. At present, the precision of micro-processing technology represented by lithography has reached several hundred nanometers. The fields of materials and devices that apply them are widely used,
Expectations are expected in a wide range of fields such as optical and electrical communications, biotechnology, and energy. However, considering the processing of 100 nanometers or less in the extension of the current microfabrication technology, in addition to technical problems, there are many problems in terms of time and cost required for processing and industrial use. As the field expands, new precision structure fabrication techniques to replace these are eagerly desired.

このような中、従来のトップダウン方式の加工技術に代わり、原子や分子レベルで制御
し、所望の構造と特性を作り込むボトムアップ方式による新規材料に向けた研究開発が活
発におこなわれている。ボトムアップ式の精密構造作製技術の一例としては、金属表面上
で分子配列制御した分子デバイスの開発等が挙げられ、そのような分子配列制御技術のひ
とつとして、物質が持つ自己組織化を利用した方法の利用が検討されている。最近の検討
例としては、Lindsayら(Science、300:p1413、2003)は分
子末端にチオール基を有するアルカンチオール及びアルカンジチオールを金基板上に配向
させた自己組織化膜を用いて分子スィッチング機能の検討をおこなっている。
Under such circumstances, research and development for new materials using the bottom-up method that controls at the atomic and molecular level and creates the desired structure and properties is actively conducted instead of the conventional top-down processing technology. . One example of bottom-up precision structure fabrication technology is the development of molecular devices with molecular alignment controlled on metal surfaces. One of such molecular alignment control technologies is the use of self-organization of materials. The use of methods is being considered. As a recent study example, Lindsay et al. (Science, 300: p1413, 2003) uses a self-assembled film in which alkanethiol and alkanedithiol having a thiol group at the molecular end are aligned on a gold substrate. We are studying.

核酸、タンパク質に代表される生体分子は、その機能を発揮する為に原子レベルで制御
された精密な構造を構築することが知られている。そのような生体分子の特性を利用し、
生体分子を金属または金属酸化物、半導体上に配置した種々のデバイスへの生体分子の応
用の検討も考えられている。このようなデバイス開発をするための第一段階として、生体
分子を基板上に配置する微小な構造体を作製する技術が重要となる。例えば、デオキシリ
ボ核酸(DNA)や、各種の機能を有するアミノ酸配列を有するペプチドの金基板上にお
ける固定化を考えた場合、DNA、ペプチドは化学的に合成することが可能であり、その
際にこれらの物質の末端をチオール基(−SH)で化学修飾することにより、S−Au表
面吸着を利用して金基板上にこれらの物質が配位することが広く知られている。これを利
用してDNA、またはペプチドを金上に固定化した実験系及びデバイス化検討が行われて
いる。
Biomolecules represented by nucleic acids and proteins are known to construct precise structures controlled at the atomic level in order to exert their functions. Utilizing the characteristics of such biomolecules,
Consideration of application of biomolecules to various devices in which biomolecules are arranged on a metal, metal oxide, or semiconductor is also considered. As a first step for developing such a device, a technique for producing a minute structure in which a biomolecule is arranged on a substrate is important. For example, when considering immobilization of deoxyribonucleic acid (DNA) and peptides having amino acid sequences having various functions on a gold substrate, DNA and peptides can be chemically synthesized. It is widely known that these substances are coordinated on a gold substrate by using S-Au surface adsorption by chemically modifying the ends of these substances with a thiol group (-SH). Utilizing this, an experimental system in which DNA or peptide is immobilized on gold and studies on devices have been conducted.

一方、酵素、抗体などの機能を有するタンパク質は高分子量を有し、このような高分子
量の化合物を高次構造形成し、且つ機能を発揮するように化学的に合成することは大変難
しく、現在も色々と検討が行われているが機能と高次構造を持ち合わした機能性タンパク
質を合成するまでには未だ到達していない場合が多いのが実情である(Science、
302:p1364、2003)。機能性タンパク質を基板材料へ固定化する場合、基板
との結合には、基板側をシランカップリング剤に代表される種々の表面処理剤で処理し、
タンパク質側に前記表面処理面と結合できる官能基を導入することが一般的に行われてい
る(Proteomics、3:p254、2003)。しかしながら、このような機能
性タンパク質への反応性官能基の導入は、化学修飾によって行われることが一般的であり
、非選択的に導入部位が決定されるために機能性タンパク質の機能発現部位を修飾される
ことで機能し難い形状で基板上に固定化され、得られる活性が低下する可能性があること
が指摘されている。
On the other hand, proteins having functions such as enzymes and antibodies have a high molecular weight, and it is very difficult to chemically synthesize such high molecular weight compounds to form higher-order structures and perform their functions. Although various studies have been carried out, in reality, there are many cases where functional proteins having functions and higher order structures have not yet been synthesized (Science,
302: p1364, 2003). When functional protein is immobilized on a substrate material, the substrate side is treated with various surface treatment agents typified by a silane coupling agent for binding to the substrate,
In general, a functional group capable of binding to the surface-treated surface is introduced on the protein side (Proteomics, 3: p254, 2003). However, introduction of a reactive functional group into such a functional protein is generally performed by chemical modification. Since the introduction site is determined non-selectively, a functional expression site of the functional protein is determined. It has been pointed out that there is a possibility that the resulting activity may be fixed on the substrate in a shape that is difficult to function by being modified, and the resulting activity may be reduced.

遺伝工学的手法による結合部位をタンパク質に導入した融合タンパクを作製することも
可能である。一例としては、低分子化合物であるビオチンと結合することが知られている
(ストレプト)アビジンの全部もしくはビオチン結合部位を所望のタンパク質のN末端、
C末端に遺伝子工学的に導入し、融合タンパク質として発現させ、所望の基板表面に配置
したビオチンを介することによって固定化する方法が知られている。
It is also possible to produce a fusion protein in which a binding site is introduced into the protein by genetic engineering techniques. For example, all of (strept) avidin known to bind to biotin, which is a low molecular compound, or the biotin binding site at the N-terminus of the desired protein,
A method is known that is introduced into the C-terminal by genetic engineering, expressed as a fusion protein, and immobilized via biotin arranged on a desired substrate surface.

また、最近では固定化する基板材料と結合できる5以上のアミノ酸からペプチドを取得
し、所望のタンパク質と融合し融合タンパクを作製し、基材に結合、固定化させる技術が
開示されている。Belcherらは、ファージディスプレー法によりGaAsのある結
晶面を特異的に認識できる12アミノ酸からなるペプチドを開示し(Nature、40
5:p665、2000)、生体材料の自己組織化能を用いたデバイス検討の新たな可能
性を示した。更には、他の半導体(PbS、CdS)などに対する7乃至14アミノ酸か
らなるペプチドのアミノ酸配列を開示している(WO03/029431)。また、Br
ownらにより、14残基からなるアミノ酸配列を単位とする繰り返し構造を有するペプ
チドが金に対して親和性を示した幾つかのアミノ酸配列を開示している(Nature
Biotechnology、15:p269、1997)。その他、これまでに金属(
Au、Pt、Pd、Ag)、金属酸化物(SiO2、ZnO、Cr23、Fe23)、半
導体に対する親和性ペプチドは前記ファージディスプレー法などにより多数取得されてい
る。
Recently, a technique has been disclosed in which a peptide is obtained from five or more amino acids that can be bound to a substrate material to be immobilized, fused with a desired protein to produce a fusion protein, and bound to and immobilized on a substrate. Belcher et al. Disclosed a peptide consisting of 12 amino acids that can specifically recognize a crystal plane of GaAs by the phage display method (Nature, 40).
5: p665, 2000), a new possibility of device investigation using the self-organization ability of biomaterials was shown. Furthermore, amino acid sequences of peptides consisting of 7 to 14 amino acids for other semiconductors (PbS, CdS) and the like are disclosed (WO03 / 029431). Br
Own et al. disclose several amino acid sequences in which peptides having a repeating structure with an amino acid sequence consisting of 14 residues as a unit showed affinity for gold (Nature).
Biotechnology, 15: p269, 1997). In addition, metal so far (
Au, Pt, Pd, Ag), metal oxides (SiO 2 , ZnO, Cr 2 O 3 , Fe 2 O 3 ), and a large number of affinity peptides for semiconductors have been obtained by the phage display method or the like.

このような基板材料親和性ペプチドを介して、所望の生体分子を基板上に固定化するこ
とにより生体分子間または異なる物質に対する相互作用により自己組織化的に、所望の機
能・形状を周期的に有する構造体を構築することも可能である。例えば、前記Belch
erらは、ZnS粒子と結合したZnS親和性ペプチドを提示したM13ファージが自己
組織化により配向することにより、液晶様フィルムを作製する技術を開示している(Sc
ience,296:892、2002)。
By immobilizing a desired biomolecule on the substrate via such a substrate material affinity peptide, the desired function / shape is periodically formed by self-organization by interaction between biomolecules or different substances. It is also possible to construct a structure with. For example, the Belch
er et al. disclose a technique for producing a liquid crystal-like film by aligning M13 phage displaying a ZnS affinity peptide bound to ZnS particles by self-assembly (Sc).
ence, 296: 892, 2002).

更に、上記のように、遺伝子工学的に、基板結合性部位を融合した所望の機能性タンパ
ク質を作製することにより、機能性タンパク質の基板固定化を機能部位以外の所望の部位
に設定して行うことが可能となることが幾つかの技術例よって示されている。しかしなが
ら、基板材料親和性ペプチドを直接または数個のアミノ酸からなるリンカーを介して機能
性タンパク質末端に連鎖して、固相(例えば基板)に結合させ、タンパク質の固定化を試
みる場合、機能性タンパク質の活性部位(例えば、抗体の抗原結部位を構成する幾つかの
アミノ残基)が基板に近接し、基板表面からの何らかの相互作用(例えば、静電作用等)
を受け構造変化等が生じ、十分に所望の機能を発揮できない恐れがある。また、リンカー
を更に長く設定した場合においても、リンカーとなるペプチドの分子運動の自由度が高い
と機能性部位に近接に配置され、その機能を阻害することも考えられる。
Furthermore, as described above, the desired functional protein fused with the substrate-binding site is genetically engineered to set the functional protein to the desired site other than the functional site. Several technical examples show that this is possible. However, when a substrate material affinity peptide is linked to a functional protein terminus directly or via a linker consisting of several amino acids and bound to a solid phase (for example, a substrate) to try to immobilize the protein, the functional protein Active sites (for example, several amino acid residues constituting the antigen-binding site of an antibody) are close to the substrate, and some interaction from the substrate surface (for example, electrostatic action)
May cause structural changes and the like, and the desired function may not be sufficiently exhibited. Even when the linker is set longer, if the degree of freedom of molecular motion of the peptide serving as the linker is high, it may be placed close to the functional site and inhibit its function.

上記のことから、本発明者らは機能性タンパク質リンカーを始めとする機能性高分子材
料を固定化する基材結合部位は、固定化するタンパク質の所望の活性を阻害することなく
、基板から一定の距離を確保するスペーサーとなる構造部分(足場構造)と基板と結合す
る部位を有することが必要であるという考えに至った。
From the above, the present inventors have determined that the substrate binding site for immobilizing a functional polymer material such as a functional protein linker is fixed from the substrate without inhibiting the desired activity of the protein to be immobilized. It came to the idea that it is necessary to have a structure part (scaffold structure) that serves as a spacer for securing a distance of 2 mm and a part that binds to the substrate.

このような足場構造を有する分子認識分子として、抗体が最もよく知られている。抗体
は、動物が自らの体液中に侵入する様々な異物に対して、その異物表面の種々の構造を認
識して特異的に結合させ、その免疫系により無毒化させる自己防御機構の中で機能するタ
ンパク質の一つである。その抗体の多様性(様様な異物に結合する為の違ったアミノ酸配
列を持つ抗体数)は、動物個体あたり107乃至108種と見積もられている。その構造は
長短二本ずつのポリペプチド鎖から形成され、長いポリペプチド鎖を重鎖、短いポリペプ
チド鎖を軽鎖とそれぞれ呼ばれる。
Antibodies are best known as molecular recognition molecules having such a scaffold structure. The antibody functions in a self-protection mechanism that recognizes and specifically binds various structures on the surface of the foreign body to various foreign bodies that the animal enters into its body fluid and detoxifies it by its immune system. Is one of the proteins The diversity of the antibodies (the number of antibodies having different amino acid sequences for binding to various foreign substances) is estimated to be 10 7 to 10 8 species per animal. The structure is formed of two long and short polypeptide chains, and the long polypeptide chain is called a heavy chain and the short polypeptide chain is called a light chain.

これら重鎖及び軽鎖はそれぞれ可変領域と定常領域を有している。軽鎖は、一つの可変
領域(VL)および一つの定常領域(CL)の二ドメインから構成されるポリペプチド鎖
であり、一方で重鎖は一つの可変領域(VH)と三つの定常領域(CH1乃至CH3)の
四ドメインから構成されるポリペプチド鎖である。上記各々のドメインは、アミノ酸約1
10個からなり筒状の構造をとり、逆平行の向きに配置されたβシート群による層状構造
が形成され、この層状構造をひとつのSS結合により結合し、非常に安定した構造体を形
成している。また、抗体の多様な抗原種への結合は前記可変領域(VHまたはVL)がそ
れぞれ有する三つの相補的決定領域(complementarity determi
ning region:CDR)のアミノ酸配列の多様性に起因するものであることが
知られている。前記CDRは、VHまたはVLにそれぞれ3つあり、フレームワーク領域
により分離されて配置され、対象となる認識部位の官能基の空間配置を認識することによ
り、より高度な特異的な分子認識を可能としている。
Each of these heavy and light chains has a variable region and a constant region. The light chain is a polypeptide chain composed of two domains, one variable region (VL) and one constant region (CL), while the heavy chain is composed of one variable region (VH) and three constant regions ( It is a polypeptide chain composed of four domains (CH1 to CH3). Each of the above domains has about 1 amino acid
A layered structure consisting of 10 sheets and a β sheet group arranged in antiparallel orientation is formed, and this layered structure is joined by one SS bond to form a very stable structure. ing. In addition, the binding of the antibody to various antigen species is performed by three complementary determining regions (complementarity determination regions) each of which the variable region (VH or VL) has.
Ning region (CDR) is known to be caused by the diversity of amino acid sequences. There are three CDRs in each of VH and VL, which are separated by the framework region and can recognize higher spatial and specific molecular recognition by recognizing the spatial arrangement of the functional group of the target recognition site. It is said.

上記CDRの多様性は、骨髄幹細胞が抗体産生細胞であるBリンパ細胞へ分化する際に
、抗体遺伝子座で生じるDNA再編成に発揮される。重鎖ではVH遺伝子断片、D遺伝子
断片、JH遺伝子断片から構成され部分、軽鎖ではVλまたはVκ遺伝子断片、Jλまた
はJκ遺伝子断片から構成される部分でDNA再編成を起こすことによって生じることが
知られている。このようなDNA再編成はB細胞毎に独立に起こるため、ひとつのB細胞
は1種類の抗体しか産生しない。しかし、個体内においてのB細胞全体では、多様な抗体
の産生が可能となる。
The diversity of the CDRs is exhibited by DNA rearrangement that occurs at the antibody locus when bone marrow stem cells differentiate into B lymphocytes that are antibody-producing cells. It is known that it occurs by DNA rearrangement in the heavy chain, which consists of VH gene fragment, D gene fragment, JH gene fragment, and in the light chain, which consists of Vλ or Vκ gene fragment, Jλ or Jκ gene fragment. It has been. Since such DNA rearrangement occurs independently for each B cell, one B cell produces only one type of antibody. However, various antibodies can be produced in the entire B cell within the individual.

上記のような特定物質に結合することのできる抗体は、従来、上記のように動物が有す
る免疫系における抗体産生機構を利用して人為的に作製され、様様な産業分野で利用され
ている。作製方法の一例としては、目的の抗原物質をアジュバンドと共に被免疫動物(ウ
サギ、ヤギ、マウス等)に一定間隔で免疫し、その血清中に損じする抗体を回収する方法
がある。このようにして得られた抗体は、免疫に用いた抗原物質の表面には様々な構造を
認識する複数の抗体の混合物である。このようにひとつの抗原に結合する複数の抗体を含
む血清はポリクロナール抗体と呼ばれる。
An antibody capable of binding to a specific substance as described above has been artificially prepared using the antibody production mechanism in the immune system of an animal as described above, and is used in various industrial fields. As an example of the production method, there is a method of immunizing an immunized animal (rabbit, goat, mouse, etc.) with an antigenic substance together with an adjuvant at a predetermined interval and recovering an antibody damaged in the serum. The antibody thus obtained is a mixture of a plurality of antibodies recognizing various structures on the surface of the antigenic substance used for immunization. Such serum containing a plurality of antibodies that bind to one antigen is called a polyclonal antibody.

一方、被免疫動物の脾臓には目的の抗原と結合する抗体を産生する多種のBリンパ球が
存在している。このような抗体産出B細胞を株化した腫瘍細胞と融合し、ハイブリドーマ
細胞を作製する。前記のように一つのBリンパ球は一種類の抗体を産出するものである。
一種類の抗体を産出するB細胞を永代培養できる系を確立されている。このように作製さ
れた抗体は、モノクロナール抗体と呼ばれる。
On the other hand, various B lymphocytes that produce antibodies that bind to the target antigen exist in the spleen of the immunized animal. Such antibody-producing B cells are fused with established tumor cells to produce hybridoma cells. As described above, one B lymphocyte produces one kind of antibody.
A system has been established that can permanently culture B cells producing one type of antibody. The antibody thus produced is called a monoclonal antibody.

前記抗体の構造を足場として用いた分子認識構造体として、特開平05−055534
号公報において、二つの異なる抗原を認識する多重結合性抗体及びそれを用いた多重膜形
成方法が開示されている。この技術によれば、第一の抗原と第二の抗原を認識する融合抗
体を得ることができる。更に、基板表面に、第一の抗原、前記融合抗体、第二の抗原を順
次配置することにより、化学的な修飾をすることなく多重膜を形成できる。しかしながら
、開示されている融合抗体を得るためには、動物細胞を用いる必要があり、コスト面及び
作業煩雑さという点で問題がある。更に、多層膜を形成する場合においては基板表面上に
予め前記融合タンパクが認識可能な抗原を配置する工程を設けなければならない。
As a molecular recognition structure using the structure of the antibody as a scaffold, JP-A-05-055534
Discloses a multi-binding antibody that recognizes two different antigens and a method of forming a multi-layer using the same. According to this technique, a fusion antibody that recognizes the first antigen and the second antigen can be obtained. Furthermore, a multilayer can be formed without chemical modification by sequentially arranging the first antigen, the fusion antibody, and the second antigen on the surface of the substrate. However, in order to obtain the disclosed fusion antibody, it is necessary to use animal cells, which is problematic in terms of cost and work complexity. Furthermore, in the case of forming a multilayer film, a step for arranging an antigen recognizable by the fusion protein on the substrate surface in advance must be provided.

上記抗体をある種のタンパク質分解酵素で処理して得られる抗体断片、Fab、Fab
'、F(ab')2も親となる抗体と同様の抗原に対して結合能を持つことが知られている
Antibody fragments, Fab, Fab, obtained by treating the above antibodies with certain proteolytic enzymes
It is known that ', F (ab') 2 also has the ability to bind to the same antigen as the parent antibody.

上記VH、VLまたはそれらの複合体であるFv、更には前記VHまたはVLからなる
複合体において、一方のカルボキシ末端と他方のアミノ末端数個のアミノ酸からなるペプ
チドを介して連結した一本鎖Fv(single chain Fv:scFv)等も同
様にして親抗体と同様の抗原に対して結合性を示すことが知られている。
The above-mentioned VH, VL or their complex Fv, and further, in the complex composed of VH or VL, a single chain Fv linked via a peptide composed of one carboxy terminal and the other amino terminal several amino acids. Similarly, (single chain Fv: scFv) and the like are known to show binding properties to the same antigen as the parent antibody.

Skerra及びBetterは、遺伝工学的な方法によって分泌シグナル配列をN末
端に付加したFab型とFv型抗体断片を大腸菌による抗体遺伝子の発現する方法を開示
している(Science,240:p1038、1988)、(Science、24
0:p1041、1988)。また、特表平07−501451号公報において多価抗原
結合タンパク質及びその製造方法、特表平08−504100号公報においては多価、及
び多重特異性結合タンパク質及びその製造方法に関する技術をそれぞれ開示している。こ
の二つの技術において、結合性タンパク質は一以上の抗原に結合する抗体可変領域部(V
H及び/またはVL)を含んでなるタンパク質であることを開示している。特表平07−
501451号公報においては、バンカルシノーマ抗原TAG−72、フルオレセインに
それぞれ認識する結合タンパク及びこれらを認識する二重特異性結合性タンパク質の構成
、及びアミノ酸配列更にはそれらをコードする塩基配列を開示している。特表平08−5
04100号公報においては、実施例において特表平08−504100号にかかる出願
の出願時において既知のタンパク質(細胞膜タンパク、癌抗原CEA、FcRγ1等)や
低分子化合物に対する抗体断片複合体からなる二価及び二重特異性結合タンパク質につい
て開示している。
Skerra and Better disclose a method of expressing antibody genes by Escherichia coli using Fab-type and Fv-type antibody fragments in which a secretory signal sequence is added to the N-terminus by genetic engineering methods (Science, 240: p1038, 1988). , (Science, 24
0: p1041, 1988). In addition, Japanese Patent Publication No. 07-501451 discloses a multivalent antigen-binding protein and a production method thereof, and Japanese Patent Publication No. 08-504100 discloses a technique relating to a multivalent and multispecific binding protein and a production method thereof. ing. In these two techniques, the binding protein is an antibody variable region (V) that binds to one or more antigens.
H and / or VL). Special table 07-
No. 501451 discloses a structure of a binding protein that recognizes vancarcinoma antigen TAG-72 and fluorescein, a bispecific binding protein that recognizes them, and an amino acid sequence, as well as a base sequence that encodes them. ing. Special table 08-5
In the publication No. 04100, a bivalent consisting of an antibody fragment complex against a known protein (cell membrane protein, cancer antigen CEA, FcRγ1, etc.) or a low molecular compound at the time of filing of the application related to JP-T-08-504100 in the Examples. And bispecific binding proteins.

しかしながら、前記の開示技術では無機物質に代表される基板材料表面を直接的に認識
し、結合する結合性タンパク質に関する技術に関しては開示されていない。そのために、
前記結合性タンパク質を基板上に配置した構造体を作製する場合には、従来既知の方法、
例えば、基板または前記結合性タンパク質を化学修飾し、共有結合により基板上に配置す
る等の方法によって配置しなければならない。また、金属や半導体物質の微粒子に結合さ
せる際も、同様にして結合対象である微粒子または結合性タンパク質を化学的に修飾する
必要があった。このような化学修飾は、タンパク質がその分子内に多数有するアミノ残基
やカルボキシル基を標的とする場合が多く、その反応にかかわる部位は非選択的である。
その為に、所望の活性を発揮する部位も基板固定または標識化部位になる恐れがあり、結
果としてタンパク質の所望の活性を低下させる恐れがある。また、このような問題はマイ
クロデバイス化技術のみではなく、バイオセンサー等のセンシング素子を作製する上でも
抗体等の標的物質を捕捉する分子をその捕捉機能を十分に発揮できる分子配向性をもって
基板上に固定化することは重要な技術となる。
However, the disclosed technology does not disclose a technology related to a binding protein that directly recognizes and binds to the surface of a substrate material typified by an inorganic substance. for that reason,
In the case of producing a structure in which the binding protein is arranged on a substrate, a conventionally known method,
For example, the substrate or the binding protein must be chemically modified and placed on the substrate by a covalent bond or the like. Similarly, when binding to fine particles of a metal or a semiconductor substance, it is necessary to chemically modify the fine particles or binding protein to be bound in the same manner. Such chemical modifications often target amino residues and carboxyl groups that proteins have in their molecules, and the sites involved in the reaction are non-selective.
For this reason, the site exhibiting the desired activity may also become a substrate fixing or labeling site, and as a result, the desired activity of the protein may be reduced. Moreover, such problems are not limited to microdevice technology, and molecules that capture target substances such as antibodies can be fully exerted on the substrate with a molecular orientation that can fully exhibit the capture function even in the production of sensing elements such as biosensors. Immobilization in is an important technique.

また、上記抗体と同様な足場構造を有するタンパク質に、多様な分子認識能を付与する
研究も進められている。例えば、anticolin(Review in Molec
ular Biotechnology、74:p257、2001)、フィブロネクチ
ン タイプIIIドメイン(J.Mol.Biol、284:p1141、1998)等が
挙げられる。anticolinは、lipocalinをベースに改変された捕捉タン
パク質である。liocalinは、160乃至180アミノ残基からなるタンパク質で
低水溶性物質の輸送・貯蔵として機能するタンパク質である。構造は、8つのβシートか
ら構成される樽型の構造体である。前記βシート間を繋ぐ4つのループ構造により対象物
を認識し、結合することができる。フィブロネクチンは、一般的に100残基以下のアミ
ノ酸からなるタンパク質であり、細胞外マトリクスとの接合や細胞間接合において重要な
役割を担うタンパク質である。上記二つのタンパク質同様にβシート構造を有し、βシー
ト間のループ構造により標的物質を認識するタンパク質である。上記anticolin
、フィブロネクチンのβシート間のループ構造にランダムなアミノ酸配列導入し、新規の
結合タンパク質を構築することが行われている。これらの分子は、分子認識部位とは別に
βシートからなる強固な分子構造を有している為、所望の機能性高分子材料と融合するこ
とにより、基板を特異的に認識し、結合することにより固定化することができ、且つ固定
化する高分子材料の所望の活性を阻害することなく、基板から一定の距離を確保するスペ
ーサー機能も併せ持つことが期待される。しかしながら、前記抗体に代表される上記のよ
うな構造的に安定な足場構造を有する分子認識タンパク質において、金属、半導体材料に
代表される無機物質を特異的に認識し、結合する例は今までは無い。
Studies are also underway to impart various molecular recognition capabilities to proteins having the same scaffold structure as the above-described antibodies. For example, anticolin (Review in Molec
ultra Biotechnology, 74: p257, 2001), fibronectin type III domain (J. Mol. Biol, 284: p1141, 1998) and the like. Anticolin is a capture protein modified based on lipocalin. Liocalin is a protein composed of 160 to 180 amino residues and functions as a transport and storage of a low water-soluble substance. The structure is a barrel-shaped structure composed of eight β sheets. Objects can be recognized and combined by the four loop structures connecting the β sheets. Fibronectin is generally a protein composed of amino acids of 100 residues or less, and plays an important role in joining with an extracellular matrix and joining between cells. Like the above two proteins, it has a β sheet structure, and is a protein that recognizes a target substance by a loop structure between β sheets. Anticolin above
A novel binding protein is constructed by introducing a random amino acid sequence into a loop structure between fibronectin β-sheets. Since these molecules have a strong molecular structure consisting of β-sheets separately from the molecular recognition site, they can specifically recognize and bind to the substrate by fusing with the desired functional polymer material. It is expected to have a spacer function that secures a certain distance from the substrate without inhibiting the desired activity of the polymer material to be immobilized. However, examples of specifically recognizing and binding inorganic substances typified by metals and semiconductor materials in the molecular recognition proteins having the above-mentioned structurally stable scaffold structure typified by the antibody have been described so far. No.

一方、各種物質(標的物質)の検出の分野においては、標的物質の検出および/または
定量等は、特に、抗原および抗体のような蛋白質、並びに糖、レクチンおよび核酸に関し
ては、これまでいくつか確立されている。例えば、標的物質を特異的に認識・結合する抗
体に標識物質を結合することにより、標識物質を介した検出または定量が可能となること
が知られている。標識物質としては、金等の金属またはラテックス等の有機材料から微粒
子、特定波長域の励起光により蛍光を発する蛍光物質やその蛍光物質を反応生成物とする
酵素(例えばHRP等)を用いることが一般的である。抗体等のタンパク質を標識する方
法としては、物理吸着による方法と反応活性のある官能基を標識物質/或いは被標識物質
に導入し、それを架橋点として化学結合を形成する化学結合法が挙げられる。
On the other hand, in the field of detection of various substances (target substances), detection and / or quantification of target substances has been established several times, particularly with respect to proteins such as antigens and antibodies, and sugars, lectins and nucleic acids. Has been. For example, it is known that detection or quantification via a labeling substance is possible by binding the labeling substance to an antibody that specifically recognizes and binds to the target substance. As the labeling substance, it is possible to use fine particles from a metal such as gold or an organic material such as latex, a fluorescent substance that emits fluorescence by excitation light in a specific wavelength region, or an enzyme (for example, HRP) that uses the fluorescent substance as a reaction product. It is common. Examples of the method for labeling proteins such as antibodies include a physical bonding method and a chemical bonding method in which a functional group having a reactive activity is introduced into a labeling substance / or a labeling substance, and a chemical bond is formed using the functional group as a crosslinking point. .

以下、検出に用いられる抗体を一例として従来技術に関して述べる。特許第03108
115号明細書において、抗体に金微粒子を物理的に吸着させることにより金標識する方
法の一例が示されている。この方法によれば、予め調整した金コロイド分散液にモノクロ
ナール抗体を加え、遠心沈降処理して上清液を除去し、数度の洗浄工程を経てし、金標識
抗体を得ることができる。
Hereinafter, the prior art will be described using an antibody used for detection as an example. Patent No. 03108
No. 115 shows an example of a method for gold labeling by physically adsorbing gold fine particles to an antibody. According to this method, a monoclonal antibody is added to a colloidal gold dispersion prepared in advance, the supernatant is removed by centrifugal sedimentation, and a gold-labeled antibody can be obtained through several washing steps.

次に、抗体を化学結合法により標識する方法について、説明する。抗体はタンパク質の
アミノ基、またはSH基を有しており、これらに対し反応性を有する官能基を標識物質側
に予め設けておくことにより、蛍光物質などの標識物質と抗体などの被標識物質との化学
的な結合が可能となる。例えば、アミノ基と反応する、N−ヒドロキシスクシンイミドや
イソチオシアネート基、ニトロアリールハライド基、酸クロリド基を有した標識物質を導
入する方法が挙げられる。N−ヒドロキシスクシンイミドは、アミノ基とpH7以上の環
境下で効率よく反応し、非常に安定なアミド結合を形成することが知られ、タンパク質を
標識するための架橋剤として広く用いられている(Biochemistry、Vol.
11、pp2291、1972)。タンパク質上のα位とリシン側鎖のε位のアミノ基が
スクシンイミド基の反応ターゲットとなることができる。特に、ε位アミノ基が、一般的
なスクシンイミドのターゲットと考えられている。例えば、金微粒子を標識物質として化
学的に抗体などのタンパク質に結合させる場合、まず金微粒子を少なくとも一端にSH基
を有し、他方に前述のタンパク質の側鎖残基と反応性の高い官能基を有した化合物で修飾
する。次いでタンパク質と前記反応性官能基と架橋することにより結合させることが可能
である。しかし、これらの方法では、リジンやフリーのα−アミノ基を有する残基を非選
択的に反応対象とする為に、標識される対象となる抗体等のタンパク質の機能を阻害する
恐れがある。また、イソチアネート基を有する蛍光物質としてFITCが知られているが
、スクシイミドと同様にアミノ基に対する非特異な反応による被標識タンパク質の所望の
特性低下が懸念される。
Next, a method for labeling an antibody by a chemical bonding method will be described. The antibody has an amino group or SH group of a protein, and a labeling substance such as a fluorescent substance and a labeling substance such as an antibody are prepared by providing a functional group having reactivity to these in advance on the labeling substance side. It is possible to chemically bond with For example, a method of introducing a labeling substance having an N-hydroxysuccinimide, isothiocyanate group, nitroaryl halide group, or acid chloride group that reacts with an amino group can be mentioned. N-hydroxysuccinimide is known to react efficiently with an amino group in an environment of pH 7 or higher to form a very stable amide bond, and is widely used as a cross-linking agent for labeling proteins (Biochemistry). Vol.
11, pp 2291, 1972). The amino group at the α position on the protein and the ε position of the lysine side chain can be the reaction target of the succinimide group. In particular, the ε-position amino group is considered as a general succinimide target. For example, when gold fine particles are chemically bound to a protein such as an antibody as a labeling substance, first, the gold fine particles have an SH group at least at one end, and the other has a functional group highly reactive with the side chain residue of the protein. Modification with a compound having The protein can then be linked by crosslinking with the reactive functional group. However, in these methods, a residue having a lysine or a free α-amino group is non-selectively targeted for reaction, and thus there is a risk of inhibiting the function of a protein such as an antibody to be labeled. Moreover, although FITC is known as a fluorescent substance having an isothiocyanate group, there is a concern that a desired characteristic of a protein to be labeled is deteriorated due to a non-specific reaction with an amino group as in the case of succinimide.

また、−SH基を架橋点とすることができる。SH基を利用する方法は、マレイミド法
とピリジルジスルフィド法に大別できる。マレイミド法はSH基選択的な反応基としてマ
レイミドを有する架橋剤を用いる方法で、温和な条件で選択的な架橋ができることが知ら
れている。例えば、被結合対象が抗体の場合、抗体分子のヒンジ部のジスルフィドを開裂
させたSH基は、抗原認識部分とは無関係であるため、SH基を修飾しても抗体の特異性
が損なわれないことが期待される。このSH基を架橋点にすることで所望の機能を損なう
ことなく標識物質を結合することが可能である。しかしながら、抗体全分子内にはSS結
合が16箇所あり、その中には抗原認識部位であるCDR(complementary
disision resion)を有する重鎖可変領域(VH)、軽鎖可変領域(V
L)の構造を保持するためのSS結合も含まれ、その還元箇所も部位特位的に行わなけれ
ば、その機能を損なう恐れがある。
Moreover, -SH group can be used as a crosslinking point. Methods using SH groups can be broadly divided into maleimide methods and pyridyl disulfide methods. The maleimide method is a method using a crosslinking agent having maleimide as an SH group-selective reactive group, and it is known that selective crosslinking can be performed under mild conditions. For example, when the binding target is an antibody, the SH group obtained by cleaving the disulfide at the hinge part of the antibody molecule is irrelevant to the antigen recognition part. Therefore, even if the SH group is modified, the specificity of the antibody is not impaired. It is expected. By using this SH group as a crosslinking point, it is possible to bind the labeling substance without impairing the desired function. However, there are 16 SS bonds in the entire antibody molecule, among which are CDRs (complementary) that are antigen recognition sites.
a heavy chain variable region (VH) having a (disition region), a light chain variable region (V
The SS bond for maintaining the structure of L) is also included, and if the reduction site is not site-specific, the function may be impaired.

特公平04−070320号公報は、広範な種々の金属イオンと高い親和性をもつてキ
レート化する低分子量蛋白質であるメタロチオネインまたはそのフラグメントを用いたタ
ンパク標識技術について開示している。この公報には、メタロチオネインはスルフヒドリ
ル部分にて標識物質となる金属イオンと結合し、その他の官能基、例えば、アミン基、水
酸基、カルボキシル基を架橋点として抗体等と結合させる技術が開示されている。メタロ
ネオチン内においては金属イオン結合部位と被標識物質結合部位が区別されて、それぞれ
の被結合物質が結合することが可能であるが、被標識物質の結合部位は他の架橋方法と同
様に定かではなく、上記と同様の問題点が依然として残る場合があると考えられる。
Japanese Examined Patent Publication No. 04-070320 discloses a protein labeling technique using a metallothionein or a fragment thereof, which is a low molecular weight protein chelating with high affinity to a wide variety of metal ions. This publication discloses a technique in which metallothionein binds to a metal ion serving as a labeling substance at a sulfhydryl moiety and binds to an antibody or the like using other functional groups such as an amine group, a hydroxyl group, and a carboxyl group as a crosslinking point. . In metalloneotine, the metal ion binding site and the labeling substance binding site are distinguished, and each binding substance can bind. However, the binding site of the labeling substance is not clear as in other crosslinking methods. However, it is considered that the same problem as described above may still remain.

更に、前記のような化学架橋による標識物質に固定化方法による非選択的な修飾を解決
する手段として、遺伝子工学的な修飾法が挙げられる。遺伝工学的手法により結合部位を
タンパク質に導入した融合タンパクを作製することも可能である。一例としては、蛍光物
質等の標識物質の末端に低分子化合物であるビオチンを化学的に導入し、前記ビオチンと
結合することが知られている(ストレプト)アビジンの全部もしくはビオチン結合部位を
所望のタンパク質のN末、C末に遺伝子工学的に導入し、融合タンパク質として発現させ
、前記ビオチン−アビジン結合を介することによって目的のタンパク質と標識物質を結合
させる方法が知られている。このように標識物質、例えば、蛍光物質に低分子化合物を導
入し、それを認識し結合できるタンパク質を導入した目的のタンパク質との融合タンパク
質を遺伝子工学的に作製し、選択的な結合部位を導入することができる。
特表平07−501451号公報 特表平08−504100号公報 特表平07−501451号公報 特公平04−070320号公報 特許第03108115号明細書 国際公開第03/029431号パンフレット Science、300:p1413、2003 Science、302:p1364、2003 Proteomics、3:p254、2003 Nature、405:p665、2000 Nature Biotechnology、15:p269、1997 Science,296:892、2002 Science,240:p1038、1988 Science、240:p1041、1988 Review in Molecular Biotechnology、74:p257、2001 J.Mol.Biol、284:p1141、1998 Biochemistry、Vol.11、pp2291、1972
Furthermore, as a means for solving non-selective modification by the immobilization method on the labeling substance by chemical crosslinking as described above, a genetic engineering modification method can be mentioned. It is also possible to produce a fusion protein in which a binding site is introduced into a protein by genetic engineering techniques. As an example, biotin, which is a low molecular weight compound, is chemically introduced at the end of a labeling substance such as a fluorescent substance, and is bound to the biotin (strept). A method is known in which a protein of interest is bound to a target substance by introducing it into the N terminus and C terminus of the protein by genetic engineering, expressing it as a fusion protein, and via the biotin-avidin bond. In this way, a low molecular weight compound is introduced into a labeling substance, for example, a fluorescent substance, a fusion protein with the target protein into which a protein capable of recognizing and binding is introduced is genetically engineered, and a selective binding site is introduced. can do.
Japanese Translation of National Publication No. 07-501451 JP-T-08-504100 Japanese Translation of National Publication No. 07-501451 Japanese Patent Publication No. 04-070320 Japanese Patent No. 03108115 International Publication No. 03/029431 Pamphlet Science, 300: p1413, 2003 Science, 302: p1364, 2003. Proteomics 3: p254, 2003 Nature, 405: p665, 2000 Nature Biotechnology, 15: p269, 1997 Science, 296: 892, 2002. Science, 240: p1038, 1988 Science, 240: p1041, 1988 Review in Molecular Biotechnology, 74: p257, 2001 J. et al. Mol. Biol, 284: p1141, 1998 Biochemistry, Vol. 11, pp 2291, 1972

しかしながら、前記の開示技術では無機物質に代表される基板材料表面や標識用物質を
分子選択的に認識し、結合する結合性タンパク質に関する技術に関しては開示されていな
い。そのために、前記結合性タンパク質または複合タンパク質を基板上に配置した構造体
を作製する場合には、従来既知の方法、例えば、基板または前記結合性タンパク質を化学
修飾し、共有結合により基板上に配置する等の方法によって配置しなければならない。ま
た、金属や半導体物質の微粒子、及び標識用物質に結合させる際も、同様にして結合対象
である微粒子または結合性タンパク質を化学的に修飾する必要があった。このような化学
修飾は、タンパク質がその分子内に多数有するアミノ残基やカルボキシル基を標的とする
場合が多く、その反応にかかわる部位は非選択的である。その為に、所望の活性を発揮す
る部位も基板固定または標識化部位になる恐れがあり、結果としてタンパク質の所望の活
性を低下させる恐れがある。
However, the above disclosed technique does not disclose a technique relating to a binding protein that recognizes and binds to a substrate material surface typified by an inorganic substance or a labeling substance in a molecular selective manner. Therefore, when a structure in which the binding protein or the complex protein is arranged on the substrate is prepared, a conventionally known method, for example, the substrate or the binding protein is chemically modified and arranged on the substrate by covalent bonding. It must be arranged by a method such as Similarly, when binding to fine particles of metal or a semiconductor substance and a labeling substance, it is necessary to chemically modify the fine particles or binding proteins to be bound in the same manner. Such chemical modifications often target amino residues and carboxyl groups that proteins have in their molecules, and the sites involved in the reaction are non-selective. For this reason, the site exhibiting the desired activity may also become a substrate fixing or labeling site, and as a result, the desired activity of the protein may be reduced.

また、このような問題はマイクロデバイス化技術のみではなく、バイオセンサー等のセ
ンシング素子を作製する上でも抗体等の標的物質を捕捉する分子をその捕捉機能を十分に
発揮できる分子配向性をもって基板上に固定化することは重要な技術となる。
Moreover, such problems are not limited to microdevice technology, and molecules that capture target substances such as antibodies can be fully exerted on the substrate with a molecular orientation that can fully exhibit the capture function even in the production of sensing elements such as biosensors. Immobilization in is an important technique.

本発明にかかる金と結合し得るタンパク質は、金に対して結合性を有するタンパク質で
あって、金に対する抗体の少なくとも一部を含む金結合部位を有することを特徴とするも
のである。
The protein capable of binding to gold according to the present invention is a protein having binding ability to gold, and has a gold binding site containing at least a part of an antibody against gold.

本発明にかかる金結合性複合タンパク質は、(1)請求項1〜9のいずれかに記載の金
に対して結合性を有するタンパク質を含む第一のドメインと、(2)特定の物質に対する
結合部位を有するタンパク質を含む第二のドメインと、を有することを特徴とするもので
ある。
The gold-binding complex protein according to the present invention includes (1) a first domain containing a protein having binding ability to gold according to any one of claims 1 to 9, and (2) binding to a specific substance. And a second domain containing a protein having a site.

一方、本発明にかかる構造体は、基体とタンパク質を有する構造体であって、前記基体
が表面の少なくとも一部に金を含み、前記タンパク質が上記構成の金結合性複合タンパク
質であることを特徴とするものである。
On the other hand, the structure according to the present invention is a structure having a substrate and a protein, wherein the substrate contains gold on at least a part of its surface, and the protein is a gold-binding complex protein having the above-described configuration. It is what.

また、本発明にかかる核酸は上記構成の金結合性複合タンパク質をコードする核酸であ
る。更に、本発明にかかるベクターはこの核酸を含むことを特徴とするものである。
Further, the nucleic acid according to the present invention is a nucleic acid encoding the gold-binding complex protein having the above-described configuration. Furthermore, the vector according to the present invention is characterized by containing this nucleic acid.

更に、本発明に係る上記構成の構造体の製造方法は、(1)前記基体を準備する工程、
(2)前記金結合性複合タンパク質を生成する工程及び(3)前記基体に前記金結合性複
合タンパク質を配置する工程、を有することを特徴とする構造体の製造方法である。
Furthermore, the manufacturing method of the structure having the above-described configuration according to the present invention includes (1) a step of preparing the substrate,
(2) A method for producing a structure comprising the step of producing the gold-binding complex protein and (3) the step of arranging the gold-binding complex protein on the substrate.

本発明にかかる標的物質を検出するための検出用キットは、上記構成の構造体を形成す
るための基体及び金結合性複合タンパク質と、該構造体への標的物質の結合を検出するた
めの検出手段と、を有することを特徴とする標的物質検出用キットである。
A detection kit for detecting a target substance according to the present invention comprises a substrate for forming a structure having the above-described structure, a gold-binding complex protein, and a detection for detecting the binding of the target substance to the structure. Means for detecting a target substance.

また、本発明にかかる標識物質により標的物質を標識するための接続部材は、標識物質
により標的物質を標識するための接続部材であって、前記標的物質を結合する部位と前記
標識物質を結合する部位をそれぞれ一以上有し、これらの部位は互いに独立して被結合物
質と結合し、前記標識物質を結合する部位または前記標的物質を結合する部位の少なくと
も1つが請求項1〜10のいずれかに記載のタンパク質を含むことを特徴とする接続部材
である。
Further, the connection member for labeling the target substance with the labeling substance according to the present invention is a connection member for labeling the target substance with the labeling substance, and binds the site to which the target substance is bound to the labeling substance. Each of the sites has one or more sites, and these sites bind to a bound substance independently of each other, and at least one of a site for binding the labeling substance or a site for binding the target substance is any one of claims 1 to 10. The connection member characterized by including the protein as described in above.

本発明にかかる標的物質の検出方法は、標的物質を標識物質に結合して標識し、該標識
物質が結合した標的物質を検出することによる標的物質の検出方法において、前記標識物
質を上記構成の接続部材を介して前記標的物質に結合する工程と有することを特徴とする
標的物質の検出方法である。
The target substance detection method according to the present invention is a target substance detection method by binding a target substance to a labeling substance and labeling, and detecting the target substance to which the labeling substance is bound. A method of detecting a target substance, comprising the step of binding to the target substance via a connecting member.

本発明にかかる標的物質を検出するためのキットは、標識物質と、上記構成の接続部材
と、標的物質に該標識物質が該接続部材を介して結合した状態を検出するための検出手段
と、を有することを特徴とするキットである。
A kit for detecting a target substance according to the present invention includes a labeling substance, a connection member having the above-described configuration, and a detection unit for detecting a state in which the labeling substance is bound to the target substance via the connection member, It is a kit characterized by having.

本発明にかかる金結合性複合タンパク質は金結合部位と構造部を有することにより、こ
れと連鎖して結合する機能性物質を金基板表面に固定化する際に、機能性物質は、その本
来の機能に対する固定化の影響は及ばず、また、固定化に際して、なんらの試薬を利用し
ていないため、その機能に影響を及ぼす化学反応を被ることもない。更には、金基板との
距離を保つことにより機能性物質がその機能に影響を及ぼすような基板から相互作用を受
けることもない。
Since the gold-binding complex protein according to the present invention has a gold-binding site and a structural part, when the functional substance that is linked and bonded thereto is immobilized on the gold substrate surface, the functional substance The effect of immobilization on the function is not exerted, and since no reagent is used for the immobilization, no chemical reaction affecting the function is incurred. Furthermore, the functional substance does not receive an interaction from the substrate that affects its function by keeping the distance from the gold substrate.

更に、本発明の金結合性複合タンパク質は少なくとも金と、特定の物質に対する複数の
結合部を有する。これにより、少なくとも(i)表面の少なくとも1部に金を有する基板
と(ii)本発明の金結合性複合タンパク質、更には(iii)本発明の金結合性複合タンパ
ク質が結合できる特定の物質にから構成される多層体を形成する構造体とすることができ
る。この際、本発明にかかる金結合性複合タンパク質は抗体可変領域ドメインが有する立
体的にも安定したβシート構造を有するため、金基板と特定の物質との結合部位の間に空
間位置を保つことが可能であり、金また金以外の物質(例えば、標的物質)を結合する本
金結合性タンパク質のドメイン(例えば、第二のドメイン)が、金を含む基板から何らか
の相互作用を受けることがなく、結合能を保持することができる。また、これにより極め
て薄膜な緻密な多層構造体を形成することが可能である。本発明の金結合性タンパク質に
よるこれらの特性を利用して、検出装置とすることができる。例えば、金薄膜上に所望の
物質と結合可能な本発明の金結合性複合タンパク質を設けることで所望物質のセンシング
素子とすることができる。その検出方法としては、光学的な手段、例えば表面プラズモン
共鳴などを利用した手段を提供することができる。
Furthermore, the gold-binding complex protein of the present invention has at least gold and a plurality of binding portions for a specific substance. Thus, at least (i) a substrate having gold on at least a part of the surface, (ii) the gold-binding complex protein of the present invention, and (iii) a specific substance that can bind to the gold-binding complex protein of the present invention It can be set as the structure which forms the multilayer body comprised from these. In this case, since the gold-binding complex protein according to the present invention has a sterically stable β-sheet structure of the antibody variable region domain, the spatial position is maintained between the binding site between the gold substrate and the specific substance. The gold-binding protein domain (for example, the second domain) that binds gold or a substance other than gold (for example, the target substance) does not receive any interaction from the substrate containing gold. , The binding ability can be retained. Moreover, it is possible to form a very thin dense multilayer structure. By utilizing these characteristics of the gold-binding protein of the present invention, a detection device can be obtained. For example, a sensing element for a desired substance can be obtained by providing the gold-binding complex protein of the present invention capable of binding to a desired substance on a gold thin film. As the detection method, optical means, for example, means using surface plasmon resonance can be provided.

一方、本発明にかかる金結合性タンパク質は、金を含む物質を標識物質とすることで、
標的物質に金を含む標識物質を結合するための接続部材として利用可能である。この接続
部材としての形態によれば、以下に示す代表的な効果を得ることができる。
On the other hand, the gold-binding protein according to the present invention uses a substance containing gold as a labeling substance,
It can be used as a connecting member for binding a labeling substance containing gold to a target substance. According to the form as the connecting member, the following typical effects can be obtained.

第1の効果として、標的物質を結合する部位と標識物質を結合する部位をそれぞれ一以
上有し、それぞれの結合部位は互いに独立して被結合物質と結合することにより、従来の
標識方法で問題となっていた標識物質を結合した際に生じる被標識物質の標的物質結合能
の低下が見られない、優れた標的物質を標識できる接続部材を提供することができる。第
二の効果として、生体高分子であること、更にタンパク質であることにより、タンパク質
の複数のアミノ残基と標的物質表面の相互作用に起因する高い結合性が期待できる。第三
の効果として、接続部材が抗体可変領域であることによって、結合部位が高次構造により
規定された立体配置で規定される為高い結合特異性が期待できる。第四の効果として、標
識物質が金を含む物質であることにより、試料に対する散乱光量測定だけでなく、増強ラ
マンや局在プラズモンの原理を応用した光学的測定に加え、その電気特性を利用した電気
測定も可能とすることができる。第四の効果として、本発明にかかる接続部材を利用する
ことで、標的物質/接続部材/標識物質を同時または任意に加えることが可能な検出方法
及び検出キットを提供することができる。
The first effect is that there is a problem in the conventional labeling method by having at least one site for binding the target substance and one site for binding the labeling substance, and each binding site binds to the bound substance independently of each other. Thus, it is possible to provide a connecting member that can label an excellent target substance, in which a decrease in target substance binding ability of the target substance that occurs when the labeled substance has been bound is not observed. As a second effect, high binding properties resulting from the interaction between a plurality of amino residues of the protein and the surface of the target substance can be expected due to being a biopolymer and further a protein. As a third effect, since the connecting member is an antibody variable region, since the binding site is defined by a configuration defined by a higher order structure, high binding specificity can be expected. As a fourth effect, since the labeling substance is a substance containing gold, in addition to optical measurement using the principle of enhanced Raman and localized plasmons, not only the measurement of the amount of scattered light on the sample, but also its electrical characteristics were used. Electrical measurements can also be possible. As a fourth effect, by using the connection member according to the present invention, it is possible to provide a detection method and a detection kit capable of adding the target substance / connection member / labeling substance simultaneously or arbitrarily.

以下、本発明にかかる金結合性タンパク質、それを用いた複合タンパク質およびこれら
の用途について説明する。
(1)金結合性タンパク質
・抗体
本発明の金結合性タンパク質は、抗体の少なくとも一部を含んでなるものである。本発
明の示すところの金との結合のために用いる抗体には、すべての脊椎動物のリンパ系細胞
で産出される金に対する結合性を有する抗体、及びそれらのアミノ酸配列におけるアミノ
酸の1個または数個が欠失、置換もしくは付加されたアミノ酸配列を有し、その構造・機
能において関連を有する、すなわち目的とする金結合性を維持したタンパク質が含まれる
。抗体は、その特性(免疫学的または物理学的な)の分類において、IgG、IgM、I
gA、IgD、IgEに分類されるが、その何れの分類であってもよい。更には、これら
が多量体を形成していてよい。例えば、IgAは2量体、IgMは5量体を形成するが金
に結合しうる形状であれば何ら問題はない。また、その使用用途がin vitroであ
る場合は哺乳類に限らず、IgW、IgYであっても問題ない。
Hereinafter, the gold-binding protein according to the present invention, a complex protein using the same, and uses thereof will be described.
(1) Gold-binding protein-Antibody The gold-binding protein of the present invention comprises at least a part of an antibody. The antibody used for binding to gold as shown in the present invention includes antibodies having binding ability to gold produced in all vertebrate lymphoid cells, and one or the number of amino acids in their amino acid sequences. These include proteins that have amino acid sequences that are deleted, substituted, or added, and that are related in their structure and function, that is, that maintain the desired gold-binding properties. Antibodies are classified according to their properties (immunological or physical) as IgG, IgM, I
Although classified into gA, IgD, and IgE, any classification may be sufficient. Furthermore, these may form multimers. For example, IgA forms a dimer and IgM forms a pentamer, but there is no problem as long as it has a shape capable of binding to gold. Moreover, when the usage is in vitro, it is not limited to mammals, and there is no problem with IgW and IgY.

・金結合性抗体の取得
本発明の金結合性を示す抗体を取得する方法としては、従来行われてきた抗血清調製技
術、および細胞融合によるモノクローン抗体作製技術を適宜選択して行うことができる。
例えば、本発明の結合対象となる金微粒子を適当な免疫動物に免疫し、抗体価の上昇を確
認したところで血清中から抗体を回収する。前記免疫とは、抗原となる金微粒子を適当な
溶媒、例えば生理食塩水などで適当な濃度に希釈し、この溶液を静脈内や腹腔内に投与し
、これに必要に応じてフロイント完全アジュバントを併用投与し、動物に1〜2週間間隔
で3〜4回程度投与する方法が一般的である。このようにして免疫された動物を最終免疫
後3日目に解剖し、摘出した脾臓から得られた脾臓細胞を免疫細胞として使用する。免疫
する金微粒子として、10nm以下であることがこのましく、より好ましくは2nm以下
である。更には、血清アルブミン等のタンパク質を共有結合させてハプテン化させること
が更に好ましい。従来から免疫反応を生じにくい抗原においても、ある種タンパク抗原と
複合体とすることによりタンパク質抗原の一部として認識され、産出を誘導されると予想
される。
-Acquisition of gold-binding antibody As a method for acquiring the antibody exhibiting gold-binding property of the present invention, a conventional antiserum preparation technique and a monoclonal antibody production technique by cell fusion may be selected as appropriate. it can.
For example, an appropriate immunized animal is immunized with gold fine particles to be bound according to the present invention, and the antibody is recovered from the serum when an increase in antibody titer is confirmed. In the immunization, gold fine particles as an antigen are diluted to an appropriate concentration with an appropriate solvent, for example, physiological saline, and this solution is administered intravenously or intraperitoneally. A method of administration in combination and administering to an animal about 3 to 4 times at intervals of 1 to 2 weeks is common. The immunized animal is dissected on the third day after the final immunization, and spleen cells obtained from the removed spleen are used as immune cells. The gold fine particles to be immunized are preferably 10 nm or less, and more preferably 2 nm or less. Furthermore, it is more preferable that a protein such as serum albumin is covalently bound to be haptenized. Even antigens that are unlikely to cause an immune response are expected to be recognized as part of protein antigens by being complexed with certain protein antigens to induce production.

得られる抗体はポリクローナルでも良いが、モノクローナルとすることによってより金
に対する特異性に優れたクローンを選択することが可能となる。モノクローナルな抗体は
、それを産生する細胞をクローニングすることによって得ることができる。一般的には、
免疫動物から回収した脾臓等のイムノグルブリン産生細胞を癌化細胞と融合させることに
よってハイブリドーマを形成することができる(Gulfre G.,Nature 2
66.550−552,1977)。例えば、癌化細胞としてはマウス由来ミエローマP
3/X63−AG8.653(ATCC No. CRL−1580)、P3/NSI/
1−Ag4−1(NS−1)、P3/X63−Ag8.U1(P3U1)、SP2/0−
Ag14(Sp2/O,Sp2)、NS0、PAI、F0あるいはBW5147、ラット
由来ミエローマ210RCY3−Ag.2.3.、ヒト由来ミエローマU−266AR1
、GM1500−6TG−A1−2、UC729−6、CEM−AGR、D1R11ある
いはCEM−T15等のミエローマ細胞をあげることができる。
The obtained antibody may be polyclonal, but by making it monoclonal, it becomes possible to select a clone with higher specificity for gold. Monoclonal antibodies can be obtained by cloning the cells that produce them. In general,
Hybridomas can be formed by fusing immunoglobulin producing cells such as spleen collected from immunized animals with cancerous cells (Gulfur G., Nature 2).
66.550-552, 1977). For example, mouse-derived myeloma P is used as a cancerous cell.
3 / X63-AG8.653 (ATCC No. CRL-1580), P3 / NSI /
1-Ag4-1 (NS-1), P3 / X63-Ag8. U1 (P3U1), SP2 / 0-
Ag14 (Sp2 / O, Sp2), NS0, PAI, F0 or BW5147, rat-derived myeloma 210RCY3-Ag. 2.3. , Human-derived myeloma U-266AR1
And myeloma cells such as GM1500-6TG-A1-2, UC729-6, CEM-AGR, D1R11 and CEM-T15.

モノクローナルの抗体を産生する細胞のスクリーニングは、前記細胞をタイタープレー
ト中で培養し、増殖の見られたウェルの培養上清の前記金微粒子に対する反応性を、例え
ばRIA(radio immunoassay)やELISA(enzyme−lin
ked immuno−solvent assay)等の酵素免疫測定法、免疫沈降等
によって測定することができる。または、表面プラズモン共鳴(surface pla
smon resonance:SPR)装置を利用した金結合性を定量的に測定するこ
とも可能である。
Screening of cells producing monoclonal antibodies is performed by culturing the cells in a titer plate and determining the reactivity of the culture supernatant of the wells in which proliferation has been observed with the gold microparticles, for example, RIA (radio immunoassay) or ELISA (enzyme). -Lin
It can be measured by enzyme immunoassay such as ked immuno-solvent assay) or immunoprecipitation. Alternatively, surface plasmon resonance (surface pla)
It is also possible to quantitatively measure the gold binding property using a monstrance (SPR) apparatus.

・抗体断片
本発明で述べる抗体断片とは、モノクローナル抗体の一部分の領域を意味し、具体的に
はF(ab')2、Fab'、Fab、Fd、Fv(variable fragment
of antibody)、scFv(single chain Fv)、dsFv
(disulphide stabilised Fv)あるいは可変領域(VH)また
は軽鎖可変領域(VL)からなる単ドメインdAb(single domain an
tibody)等が挙げられる。
Antibody fragment The antibody fragment described in the present invention means a partial region of a monoclonal antibody, specifically, F (ab ′) 2, Fab ′, Fab, Fd, Fv (variable fragment).
of antibody), scFv (single chain Fv), dsFv
(Disulphide stabilized Fv) or single domain dAb (single domain an) consisting of variable region (VH) or light chain variable region (VL)
tibody) and the like.

ここで、「F(ab')2」及び「Fab'」とは、抗体を、タンパク分解酵素であるペ
プシンあるいはパパイン等で処理することにより得ることができる。抗体のヒンジ領域で
2本の重鎖(H鎖)間に存在するジスルフィド結合の前後で消化されて生成される抗体フ
ラグメントを意味する。例えば、IgGをパパインで処理すると、ヒンジ領域中の2本の
H鎖間に存在するジスルフィド結合の上流で切断されて軽鎖可変領域(VL)と軽鎖定常
領域(CL)からなる軽鎖(L鎖)、及び重鎖可変領域(VH)と重鎖定常領域1(CH
1)とからなる重鎖(H鎖)フラグメントがC末端領域でジスルフィド結合により結合し
た相同な2つのフラグメントを得る。これら2つの相同な抗体フラグメントを各々Fab
'という。またIgGをペプシンで処理すると、ヒンジ領域中の2本のH鎖間に存在する
ジスルフィド結合の下流で切断されて前記2つのFab'がヒンジ領域でつながったもの
よりやや大きい抗体フラグメントを製造することができる。この抗体フラグメントをF(
ab')2という。
Here, “F (ab ′) 2” and “Fab ′” can be obtained by treating an antibody with a protease such as pepsin or papain. It means an antibody fragment produced by digestion before and after a disulfide bond existing between two heavy chains (H chains) in the hinge region of an antibody. For example, when IgG is treated with papain, a light chain consisting of a light chain variable region (VL) and a light chain constant region (CL) is cleaved upstream of a disulfide bond existing between two heavy chains in the hinge region ( L chain), heavy chain variable region (VH) and heavy chain constant region 1 (CH
Two homologous fragments are obtained in which the heavy chain (H chain) fragment consisting of 1) is linked by a disulfide bond in the C-terminal region. Each of these two homologous antibody fragments is Fab
'I say. In addition, when IgG is treated with pepsin, an antibody fragment that is cleaved downstream of the disulfide bond existing between the two heavy chains in the hinge region to produce a slightly larger antibody fragment than the two Fab's connected in the hinge region is produced. Can do. This antibody fragment is labeled with F (
ab ′) 2.

このような本発明の金結合性タンパク質は、上記Fab'、F(ab')2であってもよ
い。また、VHと前記CH1を結合したFd断片であっても構わない。
Such a gold-binding protein of the present invention may be Fab ′ and F (ab ′) 2 described above. Further, it may be an Fd fragment in which VH and CH1 are combined.

さらには、抗体の可変領域部(Fv)またはその一部であってもよく、例えばFvを構
成する重鎖可変領域(VH)や軽鎖可変領域(VL)またはその一部であってもよい。一
方、前記VHまたはVLからなる複合体において、一方のカルボキシ末端と他方のアミノ
末端数個のアミノ酸からなるペプチドを介して連結した一本鎖Fv(single ch
ain Fv:scFv)を利用することもできる。上記scFvを形成するVH/VL
間(順不同)に一以上のアミノ酸からなるリンカーを設けることが望ましい。アミノ酸リ
ンカーの残基長については、VHまたはVLと抗原との結合に必要な構造形成を妨げるよ
うな拘束力を持たないように設計することが重要である。具体的な例としては、アミノ酸
リンカー長は、5乃至18残基が一般的で15残基が最も多く用いられ検討されている。
これら断片は遺伝工学的な手法により得ることが可能である。
Furthermore, it may be a variable region part (Fv) of an antibody or a part thereof, for example, a heavy chain variable region (VH), a light chain variable region (VL) constituting the Fv, or a part thereof. . On the other hand, in the complex composed of VH or VL, a single chain Fv (single ch) linked via a peptide consisting of several amino acids at one carboxy terminal and the other amino terminal.
ain Fv: scFv) can also be used. VH / VL forming the scFv
It is desirable to provide a linker composed of one or more amino acids between them (in random order). It is important that the residue length of the amino acid linker is designed so as not to have a binding force that prevents the formation of a structure necessary for the binding between VH or VL and an antigen. As a specific example, the length of amino acid linkers is generally 5 to 18 residues, and 15 residues are most frequently used.
These fragments can be obtained by genetic engineering techniques.

更には、VH、VLが何れか単ドメインdAbであっても構わないが、前記単ドメイン
構造は一般的に不安定であることが多いのでPEG修飾等の化学修飾による安定化を施し
ても良い。また、重鎖抗体としてin vivoにおいても存在し、機能することができ
ることが知られているラクダ重鎖抗体の可変領域VHH(J.Mol.Biol、311
:p123、2001)、Nurse sharkのイムノグロブリン様分子の可変領域
IgNARであっても構わない。更には、ヒト又はマウス由来に代表される重鎖・軽鎖か
ら構成される抗体分子のVH、VLを図1乃至図4のようにドメイン単体で使用する際に
VH/VL界面等を重鎖抗体の相当部分を参考に変異導入することによって安定性が向上
させても良い。
Furthermore, either VH or VL may be a single domain dAb. However, since the single domain structure is generally unstable, stabilization by chemical modification such as PEG modification may be performed. . Moreover, the variable region VHH (J. Mol. Biol, 311) of a camel heavy chain antibody, which is known to exist and function in vivo as a heavy chain antibody.
: P123, 2001), the variable region IgNAR of an immunoglobulin-like molecule of Nurse shark. Furthermore, when VH and VL of an antibody molecule composed of heavy chains and light chains typified by humans or mice are used as a single domain as shown in FIG. 1 to FIG. Stability may be improved by introducing a mutation with reference to a substantial part of the antibody.

金結合部位は、(1)抗体重鎖可変領域(VH)、その変異体及びこれらの一部、並び
に(2)抗体軽鎖可変領域(VL)、その変異体及びこれらの一部、から選択された少な
くとも1種を含んでなるものとすることができる。抗体重鎖可変領域(VH)としては、
配列番号:1〜48のアミノ配列の少なくとも一つを含んでなるタンパク質を、抗体軽鎖
可変領域(VL)としては、配列番号:49〜57のアミノ配列の少なくとも一つを含ん
でなるタンパク質を好ましいものとして挙げることができる。これらの配列番号:1〜5
7のアミノ配列のそれぞれの一個もしくは数個のアミノ酸が、欠失、置換もしくは付加さ
れたアミノ酸配列を一つ以上含み、金結合性を有しているタンパク質も同様に利用できる
Gold binding sites are selected from (1) antibody heavy chain variable region (VH), variants thereof and parts thereof, and (2) antibody light chain variable region (VL), variants thereof and parts thereof. At least one selected from the group consisting of As an antibody heavy chain variable region (VH),
A protein comprising at least one of the amino sequences of SEQ ID NOs: 1-48 is used as an antibody light chain variable region (VL), and a protein comprising at least one of the amino sequences of SEQ ID NOs: 49-57 is used. It can be mentioned as a preferable one. These SEQ ID NOs: 1-5
A protein having one or more amino acid sequences in which one or several amino acids of each of the seven amino sequences are deleted, substituted or added and having gold-binding properties can be used as well.

・金親和性抗体断片の取得
・酵素処理による取得
また、上記抗体をある種の酵素処理することで、前記抗体の抗原結合部位及び抗原結合
能をある程度有した抗体断片を得ることもできる。例えば、前記得られた抗体をパパイン
処理することによりFab断片またはその類似体を得るができ、ペプシン処理によってF
(ab')2断片またはその類似体が得られる。前記抗体断片は、前記酵素的手法の他に化
学的分解して作製する方法もある。これら抗体断片も金に対して結合能を有するものであ
れば、何ら問題なく使用することができる。
-Acquisition of gold-affinity antibody fragment-Acquisition by enzyme treatment In addition, an antibody fragment having the antigen-binding site and antigen-binding ability of the antibody to some extent can be obtained by subjecting the antibody to a certain enzyme treatment. For example, Fab fragments or analogs thereof can be obtained by treating the obtained antibody with papain, and Fps can be obtained by pepsin treatment.
(Ab ′) 2 fragments or analogs thereof are obtained. In addition to the enzymatic method, the antibody fragment may be prepared by chemical degradation. These antibody fragments can be used without any problem as long as they have binding ability to gold.

本発明に係わる上記Fab'、Fv、VHまたはVLのdAbを得る方法としては、遺
伝工学的な手法を用いた取得も可能である。例えば、前記VHまたはVL遺伝子ライブラ
リーを作製し、それらをタンパク質として網羅的に発現させて、その遺伝子と対応させな
がら、金または標的物質に対する結合性により選択する方法がある。前記遺伝子ライブラ
リーは、たとえば、臍帯血、扁桃、骨髄、あるいは末梢血細胞や脾細胞等から得ることが
できる。例えば、ヒト末梢血細胞からmRNAを抽出し、cDNAを合成する。次に、ヒ
トVH、VLをコードする配列をプローブとして、ヒトVHまたはVLのcDNAライブ
ラリーを作製する。例えば、ヒトVHファミリー(VH1乃至7)をファミリー毎に幅広
く増幅することができるプライマーやヒトVLを増幅できるプライマーは公知である。こ
れらVH、VL毎にプライマーを組み合わせてRT−PCRを行い、VH、VLをコード
した遺伝子を取得する。また、ファージディスプレー法を用いることも可能である。ファ
ージディスプレー法は、VH、VLまたはそれら含む複合体(例えば、Fab、scFv
)をコードした遺伝子ライブラリーをファージ外殻タンパクをコードした遺伝子と結合し
、ファージミドライブラリーを作製し、それらを大腸菌に形質転換し、種々のVHまたは
VLを外殻タンパクの一部として有するファージとして発現させる。それらのファージを
用いて、上記同様にして金また標的物質に対する結合性により選択することができる。フ
ァージに融合タンパクとして提示されたVHまたはVLをコードする遺伝子は、ファージ
内にファージミドにコードされているのでDNAシークエンス解析をすることにより、特
定することができる。
As a method for obtaining the Fab ′, Fv, VH, or VL dAb according to the present invention, acquisition using a genetic engineering technique is also possible. For example, there is a method in which the VH or VL gene library is prepared, and these are comprehensively expressed as proteins and selected according to the binding property to gold or a target substance while corresponding to the gene. The gene library can be obtained from, for example, umbilical cord blood, tonsils, bone marrow, or peripheral blood cells or spleen cells. For example, mRNA is extracted from human peripheral blood cells and cDNA is synthesized. Next, a human VH or VL cDNA library is prepared using a sequence encoding human VH or VL as a probe. For example, primers that can amplify the human VH family (VH1 to VH7) widely for each family and primers that can amplify human VL are known. RT-PCR is performed by combining primers for each of these VH and VL, and genes encoding VH and VL are obtained. It is also possible to use a phage display method. Phage display methods include VH, VL or complexes containing them (eg, Fab, scFv
) Is linked to a gene encoding a phage coat protein to produce a phagemid library, transformed into E. coli, and having various VH or VL as part of the coat protein Expressed as These phages can be used for selection according to the binding property to gold or a target substance in the same manner as described above. Since the gene encoding VH or VL displayed as a fusion protein on the phage is encoded by the phagemid in the phage, it can be identified by DNA sequence analysis.

本発明は、上記金結合性タンパク質をコードする核酸をも含くむ。更に、それをタンパ
ク質として宿主細胞(例えば、大腸菌、酵母、マウス、ヒト等由来の従来既知のタンパク
発現用細胞)の形質転換し、上記金結合性タンパクを発現できるための遺伝子ベクターと
なる核酸からなる構成物をも含む。一つの前記発現ベクターにより発現できる本発明の金
結合性タンパク質は、抗体全分子、またはその抗体断片であるF(ab')2、Fab、
Fv(scFv)、VH、VL、またはこれら複合体から選択して、設計することが可能
である。ひとつの発現用ベクターに複数の前記断片をコードする場合、それぞれの抗体断
片が独立した個々のポリペプチド鎖として発現させることができる。また、ドメイン間を
連続して結合またはアミノ酸を介して結合させた一つのポリペプチド鎖として発現するベ
クター構成とすることも可能である。
The present invention also includes a nucleic acid encoding the gold-binding protein. Furthermore, a host cell (eg, a conventionally known protein expression cell derived from Escherichia coli, yeast, mouse, human, etc.) is transformed with the protein as a protein, and from a nucleic acid serving as a gene vector for expressing the gold-binding protein. The composition which comprises is also included. The gold-binding protein of the present invention that can be expressed by one expression vector is F (ab ′) 2, Fab, which is a whole antibody molecule, or an antibody fragment thereof.
It can be designed by selecting from Fv (scFv), VH, VL, or a complex thereof. When a plurality of fragments are encoded in one expression vector, each antibody fragment can be expressed as an independent individual polypeptide chain. It is also possible to adopt a vector configuration in which the domains are expressed as a single polypeptide chain in which the domains are continuously linked or linked via amino acids.

本発明の金結合性タンパク質発現用ベクターの構成は、選択する宿主細胞に応じて既知
のプロモーター等の導入遺伝子を発現させるために必要な構成等に組み込むことより、設
計及び構築することができる。ベクター構成は、選択する宿主細胞に応じて既知のプロモ
ーター等の構成等を参照し、構築することができる。また、大腸菌等を宿主細胞として用
いる場合、外来遺伝子産物である本発明の金結合性タンパク質またその構成物を速やかに
細胞質外に除外することで、プロテアーゼによる分解を少なくすることが可能である。ま
た、この外来遺伝子産物が菌体にとって毒性である場合でも、菌体外へ分泌することによ
りその影響を小さくすることができることが知られている。通常、既知の細胞質膜あるい
は内膜を通過して分泌されるタンパク質の多くがその前駆体のN末端にシグナルペプチド
を有し、分泌過程においてシグナルペプチダーゼにより切断され、成熟タンパク質となる
。多くのシグナルペプチドはそのN末に塩基性のアミノ酸、疎水性アミノ酸、シグナルペ
プチダーゼによる切断部位と配置されている。
The structure of the gold-binding protein expression vector of the present invention can be designed and constructed by incorporating it into a structure necessary for expressing a transgene such as a known promoter according to the selected host cell. The vector structure can be constructed by referring to the structure of a known promoter or the like according to the selected host cell. Further, when E. coli or the like is used as a host cell, degradation by protease can be reduced by quickly excluding the gold-binding protein of the present invention, which is a foreign gene product, or its component from the cytoplasm. In addition, even when this foreign gene product is toxic to the microbial cells, it is known that the influence can be reduced by secreting it outside the microbial cells. Usually, many of the proteins secreted through the known cytoplasmic membrane or inner membrane have a signal peptide at the N-terminus of the precursor, and are cleaved by a signal peptidase in the secretion process to become a mature protein. Many signal peptides have a basic amino acid, a hydrophobic amino acid, and a cleavage site by a signal peptidase at the N-terminus.

本発明の金結合性タンパク質をコードする核酸の5'側にシグナルペプチドであるpe
lBに代表される従来既知のシグナルペプチドをコードする核酸を配することにより分泌
発現させることができる。
Pe which is a signal peptide on the 5 ′ side of the nucleic acid encoding the gold-binding protein of the present invention
Secretion expression can be achieved by arranging a nucleic acid encoding a conventionally known signal peptide represented by 1B.

また、ひとつのベクター中に本発明の金結合性タンパク質または複数の抗体断片から構
成されるポリペプチド鎖をそれぞれ独立して複数挿入することも可能である。この場合、
各ドメインまたはポリペプチド鎖をコードする核酸の5'側にpelBをコードする核酸
を配置し、分泌を促すことができる。更に、または一以上のドメインからなるポリペプチ
ド鎖として発現させる場合、前記ポリペプチド鎖の5'末端に同様にしてpelBをコー
ドする核酸を配置することにより分泌を促すことができる。このようにシグナルペプチド
をN末端に融合した本発明の金結合性タンパク質は、ペリプラズマ画分及び培地上清から
精製することができる。
It is also possible to insert a plurality of polypeptide chains composed of the gold-binding protein of the present invention or a plurality of antibody fragments independently into one vector. in this case,
A nucleic acid encoding pelB can be placed 5 ′ of the nucleic acid encoding each domain or polypeptide chain to promote secretion. Furthermore, when expressing as a polypeptide chain composed of one or more domains, secretion can be promoted by placing a nucleic acid encoding pelB in the same manner at the 5 ′ end of the polypeptide chain. As described above, the gold-binding protein of the present invention in which the signal peptide is fused to the N-terminus can be purified from the periplasma fraction and the culture supernatant.

また、発現させたタンパク精製時の作業の簡便さを考慮して、抗体分子、または独立し
た各抗体断片もしくは複数の抗体断片が連続して結合して形成されたポリペプチド鎖のN
またはC末端に精製用のタグを遺伝子工学的に配置することが可能である。前記精製用タ
グとしては、ヒスチジンが6残基連続したヒスチジンタグ(以下、His×6)やグルタ
チオン−S−トランスフェラーゼのグルタチオン結合部位などが挙げられる。前記タグの
導入方法としては、前記発現用ベクターにおける金結合性タンパク質をコードする核酸の
5'または3'末端に精製タグをコードする核酸を挿入する方法や市販の精製タグ導入用ベ
クターを使用するなどが挙げられる。
In consideration of the convenience of purification of the expressed protein, the N of the polypeptide chain formed by sequentially combining antibody molecules or individual antibody fragments or a plurality of antibody fragments.
Alternatively, it is possible to arrange a purification tag at the C-terminal by genetic engineering. Examples of the purification tag include a histidine tag in which 6 residues of histidine are continuous (hereinafter, His × 6), a glutathione-binding site of glutathione-S-transferase, and the like. As a method for introducing the tag, a method for inserting a nucleic acid encoding a purification tag into the 5 ′ or 3 ′ end of a nucleic acid encoding a gold-binding protein in the expression vector or a commercially available vector for introducing a purification tag is used. Etc.

以下に、上記発現ベクターを用いた本発明の金結合性タンパク質の製造方法について述
べる。本発明の金結合性タンパク質、またはその構成要素となるポリペプチド鎖は、従来
既知のタンパク発現用の宿主細胞に、宿主細胞に応じて設計した上記金結合性タンパク質
発現用ベクターを形質転換し、宿主細胞内のタンパク合成システムを用いて、宿主細胞内
に合成される。その後、宿主細胞内外に蓄積または分泌された目的タンパク質を細胞内部
または細胞培養上清から精製することにより得ることができる。例えば、大腸菌を宿主細
胞として用いる場合、本発明の金結合性タンパク質をコードする核酸の5'側にpelB
に代表される従来既知のシグナルペプチドをコードする核酸を配することにより細胞質外
に分泌発現しやすい構成にすることができる。
Below, the manufacturing method of the gold | metal binding protein of this invention using the said expression vector is described. The gold-binding protein of the present invention or a polypeptide chain constituting the component thereof is transformed into a conventionally known protein-expressing host cell by the above-described gold-binding protein expression vector designed according to the host cell, It is synthesized in the host cell using a protein synthesis system in the host cell. Thereafter, the target protein accumulated or secreted inside or outside the host cell can be obtained by purifying the inside of the cell or the cell culture supernatant. For example, when Escherichia coli is used as a host cell, pelB is located on the 5 ′ side of the nucleic acid encoding the gold-binding protein of the present invention.
By arranging a nucleic acid encoding a conventionally known signal peptide represented by (2), it is possible to make it easy to secrete and express outside the cytoplasm.

ひとつの本発明の発現用ベクターで本発明の金結合性タンパク質を構成する複数のポリ
ペプチド鎖を発現させる場合、各ポリペプチド鎖をコードする核酸の5'側にpelBを
コードする核酸を配置し、発現時に細胞質外への分泌を促すことができる。このようにシ
グナルペプチドをN末端に融合した本発明の金結合性タンパク質は、ペリプラズマ画分及
び培地上清から精製することができる。精製方法としては、前記精製タグがHisタグの
場合、ニッケルキレートカラムやGSTの場合、グルタチオン固定化カラムを使用するこ
とで精製することができる。
When a plurality of polypeptide chains constituting the gold-binding protein of the present invention are expressed with one expression vector of the present invention, a nucleic acid encoding pelB is arranged on the 5 ′ side of the nucleic acid encoding each polypeptide chain. It is possible to promote secretion outside the cytoplasm at the time of expression. As described above, the gold-binding protein of the present invention in which the signal peptide is fused to the N-terminus can be purified from the periplasma fraction and the culture supernatant. As a purification method, when the purification tag is a His tag, it can be purified by using a nickel chelate column or a GST and a glutathione-immobilized column.

また、菌体内に発現した本発明の金結合性タンパクが不溶性顆粒で得ることも可能であ
る。この場合、培養液から得られた菌体をフレンチプレスや超音波により破砕した細胞破
砕液から前記不溶性顆粒を遠心分離することができる。得られた不溶性顆粒画分を尿素、
塩酸グアニジン塩を含むの従来既知の変性剤を含んだ緩衝溶液で可溶化した後に、変性条
件下で前記同様なカラム精製することができる。得られたカラム溶出画分は、リフォール
ディング作業により、変性剤除去と活性構造再構築を行うことができる。リフォールディ
ング方法としては、従来既知の方法から適宜用いることも可能である。具体的には、段階
透析法や希釈法などを目的のタンパクに応じて用いることが可能である。
It is also possible to obtain the gold-binding protein of the present invention expressed in cells as insoluble granules. In this case, the insoluble granules can be centrifuged from a cell lysate obtained by pulverizing bacterial cells obtained from the culture solution with a French press or ultrasonic waves. The insoluble granule fraction obtained was urea,
After solubilization with a buffer solution containing a conventionally known denaturing agent containing a guanidine hydrochloride salt, column purification similar to the above can be performed under denaturing conditions. The resulting column elution fraction can be subjected to refolding work to remove the denaturant and rebuild the active structure. As a refolding method, a conventionally known method can be appropriately used. Specifically, step dialysis, dilution, or the like can be used depending on the target protein.

本発明の金結合タンパク質の各ドメインまたは各ポリペプチド鎖は、同一宿主細胞内で
発現させることも可能であるし、別の宿主細胞を使用して発現した後に共存させて、複合
体化させることも可能である。
Each domain or each polypeptide chain of the gold-binding protein of the present invention can be expressed in the same host cell, or coexisted after being expressed using a different host cell. Is also possible.

更に、本発明の金結合性タンパク質をコードするベクターを用いて、細胞抽出液を用い
て生体外でのタンパク質発現をすることも可能である。好適に用いられる細胞抽出液とし
ては、大腸菌、小麦胚芽、ウサギ網状赤血球等が挙げられる。しかしながら、上記無細胞
抽出液によるタンパク合成は一般的には還元条件下で行われる。その為に、抗体断片中の
ジスルフィド結合を形成させるために何らかの処理を行う方がより好ましい。
Furthermore, it is also possible to express a protein in vitro using a cell extract using a vector encoding the gold-binding protein of the present invention. Suitable cell extracts include Escherichia coli, wheat germ, rabbit reticulocyte and the like. However, protein synthesis using the cell-free extract is generally performed under reducing conditions. Therefore, it is more preferable to perform some kind of treatment to form a disulfide bond in the antibody fragment.

本発明の金結合性タンパク質の好ましい解離乗数(KD)は、0.1%Tween20
存在下のバッファー条件下で10-6M以下であり、より好ましくは10-8M以下である。
上記条件において、BSAなど比較的に金への非特異的な吸着が多いとされるタンパク質
材料であっても金への吸着ができないことを本発明者の検討において確認している。KD
値が10-6M以下であれば、上記のような非特異吸着性のタンパク質の吸着挙動と十分に
区別することが可能であり、更に10-8M以下であることで固定化用のアンカ−分子とし
て十分に機能することができる。
The preferred dissociation multiplier (K D ) of the gold binding protein of the present invention is 0.1% Tween 20
It is 10 −6 M or less, more preferably 10 −8 M or less under the buffer conditions in the presence.
Under the above conditions, the present inventors have confirmed that even protein materials such as BSA that are relatively nonspecifically adsorbed to gold cannot be adsorbed to gold. K D
If the value is 10 −6 M or less, it can be sufficiently distinguished from the adsorption behavior of the non-specifically adsorbing protein as described above, and if it is 10 −8 M or less, the anchor for immobilization can be obtained. -It can function sufficiently as a molecule.

・抗体断片タンパク発現
金結合性タンパク質を、所望の制限酵素、例えば上記の例ではNcoI/NheIによ
り切断して金結合性抗体断片コードDNAを得る。これを宿主細胞に応じた従来公知のタ
ンパク発現用プラスミドに導入することで抗体断片を得ることができる。例えば、大腸菌
の場合、菌体外発現またはペリプラズム画分から目的の抗体断片を回収したい場合、前記
抗体断片コード遺伝子の上流に従来既知のシグナルペプチドを導入することができる。シ
グナルペプチドとしては、pelB等が挙げられる。また、発現後、培養上清または菌体
画分から目的タンパクを精製を容易にするために、従来既知の精製用タグを融合してもよ
い。具体的には、ヒスチジン6残基(His×6)やグルタチオン−S−トランスフェラ
ーゼのグルタチオン結合部を導入し、融合タンパクとすることができる。これらは、Hi
sタグの場合、ニッケル等の金属キレートカラムなどにより精製することが容易にできる
。GSTタグの場合は、グルタチオンをセファロース等に担体に固定化したカラムにより
精製することが可能である。
Antibody fragment protein expression The gold-binding protein is cleaved with a desired restriction enzyme, for example, NcoI / NheI in the above example, to obtain a gold-binding antibody fragment-encoding DNA. An antibody fragment can be obtained by introducing this into a conventionally known protein expression plasmid according to the host cell. For example, in the case of Escherichia coli, when it is desired to recover the target antibody fragment from the extracellular expression or periplasm fraction, a conventionally known signal peptide can be introduced upstream of the antibody fragment encoding gene. Examples of the signal peptide include pelB. In addition, after expression, in order to facilitate purification of the target protein from the culture supernatant or the bacterial cell fraction, a conventionally known purification tag may be fused. Specifically, a histidine 6 residue (His × 6) or a glutathione-binding portion of glutathione-S-transferase can be introduced to obtain a fusion protein. These are Hi
In the case of the s tag, it can be easily purified by a metal chelate column such as nickel. In the case of a GST tag, it can be purified by a column in which glutathione is immobilized on a carrier in Sepharose or the like.

また、菌体内に発現した目的タンパクが不溶性顆粒で得ることができない場合、これら
を尿素、塩酸グアニジン塩を含むの従来既知の緩衝溶液で可溶化した後に、リフォールデ
ィングを行うことも可能である。リフォールディング方法としては、従来既知の方法から
適宜用いることも可能である。具体的には、段階透析法や希釈法などを目的のタンパクに
応じて用いることが可能である。
Further, when the target protein expressed in the microbial cells cannot be obtained in insoluble granules, it can be refolded after solubilizing them with a conventionally known buffer solution containing urea and guanidine hydrochloride. As a refolding method, a conventionally known method can be appropriately used. Specifically, step dialysis, dilution, or the like can be used depending on the target protein.

これらで得られた抗体、及びそれらの断片、例えばFab、(Fab')2、Fd、V
HまたはVLまたは前記それらの複合体等のアミノ酸配列において、一もしくは数個のア
ミノ酸が欠失、置換もしくは付加されたアミノ酸配列であっても金結合性を示すものであ
れば本発明の範囲から超えるものではない。
Antibodies obtained from these, and fragments thereof, such as Fab, (Fab ′) 2, Fd, V
From the scope of the present invention, any amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence such as H or VL or a complex thereof, as long as it exhibits gold-binding properties. It is not over.

本発明の金結合性タンパク質の好ましい解離乗数(KD)は、0.1%Tween20存
在下のバッファー条件下で10-6M以下であり、より好ましくは10-8M以下である。上
記条件において、BSAなど比較的に金への非特異的な吸着が多いとされるタンパク質材
料であっても金への吸着ができないことを本発明者の検討において確認している。
The preferred dissociation multiplier (K D ) of the gold-binding protein of the present invention is 10 −6 M or less, more preferably 10 −8 M or less under buffer conditions in the presence of 0.1% Tween20. Under the above conditions, the present inventors have confirmed that even protein materials such as BSA that are relatively nonspecifically adsorbed to gold cannot be adsorbed to gold.

D値が10-6M以下であれば、上記のような非特異吸着性のタンパク質の吸着挙動と
十分に区別することが可能であり、更に10-8M以下であることで固定化用のアンカ−分
子として十分に機能することができる。
If the K D value is 10 −6 M or less, it can be sufficiently distinguished from the adsorption behavior of the non-specifically adsorbing protein as described above, and if it is 10 −8 M or less, it can be used for immobilization. Can sufficiently function as an anchor molecule.

・金を有する被結合対象物
金を有する被結合対象物は、少なくともその表面の一部に金を有する物質から種々選択
して用いることができる。免疫やパニング等により金結合性タンパク質を選択する際は、
金以外の物質に対して吸着するタンパク質の混入を除くために被結合対象物表面は金のみ
であることがより望ましい。表面以外の内部コア基材となる材料は、金は勿論のことその
他既知の種々の材料から選択して用いることができる。更に、粒子状、より好ましくは1
乃至100μmφの微粒子にすることにより結合に係わる比表面積が増加して好ましく、
またパニング終了時の回収の際も遠心分離により容易に回収することができる。また、下
記のように市販の種々のプラスチックプレート、例えば培養シャーレ、96穴タイタープ
レートに金蒸着して用いてもよい。この場合、金表面の接液面積及び攪拌による分子拡散
効果を鑑みて、そのサイズ及びウェル数を決定することが好ましい。
-To-be-coupled object having gold The to-be-coupled object having gold can be selected from various substances having gold on at least a part of its surface. When selecting a gold-binding protein by immunization or panning,
More preferably, the surface of the object to be bound is only gold in order to remove contamination of proteins adsorbed to substances other than gold. The material used as the inner core substrate other than the surface can be selected from various known materials as well as gold. Further, in the form of particles, more preferably 1
It is preferable that the specific surface area related to the bonding is increased by using fine particles having a diameter of 100 μm to 100 μm,
In addition, when collecting at the end of panning, it can be easily collected by centrifugation. Moreover, you may use it by vapor-depositing gold | metal | money to various commercially available plastic plates, for example, a culture petri dish, a 96-hole titer plate as follows. In this case, it is preferable to determine the size and the number of wells in view of the liquid contact area on the gold surface and the molecular diffusion effect by stirring.

被結合対象物の形状としては、平板、球形、針状、多孔状等、既知の形状から適宜選択
して用いることができる。形成方法としては、物理的または化学的な蒸着方法や塩化金を
用いた化学的な製造方法から適宜選択することができる。得られた金を含む表面は、酸化
膜や副生成物、共雑等の不純物を除去するため、酸性溶液、アルカリ性溶液、有機溶媒等
で予め洗浄して所望の金の露出状態を作製し、用いてもよい。
The shape of the object to be coupled can be appropriately selected from known shapes such as a flat plate, a sphere, a needle, and a porous shape. The formation method can be appropriately selected from a physical or chemical vapor deposition method and a chemical production method using gold chloride. In order to remove impurities such as oxide films, by-products, and contamination, the surface containing gold thus obtained is washed in advance with an acidic solution, an alkaline solution, an organic solvent, etc., and a desired gold exposure state is produced. It may be used.

・基体
金結合性タンパク質と、表面の少なくとも一部が金から形成されている基体とから各種
の用途に使用し得る構造体を得ることができる。この基体は、その表面の少なくとも一部
に金を配置されたものであり、本発明の構造体を形成しうるものであればいかなる材質、
形状のものも利用可能である。本発明に用いる基体の材質は、本発明の構造体を形成しう
るものであればいかなる材質でもよく、金属、金属酸化物、無機半導体、有機半導体、ガ
ラス類、セラミクス、天然高分子、合成高分子、プラスチックから選ばれる何れか1以上
或いはその複合体を含んでなる材質である。本発明に用いる基体の形状は、本発明の構造
体を形成しうるものであればいかなる形状でもよく、板状、粒子状、多孔体状、突起状、
繊維状、筒状、網目状から選ばれる何れか1以上の形状を含んでなる形状である。
-Substrate A structure that can be used for various applications can be obtained from a gold-binding protein and a substrate having at least a part of the surface formed of gold. This base is one in which gold is disposed on at least a part of its surface, and any material can be used as long as it can form the structure of the present invention.
Shapes are also available. The base material used in the present invention may be any material that can form the structure of the present invention. Metal, metal oxide, inorganic semiconductor, organic semiconductor, glass, ceramics, natural polymer, synthetic polymer It is a material comprising at least one selected from molecules and plastics or a complex thereof. The shape of the substrate used in the present invention may be any shape as long as it can form the structure of the present invention, such as a plate shape, a particle shape, a porous shape, a protrusion shape,
The shape includes one or more shapes selected from a fibrous shape, a cylindrical shape, and a mesh shape.

基体形成用の有機高分子化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン、β−メチル
スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、2、4−ジ
メチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘ
キシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシル
スチレン、p−n−ドデシルスチレン、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレンな
どのスチレン系重合性モノマー、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピ
ルアクリレート、iso−プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、iso−ブ
チルアクリレート、tert−ブチルアクリレート、n−アミルアクリレート、n−ヘキ
シルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、n−オクチルアクリレート、n−
ノニルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ベンジルアクリレート、ジメチルフ
ォスフェートエチルアクリレート、ジエチルフォスフェートエチルアクリレート、ジブチ
ルフォスフェートエチルアクリレート、2−ベンゾイルオキシエチルアクリレートなどの
アクリル系重合性モノマー、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピ
ルメタクリレート、iso−プロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、is
o−ブチルメタクリレート、tert−ブチルメタクリレート、n−アミルメタクリレー
ト、n−ヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、n−オクチルメ
タクリレート、n−ノニルメタクリレート、ジエチルフォスフェートエチルメタクリレー
ト、ジブチルフォスフェートエチルメタクリレートなどのメタクリル系重合性モノマー、
メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ
酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル、ギ酸ビニルなどのビニルエステル類、ビニルメ
チルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類
、ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロピルケトン等のビニルケ
トン類などのビニル系重合性モノマー、からなる群より選択された重合性モノマーを重合
させて製造された有機高分子化合物を挙げることができる。
Examples of the organic polymer compound for forming the substrate include styrene, α-methylstyrene, β-methylstyrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, and pn-butyl. Styrene, p-tert-butyl styrene, pn-hexyl styrene, pn-octyl styrene, pn-nonyl styrene, pn-decyl styrene, pn-dodecyl styrene, p-methoxy styrene, p -Styrene polymerizable monomers such as phenylstyrene, methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, iso-propyl acrylate, n-butyl acrylate, iso-butyl acrylate, tert-butyl acrylate, n-amyl acrylate, n-hexyl Acrylate, 2-ethylhe Xyl acrylate, n-octyl acrylate, n-
Acrylic polymerizable monomers such as nonyl acrylate, cyclohexyl acrylate, benzyl acrylate, dimethyl phosphate ethyl acrylate, diethyl phosphate ethyl acrylate, dibutyl phosphate ethyl acrylate, 2-benzoyloxyethyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl Methacrylate, iso-propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, is
Methacrylic series such as o-butyl methacrylate, tert-butyl methacrylate, n-amyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, n-octyl methacrylate, n-nonyl methacrylate, diethyl phosphate ethyl methacrylate, dibutyl phosphate ethyl methacrylate Polymerizable monomer,
Methylene aliphatic monocarboxylic acid esters, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl benzoate, vinyl butyrate, vinyl benzoate, vinyl formate, etc., vinyl ethers such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl isobutyl ether And organic polymer compounds produced by polymerizing a polymerizable monomer selected from the group consisting of vinyl polymerizable monomers such as vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl hexyl ketone, vinyl isopropyl ketone, and the like. .

また、例えば、無機系固形物の例としては、カオリナイト、ベントナイト、タルク、雲
母等の粘土鉱物;アルミナ、二酸化チタン、酸化亜鉛、マグネタイト、フェライト、Nb
Ta複合酸化物、WO3、In23、MoO3、V25、SnO2、等の金属酸化物;シリ
カゲル、ヒドロキシアパタイト、リン酸カルシウムゲル等の不溶性無機塩;金、銀、プラ
チナ、銅等の金属;GaAs,GaP,ZnS、CdS、CdSe、等の半導体化合物、
ガラス、シリコン、或いはこれらの複合体などを用いることができるが、勿論、これらに
限定されるものではない。
Examples of inorganic solids include clay minerals such as kaolinite, bentonite, talc and mica; alumina, titanium dioxide, zinc oxide, magnetite, ferrite, Nb
Metal oxide such as Ta complex oxide, WO 3 , In 2 O 3 , MoO 3 , V 2 O 5 , SnO 2 , etc .; Insoluble inorganic salts such as silica gel, hydroxyapatite, calcium phosphate gel; Gold, silver, platinum, copper Metals such as GaAs, GaP, ZnS, CdS, CdSe, and other semiconductor compounds,
Glass, silicon, or a composite thereof can be used, but is not limited to these.

本発明の基体は、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ジアセテート、トリセテー
ト、セロハン、セルロイド、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリビニルクロライド、ポ
リビニリデンクロライド、ポリアクリレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエス
テルなどのプラスチックからなるフィルム、ポリビニルクロライド、ポリビニルアルコー
ル、アセチルセルロース、ポリカーボネート、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレン
、テフロン等からなる多孔性高分子膜、木板、ガラス板、シリコン基板、木綿、レーヨン
、アクリル、絹、ポリエステルなどの布、上質紙、中質紙、アート紙、ボンド紙、再生紙
、バライタ紙、キャストコート紙、ダンボール紙、レジンコート紙などの紙を用いて、膜
状やシート状とすることもできるが、勿論、これらに限定されるものではない。なお、こ
れら膜状やシート状の材料は、滑らかなものであっても、凹凸のついたものであっても良
い。
The substrate of the present invention is a film made of a plastic such as polyethylene terephthalate (PET), diacetate, tricetate, cellophane, celluloid, polycarbonate, polyimide, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyacrylate, polyethylene, polypropylene, polyester, polyvinyl chloride, Porous polymer film made of polyvinyl alcohol, acetyl cellulose, polycarbonate, nylon, polypropylene, polyethylene, Teflon, wood board, glass board, silicon substrate, cotton, rayon, acrylic, silk, polyester, etc., fine paper, medium quality Paper, art paper, bond paper, recycled paper, baryta paper, cast coated paper, cardboard paper, resin coated paper, etc. can be used to form a film or sheet. But, of course, not limited thereto. These film-like and sheet-like materials may be smooth or uneven.

基体の例としては、シリコンやシリカ、ガラス、石英ガラス等の基板及びそれらの基板
にフォトリソグラフィーやエッチング、サンドブラスト等の手法で施された微小流路やホ
ール(孔)、或いはそれらの表面に金や銀、白金の薄膜が施されたもの、PDMS(ポリ
ジメチルシロキサン)やPMMA(ポリメチルメタクリレート)、PET(ポリエチレン
テレフタレート)PC(ポリカーボネート)PS(ポリスチレン)等の基板及び成型技術
により施された微小流路やホール(孔)、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、
フラーレンダイアモンド或いはそれらの集合体、アルミナ、カーボン、フラーレン、Zn
O等からなるナノウイスカー、SiO2、アルミノシリケート、その他のメタロシリケー
ト、TiO2、SnO2、Ta25等からなるメソポーラス薄膜、微粒子、及びモノリス構
造体、金、銀、銅、白金等の微粒子、マグネタイト、フェライト、ヘマタイト、ガンマ・
ヘマタイト、マグヘマイト等の鉄酸化物微粒子、アルミニウムシリコン混合膜及びそれを
陽極酸化したシリコン酸化物ナノ構造体、ポーラスアルミナ薄膜、アルミナナノホール構
造体、シリコンナノワイヤー等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
また、本発明の基体の大きさは使用用途に応じて種々選択することが可能である。
・標的物質検出用のキット
本発明にかかる金結合性タンパク質に標的物質との結合性を付加した構成を用いて、標
的物質検出用のキットを得ることができる。例えば、上記の構造体を形成するための基体
及び金結合性複合タンパク質と、該構造体への標的物質の結合を検出するための検出手段
と、を有する標的物質検出用キットを構成することができる。例えば、標的物質への金結
合性タンパク質を含むタンパク質への結合は、金結合性タンパク質含むタンパク質が結合
した状態の標的物質に対して金または金を含む標識物質を付加して、これを物理的あるい
は化学的な手法で検出することによって行うことができる。あるいは、標的物質が金を含
むものであれば、金結合性タンパク質の金への結合性を利用して、金結合性タンパク質を
金を含む標的物質に結合させ、この結合状態を標識を利用して検出することができる。こ
の場合に用いる標識としては接続部材の説明において後述するものを利用できる。更に、
例えば、光学的な変化、電気的な変化、あるいは熱的な変化などにおける物理量の変化に
よって標的物質と金結合性タンパク質との結合を検出することができる。
Examples of the substrate include silicon, silica, glass, quartz glass, and the like, and microchannels and holes (holes) formed on the substrate by a technique such as photolithography, etching, and sandblasting, or gold on the surface thereof. A thin film made of metal, silver, platinum, PDMS (polydimethylsiloxane), PMMA (polymethyl methacrylate), PET (polyethylene terephthalate) PC (polycarbonate) PS (polystyrene), etc. Channels, holes, carbon nanotubes, carbon nanohorns,
Fullerene diamond or aggregates thereof, alumina, carbon, fullerene, Zn
Nano whisker made of O, SiO 2 , aluminosilicate, other metallosilicates, mesoporous thin film made of TiO 2 , SnO 2 , Ta 2 O 5 , fine particles, and monolith structure, gold, silver, copper, platinum, etc. Fine particles, magnetite, ferrite, hematite, gamma
Examples include, but are not limited to, iron oxide fine particles such as hematite and maghemite, aluminum silicon mixed films and silicon oxide nanostructures obtained by anodizing them, porous alumina thin films, alumina nanohole structures, and silicon nanowires. It is not a thing.
Further, the size of the substrate of the present invention can be variously selected according to the intended use.
-Kit for detecting a target substance A kit for detecting a target substance can be obtained by using a structure in which a binding property to a target substance is added to the gold-binding protein according to the present invention. For example, a kit for detecting a target substance comprising a substrate for forming the above structure and a gold-binding complex protein, and detection means for detecting the binding of the target substance to the structure it can. For example, for binding to a protein containing a gold-binding protein to a target substance, gold or a labeling substance containing gold is added to the target substance to which the protein containing the gold-binding protein is bound, and this is physically Or it can carry out by detecting with a chemical method. Alternatively, if the target substance contains gold, the binding property of the gold-binding protein to gold is used to bind the gold-binding protein to the target substance containing gold, and the binding state is determined using a label. Can be detected. As a marker used in this case, those described later in the description of the connecting member can be used. Furthermore,
For example, the binding between the target substance and the gold-binding protein can be detected by a change in physical quantity such as an optical change, an electrical change, or a thermal change.

なお、かかる標的物質との結合性を付加した構成としては、後述する金結合性複合タン
パク質や、金結合性タンパク質を標的物質と標識物質との結合部材として利用する場合を
好ましいものとして挙げることができる。
In addition, as a structure which added the binding property with such a target substance, the case where the gold binding complex protein mentioned later and the case where a gold binding protein is utilized as a binding member of a target substance and a labeling substance are mentioned as a preferable thing. it can.

・表面プラズモン共鳴装置
なお、金に対する金結合性タンパク質を含むタンパク質の結合は、例えば、従来既知の
表面プラズモン共鳴測定装置で定量的に測定することができる。表面プラズモン共鳴は、
一般にガラス基板上に設けた金薄膜上の屈折率変化を全反射角以下でガラス側から入射さ
せた光によりガラス/金界面で生じるエバネセント波と金薄膜上の自由電子の共鳴(表面
プラズモン共鳴)によって生じる共鳴角変化から測定する方法である。測定された屈折率
変化を、被対象タンパク質の金への結合量として換算し、評価できる。
-Surface plasmon resonance apparatus In addition, the coupling | bonding of the protein containing the gold-binding protein with respect to gold | metal | money can be measured quantitatively with the conventionally known surface plasmon resonance measuring apparatus, for example. Surface plasmon resonance is
Resonance between evanescent waves generated at the glass / gold interface and free electrons on the gold thin film (surface plasmon resonance) generated by light incident on the glass thin film with a refractive index change on the glass substrate below the total reflection angle. This is a method of measuring from a change in resonance angle caused by. The measured refractive index change can be converted and evaluated as the amount of binding of the protein of interest to gold.

・解離定数(KD
「解離定数(KD)」とは、「解離速度(kd)」値を「結合速度(ka)」値で除し
て求められる値である。これらの定数は、前記モノクローナル抗体またはそれらの断片が
金に対する親和性を表す指標として用いられる。前記定数は、種々の方法に従って解析す
ることができるが、本発明においては、測定機器であるBiacore2000(アマシ
ャムファルマシア社製)を用い、前記装置に添付された解析ソフトに従って、得られた結
合曲線から解析して得た。
・ Dissociation constant (K D )
The “dissociation constant (K D )” is a value obtained by dividing the “dissociation rate (kd)” value by the “binding rate (ka)” value. These constants are used as an index indicating the affinity of the monoclonal antibody or a fragment thereof for gold. The constants can be analyzed according to various methods. In the present invention, a measurement instrument Biacore 2000 (manufactured by Amersham Pharmacia) is used, and according to the analysis software attached to the apparatus, the binding curve is obtained. Obtained by analysis.

(2)金結合性複合タンパク質
本発明にかかる金結合性複合タンパク質は、2以上のドメインから構成され、1以上の
ドメインが上記の構成の金結合性タンパク質を有するものである。この複合タンパク質に
は以下の構成のものが例示できる。
(a)上記構成の金結合性タンパク質を含む第一のドメインと、特定の物質に対する結合
部位を有するタンパク質を含む第二のドメインと、を有する複合タンパク質。
(b)上記の第一のドメインと第二のドメインに加えて、第一のドメインと複合体を形成
する第三のドメイン及び前記第二のドメインと複合体を形成する第四のドメインの少なく
とも一方を更に有する複合タンパク質。
(2) Gold-binding complex protein The gold-binding complex protein according to the present invention is composed of two or more domains, and one or more domains have the above-structured gold-binding protein. Examples of the complex protein include the following structures.
(A) A composite protein having a first domain containing a gold-binding protein having the above structure and a second domain containing a protein having a binding site for a specific substance.
(B) In addition to the first domain and the second domain described above, at least a third domain that forms a complex with the first domain and a fourth domain that forms a complex with the second domain A complex protein further comprising one.

なお、第二〜第四のドメインの少なくとも1つは金結合性のタンパク質を有することが
でき、その場合は、上記構成の金結合性タンパク質を含有させることでこれらのドメイン
を形成できる。なお、第一〜第四のドメインの被結合物質への結合性は各ドメインで独立
して設定することができ、これらのドメインにおいて同じ結合性を有するドメインが2以
上存在してもよく、異なる結合性のドメインからこれらのドメインを構成してもよい。
Note that at least one of the second to fourth domains can have a gold-binding protein, and in that case, these domains can be formed by containing the gold-binding protein having the above-described configuration. In addition, the binding property of the first to fourth domains to the binding substance can be set independently in each domain, and two or more domains having the same binding property may exist in these domains, and are different. These domains may be composed of binding domains.

更に、記第一〜第四のドメインから選択された少なくとも2種が同一ポリペプチド鎖中
に含まれているものであってもよい。このような構成としては、以下の構成を含む場合を
挙げることができる。
(1)第一のドメインと第二のドメインが一本のポリペプチド鎖を形成している構成。
(2)第一のドメインと第二のドメインが一以上のアミノ酸を介して結合されている構成

(3)第三のドメインと第四のドメインが一本のポリペプチド鎖を形成する構成。
(4)第三のドメインと第四のドメインが一以上のアミノ酸を介して結合されている構成

(5)第一のドメインと第二のドメインを含んでなる第一のポリペプチド鎖と、第三のド
メインと第四のドメインを含んでなる第二のポリペプチド鎖とからなる構成。
(6)第一のドメインと第二のドメインを含んでなる第一のポリペプチド鎖と、第三のド
メインと第二のドメインを含んでなる第三のポリペプチド鎖とからなる構成。
(7)第一のドメインと第二のドメインを含んでなる第一のポリペプチド鎖と、第一のド
メインと第四のドメインを含んでなる第四のポリペプチド鎖と、からなる構成。
(8)少なくとも第一のドメインと第二のドメイン、及び第三のドメインを含んでなる一
つのポリペプチド鎖からなる構成。
(9)少なくとも第一のドメインと第二のドメイン、第四のドメインを含んでなる一つの
ポリペプチド鎖からなる構成。
(10)第一〜第四のドメインを含んでなる一つのポリペプチド鎖からなる構成。
Furthermore, at least two selected from the first to fourth domains may be contained in the same polypeptide chain. Examples of such a configuration include the following configurations.
(1) A configuration in which the first domain and the second domain form a single polypeptide chain.
(2) A configuration in which the first domain and the second domain are bound via one or more amino acids.
(3) A configuration in which the third domain and the fourth domain form one polypeptide chain.
(4) A configuration in which the third domain and the fourth domain are bound via one or more amino acids.
(5) A configuration comprising a first polypeptide chain comprising a first domain and a second domain, and a second polypeptide chain comprising a third domain and a fourth domain.
(6) A configuration comprising a first polypeptide chain comprising a first domain and a second domain, and a third polypeptide chain comprising a third domain and a second domain.
(7) A configuration comprising a first polypeptide chain comprising a first domain and a second domain, and a fourth polypeptide chain comprising a first domain and a fourth domain.
(8) A structure consisting of one polypeptide chain comprising at least a first domain, a second domain, and a third domain.
(9) A configuration consisting of one polypeptide chain comprising at least a first domain, a second domain, and a fourth domain.
(10) A structure consisting of one polypeptide chain comprising the first to fourth domains.

・金結合性複合タンパク質
金結合性複合タンパク質の構成要素としてのタンパク質は、少なくとも二以上のアミノ
酸が結合して形成されるポリペプチド鎖を少なくとも一以上含んでなり、それらポリペプ
チド鎖が特定の立体構造を形成するように折り畳まれて、固有の機能(変換、分子認識等
)発揮できる分子のことを言う。また、本発明の金結合性複合タンパク質は、少なくとも
金に対する結合部位を一以上有し、更に金もしくは金以外の物質との結合部位を少なくと
も一以上有する、多価または多重特異性の結合性を示す複合タンパク質で、少なくとも以
下を含んでなる複合化されたタンパク質である。好ましい構成としては、金に対する結合
部位を有し、少なくとも抗体軽鎖可変領域(VL)または重鎖可変領域(VH)の一部を
含む第一のドメインと、特定の物質(以下、標的物質)に対する結合部位を有し、少なく
ともVHまたはVLの一部を含む第二のドメインを有するものを挙げることができる。(
以下、金に結合するVH、VLをVH(G)、VL(G)、標的物質に結合するVH、V
LをVH(T)、VL(T)とする。)
抗体重鎖可変領域(VH)、抗体軽鎖可変領域(VL)は、前述したように抗体重鎖及
び抗体軽鎖が有する可変領域である。抗体重鎖可変領域(VH)、抗体軽鎖可変領域(V
L)は、一般的には各々アミノ酸約110個からなり筒状の構造をとり、逆平行の向きに
配置されたβシート群による層状構造が形成され、この層状構造をひとつのSS結合によ
り結合し、非常に安定した構造体を形成している。また、前記可変領域(VHまたはVL
)は、抗体の多様な抗原への結合を決定する相補的決定領域(complementar
ity determining region:CDR)と呼ばれる部分を有すること
が知られている。前記CDRは、VHまたはVLにそれぞれ3つあり、比較的に多様性の
少ないアミノ酸配列であるフレームワーク領域により分離されて配置され、対象となる認
識部位の官能基の空間配置を認識することにより、より高度な特異的な分子認識を可能と
している。
-Gold-binding complex protein A protein as a component of a gold-binding complex protein comprises at least one polypeptide chain formed by combining at least two or more amino acids, and these polypeptide chains are in a specific three-dimensional form. A molecule that can be folded to form a structure and exhibit its unique functions (conversion, molecular recognition, etc.). The gold-binding complex protein of the present invention has at least one or more binding sites for gold and further has at least one or more binding sites for gold or a substance other than gold, and has multivalent or multispecific binding properties. The complex protein shown is a complexed protein comprising at least: As a preferred configuration, a first domain having a binding site for gold and containing at least a part of an antibody light chain variable region (VL) or heavy chain variable region (VH), and a specific substance (hereinafter referred to as a target substance) And a second domain having at least a part of VH or VL. (
Hereinafter, VH and VL that bind to gold are VH (G) and VL (G), and VH and V that bind to a target substance.
Let L be VH (T) and VL (T). )
The antibody heavy chain variable region (VH) and the antibody light chain variable region (VL) are variable regions possessed by the antibody heavy chain and the antibody light chain as described above. Antibody heavy chain variable region (VH), antibody light chain variable region (V
L) is generally composed of about 110 amino acids each and takes a cylindrical structure, and a layered structure is formed by β sheets arranged in antiparallel directions, and this layered structure is connected by one SS bond. And a very stable structure is formed. The variable region (VH or VL
) Is the complementary determining region that determines the binding of the antibody to various antigens.
It is known to have a part called it determining region (CDR). There are three CDRs in each of VH and VL, separated by a framework region that is an amino acid sequence with relatively little diversity, and by recognizing the spatial arrangement of the functional group of the target recognition site , Enabling more advanced and specific molecular recognition.

以下に、本発明の金結合性複合タンパク質の一例について述べる。本発明の金結合性タ
ンパク質の最小単位は、上記第一のドメインと上記第二のドメインから構成され、図1に
その模式的な図を示す。その組み合わせ例としては、VH(G)−VH(T)、VH(G
)−VL(T)、VL(G)−VH(T)、VL(G)−VL(T)といった組み合わせ
が挙げられる。この例では、金結合性複合タンパク質は、第一のドメインと第二のドメイ
ンは相補的な結合部位を形成することなく、第一のドメインが金、第二のドメインが標的
物質へと独立して結合するものである。第一のドメインと第二ドメインは、独立したポリ
ペプチド鎖であっても、ドメインが連続的に結合されたポリペプチド鎖であってもよいが
、ポリペプチド鎖が連続して結合されたポリペプチド鎖を形成することが、製造工程の簡
略化及びその機能発現においてより好ましい形態である。第一のドメインと第二のドメイ
ンが連続して結合されたポリペプチド鎖の場合、第一のドメインと第二のドメインを直接
連鎖してもよいし、一個以上のアミノ酸からなるリンカーを介して連鎖してもよい。アミ
ノ酸からなるリンカーは1乃至10個のアミノ酸からなるものであることが好ましい。よ
り好ましくは1乃至5個のアミノ酸からなるものである。リンカーのアミノ酸長が11乃
至15である場合、第一のドメインと第二のドメインは配置による制限が少なく、前記ド
メイン間で相補的な結合形成(scFv化)してしまう場合がある。このVH/VL間の
相補的な複合体形成を抑制するために、リンカー長を短くし、ドメイン間に構造的な制約
を負荷することが有効であることが知られている。第一もしくは第二のドメインのそれぞ
れが標的物質に結合した場合にもたらされる構造変化の影響が互いの所望する標的物質に
対する結合能に影響がないことが望ましい。このために、リンカーをα−ヘリックス等の
二次構造を持たせたり、本来所望の結合特性に無関係なポリペプチドのドメンインを挿入
することも所望の特性や生産性に著しい影響を与えない範囲において可能である。
Hereinafter, an example of the gold-binding complex protein of the present invention will be described. The minimum unit of the gold-binding protein of the present invention is composed of the first domain and the second domain, and a schematic diagram thereof is shown in FIG. Examples of such combinations include VH (G) -VH (T), VH (G
) -VL (T), VL (G) -VH (T), and VL (G) -VL (T). In this example, the gold-binding complex protein is independent of the first domain being gold and the second domain being independent of the target substance without the first and second domains forming complementary binding sites. Are combined. The first domain and the second domain may be independent polypeptide chains or polypeptide chains in which domains are continuously linked, but polypeptides in which polypeptide chains are continuously linked Forming a chain is a more preferable form in terms of simplifying the production process and expressing its function. In the case of a polypeptide chain in which the first domain and the second domain are continuously linked, the first domain and the second domain may be directly linked, or through a linker consisting of one or more amino acids. It may be chained. The linker composed of amino acids is preferably composed of 1 to 10 amino acids. More preferably, it consists of 1 to 5 amino acids. When the linker has an amino acid length of 11 to 15, the first domain and the second domain are not limited by the arrangement, and may form complementary bonds (scFv) between the domains. In order to suppress the formation of a complementary complex between VH / VL, it is known that it is effective to shorten the linker length and to apply structural constraints between domains. It is desirable that the influence of the structural change caused when each of the first or second domains is bound to the target substance does not affect the binding ability to the desired target substance. For this reason, the linker has a secondary structure such as an α-helix, or insertion of a polypeptide domain that is not originally related to the desired binding properties does not significantly affect the desired properties and productivity. Is possible.

更に、本発明の金結合性複合タンパク質は、第一のドメインと複合体を形成する、VH
またはVLの一部を少なくとも含む第三のドメイン、または/及び第二のドメインと複合
体を形成する、VLまたはVHの少なくとも一部を含む第四のドメインを含んでなる構成
であっても良い。第三のドメインは、第一のドメインは複合体を形成することにより、第
一のドメインと相補的な金結合部位を形成しすることがより望ましい。
Furthermore, the gold-binding complex protein of the present invention is a VH that forms a complex with the first domain.
Alternatively, the third domain including at least part of VL, and / or the fourth domain including at least part of VL or VH forming a complex with the second domain may be used. . More preferably, the third domain forms a gold binding site complementary to the first domain by forming a complex with the first domain.

例えば、図2aの模式図で示すように第一のドメインがVH(G)である場合、第三の
ドメインは第一のドメインとFvを形成し得るVLであることが好ましく、より好ましく
は第一のドメインと第三のドメインが金結合部位を連合して形成する構成である。
For example, as shown in the schematic diagram of FIG. 2a, when the first domain is VH (G), the third domain is preferably a VL that can form Fv with the first domain, more preferably the first domain. One domain and the third domain form a gold binding site in association.

このように第一のドメインが第三のドメインがFvを形成することにより、構造的によ
り安定化し、構造変化による機能低下を抑制することが期待できる。さらに、第三のドメ
インが第一のドメインと連合して金結合部位を形成することにより、更に結合能(例えば
、結合速度の向上、解離速度の抑制等)を向上することも期待される。
Thus, it can be expected that the first domain is structurally stabilized by the third domain forming Fv, and the functional deterioration due to the structural change is suppressed. Furthermore, it is expected that the binding ability (for example, improvement of the binding rate, suppression of the dissociation rate, etc.) is further improved by the third domain being associated with the first domain to form a gold binding site.

更には、図2bに示すように第一のドメインと第三のドメインは、それぞれ独立したポ
リペプチド鎖として設けても、連鎖してなるポリペプチド鎖であってもよい。(例えば、
図2bの模式図に示すように第三のドメイン−第一のドメイン−第二のドメイン。金及び
ターゲットに対して結合能が発揮されるように適宜その構成を決定することができる。)
また、別の例として、図3の模式図に示すような構成も可能である。つまり、前記第一
のドメインと前記第二のドメインからなるポリペプチド鎖と第三のドメインと前記第二の
ドメインからなるポリペプチド鎖からなる複合体である。この場合、第一のドメインと第
三のドメインから形成されるFvまたはFv様複合体により金と結合し、上記第二のドメ
インにより標的物質に対して結合するアンカーとして第一のドメインが機能するものであ
る。
Furthermore, as shown in FIG. 2b, the first domain and the third domain may be provided as independent polypeptide chains or may be polypeptide chains formed in a chain. (For example,
3rd domain-first domain-second domain as shown in the schematic diagram of FIG. 2b. The configuration can be determined as appropriate so that the binding ability to gold and the target is exhibited. )
As another example, a configuration as shown in the schematic diagram of FIG. 3 is also possible. That is, a complex composed of a polypeptide chain composed of the first domain and the second domain, a polypeptide chain composed of the third domain and the second domain. In this case, Fv or Fv-like complex formed from the first domain and the third domain binds to gold, and the first domain functions as an anchor that binds to the target substance by the second domain. Is.

また、本発明の金結合性タンパク質は、第二のドメインと複合体を形成する、少なくと
もVHまたはVLの一部からなる第四のドメインを含んだ構成であっても良い。第四のド
メインは、前記第二のドメインとともに標的物質に対する結合部位を相補的に形成するこ
とが望ましい。例えば、図4aの模式図に示すように、第二のドメインがVLである場合
、第四のドメインは第二のドメインとFvを形成し得るVHであることが好ましく、より
好ましくは第二のドメインと第四のドメインが前記標的物質に対する結合部位を連合して
形成する構成である。また、図4bの模式図に示すように、第一のドメイン、第二のドメ
イン、及び第四のドメインが連鎖したポリペプチド鎖を形成してもよい。特に、図4bの
構成において第一のドメインにて少なくとも表面の一部に金を有する基体と結合し、第二
及び第四のドメインにて標的物質と結合する場合、第一のドメインが基体との結合した際
において不可逆的な構造変化をした場合においてもリンカー等を設計をすることにより第
二及び第四のドメインの標的物質との結合能への影響を最小限に抑えるようにすることが
可能である。

更に、図5の模式図に示すような構成も可能である。つまり、前記第一のドメインと前
記第二のドメインからなるポリペプチド鎖と第一のドメインと前記第四のドメインからな
るポリペプチド鎖からなる複合体である。この場合、第二のドメインと第四のドメインか
ら形成されるFvまたはFv様複合体により標的物質を結合し、上記両ポリペプチド鎖を
金に対して結合するアンカーとして第一のドメインが機能するものである。
In addition, the gold-binding protein of the present invention may have a configuration including at least a fourth domain consisting of at least a part of VH or VL that forms a complex with the second domain. It is desirable that the fourth domain complementarily forms a binding site for the target substance together with the second domain. For example, as shown in the schematic diagram of FIG. 4a, when the second domain is VL, the fourth domain is preferably VH capable of forming Fv with the second domain, more preferably the second domain. In this configuration, the domain and the fourth domain form a binding site for the target substance. Moreover, as shown in the schematic diagram of FIG. 4b, a polypeptide chain in which the first domain, the second domain, and the fourth domain are linked may be formed. In particular, in the configuration of FIG. 4b, when the first domain binds to a substrate having gold on at least a part of its surface and binds to a target substance in the second and fourth domains, the first domain Even when an irreversible structural change occurs when linking, it is possible to minimize the influence on the binding ability of the second and fourth domains with the target substance by designing a linker or the like. Is possible.

Furthermore, a configuration as shown in the schematic diagram of FIG. 5 is also possible. That is, it is a complex comprising a polypeptide chain comprising the first domain and the second domain, and a polypeptide chain comprising the first domain and the fourth domain. In this case, the target substance is bound by the Fv or Fv-like complex formed from the second domain and the fourth domain, and the first domain functions as an anchor that binds both the polypeptide chains to gold. Is.

また、本金結合性タンパク質は第三及び第四のドメインをともに構成材料とすることが
可能である。図6の模式図に示すように第三及び第四のドメインがそれぞれ独立したポリ
ペプチド鎖であっても、図7の模式図に示すように連鎖されてなるポリペプチド鎖であっ
てもよい。連鎖したポリペプチド鎖の場合、第三のドメインと第四のドメインを直接連鎖
してもよいし、図7のように一以上のアミノ酸からなるリンカーを介して連鎖してもよい
。リンカー長の設定については、前記と同様にアミノ酸からなるリンカーは1乃至10ア
ミノ酸であることが好ましい。より好ましくは1乃至5である。
In addition, the gold-binding protein can be composed of both the third and fourth domains. As shown in the schematic diagram of FIG. 6, the third and fourth domains may be independent polypeptide chains, or may be polypeptide chains linked as shown in the schematic diagram of FIG. In the case of a linked polypeptide chain, the third domain and the fourth domain may be linked directly or via a linker consisting of one or more amino acids as shown in FIG. Regarding the setting of the linker length, the linker composed of amino acids is preferably 1 to 10 amino acids as described above. More preferably, it is 1 to 5.

また、図8の模式図に示すように前記第一乃至第四のドメインが一つのポリペプチド鎖
内に連鎖されたものであってもよい。この場合、第一のドメインと第三のドメインが複合
体を形成し金と結合し、第二のドメインと第四のドメインが複合体を形成し金及び金以外
の物質に結合できるように配置できるように構成されるものである。その為に、前記リン
カーをドメイン間に設けることが好ましい。例えば、第一及び第二のドメイン間、第三及
び第四のドメイン間は1乃至5アミノ酸であり、第二及び第三のアミノ酸のドメイン間は
15乃至25アミノ酸である。同じような構成において、第一のドメインと第二のドメイ
ン、第三のドメインと第四のドメインをそれぞれ/双方とも入れ替えること可能である。
Moreover, as shown in the schematic diagram of FIG. 8, the first to fourth domains may be linked in one polypeptide chain. In this case, the first domain and the third domain form a complex and bind to gold, and the second and fourth domains form a complex and bind to substances other than gold and gold It is configured to be able to. Therefore, it is preferable to provide the linker between domains. For example, there are 1 to 5 amino acids between the first and second domains, between the third and fourth domains, and between 15 and 25 amino acids between the domains of the second and third amino acids. In the same configuration, the first domain and the second domain, the third domain and the fourth domain can be interchanged with each other / both.

これら一本鎖ポリペプチド内における各ドメインの配列は、金またはターゲットに対す
る結合性、及び本金結合性タンパク質の長期安定性等、所望の特性に応じて適宜選択して
決定することが可能である。
The sequence of each domain in these single-chain polypeptides can be selected and determined as appropriate according to desired properties such as binding to gold or target and long-term stability of the gold-binding protein. .

第一のドメインは、例えば、配列番号:1乃至配列番号:57の中の少なくとも一つの
配列を含んでなるものであり、これらのアミノ酸配列において、一個もしくは数個のアミ
ノ酸が欠失、置換もしくは付加されたアミノ酸配列のものであっても金に対する結合性を
保持できれば何ら問題はない。更には、上記のアミノ酸配列の一部を形成する配列または
それらを含む複合体であっても金結合性を示すものであれば何ら問題なく本発明の金結合
性タンパク質として使用することが可能である。配列番号:1乃至配列番号:57を有す
る本発明のVHの具体例を配列番号:58乃至配列番号:74に、本発明のVLの具体例
を配列番号:75乃至配列番号:77に示す。
The first domain comprises, for example, at least one sequence of SEQ ID NO: 1 to SEQ ID NO: 57, and in these amino acid sequences, one or several amino acids are deleted, substituted or substituted Even if the amino acid sequence is added, there is no problem as long as the binding property to gold can be maintained. Furthermore, even a sequence that forms a part of the amino acid sequence described above or a complex containing these can be used as the gold-binding protein of the present invention without any problem as long as it exhibits gold-binding properties. is there. Specific examples of the VH of the present invention having SEQ ID NO: 1 to SEQ ID NO: 57 are shown in SEQ ID NO: 58 to SEQ ID NO: 74, and specific examples of the VL of the present invention are shown in SEQ ID NO: 75 to SEQ ID NO: 77.

第三のドメインは、配列番号:1乃至配列番号:57から選ばれるアミノ酸を一以上有
していることが望ましい、更には、配列番号:58乃至配列番号:77の中から第一のド
メインに応じて適宜選択して設定することがより好ましい。
The third domain preferably has one or more amino acids selected from SEQ ID NO: 1 to SEQ ID NO: 57. Furthermore, the first domain is selected from SEQ ID NO: 58 to SEQ ID NO: 77. It is more preferable to select and set accordingly.

本発明は、上記金結合性複合タンパク質をコードする核酸をも含くむ。更に、それをタ
ンパク質として宿主細胞(例えば、大腸菌、酵母、マウス、ヒト等由来の従来既知のタン
パク発現用細胞)の形質転換し、上記金結合性タンパクを発現できるための遺伝子ベクタ
ーとなる核酸からなる構成物をも含む。本発明の金結合性タンパク質を構成しうる第一及
び第三のドメインをコードする核酸の配列例を配列番号:98乃至配列番号:116に示
す。
The present invention also includes a nucleic acid encoding the gold-binding complex protein. Furthermore, a host cell (eg, a conventionally known protein expression cell derived from Escherichia coli, yeast, mouse, human, etc.) is transformed with the protein as a protein, and from a nucleic acid serving as a gene vector for expressing the gold-binding protein. The composition which comprises is also included. Sequence examples of nucleic acids encoding the first and third domains that can constitute the gold-binding protein of the present invention are shown in SEQ ID NO: 98 to SEQ ID NO: 116.

一つの前記発現ベクターにより発現できる本発明の金結合性タンパク質の各ドメインは
、1乃至4のいずれかから選択して、設計することが可能である。ひとつの発現用ベクタ
ーに本発明の金結合性タンパク質の複数のドメインをコードする場合、それぞれのドメイ
ンが独立した個々のポリペプチド鎖として発現させることができる。また、ドメイン間を
連続して結合またはアミノ酸を介して結合させた一つのポリペプチド鎖として発現するベ
クター構成とすることも可能である。本発明の金結合性タンパク質発現用ベクターの構成
は、選択する宿主細胞に応じて既知のプロモーター等の導入遺伝子を発現させるために必
要な構成等に組み込むことより、設計及び構築することができる。ベクター構成は、選択
する宿主細胞に応じて既知のプロモーター等の構成等を参照し、構築することができる。
また、大腸菌等を宿主細胞として用いる場合、外来遺伝子産物である本発明の金結合性タ
ンパク質を速やかに細胞質外に除外することで、プロテアーゼによる分解を少なくするこ
とが可能である。また、この外来遺伝子産物が菌体にとって毒性である場合でも、菌体外
へ分泌することによりその影響を小さくすることができることが知られている。通常、既
知の細胞質膜あるいは内膜を通過して分泌されるタンパク質の多くがその前駆体のN末端
にシグナルペプチドを有し、分泌過程においてシグナルペプチダーゼにより切断され、成
熟タンパク質となる。多くのシグナルペプチドはそのN末に塩基性のアミノ酸、疎水性ア
ミノ酸、シグナルペプチダーゼによる切断部位と配置されている。
Each domain of the gold-binding protein of the present invention that can be expressed by one expression vector can be selected from 1 to 4 and designed. When a plurality of domains of the gold-binding protein of the present invention are encoded in one expression vector, each domain can be expressed as an independent individual polypeptide chain. It is also possible to adopt a vector configuration in which the domains are expressed as a single polypeptide chain in which the domains are continuously linked or linked via amino acids. The structure of the gold-binding protein expression vector of the present invention can be designed and constructed by incorporating it into a structure necessary for expressing a transgene such as a known promoter according to the selected host cell. The vector structure can be constructed by referring to the structure of a known promoter or the like according to the selected host cell.
In addition, when Escherichia coli or the like is used as a host cell, protease degradation can be reduced by quickly excluding the gold-binding protein of the present invention, which is a foreign gene product, from the cytoplasm. In addition, even when this foreign gene product is toxic to the microbial cells, it is known that the influence can be reduced by secreting it outside the microbial cells. Usually, many of the proteins secreted through the known cytoplasmic membrane or inner membrane have a signal peptide at the N-terminus of the precursor, and are cleaved by a signal peptidase in the secretion process to become a mature protein. Many signal peptides have a basic amino acid, a hydrophobic amino acid, and a cleavage site by a signal peptidase at the N-terminus.

本発明の金結合性複合タンパク質をコードする核酸の5'側にシグナルペプチドである
pelBに代表される従来既知のシグナルペプチドをコードする核酸を配することにより
分泌発現させることができる。また、ひとつのベクター中に本発明の金結合性複合タンパ
ク質を構成する各ドメインまたは複数のドメインから構成されるポリペプチド鎖をそれぞ
れ独立して複数挿入することも可能である。この場合、各ドメインまたはポリペプチド鎖
をコードする核酸の5'側にpelBをコードする核酸を配置し、分泌を促すことができ
る。更に、または一以上のドメインからなるポリペプチド鎖として発現させる場合、前記
ポリペプチド鎖の5'末端に同様にしてpelBをコードする核酸を配置することにより
分泌を促すことができる。このようにシグナルペプチドをN末端に融合した本発明の金結
合性複合タンパク質、あるいはその構成用途してのドメインは、ペリプラズマ画分及び培
地上清から精製することができる。また、発現させたタンパク精製時の作業の簡便さを考
慮して、独立した各ドメインもしくは複数のドメインが結合して形成されたポリペプチド
鎖のNまたはC末端に精製用のタグを遺伝子工学的に配置することが可能である。前記精
製用タグとしては、ヒスチジンが6残基連続したヒスチジンタグ(以下、His×6)や
グルタチオン−S−トランスフェラーゼのグルタチオン結合部位などが挙げられる。前記
タグの導入方法としては、前記発現用ベクターにおける金結合性タンパク質をコードする
核酸の5'または3'末端に精製タグをコードする核酸を挿入する方法や市販の精製タグ導
入用ベクターを使用するなどが挙げられる。
Secretion expression can be achieved by arranging a nucleic acid encoding a conventionally known signal peptide represented by pelB, which is a signal peptide, on the 5 ′ side of the nucleic acid encoding the gold-binding complex protein of the present invention. Moreover, it is also possible to insert a plurality of polypeptide chains composed of each domain or a plurality of domains constituting the gold-binding complex protein of the present invention independently into one vector. In this case, a nucleic acid encoding pelB can be arranged on the 5 ′ side of the nucleic acid encoding each domain or polypeptide chain to promote secretion. Furthermore, when expressing as a polypeptide chain composed of one or more domains, secretion can be promoted by placing a nucleic acid encoding pelB in the same manner at the 5 ′ end of the polypeptide chain. As described above, the gold-binding complex protein of the present invention in which the signal peptide is fused to the N-terminus, or the domain for its constituent use, can be purified from the periplasma fraction and the culture supernatant. In addition, considering the ease of work in purifying the expressed protein, a purification tag is attached to the N- or C-terminus of the polypeptide chain formed by binding each independent domain or domains. It is possible to arrange in Examples of the purification tag include a histidine tag in which 6 residues of histidine are continuous (hereinafter, His × 6), a glutathione-binding site of glutathione-S-transferase, and the like. As a method for introducing the tag, a method for inserting a nucleic acid encoding a purification tag into the 5 ′ or 3 ′ end of a nucleic acid encoding a gold-binding protein in the expression vector or a commercially available vector for introducing a purification tag is used. Etc.

以下に、上記発現ベクターを用いた本発明の金結合性複合タンパク質の製造方法につい
て述べる。
本発明の金結合性複合タンパク質、またはその構成要素となるポリペプチド鎖は、従来既
知のタンパク発現用の宿主細胞に、宿主細胞に応じて設計した上記金結合性複合タンパク
質発現用ベクターを形質転換し、宿主細胞内のタンパク合成システムを用いて、宿主細胞
内に合成される。その後、宿主細胞内外に蓄積または分泌された目的タンパク質を細胞内
部または細胞培養上清から精製することにより得ることができる。
The method for producing the gold-binding complex protein of the present invention using the above expression vector is described below.
The gold-binding complex protein of the present invention, or the polypeptide chain constituting the component thereof, is transformed into a conventionally known protein-expressing host cell using the gold-binding complex protein expression vector designed according to the host cell. However, it is synthesized in the host cell using a protein synthesis system in the host cell. Thereafter, the target protein accumulated or secreted inside or outside the host cell can be obtained by purifying the inside of the cell or the cell culture supernatant.

例えば、大腸菌を宿主細胞として用いる場合、本発明の金結合性複合タンパク質をコー
ドする核酸の5'側にpelBに代表される従来既知のシグナルペプチドをコードする核
酸を配することにより細胞質外に分泌発現しやすい構成にすることができる。ひとつの発
現用ベクターで本発明の金結合性複合タンパク質を構成する各ドメインを得るための複数
のポリペプチド鎖を発現させる場合、各ポリペプチド鎖をコードする核酸の5'側にpe
lBをコードする核酸を配置し、発現時に細胞質外への分泌を促すことができる。このよ
うにシグナルペプチドをN末端に融合した本発明の金結合性タンパク質は、ペリプラズマ
画分及び培地上清から精製することができる。精製方法としては、前記精製タグがHis
タグの場合、ニッケルキレートカラムやGSTの場合、グルタチオン固定化カラムを使用
することで精製することができる。
For example, when Escherichia coli is used as a host cell, it is secreted outside the cytoplasm by arranging a nucleic acid encoding a conventionally known signal peptide represented by pelB on the 5 ′ side of the nucleic acid encoding the gold-binding complex protein of the present invention. It can be configured to be easily expressed. When expressing a plurality of polypeptide chains for obtaining each domain constituting the gold-binding complex protein of the present invention with one expression vector, pe is placed on the 5 ′ side of the nucleic acid encoding each polypeptide chain.
A nucleic acid encoding 1B can be placed to promote secretion outside the cytoplasm during expression. As described above, the gold-binding protein of the present invention in which the signal peptide is fused to the N-terminus can be purified from the periplasma fraction and the culture supernatant. As a purification method, the purification tag is His.
In the case of a tag, in the case of a nickel chelate column or GST, it can be purified by using a glutathione-immobilized column.

また、菌体内に発現した本発明の金結合性複合タンパクを不溶性顆粒で得ることも可能
である。この場合、培養液から得られた菌体をフレンチプレスや超音波により破砕した細
胞破砕液から前記不溶性顆粒を遠心分離することができる。得られた不溶性顆粒画分を尿
素、塩酸グアニジン塩を含むの従来既知の変性剤を含んだ緩衝溶液で可溶化した後に、変
性条件下で前記同様なカラム精製することができる。得られたカラム溶出画分は、リフォ
ールディング作業により、変性剤除去と活性構造再構築を行うことができる。リフォール
ディング方法としては、従来既知の方法から適宜用いることも可能である。具体的には、
段階透析法や希釈法などを目的のタンパクに応じて用いることが可能である。
It is also possible to obtain the gold-binding complex protein of the present invention expressed in cells as insoluble granules. In this case, the insoluble granules can be centrifuged from a cell lysate obtained by pulverizing bacterial cells obtained from the culture solution with a French press or ultrasonic waves. The obtained insoluble granule fraction is solubilized with a buffer solution containing a conventionally known denaturing agent containing urea and guanidine hydrochloride, and then subjected to column purification as described above under denaturing conditions. The resulting column elution fraction can be subjected to refolding work to remove the denaturant and rebuild the active structure. As a refolding method, a conventionally known method can be appropriately used. In particular,
Step dialysis or dilution can be used depending on the target protein.

本発明の金結合タンパク質の各ドメインまたは各ポリペプチド鎖は、各々を同一宿主細
胞内で発現させてから複合化させることも可能であるし、別の宿主細胞を使用して発現し
た後に共存させて、複合体化させることも可能である。
Each domain or each polypeptide chain of the gold-binding protein of the present invention can be compounded after being expressed in the same host cell, or coexisted after being expressed using another host cell. It is also possible to make it complex.

更に、本発明の金結合性タンパク質をコードするベクターを用いて、細胞抽出液を用い
て生体外でのタンパク質発現をすることも可能である。好適に用いられる細胞抽出液とし
ては、大腸菌、小麦胚芽、ウサギ網状赤血球等が挙げられる。しかしながら、上記無細胞
抽出液によるタンパク合成は一般的には還元条件下で行われる。その為に、抗体断片中の
ジスルフィド結合を形成させるために何らかの処理を行う方がより好ましい。
Furthermore, it is also possible to express a protein in vitro using a cell extract using a vector encoding the gold-binding protein of the present invention. Suitable cell extracts include Escherichia coli, wheat germ, rabbit reticulocyte and the like. However, protein synthesis using the cell-free extract is generally performed under reducing conditions. Therefore, it is more preferable to perform some kind of treatment to form a disulfide bond in the antibody fragment.

本発明の金結合性複合タンパク質の好ましい解離乗数(KD)は、0.1%Tween
20存在下のバッファー条件下で10-6M以下であり、より好ましくは10-8M以下であ
る。上記条件において、BSAなど比較的に金への非特異的な吸着が多いとされるタンパ
ク質材料であっても金への吸着ができないことを本発明者の検討において確認している。
D値が10-6M以下であれば、上記のような非特異吸着性のタンパク質の吸着挙動と十
分に区別することが可能であり、更に10-8M以下であることで固定化用のアンカ−分子
として十分に機能することができる。
The preferred dissociation multiplier (K D ) of the gold binding complex protein of the present invention is 0.1% Tween.
10 −6 M or less, more preferably 10 −8 M or less, under buffer conditions in the presence of 20. Under the above conditions, the present inventors have confirmed that even protein materials such as BSA that are relatively nonspecifically adsorbed to gold cannot be adsorbed to gold.
If the K D value is 10 −6 M or less, it can be sufficiently distinguished from the adsorption behavior of the non-specifically adsorbing protein as described above, and if it is 10 −8 M or less, it can be used for immobilization. Can sufficiently function as an anchor molecule.

本発明の金を含む標的物質に対して結合能を有するこのような抗体重鎖可変領域(VH
)、または抗体軽鎖可変領域(VL)を取得する方法のひとつとして、前記VHまたはV
L遺伝子ライブラリーを作製し、それらをタンパク質として網羅的に発現させて、その遺
伝子と対応させながら、金または標的物質に対する結合性により選択する方法がある。前
記遺伝子ライブラリーは、たとえば、臍帯血、扁桃、骨髄、あるいは末梢血細胞や脾細胞
等から得ることができる。例えば、ヒト末梢血細胞からmRNAを抽出し、cDNAを合
成する。次に、ヒトVH、VLをコードする配列をプローブとして、ヒトVHまたはVL
のcDNAライブラリーを作製する。例えば、ヒトVHファミリー(VH1乃至7)をフ
ァミリー毎に幅広く増幅することができるプライマーやヒトVLを増幅できるプライマー
は公知である。これらVH、VL毎にプライマーを組み合わせてRT−PCRを行い、V
H、VLをコードした遺伝子を取得する。また、ファージディスプレー法を用いることも
可能である。ファージディスプレー法は、VH、VLまたはそれら含む複合体(例えば、
Fab、scFv)をコードした遺伝子ライブラリーをファージ外殻タンパクをコードし
た遺伝子と結合し、ファージミドライブラリーを作製し、それらを大腸菌に形質転換し、
種々のVHまたはVLを外殻タンパクの一部として有するファージとして発現させる。そ
れらのファージを用いて、上記同様にして金また標的物質に対する結合性により選択する
ことができる。ファージに融合タンパクとして提示されたVHまたはVLをコードする遺
伝子は、ファージ内にファージミドにコードされているのでDNAシークエンス解析をす
ることにより、特定することができる。
Such an antibody heavy chain variable region (VH) capable of binding to a target substance containing gold of the present invention
), Or one of the methods for obtaining the antibody light chain variable region (VL), the VH or V
There is a method of preparing an L gene library, expressing them comprehensively as proteins, and selecting them by binding to gold or a target substance while corresponding to the genes. The gene library can be obtained from, for example, umbilical cord blood, tonsils, bone marrow, or peripheral blood cells or spleen cells. For example, mRNA is extracted from human peripheral blood cells and cDNA is synthesized. Next, using human VH and VL coding sequences as probes, human VH or VL
A cDNA library is prepared. For example, primers that can amplify the human VH family (VH1 to VH7) widely for each family and primers that can amplify human VL are known. RT-PCR is performed by combining primers for each VH and VL.
Acquire genes encoding H and VL. It is also possible to use a phage display method. Phage display methods include VH, VL or complexes containing them (eg,
A gene library encoding Fab, scFv) is combined with a gene encoding a phage coat protein to produce a phagemid library, which is transformed into E. coli,
It is expressed as a phage having various VH or VL as part of the coat protein. These phages can be used for selection according to the binding property to gold or a target substance in the same manner as described above. Since the gene encoding VH or VL displayed as a fusion protein on the phage is encoded by the phagemid in the phage, it can be identified by DNA sequence analysis.

更には、金または標的物質にて免疫した動物から目的の抗体を産出する細胞を採取し、
上記と同じプライマーを使用し、VHまたはVLの塩基配列及びアミノ酸配列を特定する
ことができる。
Furthermore, cells that produce the antibody of interest are collected from animals immunized with gold or a target substance,
Using the same primer as described above, the base sequence and amino acid sequence of VH or VL can be specified.

また、本発明の第三のドメイン、第四のドメインは標的物質に対して既知の抗体及び抗
体断片の可変領域のアミノ配列を元に設計することができる。また、標的物質に対する抗
体または抗体断片が未取得の場合、これに対する抗体を取得した後にアミノ酸配列を解析
することにより、前記と同様にして設計することも可能である。前記第三のドメインと前
記第四のドメインが供に本発明の金結合性タンパク質を構成するドメインであってもよい
。このようにして、得られたVHまたはVLの塩基配列を用いて、本発明の金結合性複合
タンパクを作製することが可能である。
Further, the third domain and the fourth domain of the present invention can be designed based on the amino sequences of the variable regions of known antibodies and antibody fragments against the target substance. In addition, when an antibody or antibody fragment against the target substance has not been obtained, it can be designed in the same manner as described above by analyzing the amino acid sequence after obtaining the antibody against the target substance. The third domain and the fourth domain may be domains constituting the gold-binding protein of the present invention. Thus, it is possible to produce the gold-binding complex protein of the present invention using the obtained VH or VL base sequence.

・金を有する被結合対象物
免疫やパニング等により金結合性タンパク質を選択する際に用いる被結合対象物として
は、先に金結合性タンパク質の場合に例示したものが利用できる。
・基体
本発明に係る金結合性複合タンパク質は、基体との組み合わせることで種々の用途に利
用できる構造体を得ることができる。この用途に利用できる基体としては、先に金結合性
タンパク質の場合に例示したものが利用できる。
・標的物質
本発明にかかる金結合性複合タンパク質を、金との結合性を有するドメインと、標的物
質に対して結合性を有するドメインとが含まれるように構成することで、標的物質検出用
の複合タンパク質として利用することが可能となる。この検出対象としての標的物質とし
ては、抗原抗体反応を用いた各手法によって抗原となり得る物質であれば如何なる分子も
用いることが可能である。例えば、標的物質は、非生体物質と生体物質に大別される。
-To-be-bound object having gold As the to-be-bound object used when selecting a gold-binding protein by immunization, panning or the like, those exemplified above for the gold-binding protein can be used.
-Substrate The gold-binding complex protein according to the present invention can be combined with a substrate to obtain a structure that can be used for various applications. As the substrate that can be used for this purpose, those exemplified above for the gold-binding protein can be used.
-Target substance The gold-binding complex protein according to the present invention is configured to include a domain having a binding property to gold and a domain having a binding property to the target substance, thereby detecting a target substance. It can be used as a complex protein. As a target substance to be detected, any molecule can be used as long as it can be an antigen by each technique using an antigen-antibody reaction. For example, target substances are roughly classified into non-biological substances and biological substances.

非生体物質として産業上利用価値の大きいものとしては、環境汚染物質としての塩素置
換数/位置の異なるPCB類、同じく塩素置換数/位置の異なるダイオキシン類、いわゆ
る環境ホルモンと呼ばれる内分泌撹乱物質(例:ヘキサクロロベンゼン、ペンタクロロフ
ェノール、2,4,5−トリクロロ酢酸、2,4−ジクロロフェノキシ酢酸、アミトロー
ル、アトラジン、アラクロール、ヘキサクロロシクロヘキサン、エチルパラチオン、クロ
ルデン、オキシクロルデン、ノナクロル、1,2−ジブロモ−3−クロロプロパン 、D
DT、ケルセン、アルドリン、エンドリン、ディルドリン、エンドスルファン(ベンゾエ
ピン)、ヘプタクロル、ヘプタクロルエポキサイド、マラチオン、メソミル、メトキシク
ロル、マイレックス、ニトロフェン、トキサフェン、トリフルラリン、アルキルフェノー
ル(炭素数5〜9)、ノニルフェノール、オクチノニルフェノール、4−オクチルフェノ
ール、ビスフェノールA、フタル酸ジ−2−エチルヘキシル、フタル酸ブチルベンジル、
フタル酸ジ−n−ブチル、フタル酸ジシクロヘキシル、フタル酸ジエチル、ベンゾ(a)
ピレン、2,4ージクロロフェノール、アジピン酸ジ−2−エチルヘキシル、ベンゾフェ
ノン、4−ニトロトルエン、オクタクロロスチレン、アルディカーブ、ベノミル、キーポ
ン(クロルデコン)、マンゼブ(マンコゼブ) 、マンネブ、メチラム、メトリブジン、
シペルメトリン、エスフェンバレレート、フェンバレレート、ペルメトリン、ビンクロゾ
リン、ジネブ、ジラム、フタル酸ジペンチル、フタル酸ジヘキシル、フタル酸ジプロピル
)等が挙げられる。
Industrially valuable non-biological substances include PCBs with different chlorine substitution numbers / positions as environmental pollutants, dioxins with different chlorine substitution numbers / positions, endocrine disrupting substances called environmental hormones (examples) : Hexachlorobenzene, pentachlorophenol, 2,4,5-trichloroacetic acid, 2,4-dichlorophenoxyacetic acid, amitrol, atrazine, alachlor, hexachlorocyclohexane, ethylparathion, chlordane, oxychlordane, nonachlor, 1,2-dibromo -3-Chloropropane, D
DT, kelsen, aldrin, endrin, dieldrin, endosulfan (benzoepin), heptachlor, heptachlorepoxide, malathion, mesomil, methoxychlor, milex, nitrophene, toxaphene, trifluralin, alkylphenol (5 to 9 carbon atoms), nonylphenol, octononylphenol, 4 -Octylphenol, bisphenol A, di-2-ethylhexyl phthalate, butylbenzyl phthalate,
Di-n-butyl phthalate, dicyclohexyl phthalate, diethyl phthalate, benzo (a)
Pyrene, 2,4-dichlorophenol, di-2-ethylhexyl adipate, benzophenone, 4-nitrotoluene, octachlorostyrene, aldicarb, benomyl, kipon (chlordecone), manzeb (mancozeb), manneb, methylam, metribidine
Cypermethrin, esfenvalerate, fenvalerate, permethrin, vinclozolin, dineb, dilam, dipentyl phthalate, dihexyl phthalate, dipropyl phthalate) and the like.

生体物質としては、核酸、タンパク質、糖鎖、脂質及びそれらの複合体から選択される
生体物質が含まれ、更に詳しくは、核酸、タンパク質、糖鎖、脂質から選択される生体分
子を含んでなるものであり、具体的には、DNA、RNA、アプタマー、遺伝子、染色体
、細胞膜、ウイルス、抗原、抗体、レクチン、ハプテン、ホルモン、レセプタ、酵素、ペ
プチド、スフィンゴ糖、スフィンゴ脂質の何れかから選択された物質を含むものであれば
、如何なる物質にも本発明を適用することができる。更には、前記の「生体物質」を産生
する細菌や細胞そのものも、本発明が対象とする「生体物質」として標的物質となり得る
Biological materials include biological materials selected from nucleic acids, proteins, sugar chains, lipids, and complexes thereof, and more specifically, biomolecules selected from nucleic acids, proteins, sugar chains, and lipids. Specifically, selected from DNA, RNA, aptamer, gene, chromosome, cell membrane, virus, antigen, antibody, lectin, hapten, hormone, receptor, enzyme, peptide, sphingosaccharide, sphingolipid The present invention can be applied to any substance as long as it contains any other substance. Furthermore, bacteria and cells themselves that produce the above-mentioned “biological substances” can also be target substances as “biological substances” targeted by the present invention.

具体的なタンパク質としては、いわゆる疾病マーカーが挙げられる。例としては、胎児
期に肝細胞で産生され胎児血中に存在する酸性糖蛋白であり、肝細胞癌(原発性肝癌)、
肝芽腫、転移性肝癌、ヨークサック腫瘍のマーカーとなるα−フェトプロテイン(AFP
)、肝実質障害時に出現する異常プロトロンビンであり、肝細胞癌で特異的に出現するこ
とが確認されるPIVKA−II、免疫組織化学的に乳癌特異抗原である糖蛋白で、原発
性進行乳癌、再発・転移乳癌のマーカーとなるBCA225、ヒト胎児の血清、腸および
脳組織抽出液に発見された塩基性胎児蛋白であり、卵巣癌、睾丸腫瘍、前立腺癌、膵癌、
胆道癌、肝細胞癌、腎臓癌、肺癌、胃癌、膀胱癌、大腸癌のマーカーである塩基性フェト
プロテイン(BFP)、進行乳癌、再発乳癌、原発性乳癌、卵巣癌のマーカーとなる糖鎖
抗原であるCA15−3、膵癌、胆道癌、胃癌、肝癌、大腸癌、卵巣癌のマーカーとなる
糖鎖抗原であるCA19−9、卵巣癌、乳癌、結腸・直腸癌、胃癌、膵癌のマーカーとな
る糖鎖抗原であるCA72−4、卵巣癌(特に漿液性嚢胞腺癌)、子宮体部腺癌、卵管癌
、子宮頸部腺癌、膵癌、肺癌、大腸癌のマーカーとなる糖鎖抗原であるCA125、上皮
性卵巣癌、卵管癌、肺癌、肝細胞癌、膵癌マーカーとなる糖蛋白であるCA130、卵巣
癌(特に漿液性嚢胞腺癌)、子宮体部腺癌、子宮頸部腺癌のマーカーとなるコア蛋白抗原
であるCA602、卵巣癌(特に粘液性嚢胞腺癌)、子宮頸部腺癌、子宮体部腺癌のマー
カーとなる母核糖鎖関連抗原であるCA54/61(CA546)、大腸癌、胃癌、直腸
癌、胆道癌、膵癌、肺癌、乳癌、子宮癌、尿路系癌等の腫瘍関連のマーカー抗原として現
在、癌診断の補助に最も広く利用されている癌胎児性抗原(CEA)、膵癌、胆道癌、肝
細胞癌、胃癌、卵巣癌、大腸癌のマーカーとなる糖鎖抗原であるDUPAN−2、膵臓に
存在し、結合組織の弾性線維エラスチン(動脈壁や腱などを構成する)を 特異的に加水
分解する膵外分泌蛋白分解酵素であり、膵癌、膵嚢癌、胆道癌のマーカーとなるエラスタ
ーゼ1、ヒト癌患者の腹水や血清中に高濃度に存在する糖蛋白であり、肺癌、白血病、食
道癌、膵癌、卵巣癌、腎癌、胆管癌、胃癌、膀胱癌、大腸癌、甲状腺癌、悪性リンパ腫の
マーカーとなる免疫抑制酸性蛋白(IAP)、膵癌、胆道癌、乳癌、大腸癌、肝細胞癌、
肺腺癌、胃癌のマーカーとなる糖鎖抗原であるNCC−ST−439、前立腺癌のマーカ
ーとなる糖蛋白質であるγ−セミノプロテイン(γ−Sm)、ヒト前立腺組織から抽出さ
れた糖蛋白であり、前立腺組織のみに存在し、それゆえ前立腺癌のマーカーとなる前立腺
特異抗原(PSA)、前立腺から分泌される酸性pH下でリン酸エステルを水解する酵素
であり、前立腺癌の腫瘍マーカーとして用いられる前立腺酸性フォスファターゼ(PAP
)、神経組織及び神経内分泌細胞に特異的に存在する解糖系酵素であり、肺癌(特に肺小
細胞癌)、神経芽細胞腫、神経系腫瘍、膵小島癌、食道小細胞癌、胃癌、腎臓癌、乳癌の
マーカーとなる神経特異エノラーゼ(NSE)、子宮頸部扁平上皮癌の肝転移巣から抽出
・精製された蛋白質であり、子宮癌(頸部扁平上皮癌)、肺癌、食道癌、頭頸部癌、皮膚
癌のマーカーとなる扁平上皮癌関連抗原(SCC抗原)、肺腺癌、食道癌、胃癌、大腸癌
、直腸癌、膵癌、卵巣癌、子宮癌のマーカーとなる糖鎖抗原であるシアリルLeX−i抗
原(SLX)、膵癌、胆道癌、肝癌、胃癌、大腸癌のマーカーとなる糖鎖抗原であるSP
an−1、食道癌、胃癌、直腸・結腸癌、乳癌、肝細胞癌、胆道癌、膵癌、肺癌、子宮癌
のマーカーであり、特に他の腫瘍マーカーと組み合わせて進行癌を推測し、再発予知・治
療経過観察として有用である単鎖ポリペプチドである組織ポリペプタイド抗原(TPA)
、卵巣癌、転移性卵巣癌、胃癌、大腸癌、胆道系癌、膵癌、肺癌のマーカーとなる母核糖
鎖抗原であるシアリルTn抗原(STN)、肺の非小細胞癌、特に肺の扁平上皮癌の検出
に有効な腫瘍マーカーであるシフラ(cytokeratin;CYFRA)、胃液中に
分泌される蛋白消化酵素であるペプシンの2種(PG I・PG II )の不活性型前
駆体であり、胃潰瘍(特に低位胃潰瘍)、十二指腸潰瘍(特に再発、難治例)、ブルンネ
ル腺腫、ゾーリンガーエリソン症候群、急性胃炎のマーカーとなるペプシノゲン(PG)
、組織障害や感染により、血漿中で変化する急性相反応蛋白であり、急性心筋梗塞等によ
り心筋に壊死が起こると、高値を示すC−反応性蛋白(CRP)、組織障害や感染により
、血漿中で変化する急性相反応蛋白である血清アミロイドA蛋白(SAA)、主に心筋や
骨格筋に存在する分子量約17500のヘム蛋白であり、急性心筋梗塞、筋ジストロフィ
ー、多発性筋炎、皮膚筋炎のマーカーとなるミオグロビン、骨格筋,心筋の可溶性分画を
中心に存在し、細胞の損傷によって血液中に遊出する酵素であって、急性心筋梗塞、甲状
腺機能低下症、進行性筋ジストロフィー症、多発性筋炎のマーカーとなるクレアチンキナ
ーゼ(CK)(骨格筋由来のCK−MM型,脳,平滑筋由来のCK−BB型,心筋由来の
CK−MB型の3種のアイソザイム及びミトコンドリア・アイソザイムや免疫グロブリン
との結合型CK(マクロCK))、横紋筋の薄いフィラメント上でトロポニンI,Cとと
もにトロポニン複合体を形成し,筋収縮の調節に関与している分子量39,000の蛋白
であり、横紋筋融解症、心筋炎、心筋梗塞、腎不全のマーカーとなるトロポニンT、骨格
筋・心筋いずれの細胞にも含まれる蛋白であり,測定結果の上昇は骨格筋,心筋の障害や
壊死を意味するため、急性心筋梗塞症、筋ジストロフィー、腎不全のマーカーとなる心室
筋ミオシン軽鎖I、また、近年ストレスマーカーとして注目されてきているクロモグラニ
ンA、チオレドキシン、8−OhdG、等が挙げられる。
Specific proteins include so-called disease markers. Examples are acidic glycoproteins produced in hepatocytes in the fetal period and present in fetal blood, hepatocellular carcinoma (primary liver cancer),
Α-fetoprotein (AFP) as a marker of hepatoblastoma, metastatic liver cancer, and Yorksack tumor
), PIVKA-II, which is an abnormal prothrombin that appears at the time of liver parenchymal disorder, and is confirmed to appear specifically in hepatocellular carcinoma, a glycoprotein that is a breast cancer-specific antigen immunohistochemically, primary advanced breast cancer, BCA225, a marker of recurrent / metastatic breast cancer, is a basic fetal protein found in human fetal serum, intestinal and brain tissue extracts, ovarian cancer, testicular tumor, prostate cancer, pancreatic cancer,
Bile tract cancer, hepatocellular carcinoma, kidney cancer, lung cancer, stomach cancer, bladder cancer, basic fetoprotein (BFP) as a marker for colon cancer, sugar chain antigen as marker for advanced breast cancer, recurrent breast cancer, primary breast cancer, ovarian cancer CA19-9 which is a sugar chain antigen serving as a marker for certain CA15-3, pancreatic cancer, biliary tract cancer, gastric cancer, liver cancer, colon cancer, ovarian cancer, saccharide serving as a marker for ovarian cancer, breast cancer, colorectal cancer, gastric cancer, pancreatic cancer CA72-4, a chain antigen, a glycan antigen that serves as a marker for ovarian cancer (especially serous cystadenocarcinoma), endometrial adenocarcinoma, fallopian tube cancer, cervical adenocarcinoma, pancreatic cancer, lung cancer, colon cancer CA125, epithelial ovarian cancer, fallopian tube cancer, lung cancer, hepatocellular carcinoma, CA130, which is a glycoprotein marker for pancreatic cancer, ovarian cancer (especially serous cystadenocarcinoma), endometrial adenocarcinoma, cervical adenocarcinoma CA602 which is a core protein antigen serving as a marker, ovarian cancer ( , Cervical adenocarcinoma, cervical adenocarcinoma, CA54 / 61 (CA546), a nucleoside sugar-related antigen that is a marker of endometrial adenocarcinoma, colon cancer, stomach cancer, rectal cancer, biliary tract cancer, pancreatic cancer, Carcinoembryonic antigen (CEA), which is currently most widely used to assist cancer diagnosis as a tumor-related marker antigen such as lung cancer, breast cancer, uterine cancer, urinary tract cancer, pancreatic cancer, biliary tract cancer, hepatocellular carcinoma, gastric cancer DUPAN-2, a sugar chain antigen that serves as a marker for ovarian cancer and colon cancer, exocrine pancreatic protein that exists in the pancreas and specifically hydrolyzes the elastic fiber elastin (which constitutes arterial walls and tendons) in the connective tissue Elastase 1 which is a degrading enzyme, a marker for pancreatic cancer, pancreatic sac cancer, biliary tract cancer, glycoprotein present in high concentration in ascites and serum of human cancer patients, lung cancer, leukemia, esophageal cancer, pancreatic cancer, ovarian cancer, Renal cancer, bile duct cancer, stomach cancer, bladder cancer, colon cancer Thyroid cancer, immunosuppression acidic protein as the marker of malignant lymphoma (IAP), pancreatic cancer, biliary tract cancer, breast cancer, colon cancer, hepatocellular carcinoma,
NCC-ST-439, a sugar chain antigen that serves as a marker for lung adenocarcinoma and gastric cancer, γ-seminoprotein (γ-Sm), a glycoprotein that serves as a marker for prostate cancer, glycoprotein extracted from human prostate tissue Prostate-specific antigen (PSA), which is present only in prostate tissue and is therefore a marker for prostate cancer, is an enzyme that hydrolyzes phosphate esters under acidic pH secreted from the prostate, and as a tumor marker for prostate cancer Prostatic acid phosphatase (PAP) used
), A glycolytic enzyme that exists specifically in nerve tissue and neuroendocrine cells, including lung cancer (particularly small cell lung cancer), neuroblastoma, nervous system tumor, pancreatic islet cancer, esophageal small cell cancer, gastric cancer, Nerve specific enolase (NSE), which is a marker for kidney cancer and breast cancer, is a protein extracted and purified from liver metastases of cervical squamous cell carcinoma, uterine cancer (cervical squamous cell carcinoma), lung cancer, esophageal cancer, Squamous cell carcinoma associated antigen (SCC antigen) that is a marker for head and neck cancer, skin cancer, lung adenocarcinoma, esophageal cancer, stomach cancer, colon cancer, rectal cancer, pancreatic cancer, ovarian cancer, uterine cancer there sialyl Le X -i antigen (SLX), pancreatic, biliary tract cancer, liver cancer, stomach cancer, a carbohydrate antigen of a marker of colorectal cancer SP
an-1, esophageal cancer, gastric cancer, colorectal cancer, breast cancer, hepatocellular carcinoma, biliary tract cancer, pancreatic cancer, lung cancer, uterine cancer marker, especially in combination with other tumor markers, predicting advanced cancer and predicting recurrence -Tissue polypeptide antigen (TPA), which is a single-chain polypeptide that is useful for treatment follow-up
Ovarian cancer, metastatic ovarian cancer, gastric cancer, colorectal cancer, biliary tract cancer, pancreatic cancer, sialyl Tn antigen (STN) which is a nucleoside sugar chain antigen as a marker for lung cancer, non-small cell lung cancer, especially squamous epithelium of lung It is an inactive precursor of two kinds (PG I and PG II), an inactive precursor of Shifura (CYFRA) which is an effective tumor marker for detecting cancer, and pepsin which is a protein digestive enzyme secreted into gastric juice, Pepsinogen (PG), which is a marker of especially low-level gastric ulcer), duodenal ulcer (especially relapsed or refractory), Brunel adenoma, Solinger-Ellison syndrome, and acute gastritis
An acute phase reaction protein that changes in plasma due to tissue damage or infection. When necrosis occurs in myocardium due to acute myocardial infarction or the like, C-reactive protein (CRP), which shows a high value, plasma due to tissue damage or infection, Serum amyloid A protein (SAA), an acute phase reaction protein that changes in the blood, is a heme protein with a molecular weight of about 17500, mainly present in the heart muscle and skeletal muscle, and is a marker for acute myocardial infarction, muscular dystrophy, polymyositis, dermatomyositis It is an enzyme that mainly exists in the soluble fraction of myoglobin, skeletal muscle, and myocardium, and is released into the blood by cell damage. Acute myocardial infarction, hypothyroidism, progressive muscular dystrophy, polymyositis Creatine kinase (CK) that is a marker of skeletal muscle (CK-MM type derived from skeletal muscle, CK-BB type derived from brain and smooth muscle, and CK-MB type derived from myocardium) And mitochondrial isozymes and immunoglobulin-binding CK (macro CK)), a troponin complex formed with troponins I and C on thin filaments of striated muscle, and has a molecular weight of 39 involved in the regulation of muscle contraction Is a protein contained in cells of both skeletal muscle and myocardium, troponin T, which is a marker of rhabdomyolysis, myocarditis, myocardial infarction, and renal failure. , Meaning myocardial damage and necrosis, ventricular myosin light chain I as a marker of acute myocardial infarction, muscular dystrophy, renal failure, and chromogranin A, thioredoxin, 8-OhdG, which have recently been attracting attention as stress markers , Etc.

・標的物質検出用キット
本発明にかかる金結合性複合タンパク質を用いて標的物質検出用のキットを構成するこ
とができる。例えば、第二ドメイン及び必要に応じて用いられる第四ドメインに標的物質
に対して特異的に結合する抗体及びその変異体を用いた金結合性複合タンパク質と、金を
含む表面を有する基体と、基体上に金結合性複合タンパク質を介して固定された標的物質
を検出するための検出手段と、を含む標的物質検出用のキットを構成することができる。
金基体上に金結合性複合タンパク質を介して固定された標的物質の検出には、前述の表面
プラズモン共鳴測定装置を用いて測定することが可能である。また、金を少なくとも一部
に含んだ基体を標識物質として標的物質を検出方法が利用できる。このような金基板と標
的物質、標識物質と標的物質を仲介する物質としては、前述した金結合性複合タンパク質
を利用できる。これらの標的物質を認識し、結合する抗体断片を用いて金結合性複合タン
パク質を形成することにより本発明に使用することが可能である。
-Target substance detection kit A target substance detection kit can be constructed using the gold-binding complex protein of the present invention. For example, a gold-binding complex protein using an antibody that specifically binds to a target substance to the second domain and, if necessary, the fourth domain and a variant thereof, and a substrate having a surface containing gold, A target substance detection kit comprising a detection means for detecting a target substance immobilized on a substrate via a gold-binding complex protein can be constructed.
For detection of a target substance immobilized on a gold substrate via a gold-binding complex protein, measurement can be performed using the surface plasmon resonance measuring apparatus described above. Further, a method for detecting a target substance can be used by using a substrate containing at least a part of gold as a labeling substance. As such a gold substrate and a target substance, and a substance that mediates a labeling substance and a target substance, the aforementioned gold-binding complex protein can be used. An antibody fragment that recognizes and binds to these target substances can be used in the present invention by forming a gold-binding complex protein.

以下、本発明の実施例として金に対して結合を示すタンパク質の取得とその評価につい
て詳細に述べる。本発明は、本実施例の記載内容に何ら制限されるものではない。
Hereinafter, acquisition and evaluation of proteins showing binding to gold will be described in detail as examples of the present invention. The present invention is not limited to the description of the embodiment.

実施例1(抗体重鎖可変領域VHライブラリーの作製)
ヒト成人末梢血Bリンパ球由来Fabライブラリーを鋳型として、VHコード遺伝子を
以下のprimerを使用してPCR(タカラバイオ、LAキット)にて推奨の方法に準
じDNA複製を行う。プライマーは、以下のように設定した。
・back primers
(配列番号:78)
5'−TCGCAACTGCGGCCCAGCCGGCCATGGCCCAGGTGCA
GCTGGTGCAGTCTGG−3'
(配列番号:79)
5'−TCGCAACTGCGGCCCAGCCGGCCATGGCCCAGRTYCA
GCTGGTGCAGTCTGG−3'
(配列番号:80)
5'−TCGCAACTGCGGCCCAGCCGGCCATGGCCCAGSTRCA
GCTGCAGSAGTCRGG−3'
(配列番号:81)
5'−TCGCAACTGCGGCCCAGCCGGCCATGGCCSARGTGCA
GKTGGTGGAGTCTGG−3'
(配列番号:82)
5'−TCGCAACTGCGGCCCAGCCGGCCATGGCCCCAGTGTG
AGGTGCAGCTGGTGG−3'
(配列番号:83)
5'−TCGCAACTGCGGCCCAGCCGGCCATGGCCCAGGTGCA
GCTACAGSAGTGGGG−3'
・forward primers
(配列番号:84)
5'−ATTCTCGACTGCTAGCTGAGGAGACGGTGACCAGGGT
GCC−3'
(配列番号:85)
5'−ATTCTCGACTGCTAGCTGAAGAGACGGTGACCATTGT
CCC−3'
(配列番号:86)
5'−ATTCTCGACTGCTAGCTGAGGAGACGGTGACCAGGGT
TCC−3'
(配列番号:87)
5'−ATTCTCGACTGCTAGCTGAGGAGACGGTGACCGTGGT
CCC−3'
(1)上記Fabライブラリーを鋳型とし、上記プライマーを用いてPCRによるVH
コード遺伝子の増幅を行う。PCR条件:95℃×10min、(94℃×1min、6
0℃×2min、72℃×2min)×35cycle、72℃×6min)。
Example 1 (Preparation of antibody heavy chain variable region VH library)
Using a Fab library derived from human adult peripheral blood B lymphocytes as a template, DNA replication is performed according to the recommended method using PCR (Takara Bio, LA kit) using the following primers for the VH-encoding gene. Primers were set as follows.
・ Back primers
(SEQ ID NO: 78)
5'-TCGCAACTGCCGGCCCAGCCGG CCATGG CCCAGGTGCA
GCTGGTGCAGTCTGGG-3 '
(SEQ ID NO: 79)
5'-TCGCAACTGCCGGCCCAGCCGG CCATGG CCCAGRTYCA
GCTGGTGCAGTCTGGG-3 '
(SEQ ID NO: 80)
5'-TCGCAACTGCCGGCCCAGCCGG CCATGG CCCAGSTRCA
GCTGCAGSAGTCRGG-3 '
(SEQ ID NO: 81)
5'-TCGCAACTGCCGGCCCAGCCGG CCATGG CCSARGTGCA
GKTGGTGGAGTCTGG-3 '
(SEQ ID NO: 82)
5'-TCGCAACTGCCGGCCCAGCCGG CCATGG CCCCAGTGTG
AGGTGCAGCTGGTGG-3 '
(SEQ ID NO: 83)
5'-TCGCAACTGCCGGCCCAGCCGG CCATGG CCCAGGTGCA
GCTACAGSAGTGGGG-3 '
・ Forward primers
(SEQ ID NO: 84)
5'-ATTCTCGACTGCTAGCTGAGGAGACGGTGACCAGGGGT
GCC-3 '
(SEQ ID NO: 85)
5'-ATTCTCGACTGCTAGCTGAAGAGCGGTGACCATGTGT
CCC-3 '
(SEQ ID NO: 86)
5'-ATTCTCGACTGCTAGCTGAGGAGACGGTGACCAGGGGT
TCC-3 '
(SEQ ID NO: 87)
5'-ATTCTCGACTGCTAGCTGAGGAGACGGTGACCCGTGGT
CCC-3 '
(1) VH by PCR using the Fab library as a template and the above primers
Amplify the coding gene. PCR conditions: 95 ° C. × 10 min, (94 ° C. × 1 min, 6
0 ° C. × 2 min, 72 ° C. × 2 min) × 35 cycle, 72 ° C. × 6 min).

(2)タンパク発現用ベクターとして、pLUCK(Biochem Biophys
Res Commun.218、pp682、1996)のマルチクローニングサイト
を図11に示すようにのように改良したプラスミドpRA−XXを用意する。(Hind
IIIにつづき、シグナルペプチドであるpelBをコードする核酸配列を配置し、続いて
NcoI及びEcoRIの間に、NheI/SacII/SpeIの順に制限酵素部位を設
け、SacII/SpeIの間にHis×6をコードする核酸配列を設ける。また、アンピ
シリン耐性遺伝子、T7プラモーター、lacオペレーター、T7ターミネ−ター配列は
pluckと同じとした。)
(3)上記PCR産物及び上記プラスミドをNcoI/NheI(それぞれNew En
gland Biolabs)にて推奨の方法により制限酵素による切断を行う。
上記プラスミド制限酵素切断溶液を、スピンカラム 400HR(アマシャムサイエンス
)する。
(4)制限酵素により切断したPCR断片溶液を市販のゲル精製キット(SV Gel
and PCR Clean−up system: Promega社)を使用して精
製する。
(5)上記二つの断片を、市販のT4リガーゼキット(Roche社)を業者推奨の方法
にて調合しライゲーションを行う。図12aに示すVHコード遺伝子挿入ベクターを得る

(6)ライゲーション産物を用いてエレクトロポレーションによる大腸菌DS12S株の
形質転換を行った。ラージスケールでプラスミドの調製を行った。
(7)これらプラスミド溶液を系列希釈し、それぞれの溶液をエレクトロポレーションに
て大腸菌BL21(DE3)の形質転換を行い、同溶液にLB培地を700μL添加した
後に、37℃にて一時間振盪培養した。培養液を6000rpmで5分間遠心した後に、
上清650μLを廃棄した。
(8)残りの上清と沈殿画分を懸濁し、LB/Amp.プレートに撒き、37℃にて一晩
静置した。その結果、最終的におよそ5×105クローンを含む抗体VHライブラリーを
得た。
(9)次に、上記103倍希釈プレート3枚から任意に1000個のコロニーを選択し、
以下の工程でタンパク粗抽出液を調整する。各コロニ−をLB/amp. 3mL液体培
地に植え継ぎ、28℃にて6時間振盪培養を行う。次に、IPTGを終濃度1mMとなる
ように添加し、更に12時間振盪培養を行った。
(10)続いて、遠心(10,500rpm×5min)により、培養画分、上清菌体画
分を得た。
(11)得られた菌体画分を氷中で冷却したオスモチック溶液(0.5Mスクロース、1
M Tris−HCl(pH8.0)、0.5mMEDTA)200μLを加え、懸濁し
、氷中で10分間静置する。次に、冷やした滅菌水を1mLを加え、氷中に1時間静置す
る。遠心(6000rpm×30min)した後、上清を透析バック(MWCO10,0
00)に入れ、外液をTris+0.1% Tween20溶液(20mM Tris、
500mM NaCl)として、6時間毎に外液を交換しながら18時間透析を行う。
(2) As a protein expression vector, pLUCK (Biochem Biophys
Res Commun. 218, pp682, 1996), a plasmid pRA-XX having an improved multicloning site as shown in FIG. 11 is prepared. (Hind
Following III, a nucleic acid sequence encoding pelB, which is a signal peptide, is placed, followed by a restriction enzyme site in the order of NheI / SacII / SpeI between NcoI and EcoRI, and His × 6 between SacII / SpeI. Provide the nucleic acid sequence to encode. The ampicillin resistance gene, T7 promoter, lac operator, and T7 terminator sequence were the same as the plaque. )
(3) NcoI / NheI (each New En
cleave with a restriction enzyme according to the recommended method (Grand Biolabs).
The plasmid restriction enzyme cleavage solution is subjected to spin column 400HR (Amersham Science).
(4) A PCR fragment solution cleaved with a restriction enzyme was converted into a commercially available gel purification kit (SV Gel).
and PCR Clean-up system: Promega).
(5) The above two fragments are ligated by preparing a commercially available T4 ligase kit (Roche) according to the method recommended by the manufacturer. The VH-encoding gene insertion vector shown in FIG. 12a is obtained.
(6) The E. coli DS12S strain was transformed by electroporation using the ligation product. Plasmid preparation was performed on a large scale.
(7) These plasmid solutions are serially diluted, and each solution is transformed into E. coli BL21 (DE3) by electroporation. After adding 700 μL of LB medium to the same solution, shaking culture is performed at 37 ° C. for 1 hour. did. After centrifuging the culture at 6000 rpm for 5 minutes,
650 μL of supernatant was discarded.
(8) The remaining supernatant and the precipitate fraction are suspended, and LB / Amp. It plated on the plate and left still at 37 degreeC overnight. As a result, an antibody VH library containing about 5 × 10 5 clones was finally obtained.
(9) Next, arbitrarily select 1000 colonies from the three 10 3 -fold dilution plates,
The crude protein extract is prepared by the following steps. Each colony is labeled LB / amp. Transfer to 3 mL liquid medium and shake culture at 28 ° C. for 6 hours. Next, IPTG was added to a final concentration of 1 mM, and the shaking culture was further performed for 12 hours.
(10) Subsequently, a culture fraction and a supernatant cell fraction were obtained by centrifugation (10,500 rpm × 5 min).
(11) An osmotic solution (0.5 M sucrose, 1
Add 200 μL of M Tris-HCl (pH 8.0), 0.5 mM EDTA), suspend, and leave on ice for 10 minutes. Next, 1 mL of chilled sterilized water is added and left in ice for 1 hour. After centrifugation (6000 rpm × 30 min), the supernatant is dialyzed back (MWCO 10,0
00) and the external solution was added to Tris + 0.1% Tween20 solution (20 mM Tris,
Dialysis is performed for 18 hours while changing the external solution every 6 hours.

上記工程で得られた透析内液を金結合性抗体重鎖可変領域(VH)のスクリーニングの
サンプルとした。
The dialysis internal solution obtained in the above step was used as a sample for screening of the gold-binding antibody heavy chain variable region (VH).

実施例2(金結合性抗体重鎖可変領域(VH)のスクリーニング)
金結合性抗体重鎖可変領域(VH)のスクリーニング用基板として、金蒸着(厚み10
0nm)した96穴タイタープレートを用意した。実施例1で得られた1000のサンプ
ル溶液250μLを各wellに分注し、1時間緩やかに振盪する。上清を廃棄し、プレ
ートを裏返し、紙タオル上で10回叩き、水分を取り除く。洗浄工程として、Tris+
0.1%Tween20 200μLを各wellに加え、10分間緩やかに振盪し、こ
の作業を3回繰り返す。HRP結合抗His抗体(インビトロジェン社)を1:1000
0でTris+0.1%Tween20溶液で希釈した抗体溶液 200μLを各wel
lに分注し、1時間緩やかに振盪する。続いて、前記洗浄工程と同様の作業を行う。HR
P基質および発色材となるDetect Reagent1及び2(アマシャムサイエン
ス社)各100μLずつを各wellに分注し、1分間緩やかに浸透する。
ルミノールの化学発光量を定量する。
Example 2 (Screening of gold-binding antibody heavy chain variable region (VH))
As a substrate for screening of the gold-binding antibody heavy chain variable region (VH), gold deposition (thickness of 10
0-nm) 96-well titer plate was prepared. 250 μL of the 1000 sample solution obtained in Example 1 is dispensed into each well and gently shaken for 1 hour. Discard the supernatant, turn the plate over, and tap 10 times on a paper towel to remove moisture. As a cleaning process, Tris +
Add 200 μL of 0.1% Tween 20 to each well and gently shake for 10 minutes, repeating this procedure 3 times. 1: 1000 HRP-conjugated anti-His antibody (Invitrogen)
200 μL of antibody solution diluted with Tris + 0.1% Tween20 solution at 0
Dispense into 1 and shake gently for 1 hour. Subsequently, the same operation as the cleaning step is performed. HR
Dispense 100 μL each of P substrate and Detect Reagents 1 and 2 (Amersham Science Co., Ltd.) to be colorants into each well, and gently permeate for 1 minute.
Quantify the amount of chemiluminescence of luminol.

上記により化学発光が認められた15サンプルのコロニーを、LB/amp. 1.5
mLに植え継ぎ、37℃にて一晩振盪培養を行う。得られた菌体からSV MiniPr
ep DNA purification system(プロメガ社)を用いて、プラ
スミドを精製する。上記で得られた17つのVL提示ファージミドのDNA配列を以下の
方法にて配列を決定する。シークエンス用プライマーは、発現用ベクターのVHコード遺
伝子上流に位置するpelB配列部に設定する。シークエンス用のprimerは以下の
とおり。
pelB−back
(配列番号:88)5'−ccgct ggatt gttat tactc gc−3'
上記primerを使用し、業者推奨のシークエンス反応キットと反応液組成によりB
igDye−PCR反応を行った。温度サイクルは96℃×3min→(94℃×1mi
n→50℃×1min→68℃×4min)×30cycleとする。次に、エタノール
沈殿により精製した前記PCR産物をシークエンサー(ABI社製377)により塩基配
列を決定した。その結果、配列番号:58乃至配列番号:74の各配列を得た。
Fifteen sample colonies in which chemiluminescence was observed as described above were identified as LB / amp. 1.5
Transfer to mL and shake culture overnight at 37 ° C. From the cells obtained, SV MiniPr
The plasmid is purified using an ep DNA purification system (Promega). The DNA sequences of the 17 VL-displayed phagemids obtained above are determined by the following method. The sequencing primer is set in the pelB sequence portion located upstream of the VH coding gene of the expression vector. The sequencers are as follows.
pelB-back
(SEQ ID NO: 88) 5'-ccgct ggatt gttat tactc gc-3 '
Using the above primer, the sequence reaction kit and reaction solution composition recommended by the manufacturer
The igDye-PCR reaction was performed. The temperature cycle is 96 ° C. × 3 min → (94 ° C. × 1 mi
n → 50 ° C. × 1 min → 68 ° C. × 4 min) × 30 cycle. Next, the base sequence of the PCR product purified by ethanol precipitation was determined with a sequencer (ABI 377). As a result, the sequences of SEQ ID NO: 58 to SEQ ID NO: 74 were obtained.

実施例3(抗体軽鎖可変領域VLライブラリーの作製)
実施例1と同様方法により、ヒト末梢血細胞のFabライブラリーからVL遺伝子ライ
ブラリーを作製する。プライマーは以下のとおり。
・back primer
(配列番号:89)
5'−TCGCAACTGCGGCCCAGCCGGCCATGGCCGMCATYCA
GWTGACCCAGTCTCC−3'
(配列番号:90)
5'−TCGCAACTGCGGCCCAGCCGGCCATGGCCGATRTTGT
GATGACYCAGWCTCC−3'
(配列番号:91)
5'−TCGCAACTGCGGCCCAGCCGGCCATGGCCGAAATTGT
GWTGACGCAGTCTCC−3'
(配列番号:92)
5'−TCGCAACTGCGGCCCAGCCGGCCATGGCCGACATCGW
GHTGACCCAGTCTCC−3'
・forward primer
(配列番号:93)
5'−TTCTCGACTTGCGGCCGCACGTTTGATTTCCACCTT
GGTCCC−3'
(配列番号:94)
5'−TTCTCGACTTGCGGCCGCACGTTTGATCTCCAGCTTG
GTCCC−3'
(配列番号:95)
5'−TTCTCGACTTGCGGCCGCACGTTTGATATCCACTTT
GGTCCC−3'
(配列番号:96)
5'−TTCTCGACTTGCGGCCGCACGTTTGATCTCCACCTT
GGTCCC−3'
(配列番号:97)
5'−TTCTCGACTTGCGGCCGCACGTTTAATCTCCAGTCG
TGTCCC−3'
また、実施例1の(2)におけるタンパク発現用プラスミド作製を作製する際に、Nc
oI/SacII間のNheIをNotIに変更した以外は同様にしてプラスミドを作製し
、用いた。さらに、実施例1の(11)の工程終了時に得られたVLタンパク透析内液を
、金結合性抗体軽鎖可変領域(VL)のスクリーニングのサンプルとした。
Example 3 (Preparation of antibody light chain variable region VL library)
In the same manner as in Example 1, a VL gene library is prepared from a Fab library of human peripheral blood cells. Primers are as follows.
・ Back primer
(SEQ ID NO: 89)
5'-TCGCAACTGCCGGCCCAGCCGG CCATGG CCGMCATYCA
GWTGACCCAGTCCTCC-3 '
(SEQ ID NO: 90)
5'-TCGCAACTGCCGGCCCAGCCGG CCATGG CCGARTTTGT
GATGACYCAGWCTCC-3 '
(SEQ ID NO: 91)
5'-TCGCAACTGCCGGCCCAGCCGG CCATGG CCGAAATTGT
GWTGACCGCAGTCTCC-3 '
(SEQ ID NO: 92)
5'-TCGCAACTGCCGGCCCAGCCGG CCATGG CCGACATCGW
GHTGACCCAGTCCTCC-3 '
・ Forward primer
(SEQ ID NO: 93)
5'-TTTCTCGAACTTGCGGCCCCACGTTTGATTTCCCACTTT
GGTCCC-3 '
(SEQ ID NO: 94)
5'-TTTCTCGAACTTGCGGCCCCACGTTTGATCTCCAGCTTG
GTCCC-3 '
(SEQ ID NO: 95)
5'-TTTCTCGAACTTGCGGCCCCACGTTTGATATCCCACTTT
GGTCCC-3 '
(SEQ ID NO: 96)
5'-TTTCTCGAACTTGCGGCCCCACGTTTGATCTCCACCTT
GGTCCC-3 '
(SEQ ID NO: 97)
5'-TTTCTCGAACTTGCGGCCCCACGTTTAATCTCCAGTCG
TGTCCC-3 '
In addition, when preparing the plasmid for protein expression in (2) of Example 1, Nc
A plasmid was prepared and used in the same manner except that NheI between oI / SacII was changed to NotI. Furthermore, the VL protein dialysis internal solution obtained at the end of the step (11) of Example 1 was used as a sample for screening for the gold-binding antibody light chain variable region (VL).

実施例4(金結合性抗体軽鎖可変領域(VL)のスクリーニング)
スクリーニングサンプルを実施例3で得るサンプルとした以外は、実施例2と同様にし
て金結合性VLのスクリーニングを行なう。その結果、配列番号:75乃至配列番号:7
7の各配列を得た。
Example 4 (Screening of gold-binding antibody light chain variable region (VL))
The gold-binding VL is screened in the same manner as in Example 2 except that the screening sample is the sample obtained in Example 3. As a result, SEQ ID NO: 75 to SEQ ID NO: 7
Seven sequences were obtained.

以下、実施例1のヒト末梢血細胞Fab遺伝子ライブラリーより、ファージミド作製し
、金結合性VL、またはVHをスクリーニングする。
Hereinafter, a phagemid is prepared from the human peripheral blood cell Fab gene library of Example 1, and gold-binding VL or VH is screened.

実施例5(金親和性VL提示ファージ群のスクリーニング)
以下の手順により、VL提示ファージライブラリーを作製し、金に結合性を示すファー
ジ群の選択を行なう。
(1)VL提示用ファージミド
ヒト成人末梢血Bリンパ球由来Fabライブラリーを鋳型として、プライマーとして実
施例3で用いた配列番号:89乃至配列番号:97を用いてVLコード遺伝子を複製する
。更に、M13ファージのコートタンパクであるPIIIタンパクのN末端の一部を欠損さ
せ、更にVLタンパクが融合されて発現されるように作製されたVL提示ファージミド(
図12b)のライブラリを使用する。(Biochem Biophys Res Co
mmun. 1996、218,pp682)
(2)VL断片提示ファージライブラリー作製
1)形質転換
上記VLコード遺伝子ライブラリー(350ng/μL)1μLを大腸菌DH12S
40μLにエレクトロポレーション(印加電圧:1.5KV、抵抗:186Ω容量:50
μF、)にて形質転換する。次に、以下の手順でVL提示ファージライブラリーを調整す
る。
2)培養
(i)形質転換後のDH12S溶液にLB培地800μL加え、37℃にて1時間、振盪
培養(140rpm)する。
(ii)上記培養液を20mL LB培地+終濃度アンピシリン100μg/mL(LB/
amp.)に加え、37℃にて3〜4時間培養する。
(iii)ヘルパーファージであるM13KO7 40μLを加え、更に1時間、100r
pmにて振盪培養する。
(iv)50mg/mL カナマイシン溶液を終濃度50μg/mLとなるように加えて、
37℃にて振盪培養(100rpm)を行なう。
3)VL提示ファージライブラリーの回収
(i)上記培養液に20%PEG/500mMNaClを5mL加え、氷中に1時間以上
放置する。
(ii)遠心(6500rpm×35分間)にて、上清を丁寧に取り除く。
(iii)沈殿をPBSバッファー500μLで懸濁し、VL提示ファージ溶液を得る。
4)VL提示ファージライブラリーのタイター評価
(i)JM109グリセロールストック 10μLをLBに加え、37℃にて振盪培養す
る。
(ii)上記3)で調整したVL提示ファージ溶液をLB培地により系列希釈溶液を準備す
る。
(iii)OD600が〜0.5となった(a)培養液750μLに系列(×10-6〜10-10
)希釈液10μLを加え、37℃にて1時間振盪培養する。
(iv)遠心(6000rpm×5min)を行い、培養上清700μLを除く。
(v)残った培地上清と沈殿をピペッティングにて懸濁し、LB/amp.プレートに撒
き、37℃にて一晩静置する。
(vi)コロニ−が100以下となる希釈濃度プレート上に生じたコロニーをカウントし
て、VL提示ファージライブラリー溶液のタイター価とする。
Example 5 (Screening of gold-affinity VL display phage group)
According to the following procedure, a VL-displayed phage library is prepared, and a phage group exhibiting binding property to gold is selected.
(1) Phagemid for VL display Using a human adult peripheral blood B lymphocyte-derived Fab library as a template, the VL-encoding gene is replicated using SEQ ID NO: 89 to SEQ ID NO: 97 used in Example 3 as primers. Furthermore, a VL-displayed phagemid prepared such that a part of the N-terminus of the PIII protein, which is a coat protein of M13 phage, is deleted and the VL protein is fused and expressed (
The library of FIG. 12b) is used. (Biochem Biophys Res Co
mmun. (1996, 218, pp682)
(2) Preparation of VL fragment-displaying phage library 1) Transformation 1 μL of the above VL-encoding gene library (350 ng / μL) was transformed into E. coli DH12S
Electroporation to 40 μL (applied voltage: 1.5 KV, resistance: 186Ω capacity: 50
Transformation with μF). Next, the VL-displayed phage library is prepared according to the following procedure.
2) Culture (i) 800 μL of LB medium is added to the DH12S solution after transformation, and shaking culture (140 rpm) is performed at 37 ° C. for 1 hour.
(Ii) The above culture broth was added to 20 mL LB medium + final concentration ampicillin 100 μg / mL (LB /
amp. In addition, the cells are cultured at 37 ° C. for 3 to 4 hours.
(Iii) 40 μL of M13KO7, a helper phage, was added, and then for 1 hour, 100 r
Culture with shaking at pm.
(Iv) Add 50 mg / mL kanamycin solution to a final concentration of 50 μg / mL,
Perform shaking culture (100 rpm) at 37 ° C.
3) Recovery of VL-displayed phage library (i) Add 5 mL of 20% PEG / 500 mM NaCl to the above culture and leave it on ice for 1 hour or longer.
(Ii) The supernatant is carefully removed by centrifugation (6500 rpm × 35 minutes).
(Iii) The precipitate is suspended in 500 μL of PBS buffer to obtain a VL display phage solution.
4) Titer evaluation of VL-displayed phage library (i) 10 μL of JM109 glycerol stock is added to LB and cultured with shaking at 37 ° C.
(Ii) A serially diluted solution of the VL-displayed phage solution prepared in 3) above is prepared using LB medium.
(Iii) The OD 600 was ˜0.5 (a) A series of 750 μL of culture broth (× 10 −6 to 10 −10
) Add 10 μL of the diluted solution and incubate with shaking at 37 ° C. for 1 hour.
(Iv) Centrifuge (6000 rpm × 5 min) to remove 700 μL of culture supernatant.
(V) The remaining medium supernatant and precipitate are suspended by pipetting, and LB / amp. Spread on a plate and let stand at 37 ° C. overnight.
(Vi) Count colonies generated on a diluted concentration plate with a colony of 100 or less, and use it as the titer value of the VL-displayed phage library solution.

得られたVL提示ファージライブライリー溶液: 5×109cfu/μL(3)金微
粒子を用いたVLパニング
上記作製したファージライブラリー溶液と金微粒子(1.5μmφ:アルドリッチ社製
)を用いて以下の方法によるパニング作業を5ラウンド繰り返し、金結合性VLを提示す
るファージ群を選択することを目的とした。
Obtained VL-displayed phage library: 5 × 10 9 cfu / μL (3) VL panning using gold microparticles Using the phage library solution prepared above and gold microparticles (1.5 μmφ: manufactured by Aldrich) The panning operation by the above method was repeated 5 rounds, and the purpose was to select phage groups displaying gold-binding VL.

1)結合実験
(i)滅菌済エッペンチューブ(1.5mL)に上記ファージ溶液(溶液中の全ファージ
数が1010cfuとなる量)に対して、上記金微粒子溶液(50mg/PBS1mL)
10μL、更にPBS+0.1%Tween20(PBST)を全量が1000μLにな
るように加え、結合反応溶液とした。
(ii)上記結合反応溶液を室温にて緩やかに回転させながら30分間保持した。
(iii)上記(ii)を遠心(10,000rpm×5min)して、溶液上清を丁寧に廃
棄する。
2)洗浄(非特異吸着物の洗浄)
(i)上記エッペンチューブ中の金微粒子にPBST500μLを加え、室温にて緩やか
に回転させながら10分間保持する。
(ii)遠心(10,000rpm×5min)し、洗浄上清を丁寧に廃棄する。
(iii)上記(i)及び(ii)を10回繰り返す。
3)酸溶出と酸溶出画分のタイター評価
上記2)で得られた金微粒子に吸着したファージタイターを評価を以下の手順にて確認
する。
3)−1 酸溶出
(i)先浄後の金微粒子に対して、0.2MGly−HCl(pH2.2)115μL加
えた。1分間緩やかに上下に回転させながら保持する。
(ii)遠心(10,000rpm×5min)にて、上清を酸溶出画分として回収する。
(iii)回収した酸溶出画分を1MTris−HCl 15μLを加え、中和する。
(iv)中和後の酸溶出液1μLを系列希釈し、前記タイター評価法によりタイター値を側
定する。
(v)残りの酸溶出画分をすばやく金微粒子画分と合わせ、再度懸濁する。
3)−2 タイター評価
(2)―3)、4)と同様にして、タイター評価を行い、以下のような結果を得る。
1ラウンド:9.8×102 cfu
2ラウンド:1.0×103 cfu
3ラウンド:7.8×102 cfu
4ラウンド:1.3×103 cfu
5ラウンド:1.1×104 cfu
4)再感染及びファージ増幅
4ラウンド目までは、3)で得られた金微粒子に吸着したファージ群を大腸菌に再感染
工程を経ることによりファージ数を増幅させて、次パニング用のファージ溶液を準備する

(i)再感染及びファージ増幅用に大腸菌JM109をLB培地20mLで37℃にて振
盪培養(140rpm)する。
(ii)OD600=0.3〜0.5となった(a)の大腸菌培養液に前記3)の金微粒子懸
濁液を加え、37℃にて1時間振盪培養(140rpm)を行なう。
(iii)終濃度が100μg/mLになるようにアンピシリンを加え、振盪培養を37℃
にて2時間行なう。
(iv)ヘルパーファージM13KO7 40μLを加え、振盪速度を100rpmに落と
して37℃にて培養を1時間行なう。
(v)終濃度が50μg/mLになるようにカナマイシンを加え、振盪培養を37℃にて
終夜培養を行なう。
(vi)(2)―3)、4)と同様の操作により培養上清中のファージを回収し、ファー
ジ溶液を作製する。さらに、タイター値を評価し、増幅されていることを確認する。
以下の増幅後に得られたタイター値を示す。
1ラウンド:2.4×109 cfu
2ラウンド:8.1×108 cfu
3ラウンド:1.8×109 cfu
4ラウンド:1.1×1010 cfu
(iv)ファージELISA
1)ELISA用金蒸着基板の作製
実施例2と同じ金蒸着(厚み100nm)を行った96穴タイタープレート(BD社、
ポリスチレン)を用いて、ファージELISA用の基板とする。
2)VL提示ファージ単クローン調整
前記(3)‐4)の5ラウンド目のタイター評価での×104の希釈プレート上に発現
した11個のコロニーをからファージミドを以下の手順により回収する。
(i)各コロニーをLB/amp. 20mLで37℃にて培養する。
(ii)ヘルパーファージM13KO7 40μLを加え、振盪速度を100rpmに落と
して37℃にて培養を1時間行なう。
(iii)終濃度が50μg/mLになるようにカナマイシンを加え、振盪培養を37℃に
て終夜培養を行なう。
(iv)(2)−3)、4)と同様の操作により培養上清中のファージを回収し、ファージ
溶液を作製する。さらに、タイター値を評価し、増幅されていることを確認する。
以下の増幅後に得られたタイター値を示す
No.1:3.8×109 cfu
No.2:9.0×108 cfu
No.3:2.4×109 cfu
No.4:1.0×109 cfu
No.5:9.7×107 cfu
No.6:4.4×108 cfu
No.7:6.2×109 cfu
No.8:8.9×107 cfu
No.9:1.4×109 cfu
No.10:1.1×1010 cfu
No.11:4.9×109 cfu
2)ファージ溶液の調整
1)で得られた各ファージ溶液をタイター値が109cfuから順次1/10となるよ
うに希釈系列を各200μLを以下の組成で作製する。
VL提示ファージ溶液:xμL
スーパーブロッキングバッファー(PIERCE社):20μL
0.5%Tween20/PBS:x/5μL
PBS:180−(6x/5)μL
3)ELISA
(i)金蒸着タイタープレートに系列希釈したVL提示ファージ溶液をそれぞれ80μL
分注し、シェイカーで緩やかに1時間攪拌する。
(ii)ファージ溶液を取り除き、各wellにPBST 90μLを分注して10分間攪
拌し、洗浄上清を廃棄する。この作業を3回繰り返す。
(iii)HRP−Anti M13イムノグロブリン/SBB/PBS(1/1000:
1:10)溶液75μlを各wellに分注した後に、シェイカーにて1時間緩やかに攪
拌する。
(iv)上記イムノグロブリン溶液の上清を廃棄する。次に、PBST 90μL/wel
lを分注し、10分間攪拌し、洗浄上清を廃棄する。この洗浄作業を3回繰り返す。
(v)detection reagent 1、2(Amasham BIOSIEN
CE) を各35μL/wellずつ分注し、1分間緩やかに攪拌しながら反応させる。
(vi)ルミノールの発光強度を測定した。発光強度の高いNo.1、No.2、No.3
を金結合性VL提示ファージクローンとする。
1) Binding experiment (i) The above-mentioned gold microparticle solution (50 mg / PBS 1 mL) against the above-mentioned phage solution (the amount in which the total number of phage in the solution is 1010 cfu) in a sterilized Eppendorf tube (1.5 mL)
10 μL, and further PBS + 0.1% Tween 20 (PBST) were added to a total volume of 1000 μL to obtain a binding reaction solution.
(Ii) The binding reaction solution was held for 30 minutes while gently rotating at room temperature.
(Iii) The above (ii) is centrifuged (10,000 rpm × 5 min), and the solution supernatant is carefully discarded.
2) Washing (washing of non-specifically adsorbed materials)
(I) Add 500 μL of PBST to the gold fine particles in the Eppendorf tube and hold for 10 minutes while gently rotating at room temperature.
(Ii) Centrifuge (10,000 rpm × 5 min) and carefully discard the washing supernatant.
(Iii) Repeat (i) and (ii) above 10 times.
3) Acid elution and titer evaluation of the acid elution fraction The evaluation of the phage titer adsorbed on the gold fine particles obtained in 2) above is confirmed by the following procedure.
3) -1 Acid elution (i) 115 μL of 0.2MGly-HCl (pH 2.2) was added to the pre-cleaned gold fine particles. Hold gently rotating up and down for 1 minute.
(Ii) The supernatant is collected as an acid elution fraction by centrifugation (10,000 rpm × 5 min).
(Iii) Add 15 μL of 1M Tris-HCl to neutralize the collected acid elution fraction.
(Iv) 1 μL of the neutralized acid eluate is serially diluted, and the titer value is determined by the titer evaluation method.
(V) The remaining acid-eluting fraction is quickly combined with the gold fine particle fraction and suspended again.
3) -2 Titer evaluation (2) -3) Perform titer evaluation in the same manner as 4), and obtain the following results.
1 round: 9.8 × 10 2 cfu
2 rounds: 1.0 × 10 3 cfu
3 rounds: 7.8 × 10 2 cfu
4 rounds: 1.3 × 10 3 cfu
5 rounds: 1.1 × 10 4 cfu
4) Reinfection and phage amplification Until the 4th round, the phage group adsorbed to the gold fine particles obtained in 3) is subjected to a reinfection process in E. coli to amplify the number of phages, and a phage solution for the next panning is obtained. prepare.
(I) E. coli JM109 is cultured with shaking (140 rpm) at 37 ° C. in 20 mL of LB medium for reinfection and phage amplification.
(Ii) The gold fine particle suspension of 3) above is added to the E. coli culture solution of (a) where OD 600 = 0.3 to 0.5, and shaking culture (140 rpm) is performed at 37 ° C. for 1 hour.
(Iii) Add ampicillin to a final concentration of 100 μg / mL and shake culture at 37 ° C.
For 2 hours.
(Iv) 40 μL of helper phage M13KO7 is added, the shaking speed is lowered to 100 rpm, and the culture is performed at 37 ° C. for 1 hour.
(V) Kanamycin is added so that the final concentration is 50 μg / mL, and shaking culture is performed at 37 ° C. overnight.
(Vi) The phage in the culture supernatant is collected by the same operation as in (2) -3) and 4) to prepare a phage solution. Furthermore, the titer value is evaluated to confirm that it is amplified.
The titer values obtained after amplification are shown below.
1 round: 2.4 × 10 9 cfu
2 rounds: 8.1 × 10 8 cfu
3 rounds: 1.8 × 10 9 cfu
4 rounds: 1.1 × 10 10 cfu
(Iv) Phage ELISA
1) Production of gold-deposited substrate for ELISA 96-well titer plate (BD,
Polystyrene) is used as a substrate for phage ELISA.
2) Preparation of VL-displayed phage single clone Phagemids are recovered from 11 colonies expressed on a dilution plate of 10 4 in the titer evaluation in the fifth round of (3) -4) by the following procedure.
(I) Each colony was LB / amp. Incubate in 20 mL at 37 ° C.
(Ii) 40 μL of helper phage M13KO7 is added, the shaking speed is lowered to 100 rpm, and the culture is performed at 37 ° C. for 1 hour.
(Iii) Kanamycin is added so that the final concentration is 50 μg / mL, and shaking culture is performed at 37 ° C. overnight.
(Iv) (2) -3) The phage in the culture supernatant is recovered by the same operation as in 4) to prepare a phage solution. Furthermore, the titer value is evaluated to confirm that it is amplified.
No. indicating the titer value obtained after amplification below. 1: 3.8 × 10 9 cfu
No. 2: 9.0 × 10 8 cfu
No. 3: 2.4 × 10 9 cfu
No. 4: 1.0 × 10 9 cfu
No. 5: 9.7 × 10 7 cfu
No. 6: 4.4 × 10 8 cfu
No. 7: 6.2 × 10 9 cfu
No. 8: 8.9 × 10 7 cfu
No. 9: 1.4 × 10 9 cfu
No. 10: 1.1 × 10 10 cfu
No. 11: 4.9 × 10 9 cfu
2) Preparation of phage solution Prepare 200 μL of each dilution series with the following composition so that each phage solution obtained in 1) has a titer value of 1/10 sequentially from 10 9 cfu.
VL display phage solution: x μL
Super blocking buffer (PIERCE): 20 μL
0.5% Tween20 / PBS: x / 5 μL
PBS: 180- (6x / 5) μL
3) ELISA
(I) 80 μL of each VL-displayed phage solution serially diluted in a gold-deposited titer plate
Dispense and gently stir for 1 hour on a shaker.
(Ii) Remove the phage solution, dispense 90 μL of PBST to each well, stir for 10 minutes, and discard the washing supernatant. Repeat this operation three times.
(Iii) HRP-Anti M13 immunoglobulin / SBB / PBS (1/1000:
1:10) After 75 μl of the solution is dispensed into each well, gently stir with a shaker for 1 hour.
(Iv) Discard the supernatant of the immunoglobulin solution. Next, PBST 90μL / wel
Dispense l, stir for 10 minutes and discard the wash supernatant. This washing operation is repeated three times.
(V) detection reagent 1, 2 (Amasham BIOSIEEN
CE) is dispensed at 35 μL / well and allowed to react with gentle stirring for 1 minute.
(Vi) Luminol emission intensity was measured. No. with high emission intensity. 1, no. 2, no. 3
Is a gold-binding VL-displaying phage clone.

上記4つのファージクローンよりファージミドを単離し、金結合性VLの塩基並びにア
ミノ酸配列を明らかにした。次に、発現ベクターを作製し、タンパクを発現させて表面プ
ラズモン共鳴(SPR)金基板上に結合性を確認する。
Phagemids were isolated from the above four phage clones, and the base and amino acid sequence of gold-binding VL were clarified. Next, an expression vector is prepared, the protein is expressed, and the binding property is confirmed on a surface plasmon resonance (SPR) gold substrate.

実施例6(金親和性VLタンパクの取得)
(1)ファージミドの回収
実施例5(3)‐4)の5ラウンド目のタイター評価での×104の希釈プレート上に
発現した前記No.7に相当するコロニーからファージミドを以下の手順により回収した

(i)各コロニーをLB/amp. 1.6mLで37℃にて終夜培養する。
(ii)Minipreps SV plus DNA Purification sy
stem(promega)を用い、業者推奨の方法にてファージミドを回収する。
(2)発現ベクター作製
上記3種のVLタンパクを発現する発現ベクターを以下の構成で構築する。実施例1の
図11に示すpRA−XX及上記(1)で得られたファージミドを各々のNcoI及びN
otIを用いて制限酵素反応により切断する。得られたVL断片をpRA−XXに挿入し
、VLコード核酸を融合タンパクとして発現されるプラスミドpRA−VLNo,n(n
:クローン番号)を作製する。(図13)
(3)タンパク発現及び精製
以下、上記で得られた3つのVLタンパク発現用ベクターを用いてVLタンパクを発現
させる。
1)形質転換
上記発現ベクターを用いて、BL21(DE3)コンピテントセル40μLを形質転換
する。形質転換は、ヒートショックを氷中→42℃×90sec→氷中の条件でおこなう

ヒートショックにより形質転換した上記BL21溶液にLB培地750μLを加え、一時
間37℃にて振盪培養を行なう。その後、6000rpm×5分間遠心を行い、培養上清
650μLを廃棄し、残った培養上清と沈殿となった細胞画分を攪拌し、LB/amp.
プレートに撒き、一晩37℃にて静置する。
2)予備培養
プレート上のコロニーを無作為に選択し、3.0mL LB/amp.培地にて28℃に
て一晩振盪培養を行なう。
3)本培養
上記予備培養溶液を2×YT培地 750MLに植え継ぎ、更に培養を28℃にて継続す
る。OD600が0.8を越えた時点で、終濃度が1mMとなるようにIPTGを加え、
更に28℃にて終夜培養を行なう。
4)精製
(i)硫安沈殿
3)で得られた培養液を6000rpm×30min遠心し、培養上清を得た。
得られた培養上清重量を計測し、培養上清重量の60%の硫酸アンモニウムを徐々に加え
る。一晩4℃にて攪拌する。
(ii)脱塩
(i)液を8000rpm×20minで遠心し、上清を廃棄する。得られた沈殿を2
0mM Tris/500mM NaCl(以下、Tris溶液)15mLを加え、4℃
にて一晩浸し、溶解させる。次に、得られた上記溶解液を透析用セルロースチューブ(三
光純薬製)に入れ、外液をTris溶液として4℃にて透析を行い、脱塩を行なう。(外
液は6時間毎に交換した)
(iii)金属キレートカラム
金属キレートカラム担体として、His−Bind(Novagen社製)を用いる。
カラム調整やサンプル負荷、及び洗浄工程は、前記業者の推奨方法に準拠し、4℃にて行
った。目的であるHisタグ融合のVLタンパク溶出は500mMイミダゾール/Tri
s溶液にて行なう。
溶出液のSDS−PAGE(アクリルアミド15%)の結果、単一バンドであり、精製さ
れていることを確認する。上記溶出液に対して、外液をTris溶液として再び透析を行
い、溶出液中のイミダゾールの除去を行なう。更に、外液をリン酸バッファー(以下、P
BS)に替え、バッファー置換を行い、SPR用VLタンパク溶液とする。
Example 6 (Acquisition of gold affinity VL protein)
(1) Recovery of phagemid The above-mentioned No. 5 expressed on the × 10 4 dilution plate in the titer evaluation in the fifth round of Example 5 (3) -4). Phagemid was recovered from the colony corresponding to 7 by the following procedure.
(I) Each colony was LB / amp. Incubate overnight at 37 ° C in 1.6 mL.
(Ii) Minipreps SV plus DNA Purification sy
Using a stem (promega), the phagemid is recovered by a method recommended by the manufacturer.
(2) Preparation of expression vector Expression vectors expressing the above three types of VL proteins are constructed with the following constitution. The pRA-XX shown in FIG. 11 of Example 1 and the phagemid obtained in (1) above were converted into NcoI and N
Cleave by restriction enzyme reaction using otI. The obtained VL fragment is inserted into pRA-XX, and the plasmid pRA-VLNo, n (n
: Clone number). (Fig. 13)
(3) Protein expression and purification Hereinafter, VL protein is expressed using the three VL protein expression vectors obtained above.
1) Transformation 40 μL of BL21 (DE3) competent cells are transformed with the above expression vector. Transformation is performed under conditions of heat shock in ice → 42 ° C. × 90 sec → ice.
750 μL of LB medium is added to the BL21 solution transformed by heat shock, and shaking culture is performed at 37 ° C. for 1 hour. Thereafter, centrifugation was performed at 6000 rpm for 5 minutes, 650 μL of the culture supernatant was discarded, the remaining culture supernatant and the precipitated cell fraction were stirred, and LB / amp.
Spread on a plate and let stand at 37 ° C overnight.
2) A colony on the preculture plate was randomly selected and 3.0 mL LB / amp. Shake culture overnight at 28 ° C. in the medium.
3) Main culture The above-mentioned preculture solution is transferred to 750 mL of 2 × YT medium, and the culture is further continued at 28 ° C. When OD600 exceeds 0.8, add IPTG so that the final concentration is 1 mM,
The culture is further performed overnight at 28 ° C.
4) Purification (i) Ammonium sulfate precipitation The culture solution obtained in 3) was centrifuged at 6000 rpm for 30 minutes to obtain a culture supernatant.
The obtained culture supernatant weight is measured, and ammonium sulfate of 60% of the culture supernatant weight is gradually added. Stir overnight at 4 ° C.
(Ii) Desalination (i) The solution is centrifuged at 8000 rpm × 20 min, and the supernatant is discarded. The resulting precipitate is 2
Add 15 mL of 0 mM Tris / 500 mM NaCl (hereinafter referred to as Tris solution) and add 4 ° C.
Soak overnight to dissolve. Next, the obtained solution is put into a dialysis cellulose tube (manufactured by Sanko Junyaku Co., Ltd.), and the external solution is dialyzed at 4 ° C. as a Tris solution to perform desalting. (External liquid was changed every 6 hours)
(Iii) Metal chelate column As a metal chelate column carrier, His-Bind (manufactured by Novagen) is used.
The column adjustment, sample loading, and washing step were performed at 4 ° C. in accordance with the recommended method of the supplier. The target His tag fusion VL protein elution is 500 mM imidazole / Tri.
s Solution is used.
As a result of SDS-PAGE (acrylamide 15%) of the eluate, it is confirmed that it is a single band and is purified. The eluate is dialyzed again using the external solution as a Tris solution to remove imidazole in the eluate. Furthermore, the external solution is added to phosphate buffer (hereinafter referred to as P
Instead of BS), buffer substitution is performed to obtain a VL protein solution for SPR.

実施例7(SPR測定)
実施例6で得られたVLタンパク質の金に対する結合性をSPRにて測定した。SPR
測定装置として、BIAcore2000(BIAcore社製)を使用し、被結合物の
金基板としては同社のSIA−kit Auの金蒸着ガラス基板を使用する。
以下の条件において測定を行なう。
ランニングバッファー:PBST
温度:25℃
流速:20μL/min
サンプル:VLタンパク/PBST
インジェクション量:20μL
結合性が確認される結合カーブを得る(図9)。
Example 7 (SPR measurement)
The binding of VL protein obtained in Example 6 to gold was measured by SPR. SPR
BIAcore 2000 (manufactured by BIAcore) is used as a measuring device, and a gold-deposited glass substrate of SIA-kit Au of the same company is used as the gold substrate of the object to be bonded.
Measurement is performed under the following conditions.
Running buffer: PBST
Temperature: 25 ° C
Flow rate: 20 μL / min
Sample: VL protein / PBST
Injection volume: 20μL
A binding curve in which binding properties are confirmed is obtained (FIG. 9).

実施例8(VLタンパクの塩基及びアミノ酸配列の決定)
上記で得られたVL No,7のDNA配列を以下の方法にて配列を決定した。
シークエンス用プライマーは、VLコード遺伝子上流に位置するpelB配列部に設定し
た。シークエンス用のprimerは以下のとおり。実施例2と同様に、
pelB−back
(配列番号:88)
5'−ccgct ggatt gttat tactc gc−3'
のprimerを使用し、業者推奨のシークエンス反応キットと反応液組成によりBig
Dye−PCR反応を行った。温度サイクルは96℃×3min→(94℃×1min→
50℃×1min→68℃×4min)×30cycle→4℃とする。次に、エタノー
ル沈殿により精製した前記PCR産物をシークエンサー(ABI社製377)により塩基
配列を決定する。以下の結果を得る。No.7は実施例12の配列番号:76と同じ塩基
配列である。
Example 8 (Determination of base and amino acid sequence of VL protein)
The DNA sequence of VL No. 7 obtained above was determined by the following method.
The sequencing primer was set in the pelB sequence part located upstream of the VL coding gene. The sequencers are as follows. Similar to Example 2,
pelB-back
(SEQ ID NO: 88)
5'-ccgct ggatt gttat tactc gc-3 '
Of Primer, and the Big by the sequence reaction kit and reaction solution composition recommended by the manufacturer
Dye-PCR reaction was performed. The temperature cycle is 96 ° C. × 3 min → (94 ° C. × 1 min →
50 ° C. × 1 min → 68 ° C. × 4 min) × 30 cycle → 4 ° C. Next, the base sequence of the PCR product purified by ethanol precipitation is determined with a sequencer (ABI 377). The following results are obtained. No. 7 is the same base sequence as SEQ ID NO: 76 of Example 12.

実施例9(金親和性VH提示ファージ群のスクリーニング)
以下の手順により、VH提示ファージライブラリーを作製し、金に結合性を示すファー
ジ群の選択を行なう。
(1)VH提示用ファージミド
実施例1と同様にヒト成人末梢血Bリンパ球由来Fabライブラリーを鋳型として、プ
ライマーは実施例1と同様に配列番号:80乃至配列番号:89を使用する。VHコード
遺伝子を複製した。更に、M13ファージのコートタンパクであるPIIIタンパクのN
末端の一部を欠損させ、更にVHタンパクが融合されて発現されるように作製されたVH
提示ファージミド(図12a)のライブラリを使用する。
(2)VH提示ファージライブラリー作製
以下、(1)を用いたことを除いては実施例5(2)と同様にしてVH提示ファージラ
イブラリーを作製する。得られるVH提示ファージライブライリー溶液: 1×109
cfu/μL
(3)金微粒子を用いたVHパニング
上記(2)で作製したファージライブラリー溶液を用いた以外は、実施例5(3)と同
様に金結合性VHを提示するファージ群を選択するパニングを行なう。
1)結合実験
以下、実施例5と同様の2)洗浄、3)酸溶出及びタイター評価を行った。
1ラウンド:9.8×102 cfu
2ラウンド:1.0×103 cfu
3ラウンド:7.8×102 cfu
4)再感染及びファージ増幅
実施例5と同様の方法で行った。以下の増幅後に得られたタイター値を示す
1ラウンド:2.4×109 cfu
2ラウンド:8.1×108 cfu
(4)ファージELISA
(1)EISA用金蒸着基板の作製
実施例5と同様ファージELISA用の基板とした。
2)VL提示ファージ単クローン調整
前記VHパニング作業の3ラウンド目のタイター評価での×104の希釈プレート上に
発現した20個のコロニーからファージミドを実施例1と同様にして回収した。以下の得
られたVH提示ファージ単クローン溶液のタイター値を示す。
No.1:3.8×109 cfu
No.2:9.0×108 cfu
No.3:2.4×109 cfu
No.4:1.0×109 cfu
No.5:9.7×107 cfu
No.6:4.4×108 cfu
No.7:6.2×109 cfu
No.8:8.9×107 cfu
No.9:1.4×109 cfu
No.10:1.1×1010 cfu
No.11:4.9×109 cfu
No.12:9.0×108 cfu
No.13:2.4×109 cfu
No.14:1.0×109 cfu
No.15:9.7×107 cfu
No.16:4.4×108 cfu
No.17:6.2×109 cfu
No.18:8.9×107 cfu
No.19:1.4×109 cfu
No.20:1.1×1010 cfu
2)ファージ溶液の調整
1)で得られた各ファージ溶液をタイター値が109cfuから順次1/10となるよ
うに希釈系列を各200μLを以下の組成で作製した。
VH提示ファージ溶液:xμL
可溶化VL溶液(50ng):1μL
スーパーブロッキングバッファー(PIERCE社):20μL
0.5%Tween20/PBS: x/5μL
PBS:179−(6x/5)μL
3)ファージELISA
実施例1と同様の作業にてファージELISAを行った。
比較であるVHライブラリー溶液よりも発光強度の高い3クローンを金結合性VH提示フ
ァージクローンとした。(No.2、4、6)
実施例10(金親和性VHタンパクの取得)
上記3ファージクローンよりファージミドを単離し、それらの発現ベクターを作製した
後にタンパクを発現させて表面プラズモン共鳴(SPR)金基板上に結合性を確認する。
更にそれらの金結合性VHの塩基並びにアミノ酸配列を明らかにする。
(1)ファージミドの回収
3ラウンド目のタイター評価での×104の希釈プレート上に発現した15クローンに
対応するコロニーからファージミドを以下の手順により回収した。
(a)各コロニーをLB/amp. 1.6mLで37℃にて終夜培養した。
(b)Minipreps SV plus DNA Purification sy
stem(promega)を用い、業者推奨の方法にてファージミドを回収した。
(2)発現ベクター作製
上記3種のVHタンパクを発現する発現ベクターを以下の構成で構築する。
PET−15b(Novagen社)のマルチクローニングサイトを変更し、pUT−X
Xとする。前記pUT−XX及上記(1)で得られたファージミドを各々のNcoI及び
NheIを用いて制限酵素反応により切断する。得られたVH断片をpUT−XXに挿入
し、VHコード核酸を融合タンパクとして発現されるプラスミドpRA−7sn,(n:
上記ファージクローン番号)を作製する。(図14)
(3)タンパク発現及び精製
上記(発現ベクターを、個別の系において以下に記すタンパク発現及び精製工程で処理
を行い、3種類(7s2、7s4、7s6)のVHとして取得する。
1)形質転換
上記2つの発現ベクターを、それぞれ異なるBL21(DE3)コンピテントセル溶液
40μLを形質転換する。形質転換は、ヒートショックを氷中→42℃×90sec→
氷中の条件でおこなう。ヒートショックにより形質転換した上記BL21溶液にLB培地
750μLを加え、一時間37℃にて振盪培養を行った。その後、6000rpm×5分
間遠心を行い、培養上清650μLを廃棄し、残った培養上清と沈殿となった細胞画分を
攪拌し、LB/amp.プレートに撒き、一晩37℃にて静置する。
2)予備培養
プレート上のコロニーを無作為に選択し、3.0mL LB/amp.培地にて28℃
にて一晩振盪培養を行う。
3)本培養
上記予備培養溶液を2×YT培地 750MLに植え継ぎ、更に培養を28℃にて継続
した。OD600が0.8を越えた時点で、終濃度が1mMとなるようにIPTGを加え
、更に28℃にて終夜培養を行う。
4)精製
目的のポリペプチド鎖を不溶性顆粒画分から以下の工程により精製する。
(i)不溶性顆粒の回収
上記3)で得られた培養液を6000rpm×30minにて遠心し、沈殿を菌体画分
として得る。得られた菌体をトリス溶液(20mM トリス/500mM NaCl)1
5mlに氷中にて懸濁する。得られた懸濁液をフレンチプレスにて破砕し、菌破砕液を得
る。
次に、菌破砕液を12,000rpm×15minで遠心を行い、上清を除き、沈殿を不
溶性顆粒画分として得る。
(ii)不溶性顆粒画分の可溶化
(a)で得られた不溶性画分を6M 塩酸グアニジン/トリス溶液 10mLを加えて
、一晩浸漬する。次に、12,000rpm×10minで遠心し、上清を可溶化溶液と
して得る。
(iii)金属キレートカラム
金属キレートカラム担体として、His−Bind(Novagen社製)を用いる。
カラム調整やサンプル負荷、及び洗浄工程は、前記業者の推奨方法に準拠し、室温(20
℃)にて行う。目的であるHisタグ融合のポリペプチドの溶出は60mMイミダゾール
/Tris溶液にて行う。溶出液のSDS−PAGE(アクリルアミド15%)の結果、
単一バンドであり、精製されていることを確認する。
(iv)透析
上記溶出液に対して、外液を6M 塩酸グアニンジン/Tris溶液として4℃にて透
析を行い、溶出液中のイミダゾールの除去を行い、上記それぞれのポリペプチド鎖溶液を
得る。
(v)リフォールディング
上記と同様にして、VHg−VLh及びVHh−VLgのそれぞれのポリペプチド鎖溶
液を以下の工程により別個に、脱塩酸グアニンジンを透析(4℃)にて行いながらタンパ
ク質のリフォールディングを行う。
a) 6M 塩酸グアニジン/Tris溶液を用い、それぞれのポリペプチド鎖の盛る急
行係数とΔO.D.(280nm−320nm)値から濃度7.5μMのサンプル(希釈
後体積10ml)を調整する。次にβ−メルカプトエタノール(還元剤)を終濃度375
μM(タンパク濃度50倍)になるよう添加、室温、暗所で4時間還元を行う。このサン
プル溶液を透析バック(MWCO:14,000)に入れ、透析用サンプルとする。
b)透析外液を6M塩酸グアニンジン/トリス溶液として、透析サンプルを浸漬し、緩や
かに攪拌しながら6時間透析する。
c)外液の塩酸グアニジン濃度を3M、2Mと段階的に下げる。それぞれの外液濃度にお
いて、6時間透析する。
d)酸化型グルタチオン(GSSG)を終濃度375μM、L−Argを 終濃度0.4
M)となるようにトリス溶液に加え、上記3)の2Mの透析外液を加え、塩酸グアニジン
濃度が1Mとし、pHをNaOHで、pH8.0(4℃)に調整した溶液にて、12時間
緩やかに攪拌しながら透析する。
e)d)と同様の作業にて塩酸グアニジン濃度0.5Mの含L−Arg トリス溶液を整し
、更に12時間透析する。
f)最後にトリス溶液にて12時間透析する。7)透析終了後、10000rpmで約2
0分遠心分離し凝集体と上清を分離する。
Example 9 (Screening of gold-affinity VH display phage group)
According to the following procedure, a VH-displayed phage library is prepared, and a group of phages that bind to gold is selected.
(1) Phagemid for VH display As in Example 1, human adult peripheral blood B lymphocyte-derived Fab library is used as a template, and primers are SEQ ID NO: 80 to SEQ ID NO: 89 as in Example 1. The VH encoding gene was replicated. Furthermore, N of PIII protein which is coat protein of M13 phage
VH prepared so that a part of the terminal is deleted and the VH protein is fused and expressed.
A library of display phagemids (Figure 12a) is used.
(2) Preparation of VH-displayed phage library Hereinafter, a VH-displayed phage library is prepared in the same manner as in Example 5 (2) except that (1) is used. Obtained VH-displayed phage library solution: 1 × 10 9
cfu / μL
(3) VH panning using gold fine particles Except for using the phage library solution prepared in (2) above, panning to select a phage group displaying gold-binding VH is performed in the same manner as in Example 5 (3). Do.
1) Binding experiment 2) Washing, 3) Acid elution and titer evaluation were performed in the same manner as in Example 5.
1 round: 9.8 × 10 2 cfu
2 rounds: 1.0 × 10 3 cfu
3 rounds: 7.8 × 10 2 cfu
4) Reinfection and phage amplification The procedure was the same as in Example 5. 1 round showing titer values obtained after amplification: 2.4 × 10 9 cfu
2 rounds: 8.1 × 10 8 cfu
(4) Phage ELISA
(1) Preparation of gold-deposited substrate for EISA As in Example 5, a substrate for phage ELISA was used.
2) Preparation of VL-displayed phage single clones Phagemids were recovered in the same manner as in Example 1 from 20 colonies expressed on x10 4 dilution plates in the third round titer evaluation of the VH panning operation. The titer value of the obtained VH-displayed phage monoclonal solution is shown below.
No. 1: 3.8 × 10 9 cfu
No. 2: 9.0 × 10 8 cfu
No. 3: 2.4 × 10 9 cfu
No. 4: 1.0 × 10 9 cfu
No. 5: 9.7 × 10 7 cfu
No. 6: 4.4 × 10 8 cfu
No. 7: 6.2 × 10 9 cfu
No. 8: 8.9 × 10 7 cfu
No. 9: 1.4 × 10 9 cfu
No. 10: 1.1 × 10 10 cfu
No. 11: 4.9 × 10 9 cfu
No. 12: 9.0 × 10 8 cfu
No. 13: 2.4 × 10 9 cfu
No. 14: 1.0 × 10 9 cfu
No. 15: 9.7 × 10 7 cfu
No. 16: 4.4 × 10 8 cfu
No. 17: 6.2 × 10 9 cfu
No. 18: 8.9 × 10 7 cfu
No. 19: 1.4 × 10 9 cfu
No. 20: 1.1 × 10 10 cfu
2) Preparation of phage solution 200 μL each of dilution series was prepared with the following composition so that each phage solution obtained in 1) was sequentially reduced to 1/10 from 10 9 cfu.
VH display phage solution: x μL
Solubilized VL solution (50 ng): 1 μL
Super blocking buffer (PIERCE): 20 μL
0.5% Tween20 / PBS: x / 5 μL
PBS: 179- (6x / 5) μL
3) Phage ELISA
Phage ELISA was performed in the same manner as in Example 1.
Three clones with higher emission intensity than the VH library solution for comparison were used as gold-binding VH-displayed phage clones. (No.2, 4, 6)
Example 10 (Acquisition of gold affinity VH protein)
Phagemids are isolated from the above three phage clones, their expression vectors are prepared, and then proteins are expressed to confirm the binding on a surface plasmon resonance (SPR) gold substrate.
Furthermore, the base and amino acid sequence of their gold-binding VH will be clarified.
(1) Recovery of phagemid Phagemid was recovered from colonies corresponding to 15 clones expressed on a dilution plate of 10 4 in the third round titer evaluation by the following procedure.
(A) Each colony was LB / amp. The cells were cultured overnight at 37 ° C in 1.6 mL.
(B) Minipreps SV plus DNA Purification sy
Using a stem (promega), the phagemid was recovered by a method recommended by the manufacturer.
(2) Preparation of expression vector Expression vectors expressing the above three types of VH proteins are constructed with the following constitution.
The multicloning site of PET-15b (Novagen) was changed and pUT-X
Let X be. The pUT-XX and the phagemid obtained in the above (1) are cleaved by restriction enzyme reaction using the respective NcoI and NheI. The obtained VH fragment was inserted into pUT-XX, and the plasmid pRA-7sn (n:
The above phage clone number) is prepared. (Fig. 14)
(3) Protein expression and purification The above (expression vectors are processed in the protein expression and purification steps described below in individual systems, and obtained as three types (7s2, 7s4, 7s6) of VH.
1) Transformation The above two expression vectors are transformed with 40 μL of different BL21 (DE3) competent cell solutions. For transformation, heat shock in ice → 42 ℃ × 90sec →
Perform under ice conditions. 750 μL of LB medium was added to the BL21 solution transformed by heat shock, followed by shaking culture at 37 ° C. for 1 hour. Thereafter, centrifugation was performed at 6000 rpm for 5 minutes, 650 μL of the culture supernatant was discarded, the remaining culture supernatant and the precipitated cell fraction were stirred, and LB / amp. Spread on a plate and let stand at 37 ° C overnight.
2) Preculture A colony on the plate was randomly selected and 3.0 mL LB / amp. 28 ° C in medium
Shake overnight at
3) Main culture The above preculture solution was inoculated into 750 ML of 2 × YT medium, and the culture was further continued at 28 ° C. When the OD600 exceeds 0.8, IPTG is added so that the final concentration is 1 mM, and the culture is further performed overnight at 28 ° C.
4) Purification The desired polypeptide chain is purified from the insoluble granule fraction by the following steps.
(I) Recovery of insoluble granules The culture solution obtained in 3) above is centrifuged at 6000 rpm x 30 min to obtain a precipitate as a cell fraction. The obtained bacterial cells were tris solution (20 mM Tris / 500 mM NaCl) 1
Suspend in 5 ml in ice. The obtained suspension is crushed with a French press to obtain a bacterial crushing solution.
Next, the bacterial disruption solution is centrifuged at 12,000 rpm × 15 min, the supernatant is removed, and the precipitate is obtained as an insoluble granule fraction.
(Ii) Solubilization of insoluble granule fraction Add 10 mL of 6M guanidine hydrochloride / Tris solution to the insoluble fraction obtained in (a) and soak overnight. Next, it is centrifuged at 12,000 rpm × 10 min to obtain a supernatant as a solubilized solution.
(Iii) Metal chelate column As a metal chelate column carrier, His-Bind (manufactured by Novagen) is used.
The column adjustment, sample loading, and washing steps are in accordance with the recommended method of the above-mentioned supplier, and the room temperature (20
° C). The target His tag fusion polypeptide is eluted with a 60 mM imidazole / Tris solution. As a result of SDS-PAGE (acrylamide 15%) of the eluate,
Make sure it is a single band and purified.
(Iv) Dialysis The eluate is dialyzed at 4 ° C. using an external solution as a 6M guanidine hydrochloride / Tris solution to remove imidazole in the eluate to obtain the respective polypeptide chain solutions.
(V) Refolding In the same manner as described above, the protein chain refolding was carried out while each of the polypeptide chain solutions of VHg-VLh and VHh-VLg was separately treated by dialysis (4 ° C) with guanidine hydrochloride by the following steps. I do.
a) Using 6M guanidine hydrochloride / Tris solution, the express coefficient and ΔO. D. A sample with a concentration of 7.5 μM (volume after dilution: 10 ml) is prepared from the (280 nm-320 nm) value. Next, β-mercaptoethanol (reducing agent) is added at a final concentration of 375.
Add to μM (protein concentration 50 times) and reduce at room temperature in the dark for 4 hours. This sample solution is put into a dialysis bag (MWCO: 14,000) to obtain a sample for dialysis.
b) The dialysis sample is immersed in 6M guanidine hydrochloride / Tris solution as an external dialysis solution and dialyzed for 6 hours with gentle stirring.
c) Decrease the concentration of guanidine hydrochloride in the external solution stepwise to 3M and 2M. Dialyse for 6 hours at each external concentration.
d) Oxidized glutathione (GSSG) at a final concentration of 375 μM, L-Arg at a final concentration of 0.4
M) was added to the Tris solution, and the 2M dialysis solution of 3) above was added to adjust the guanidine hydrochloride concentration to 1M, and the pH was adjusted to pH 8.0 (4 ° C.) with NaOH. Dialyze with gentle agitation for hours.
e) Prepare an L-Arg tris solution containing 0.5M guanidine hydrochloride in the same manner as d), and dialyze for 12 hours.
f) Finally, dialyze against Tris solution for 12 hours. 7) After dialysis, about 2 at 10,000 rpm
Centrifugation for 0 minutes separates aggregates and supernatant.

上記で得られた3種のVH溶液に対して、更に外液をリン酸バッファー(以下、PBS
)に替え、バッファー置換を行い、SPR用VHタンパク溶液とした。
For the three types of VH solutions obtained above, an external solution was further added to a phosphate buffer (hereinafter PBS).
), And buffer substitution was performed to obtain a VH protein solution for SPR.

実施例11(SPR測定)
実施例10で得られたVHタンパク質の金に対する結合性を実施例15と同様にしてS
PRにて測定した。7s2、7s4、7s6とも結合性が確認される結合カーブを得た。
図10に代表例を示す)。カーブフィッティングによって以下のKDを得た。7s2:KD
=5.0×10M-8
7s4:KD=8.0×10M-9
7s6:KD=3.0×10M-7
実施例12(VHタンパクの塩基及びアミノ酸配列の決定)
上記で得られた3つのVH提示ファージミドのDNA配列を実施例2と同様の方法にて
配列を決定した。シークエンス用プライマーは、VHコード遺伝子上流に位置するpel
B配列部に設定した。実施例と同様のシークエンス用primerを用い、同様の手順
にて解析を行ない、異なる3配列を得た。それらが実施例10で得られる配列番号:59
乃至配列番号:61で同じ配列である。
Example 11 (SPR measurement)
The binding of the VH protein obtained in Example 10 to gold was determined in the same manner as in Example 15.
Measured with PR. 7s2, 7s4, and 7s6 obtained binding curves in which binding was confirmed.
A representative example is shown in FIG. To give the following K D of the curve fitting. 7s2: K D
= 5.0 × 10M -8
7s4: K D = 8.0 × 10M -9
7s6: K D = 3.0 × 10M −7
Example 12 (Determination of base and amino acid sequence of VH protein)
The DNA sequences of the three VH-displayed phagemids obtained above were determined in the same manner as in Example 2. The sequencing primer is pel located upstream of the VH coding gene.
Set to B array. Using the same sequencing primer as in Example 2 , analysis was performed in the same procedure to obtain three different sequences. They are obtained in Example 10 SEQ ID NO: 59
Or SEQ ID NO: 61, which is the same sequence.

実施例13(SPRによるVH/VL複合体と金結合性実験)
実施例6で得たVLクローン:No.7と実施例10で得たVHクローン:7s2を各
50nMPBST溶液を調整した。4℃にて一日間保存した。上記混合溶液を用いて、実
施例7と同様にしてSPR測定を行った。その結果、実施例7または実施例11に比べ低
濃度で金との結合性を確認できた。混合することにより複合体(Fv)形成され構造安定
化による結合性向上が示唆された。(図3)
実施例14(金結合性scFvの取得)
実施例6で得たVLクローン:No.7と実施例10で得たVHクローン:7s2から
なるscFvを以下の手順にて作製した。
(1)発現ベクター作製
VL(No.7)コード遺伝子、リンカー(GGGGS)×3、VH(7s4)コード遺
伝子、His×6(以下、Hisタグ)連続して翻訳され、融合タンパクとして発現され
るような発現ベクターを作製した。
具体的な作製方法については、図15に記す。
プライマーとしては以下を用いる。
scFv−B(配列番号:117)
5'−NNNNNCCATGGCCGGGGGCGGGGGCAGCGGGGGCGGG
GGCAGCGGGGGCGGGGGCAGCCAGGTGCAGTTGGTGGAGT
CT−3'
scFv−F(配列番号:118)
5'−NNNNNCCGCGGAACCATTCAGATCCTCTTCT−3'
(2)タンパク発現及び精製
以下、上記で得られたscFvタンパク発現用ベクターを用いてscFvタンパクを発
現・精製した。
1)タンパク発現
上記発現ベクターを大腸菌BL21(DE3)を形質転換し、培養は2xYT培地を用い
28℃で行う。O.D.600=約0.8となったところで、終濃度1mMのIPTGによ
り発現を誘導し、一晩振盪培養する。菌体を6000rpm×20minにて遠心を行い
、培養上清画分と菌体画分を得た。これらサンプルを既知の方法によりSDS−PAGE
により電気泳動を行い、目的のタンパクの発現量を確認した。その結果、培養上清画分へ
の分泌は非常に少ないことがわかった。そこで目的タンパクを菌体画分から精製する為に
以下の手順でサンプルを調製した。まず、菌体をPBS 15mLで再懸濁し、さらにP
BS 25mLをえ、フレンチプレスによる菌体破砕を行った。得られた破砕液を120
00rpm×15minで遠心を行い、沈殿画分を不溶性顆粒として得た。得られた不溶
性顆粒を6M塩酸グアニジン/Tris溶液で一晩浸漬し、可溶化し、金属キレートカラ
ム用サンプルとした。
2)金属キレートカラム精製
ランニングバッファーを6M塩酸グアニジン/5mMイミダゾール/Tris溶液とし
、溶出時のイミダゾール濃度を100mM、展開温度を室温(20℃)とした以外は実施
例2と同様にして精製を行った。
3)透析
2)で得られた溶出画分を透析用セルロースチューブ(三光純薬製)に入れ、外液を6
M塩酸グアニンジン/1mMEDTA/Tris溶液として4℃にて透析を行い、イミダ
ゾール除去を行った。(外液は6時間毎に交換した)
3)タンパク質の再構築
2)で得たscFv溶液をTris溶液で7.5μMに調整し、サンプルとした。上記
溶液に対して、外液の塩酸グリシン濃度を段階的に下げることにより、内液中の塩酸グア
ニジン濃度を下げるとともにscFv構造の再構成を行った。
(a) 6M 塩酸グアニジン/Tris溶液を用い、目的タンパクのアミノ酸配列から
概算されるモル吸光係数とO.D.(280nm)か7.5μMのサンプルを調整した。
(b) 次にβ−メルカプトエタノール(還元剤)を終濃度375μMになるよう添加、
室温、暗所で4時間静置した。
(c) サンプルを前記と同様の透析膜に入れ、外液(6M 塩酸グアニジン/Tris
溶液)に加え、4℃で約6時間透析する。
(d) 以降、6時間毎に外液を2回交換した。その際に、外液の塩酸グアニジン濃度は
3M→2Mと段階的に下げながら透析を行った。
(e) 次に、酸化型グルタチオン(GSSG)を終濃度375μM、L−Argを 終
濃度0.4M)となるようにTris溶液に加え、更に上記(d)の透析外液(2M)を
加えることで塩酸グアニジン濃度を1Mとして、pHをNaOHで、pH8.0(at
4℃)に調整した外液を用いて4℃で約12時間透析する。
(f) (e)と同様の作業にて0.5M塩酸グアニジン/Tris溶液を作製し、4℃
で約12時間透析する。
(g) 最後に、外液をTris溶液に交換して4℃で約12時間透析する。
(h) 透析終了後、10000rpmで約20分遠心分離し凝集体画分と上清画分を分
離する。上清画分をSDS−PAGE電気泳動で確認したところ、上清画分に目的のタン
パクが可溶化されていることを確認した。VLに前記No.7クローンを配し、VHに7
s2を配したscFvを取得した。
Example 13 (VH / VL complex and gold binding experiment by SPR)
VL clone obtained in Example 6: 7 and VH clones obtained in Example 10: 7s2 was prepared in a 50 nM PBST solution. Stored at 4 ° C. for 1 day. SPR measurement was performed in the same manner as in Example 7 using the above mixed solution. As a result, the binding property with gold was confirmed at a lower concentration than in Example 7 or Example 11. It was suggested that a complex (Fv) was formed by mixing, and the binding was improved by stabilizing the structure. (Figure 3)
Example 14 (Obtaining gold-binding scFv)
VL clone obtained in Example 6: ScFv consisting of VH clone 7s2 obtained in Example 7 and Example 10 was prepared by the following procedure.
(1) Preparation of expression vector VL (No. 7) coding gene, linker (GGGGGS) × 3, VH (7s4) coding gene, His × 6 (hereinafter “His tag”) are translated and expressed as a fusion protein Such an expression vector was prepared.
A specific manufacturing method is shown in FIG.
The following are used as primers.
scFv-B (SEQ ID NO: 117)
5'-NNNNNCCATGGCCGGGGGCGGGGGCAGCGGGGGCGGG
GGCAGCGGGGGCGGGGGCAGCCCAGGTGCAGTTGGTGGAGT
CT-3 '
scFv-F (SEQ ID NO: 118)
5'-NNNNNCCGCGGAACCATTCAGATCCTCTTCT-3 '
(2) Protein expression and purification The scFv protein was expressed and purified using the scFv protein expression vector obtained above.
1) Protein expression Escherichia coli BL21 (DE3) is transformed with the above expression vector, and the culture is performed at 28 ° C. using 2 × YT medium. O. D. When 600 = approximately 0.8, expression is induced with IPTG at a final concentration of 1 mM, followed by overnight shaking culture. The bacterial cells were centrifuged at 6000 rpm × 20 min to obtain a culture supernatant fraction and a bacterial cell fraction. These samples were subjected to SDS-PAGE by known methods.
Electrophoresis was performed to confirm the expression level of the target protein. As a result, it was found that secretion into the culture supernatant fraction was very small. Therefore, in order to purify the target protein from the bacterial cell fraction, a sample was prepared by the following procedure. First, the cells are resuspended in 15 mL of PBS, and then P
25 mL of BS was obtained and the cells were crushed with a French press. The resulting crushed liquid is 120
Centrifugation was performed at 00 rpm × 15 min to obtain a precipitate fraction as insoluble granules. The obtained insoluble granules were soaked overnight in a 6M guanidine hydrochloride / Tris solution, solubilized, and used as a metal chelate column sample.
2) Metal chelate column purification Purification was performed in the same manner as in Example 2 except that the running buffer was 6M guanidine hydrochloride / 5mM imidazole / Tris solution, the imidazole concentration at elution was 100mM, and the development temperature was room temperature (20 ° C). It was.
3) Dialysis The elution fraction obtained in 2) is put in a cellulose tube for dialysis (manufactured by Sanko Junyaku Co., Ltd.)
Dialysis was performed at 4 ° C. as an M guanidine hydrochloride / 1 mM EDTA / Tris solution to remove imidazole. (External liquid was changed every 6 hours)
3) Reconstruction of protein The scFv solution obtained in 2) was adjusted to 7.5 μM with a Tris solution, and used as a sample. By reducing the concentration of glycine hydrochloride in the external solution stepwise from the above solution, the concentration of guanidine hydrochloride in the internal solution was reduced and the scFv structure was reconstructed.
(A) Using a 6M guanidine hydrochloride / Tris solution, the molar extinction coefficient estimated from the amino acid sequence of the target protein and the O.D. D. (280 nm) or 7.5 μM samples were prepared.
(B) Next, β-mercaptoethanol (reducing agent) is added to a final concentration of 375 μM.
It was allowed to stand for 4 hours in the dark at room temperature.
(C) Put the sample in the same dialysis membrane as above, and use external solution (6M guanidine hydrochloride / Tris).
The solution is dialyzed at 4 ° C. for about 6 hours.
(D) Thereafter, the external liquid was changed twice every 6 hours. At that time, dialysis was performed while gradually reducing the concentration of guanidine hydrochloride in the external solution from 3M to 2M.
(E) Next, add oxidized glutathione (GSSG) to the Tris solution to a final concentration of 375 μM and L-Arg to a final concentration of 0.4 M), and then add the dialysis external solution (2M) of (d) above. As a result, the guanidine hydrochloride concentration was adjusted to 1M, pH was adjusted to NaOH, pH 8.0 (at
Dialyze for about 12 hours at 4 ° C. using an external solution adjusted to 4 ° C.).
(F) A 0.5M guanidine hydrochloride / Tris solution was prepared in the same manner as in (e), and 4 ° C.
Dialyze for about 12 hours.
(G) Finally, the external solution is replaced with a Tris solution and dialyzed at 4 ° C. for about 12 hours.
(H) After completion of dialysis, the aggregate fraction and the supernatant fraction are separated by centrifugation at 10,000 rpm for about 20 minutes. When the supernatant fraction was confirmed by SDS-PAGE electrophoresis, it was confirmed that the target protein was solubilized in the supernatant fraction. In VL, the above No. Distribute 7 clones to VH 7
scFv with s2 was obtained.

実施例15(SPRによるscFvの金結合性評価)
実施例14で得られたscFvタンパク質の金に対する結合性を実施例3と同様にして
SPRにて測定した。金結合性を示す結合カーブが得られた。(図17)
実施例16(Au特異性の確認)
実施例15で得られたscFvタンパク質の金特異性を確認した。確認用の基板として
、3mm×5mmのシリコン基板上に70μmφの大きさの円形パターニングを金蒸着(
厚さ 50nm)する。上記基板表面をイソプロピルアルコール、アセトン、塩酸と順次
10分間浸漬して表面洗浄する。(溶液を替える毎に純水にて洗浄、乾燥する。)上記基
板を実施例6で得られたscFv溶液を1μMに調整した溶液に1時間浸漬する。続いて
、PBSTにて10分間緩やかに攪拌しながら洗浄する。この作業を3回繰り返し、洗浄
液を捨てる。次に、上記基板を100nM 抗Hisタグ抗体/PBST溶液に1時間緩
やかに攪拌しながら浸漬する。続いて、PBSTにて10分間緩やかに攪拌しながら洗浄
する。この作業を3回繰り返し、洗浄液を捨てる。更に、上記基板を100μM ロドプ
シン結合抗IGg抗体/PBST溶液に1時間緩やかに攪拌しながら浸漬する。続いて、
PBSTにて10分間緩やかに攪拌しながら洗浄する。この作業を3回繰り返し、洗浄液
を捨てる。その後、蛍光顕微鏡にて基板を観察した。その結果、金蒸着した円形部のみに
蛍光が観察され、シリコン部には蛍光は見られなかった。実施例15で得られたscFv
の金特異性が確認できた。
Example 15 (Evaluation of gold binding property of scFv by SPR)
The binding of the scFv protein obtained in Example 14 to gold was measured by SPR in the same manner as in Example 3. A bond curve showing gold bondability was obtained. (Fig. 17)
Example 16 (Confirmation of Au specificity)
The gold specificity of the scFv protein obtained in Example 15 was confirmed. As a confirmation substrate, circular patterning with a size of 70 μmφ was deposited on a 3 mm × 5 mm silicon substrate by gold vapor deposition (
(Thickness 50 nm). The surface of the substrate is immersed in isopropyl alcohol, acetone, and hydrochloric acid for 10 minutes to clean the surface. (Each time the solution is changed, the substrate is washed with pure water and dried.) The substrate is immersed in a solution prepared by adjusting the scFv solution obtained in Example 6 to 1 μM for 1 hour. Subsequently, the plate is washed with PBST while gently stirring for 10 minutes. Repeat this operation three times and discard the cleaning solution. Next, the substrate is immersed in a 100 nM anti-His tag antibody / PBST solution with gentle stirring for 1 hour. Subsequently, the plate is washed with PBST while gently stirring for 10 minutes. Repeat this operation three times and discard the cleaning solution. Further, the substrate is immersed in a 100 μM rhodopsin-conjugated anti-IGg antibody / PBST solution with gentle stirring for 1 hour. continue,
Wash with PBST for 10 minutes with gentle agitation. Repeat this operation three times and discard the cleaning solution. Thereafter, the substrate was observed with a fluorescence microscope. As a result, fluorescence was observed only in the circular portion where gold was deposited, and no fluorescence was observed in the silicon portion. ScFv obtained in Example 15
The gold specificity was confirmed.

比較例1
実施例16における1μM scFvで金蒸着シリコン基板を処理した以外は、同じ作
業にて前記基板を処理した。蛍光顕微鏡による観察の結果、シリコン部のみだけでなく、
金蒸着した円形部にも蛍光は確認できなかった。
Comparative Example 1
The substrate was treated in the same manner except that the gold deposited silicon substrate was treated with 1 μM scFv in Example 16. As a result of observation with a fluorescence microscope, not only the silicon part,
Fluorescence could not be confirmed even in the gold-deposited circular part.

実施例17(酸化珪素親和性ペプチド融合金結合性タンパクの作製)
酸化珪素親和性ペプチドIPHVHHKHPHVを上記実施例scFvのC末端に融合
したタンパク質を以下の工程により作製する。
(1)発現ベクター作製
(a)上記(実施例14)で得られたpUT−scFv(VL#No,7×7s4)をテ
ンプレートして以下のプライマーを用い、PCRを行う。
SiscFv−B(配列番号:119)
5'−NNNNNCCATGGCCCAGGTGCAGTTGGTGGAGT−3'
SiscFv−F(配列番号:120)
5'−NNNNNCCGCGGCACGTGGGGGTGCTTGTGGTGCACGT
GCATGGGGATAACCATTCAGATCCTCTTCT−3'
尚、PCRは市販のPCRキット(タカラバイオ LA−Taqキット)を使用し、業
者推奨のプロトコールに従い行う。
(b)その結果得られたPCR産物を2%アガロース電気泳動を行う。次に、ゲル抽出キ
ット(Promega社)を使用してゲルから粗精製を行い、約400bpのPCR断片
を得る。シークエンスの結果、目的の塩基配列を有することを確認する。
(c)pUT−scFv(7s4)及び上記(b)で得られたPCR断片を、NotI/
SacIIを用いて、切断する。次いで、アガロース電気泳動を行い、Vector側及び
Insert側でそれぞれ目的の断片を精製する。
(d)上記(c)でえら得た精製した核酸断片を、Vector:Insert=1:5
となるように混合し、実施例1と同様にしてライゲーション反応を行う。
以下、形質転換、プラスミド回収、挿入断片の確認については実施例6と同様に行う。
Example 17 (Production of silicon oxide affinity peptide-fused gold-binding protein)
A protein obtained by fusing the silicon oxide affinity peptide IPHVHHKHPHV to the C-terminus of the above-mentioned scFv of the above Example is prepared by the following steps.
(1) Preparation of expression vector (a) PCR is performed using pUT-scFv (VL # No, 7 × 7s4) obtained in the above (Example 14) as a template and using the following primers.
SiscFv-B (SEQ ID NO: 119)
5′-NNNNNCCATGGCCCCAGGTGCAGTTGGTGGAGT-3 ′
SiscFv-F (SEQ ID NO: 120)
5'-NNNNNCCGCGGCACGGTGGGGGTGCTTGTGGTGCACGT
GCATGGGGATAACCATTCAGATCCCTTCT-3 '
PCR is performed using a commercially available PCR kit (Takara Bio LA-Taq kit) according to the protocol recommended by the manufacturer.
(B) The resulting PCR product is subjected to 2% agarose electrophoresis. Next, using a gel extraction kit (Promega), crude purification is performed from the gel to obtain a PCR fragment of about 400 bp. As a result of sequencing, it is confirmed that it has the target base sequence.
(C) pUT-scFv (7s4) and the PCR fragment obtained in the above (b) were used as NotI /
Cut with SacII. Subsequently, agarose electrophoresis is performed, and the target fragments are purified on the Vector side and the Insert side, respectively.
(D) The purified nucleic acid fragment obtained in (c) above was obtained by using Vector: Insert = 1: 5.
And ligation reaction is carried out in the same manner as in Example 1.
Hereinafter, transformation, plasmid recovery, and confirmation of the inserted fragment are performed in the same manner as in Example 6.

(3)タンパク発現及び精製
上記得られた発現用プラスミドを用いて、実施例10と同様の方法にてタンパク発現及
び精製を行い、目的であるタンパク質を得る。
(3) Protein expression and purification Using the expression plasmid obtained above, protein expression and purification are performed in the same manner as in Example 10 to obtain the target protein.

実施例18(金及びHEL結合性タンパク質の取得)
(1)金結合性VHコード核酸断片の調整
金結合性VH(配列番号:61)の5末端側に制限酵素NcoI切断部位、3'末端側に
制限酵素NheIを配置したベクター導入用の金結合性VH(以下、VHg)を作製する
ために、プライマーとして、
gVH−B(配列番号:121)
5'−NNNNN CCATGG CCGAC CAGG TGCAG TTGGT G
GAGT CT−3'
gVH−F(配列番号:122)
5'NNNNN GCTAG C GGAGA CGG TGACCAGGGT−3'
を使用して、市販のPCRキットを当業者の推奨する調合にてPCRを行い、約350
bpの塩基対を得る。上記VHB−Fを使用し、市販のシークエンス反応キットと反応液
組成によりBigDye−PCR反応を行った。温度サイクルは96℃×3min→(9
4℃×1min→50℃×1min→68℃×4min)×30cycle→4℃とする
目的のVHをコードする塩基配列を有する断片が得られたことを確認する。
(2)金結合性VLコード核酸断片の調整
金結合性VL(配列番号:76)の5末端側に制限酵素NheI部位及びリンカー(G
GGGS)をコードする核酸、3'末端側にHis×6に引き続き、制限酵素SacIIを
配置したベクター挿入用の金結合性VL(以下、VLg)(配列番号:99)を作製する
ために、プライマーとして
gVL−B(配列番号:123)
NNNNN GCTAGC GGTGGCGGTGGCTCT GAAATTGTGTT
GACGCAGTCT、及び
gVL−F(配列番号:124)
NNNNN CCGCG GCACG TTTAA TCTCC AGTCG TGT
を使用する以外は、(1)と同様にして核酸断片を得て、目的のVLの塩基配列を有する
ことを確認する。
(3)HEL結合性VHコード核酸断片の調整
HEL結合性VH(配列番号:125)の5末端側に制限酵素NcoI切断部位、3'
末端側に制限酵素NheIを配置したベクター導入用のHEL結合性VH(以下、VHh
)を作製するために、プライマーとして、
hVH−B(配列番号:126)
5'−NNNNN CCATGG CCGAC GATATCCAGCTGCAGGAG
TCGGGCCC−3、及び
hVH−F(配列番号:127)
5'NNNNN GCTAG C GGAGA CGG TGACGTCTGT−3
を使用する以外は、(1)と同様にして核酸断片を得て、目的のVHの塩基配列を有する
ことを確認する。
(4)HEL結合性VLコード核酸断片の調整
HEL結合性VL(配列番号:128)の5末端側に制限酵素NheI切断部位及びリ
ンカー(GGGGS)をコードする核酸、3'末端側にHis×6に引き続き、制限酵素
SacII切断部位を配置したベクター挿入用のHEL結合性VL(以下、VLh)を作製
するために、プライマーとして、
hVL−B(配列番号:129)
NNNNNGCTAGCGGTGGCGGTGGCTCTGATATCGTCCTGAC
CCAGAG、及び
hVL−F(配列番号:130)
NNNNN CCGCG GCCTT GATCT CCAGC TTGGT GC
を使用する以外は、(1)と同様にして核酸断片を得て、目的のVLの塩基配列を有する
ことを確認する。
Example 18 (Obtaining gold and HEL binding proteins)
(1) Preparation of gold-binding VH-encoding nucleic acid fragment Gold-binding for vector introduction in which a restriction enzyme NcoI cleavage site is arranged at the 5 terminal side of the gold-binding VH (SEQ ID NO: 61) and a restriction enzyme NheI is arranged at the 3 ′ terminal In order to produce a sex VH (hereinafter referred to as VHg),
gVH-B (SEQ ID NO: 121)
5'-NNNNNN CCATGG CCGAC CAGG TGCAG TTGGT G
GAGT CT-3 '
gVH-F (SEQ ID NO: 122)
5'NNNN GCTAG C GGAGA CGG TGACCAGGGGT-3 '
PCR is performed using a commercially available PCR kit with a formulation recommended by those skilled in the art.
A bp base pair is obtained. Using the VHB-F, a BigDye-PCR reaction was performed using a commercially available sequence reaction kit and the reaction solution composition. Temperature cycle is 96 ° C. × 3 min → (9
4 ° C. × 1 min → 50 ° C. × 1 min → 68 ° C. × 4 min) × 30 cycle → 4 ° C. Confirm that a fragment having the base sequence encoding the target VH was obtained.
(2) Preparation of gold-binding VL-encoding nucleic acid fragment Restriction enzyme NheI site and linker (G
In order to prepare a nucleic acid encoding GGGS) and a gold-binding VL (hereinafter referred to as VLg) (SEQ ID NO: 99) for vector insertion in which a restriction enzyme SacII is arranged on the 3 ′ end side followed by His × 6 As gVL-B (SEQ ID NO: 123)
NNNNN GCTAGC GGTGGCGGGTGCTCT GAAATTGTGTT
GACGCAGTCT and gVL-F (SEQ ID NO: 124)
NNNNN CCGCG GCACG TTTAA TCTCC AGTCG TGT
A nucleic acid fragment is obtained in the same manner as in (1) except that is used, and it is confirmed that it has the target VL base sequence.
(3) Preparation of HEL-binding VH-encoding nucleic acid fragment Restriction enzyme NcoI cleavage site at the 5 terminal side of HEL-binding VH (SEQ ID NO: 125), 3 ′
HEL-binding VH (hereinafter referred to as VHh) for introducing a vector having the restriction enzyme NheI arranged on the terminal side.
) As a primer to make
hVH-B (SEQ ID NO: 126)
5'-NNNNNN CCATGG CCGAC GATATCCCAGCTGCAGGAG
TCGGGCCC-3 and hVH-F (SEQ ID NO: 127)
5'NNNN GCTAG C GGAGA CGG TGACGTCTGT-3
A nucleic acid fragment is obtained in the same manner as in (1) except that is used, and it is confirmed that it has the target VH base sequence.
(4) Preparation of HEL-binding VL-encoding nucleic acid fragment Nucleic acid encoding restriction enzyme NheI cleavage site and linker (GGGGS) on the 5 terminal side of HEL-binding VL (SEQ ID NO: 128), His × 6 on the 3 ′ terminal side In order to produce a HEL binding VL (hereinafter referred to as VLh) for vector insertion in which a restriction enzyme SacII cleavage site is arranged, as a primer,
hVL-B (SEQ ID NO: 129)
NNNNNGCTAGCGGTGGCGGGTGCTCTGATACGTCCTGAC
CCAGAG and hVL-F (SEQ ID NO: 130)
NNNNN CCGCG GCCTT GATCT CCAGC TTGGT GC
A nucleic acid fragment is obtained in the same manner as in (1) except that is used, and it is confirmed that it has the target VL base sequence.

実施例19(発現ベクター作製)
上記4種の核酸断片用いてを2つの発現ベクターを以下の構成で構築する。
(1)VHg−VLh発現用ベクター(pGHEL)の作製 (図15)
(i)VHgの挿入
前記プラスミドpUT−XXを、制限酵素NcoI/NheI(ともにNew Eng
land Biolabs社)で切断し、スピンカラム 400HR(アマシャムサイエ
ンス)する。次に、同様に制限酵素NcoI/NheIにて切断したVHgを切断し、切
断断片を市販のゲル精製キット(SV Gel and PCR Clean−up s
ystem: Promega社)を使用して精製する。上記二つの断片を、市販のT4
リガーゼキット(Roche社)を業者推奨の方法にて調合しライゲーションを行う。
Example 19 (expression vector preparation)
Two expression vectors are constructed with the following constitution using the above four kinds of nucleic acid fragments.
(1) Preparation of VHg-VLh expression vector (pGHEL) (FIG. 15)
(I) Insertion of VHg The plasmid pUT-XX was transformed into restriction enzymes NcoI / NheI (both New Eng).
Land Biolabs) and spin column 400HR (Amersham Science). Next, VHg cleaved with restriction enzymes NcoI / NheI in the same manner is cleaved, and the cleaved fragment is purified with a commercially available gel purification kit (SV Gel and PCR Clean-ups
ysystem: Promega). The above two fragments are commercially available T4.
Ligase kit (Roche) is prepared by the method recommended by the manufacturer and ligated.

ライゲーション溶液をJM109コンピテントセル(Promega社)40μLにヒ
ートショック法により形質転換した後に、LB/アンピシリン(amp.)プレートに撒
き、37℃にて一晩静置する。
The ligation solution is transformed into 40 μL of JM109 competent cell (Promega) by the heat shock method, spread on an LB / ampicillin (amp.) Plate, and allowed to stand at 37 ° C. overnight.

次に、プレート中から任意のコロニーをLB/amp. 3mL液体培地に植え継ぎ、
37℃にて一晩振盪培養を行う。その後、市販のMiniPrepsキット(Plus
Minipreps DNA Purification System:Promeg
a社)を使用して、プラスミドを回収する
得られたプラスミドを、gVH−Fを使用して前記シークエンス方法にて塩基配列を確
認したところ、目的の断片が挿入されていることを確認する。
(ii)VLHの挿入
上記1)で得られたプラスミドpUT-VHgを制限酵素NheI/SacIIで切断し
、スピンカラム 400HR(アマシャムサイエンス)する。次に、同様に制限酵素Nh
eI/SacIIにて切断したVLhを得る。以下、上記(a)と同様にして、ライゲーシ
ョン及び目的のVHg−VLH発現用プラスミドpGHELであることを確認する。(確
認用プライマーは、hVL−F)
(2)VHh−VLg 発現用ベクター(pHGOLD)の作製(図16)
(iii)VHhの挿入
上記(i)と同様の方法にてVHhをプラスミドpUTに挿入し、得られたプラスミド
が目的のプラスミドであることを確認する。(確認用プライマーは、hVH−F)
(iv)VLgの挿入
VLgを上記(iii)で得られたプラスミドに上記(b)と同様の方法にて挿入し、得
られたプラスミドが目的のVHH−VLg発現用ベクターpHGOLDであることを1)
と同様にして確認する。(確認用プライマーは、gVL−F)
実施例20(タンパク発現及び精製)
上記実施例19の(ii)で得られたVHg−VLh、及び実施例19の(iv)で得られ
たVHh−VLgのポリペプチドを発現する発現ベクターを、個別の系において以下に記
すタンパク発現及び精製工程で処理を行い、それぞれポリペプチド鎖VHg−VLh及び
VHh−VLgとして取得する。
1)形質転換
上記2つの発現ベクターを、それぞれ異なるBL21(DE3)コンピテントセル溶液
40μLを形質転換する。形質転換は、ヒートショックを氷中→42℃×90sec→
氷中の条件でおこなう。ヒートショックにより形質転換した上記BL21溶液にLB培地
750μLを加え、一時間37℃にて振盪培養を行った。その後、6000rpm×5分
間遠心を行い、培養上清650μLを廃棄し、残った培養上清と沈殿となった細胞画分を
攪拌し、LB/amp.プレートに撒き、一晩37℃にて静置する。
2)予備培養
プレート上のコロニーを無作為に選択し、3.0mL LB/amp.培地にて28℃
にて一晩振盪培養を行う。
3)本培養
上記予備培養溶液を2×YT培地 750MLに植え継ぎ、更に培養を28℃にて継続
した。OD600が0.8を越えた時点で、終濃度が1mMとなるようにIPTGを加え
、更に28℃にて終夜培養を行う。
4)精製
目的のポリペプチド鎖を不溶性顆粒画分から以下の工程により精製する。
(i)不溶性顆粒の回収
上記3)で得られた培養液を6000rpm×30minにて遠心し、沈殿を菌体画分
として得る。得られた菌体をトリス溶液(20mM トリス/500mM NaCl)1
5mlに氷中にて懸濁する。得られた懸濁液をフレンチプレスにて破砕し、菌破砕液を得
る。
次に、菌破砕液を12,000rpm×15minで遠心を行い、上清を除き、沈殿を不
溶性顆粒画分として得る。
(ii)不溶性顆粒画分の可溶化
上記(i)で得られた不溶性画分を6M 塩酸グアニジン/トリス溶液 10mLを加
えて、一晩浸漬する。次に、12,000rpm×10minで遠心し、上清を可溶化溶
液として得る。
(iii)金属キレートカラム
金属キレートカラム担体として、His−Bind(Novagen社製)を用いる。
カラム調整やサンプル負荷、及び洗浄工程は、前記業者の推奨方法に準拠し、室温(20
℃)にて行う。目的であるHisタグ融合のポリペプチドの溶出は60mMイミダゾール
/Tris溶液にて行う。溶出液のSDS−PAGE(アクリルアミド15%)の結果、
単一バンドであり、精製されていることを確認する。
(iv)透析
上記溶出液に対して、外液を6M 塩酸グアニンジン/Tris溶液として4℃にて透
析を行い、溶出液中のイミダゾールの除去を行い、上記それぞれのポリペプチド鎖溶液を
得る。
(v)リフォールディング
上記と同様にして、VHg−VLh及びVHh−VLgのそれぞれのポリペプチド鎖溶
液を以下の工程により別個に、脱塩酸グアニンジンを透析(4℃)にて行いながらタンパ
ク質のリフォールディングを行う。
(a) 6M 塩酸グアニジン/Tris溶液を用い、それぞれのポリペプチド鎖の盛る
急行係数とΔO.D.(280nm−320nm)値から濃度7.5μMのサンプル(希
釈後体積10ml)を調整する。次にβ−メルカプトエタノール(還元剤)を終濃度37
5μM(タンパク濃度50倍)になるよう添加、室温、暗所で4時間還元を行う。このサ
ンプル溶液を透析バック(MWCO:14,000)に入れ、透析用サンプルとする。
(b)透析外液を6M塩酸グアニンジン/トリス溶液として、透析サンプルを浸漬し、緩
やかに攪拌しながら6時間透析する。
(c)外液の塩酸グアニジン濃度を3M、2Mと段階的に下げる。それぞれの外液濃度に
おいて、6時間透析する。
(d)酸化型グルタチオン(GSSG)を終濃度375μM、L−Argを 終濃度0.
4M)となるようにトリス溶液に加え、上記(c)の2Mの透析外液を加え、塩酸グアニ
ジン濃度が1Mとし、pHをNaOHで、pH8.0(4℃)に調整した溶液にて、12
時間緩やかに攪拌しながら透析する。
(e)上記(d)と同様の作業にて塩酸グアニジン濃度0.5Mの含L−Arg トリス
溶液を整し、更に12時間透析する。
(f)最後にトリス溶液にて12時間透析する。
(g)透析終了後、10000rpmで約20分遠心分離し凝集体と上清を分離する。
(vi)2量化画分の精製
上記(v)で得られた個々の5μM ポリペプチド(VHg−VLh、VHh−VLg
)溶液を混合し、4℃にて一晩する。次に、セファデックス75カラム(カラム:バッフ
ァー 20mM トリス、500mM NaCl、流速 1ml/min)にて二量体化
した60kDa相当(インジェクションから約18分)のフラクションを得る。これをS
PR測定用サンプルとする。
Next, an arbitrary colony from the plate was LB / amp. Planted in 3 mL liquid medium,
Shake culture overnight at 37 ° C. After that, a commercially available MiniPreps kit (Plus
Minipreps DNA Purification System: Promega
The plasmid is recovered using a)) The nucleotide sequence of the obtained plasmid is confirmed by the above sequencing method using gVH-F, and it is confirmed that the target fragment is inserted.
(Ii) Insertion of VLH The plasmid pUT-VHg obtained in 1) above is cleaved with restriction enzymes NheI / SacII, and spin column 400HR (Amersham Science) is used. Next, similarly, restriction enzyme Nh
VLh cleaved with eI / SacII is obtained. Thereafter, in the same manner as (a) above, ligation and confirmation of the target VHg-VLH expression plasmid pGHEL are confirmed. (The confirmation primer is hVL-F)
(2) Preparation of VHh-VLg expression vector (pHGOLD) (FIG. 16)
(Iii) Insertion of VHh VHh is inserted into plasmid pUT by the same method as in (i) above, and it is confirmed that the resulting plasmid is the target plasmid. (The confirmation primer is hVH-F)
(Iv) Insertion of VLg VLg was inserted into the plasmid obtained in (iii) in the same manner as in (b) above, and the obtained plasmid was the target VHH-VLg expression vector pHGOLD. )
Check in the same way. (The confirmation primer is gVL-F)
Example 20 (protein expression and purification)
The expression vectors expressing the VHg-VLh obtained in (ii) of Example 19 and the VHh-VLg polypeptide obtained in (iv) of Example 19 are expressed in the following manner in individual systems. And purified in the purification step to obtain polypeptide chains VHg-VLh and VHh-VLg, respectively.
1) Transformation The above two expression vectors are transformed with 40 μL of different BL21 (DE3) competent cell solutions. For transformation, heat shock in ice → 42 ℃ × 90sec →
Perform under ice conditions. 750 μL of LB medium was added to the BL21 solution transformed by heat shock, followed by shaking culture at 37 ° C. for 1 hour. Thereafter, centrifugation was performed at 6000 rpm for 5 minutes, 650 μL of the culture supernatant was discarded, the remaining culture supernatant and the precipitated cell fraction were stirred, and LB / amp. Spread on a plate and let stand at 37 ° C overnight.
2) Preculture A colony on the plate was randomly selected and 3.0 mL LB / amp. 28 ° C in medium
Shake overnight at
3) Main culture The above preculture solution was inoculated into 750 ML of 2 × YT medium, and the culture was further continued at 28 ° C. When the OD600 exceeds 0.8, IPTG is added so that the final concentration is 1 mM, and the culture is further performed overnight at 28 ° C.
4) Purification The desired polypeptide chain is purified from the insoluble granule fraction by the following steps.
(I) Recovery of insoluble granules The culture solution obtained in 3) above is centrifuged at 6000 rpm x 30 min to obtain a precipitate as a cell fraction. The obtained bacterial cells were tris solution (20 mM Tris / 500 mM NaCl) 1
Suspend in 5 ml in ice. The obtained suspension is crushed with a French press to obtain a bacterial crushing solution.
Next, the bacterial disruption solution is centrifuged at 12,000 rpm × 15 min, the supernatant is removed, and the precipitate is obtained as an insoluble granule fraction.
(Ii) Solubilization of insoluble granule fraction The insoluble fraction obtained in (i) above is soaked overnight by adding 10 mL of 6M guanidine hydrochloride / Tris solution. Next, it is centrifuged at 12,000 rpm × 10 min to obtain a supernatant as a solubilized solution.
(Iii) Metal chelate column As a metal chelate column carrier, His-Bind (manufactured by Novagen) is used.
The column adjustment, sample loading, and washing steps are in accordance with the recommended method of the above-mentioned supplier, and the room temperature (20
° C). The target His tag fusion polypeptide is eluted with a 60 mM imidazole / Tris solution. As a result of SDS-PAGE (acrylamide 15%) of the eluate,
Make sure it is a single band and purified.
(Iv) Dialysis The eluate is dialyzed at 4 ° C. using an external solution as a 6M guanidine hydrochloride / Tris solution to remove imidazole in the eluate to obtain the respective polypeptide chain solutions.
(V) Refolding In the same manner as described above, the protein chain refolding was carried out while each of the polypeptide chain solutions of VHg-VLh and VHh-VLg was separately treated by dialysis (4 ° C) with guanidine hydrochloride by the following steps. I do.
(A) Using 6M guanidine hydrochloride / Tris solution, the express coefficient and ΔO. D. A sample with a concentration of 7.5 μM (volume after dilution: 10 ml) is prepared from the (280 nm-320 nm) value. Next, β-mercaptoethanol (reducing agent) was added at a final concentration of 37.
Add to 5 μM (protein concentration 50 times) and reduce at room temperature in the dark for 4 hours. This sample solution is put into a dialysis bag (MWCO: 14,000) to obtain a sample for dialysis.
(B) The dialysis sample is immersed in 6M guanidine hydrochloride / Tris solution as an external dialysis solution, and dialyzed for 6 hours with gentle stirring.
(C) Decrease the concentration of guanidine hydrochloride in the external solution stepwise to 3M and 2M. Dialyse for 6 hours at each external concentration.
(D) Oxidized glutathione (GSSG) at a final concentration of 375 μM and L-Arg at a final concentration of 0.
4M) to the Tris solution, and the 2M dialysis external solution of (c) above was added, the guanidine hydrochloride concentration was adjusted to 1M, pH was adjusted to pH 8.0 (4 ° C.) with NaOH, 12
Dialyze with gentle agitation for hours.
(E) Prepare an L-Arg Tris solution containing 0.5 M guanidine hydrochloride in the same manner as in (d) above, and dialyze for 12 hours.
(F) Finally, dialyze with Tris solution for 12 hours.
(G) After completion of dialysis, the mixture is centrifuged at 10,000 rpm for about 20 minutes to separate the aggregate and the supernatant.
(Vi) Purification of the dimerization fraction Individual 5 μM polypeptides (VHg-VLh, VHh-VLg) obtained in (v) above.
) Mix the solution and overnight at 4 ° C. Next, a fraction corresponding to 60 kDa (about 18 minutes from injection) dimerized with a Sephadex 75 column (column: buffer 20 mM Tris, 500 mM NaCl, flow rate 1 ml / min) is obtained. This is S
A sample for PR measurement is used.

実施例21(SPR測定による金結合性評価)
実施例20で得られた2量化タンパク質画分の金に対する結合性をSPRにて測定する
。SPR測定装置として、BIAcore2000(BIAcore社製)を使用し、被
結合物の金基板としては同社のSIA−kit Auの金蒸着ガラス基板を使用した。以
下の条件において測定を行う。サンプルとして、実施例15で得た2量化タンパク質画分
500nM(前記と同様にして、吸光度より算出)を使用する。
ランニングバッファー:0.1%Tween20/トリス溶液:TBST
温度:25℃
流速:20μL/min
サンプルインジェクション量:40μL
金に対する結合性を示すが結合カーブを得る(図18)。
Example 21 (Evaluation of gold bonding by SPR measurement)
The binding of the dimerized protein fraction obtained in Example 20 to gold is measured by SPR. BIAcore 2000 (manufactured by BIAcore) was used as the SPR measurement device, and a gold-deposited glass substrate of SIA-kit Au was used as the gold substrate of the object to be bonded. Measurement is performed under the following conditions. As a sample, the dimerized protein fraction 500 nM obtained in Example 15 (calculated from the absorbance in the same manner as described above) is used.
Running buffer: 0.1% Tween 20 / Tris solution: TBST
Temperature: 25 ° C
Flow rate: 20 μL / min
Sample injection volume: 40 μL
A bond curve is obtained although the bond to gold is shown (FIG. 18).

実施例22(SPR測定によるHEL結合性評価)
実施例21において金結合性をSPR評価したサンプルに引き続き、連続して1μM
HEL溶液をインジェクションし、金に結合した2量化タンパク質画分のHELに対する
結合性をSPRにて測定する。図に示すHELに対する結合性を示すが結合カーブを得る
(図18)。
Example 22 (HEL binding evaluation by SPR measurement)
Continuing from the sample in which the SPR evaluation of the gold bondability in Example 21 was performed, 1 μM was continuously applied.
The HEL solution is injected, and the binding property to HEL of the dimerized protein fraction bound to gold is measured by SPR. Although the binding to HEL shown in the figure is shown, a binding curve is obtained (FIG. 18).

実施例23(Au特異性の確認)
実施例22で得られた金結合性タンパク質及びHELが結合したSPRチップの金基板
を用いて以下の実験を引き続き行った。上記金基板を1μM 抗HEL抗体/PBST溶
液をインジェクションする。その後、PBSTにて洗浄する。更に、1μM ロドプシン
結合抗IGg抗体/PBST溶液をインジェクションした後に、PBSTで洗浄する。そ
の後、SPR装置から上記SPRチップを取り出し、蛍光顕微鏡にて基板を観察する。そ
の結果、金基板上にSPRの流路上に蛍光が観察される。
Example 23 (Confirmation of Au specificity)
The following experiment was continued using the gold substrate of the SPR chip to which the gold binding protein and HEL obtained in Example 22 were bound. The gold substrate is injected with 1 μM anti-HEL antibody / PBST solution. Then, it is washed with PBST. Further, 1 μM rhodopsin-conjugated anti-IGg antibody / PBST solution is injected, and then washed with PBST. Thereafter, the SPR chip is taken out from the SPR device, and the substrate is observed with a fluorescence microscope. As a result, fluorescence is observed on the SPR channel on the gold substrate.

比較例2
未使用の金蒸着基板を用いて、実施例23と同様の作業を行なう。その結果、金基板上
に蛍光が観察されない。
Comparative Example 2
The same operation as in Example 23 is performed using an unused gold vapor deposition substrate. As a result, no fluorescence is observed on the gold substrate.

実施例24
実施例20における(i)乃至(v)と同様の工程で得られる巻き戻しポリペプチド鎖
VHg−VLhを作製し、5μM VHg−VLh/トリス溶液を得る。
Example 24
A rewinded polypeptide chain VHg-VLh obtained in the same steps as (i) to (v) in Example 20 is prepared to obtain a 5 μM VHg-VLh / Tris solution.

実施例25
実施例24で得られるVHg−VLh/トリス溶液を500nMにトリス溶液で希釈し
、実施例20と同様にして金基板に対する結合性をSPRにより評価する。更に連続して
1μM HEL溶液をインジェクションし、金に結合した2量化タンパク質画分のHEL
に対する結合性をSPRにて測定する。金及びHELに対する結合性を示すが結合カーブ
を得る。
Example 25
The VHg-VLh / Tris solution obtained in Example 24 is diluted to 500 nM with the Tris solution, and the binding property to the gold substrate is evaluated by SPR in the same manner as in Example 20. Further, 1 μM HEL solution was continuously injected, and HEL of the dimerized protein fraction bound to gold.
The binding to is measured by SPR. Shows binding to gold and HEL, but obtains a binding curve.

実施例26
実施例25において、0.5μM 抗HEL抗体 VL/トリス溶液を共存させた一晩
静置してサンプルを調整する。
Example 26
In Example 25, the sample is prepared by allowing it to stand overnight in the presence of 0.5 μM anti-HEL antibody VL / Tris solution.

実施例27
実施例26で調整したサンプルに対して、実施例15と同様にして金基板に対する結合
性をSPRにより評価する。更に、実施例16と同様にして、連続して1μM HELを
インジェクションしてHELに対する結合性をSPRにて測定する。結合性を示す結合カ
ーブを得る。
実施例28(HEL検出イムノクロマトグラフィー装置の作製)
本発明の検出方法例としてHELを検出するイムノクロマトグラフィー装置を作製する

1)抗HEL抗体を固相化したイムノクロマトグラフィー用多孔質担体の作製
ニトロセルロースシート(BAS−85、シュライヒャー−シュエル社製)を5 mm
×30 mmに切断し、その端より10 mmの位置に抗HEL抗体溶液0.5 mg/
mL(日本バイオテスト社製)を直線状に塗布し、検出部位を作製する。室温にて2時間
静置させ、液体を乾燥し、抗体をシート状に固着する。1%スキムミルク(ディフコ社製
)/PBST溶液で、上記シートを2時間振盪してブロッキングを行った後、室温にて静
置してイムノクロマトグラフィー用担体を用意する。
2)金標識抗HEL抗体断片の調整及び保持担体の作製
(i)金標識抗HEL抗体断片の作製
実施例20で作製した金/HEL二重特異性抗体断片を用いて以下の工程で作製する。
金微粒子分散溶液(粒子径50 nm、田中貴金属社製)に実施例20で作製した金/H
EL二重特異性抗体断片を加え充分混和して、室温、3時間反応を行う。未反応の金/H
EL二重特異性抗体断片を除去するため12,000rpm、5分間遠心分離を行い、上
清を取り除き、沈降物を得た。得られた沈降物をPBST1.0 mLで懸濁した。更に
、上記条件において遠心を行う。得られた沈降物を、1%BSA/PBST1.0 mL
に懸濁する。
(ii)金標識抗HEL抗体断片保持担体の作製
上記金標識抗HEL抗体断片溶液5μL及び各種塩基の10%水溶液5μLをベンリー
ゼ不織布(旭化成社製)5 mm×5 mmに含浸させ風乾し、金標識抗HEL抗体断片
保持担体を作製した。
3)試験片型イムノクロマトグラフィー装置の作製
上記1)で作製した上記イムノクロマトグラフィー用担体の一方の端から2.5 mm
の位置まで上記2)(ii)金標識抗HEL抗体断片保持担体を重ねた。さらに上記抗体断
片保持担体上に液体試料吸収用担体(ろ紙No.526 アドバンテック東洋社製)を
重ねた。また、免疫クロマトグラフィー用支持体のもう一方の端から5 mmの位置まで
過剰試料吸収部位用担体 (ろ紙No.526)を重ねた。最後に裏側にテープを貼り、
全体を固定化して試験片型免疫クロマトグラフィー装置を作製した。標準HEL溶液を用
いた試験の結果、抗HEL抗体固定化部が赤色に呈色するのが確認される。
Example 27
For the sample prepared in Example 26, the bondability to the gold substrate is evaluated by SPR in the same manner as in Example 15. Further, in the same manner as in Example 16, 1 μM HEL was continuously injected, and the binding property to HEL was measured by SPR. A bond curve showing the bondability is obtained.
Example 28 (Preparation of HEL detection immunochromatography apparatus)
As an example of the detection method of the present invention, an immunochromatography apparatus for detecting HEL is prepared.
1) Preparation of a porous carrier for immunochromatography in which an anti-HEL antibody is solid-phased A nitrocellulose sheet (BAS-85, manufactured by Schleicher-Suel) is 5 mm.
Cut to 30 mm, and anti-HEL antibody solution 0.5 mg /
mL (manufactured by Nippon Biotest Co., Ltd.) is applied linearly to produce a detection site. Allow to stand at room temperature for 2 hours, dry the liquid, and fix the antibody in a sheet form. The sheet is shaken with 1% skim milk (Difco) / PBST solution for 2 hours for blocking, and then allowed to stand at room temperature to prepare an immunochromatographic carrier.
2) Preparation of gold-labeled anti-HEL antibody fragment and preparation of support carrier (i) Preparation of gold-labeled anti-HEL antibody fragment Using the gold / HEL bispecific antibody fragment prepared in Example 20, the following steps are used. .
Gold / H produced in Example 20 in a gold fine particle dispersion (particle size: 50 nm, manufactured by Tanaka Kikinzoku Co., Ltd.)
Add the EL bispecific antibody fragment, mix well, and react at room temperature for 3 hours. Unreacted gold / H
In order to remove the EL bispecific antibody fragment, centrifugation was performed at 12,000 rpm for 5 minutes, and the supernatant was removed to obtain a precipitate. The resulting sediment was suspended in 1.0 mL of PBST. Further, centrifugation is performed under the above conditions. The resulting precipitate was added with 1.0 mL of 1% BSA / PBST.
Suspend in
(Ii) Preparation of carrier for holding gold-labeled anti-HEL antibody fragment 5 μL of the above-mentioned gold-labeled anti-HEL antibody fragment solution and 5 μL of 10% aqueous solution of various bases were impregnated into a 5 mm × 5 mm Benlyze nonwoven fabric (manufactured by Asahi Kasei) and air-dried. A labeled anti-HEL antibody fragment holding carrier was prepared.
3) Preparation of test piece type immunochromatography apparatus 2.5 mm from one end of the immunochromatography support prepared in 1) above
The above-mentioned 2) (ii) gold-labeled anti-HEL antibody fragment holding carrier was stacked up to the position of. Further, a liquid sample absorption carrier (filter paper No. 526, manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd.) was layered on the antibody fragment holding carrier. Further, an excess sample absorption site carrier (filter paper No. 526) was stacked up to a position of 5 mm from the other end of the support for immunochromatography. Finally, put the tape on the back side
The whole was immobilized to prepare a test piece type immunochromatography apparatus. As a result of the test using the standard HEL solution, it is confirmed that the anti-HEL antibody immobilization part is colored red.

実施例29(電気測定装置の作製)
金電極を用いたタンパク質検出法の一例を示す。
1)ガラス基板上に2つの金電極を設ける。電極間の距離は20μmとする。前記ガラス
基板の金電極間に、0.1%ポリ−L−リジン(シグマ社)水溶液20μLを滴下し、3時
間静置する。
次に、水洗浄を行った後にエタノールで洗浄処理を3回行い、乾燥する。
2)次いで、抗HELポリクローナル抗体(ROCKLAND社)をProteomics、
3、pp254(2003)に基づいて上記(a)で得られたガラス基板への固定化を行
う。
3)実施例20で作製した金/HEL二重特異性抗体断片 PBST溶液と20nm金ナ
ノ粒子(田中貴金属社製)を反応させる。(比較として、PBST溶液)
4) 1)で得られた抗HEL抗体固定化基板に、1μM HEL/PBS溶液を付加す
る。
5) 次いで。3)に2)で得られた金結合タンパク質溶液を付加する。
6) 4)で得られた基板をPBS溶液にて3回洗浄する。その後、銀増幅溶液(シグマ
・ケミカル社、Silver Enhanceer Solution)中に5分間浸漬し
、水で洗浄した。 電極間の電気抵抗が比較サンプルのPBSTのみと比べて低下するこ
とが確認される。
Example 29 (Production of an electrical measuring device)
An example of the protein detection method using a gold electrode is shown.
1) Two gold electrodes are provided on a glass substrate. The distance between the electrodes is 20 μm. Between the gold electrodes of the glass substrate, 20 μL of a 0.1% poly-L-lysine (Sigma) aqueous solution is dropped and allowed to stand for 3 hours.
Next, after washing with water, washing with ethanol is performed three times and dried.
2) Next, anti-HEL polyclonal antibody (ROCKLAND) was purchased from Proteomics,
3. Immobilization to the glass substrate obtained in the above (a) based on pp254 (2003).
3) The gold / HEL bispecific antibody fragment prepared in Example 20 is reacted with PBST solution and 20 nm gold nanoparticles (Tanaka Kikinzoku Co., Ltd.). (For comparison, PBST solution)
4) Add 1 μM HEL / PBS solution to the anti-HEL antibody-immobilized substrate obtained in 1).
5) Then. Add the gold-binding protein solution obtained in 2) to 3).
6) The substrate obtained in 4) is washed 3 times with a PBS solution. Then, it was immersed in a silver amplification solution (Sigma Chemical Co., Silver Enhancer Solution) for 5 minutes and washed with water. It is confirmed that the electrical resistance between the electrodes is lower than that of the comparative sample PBST alone.

実施例30(VHg−VHhタンパクの酵母発現ベクター作製)
(1)NheI−VHh−SacII断片の作製
同じく実施例19にて作製したpHGoldを鋳型に末端にそれぞれNheI/Sac
IIを有するVHh断片をPCRにて作製する。
プライマーとして以下を用いる。
NheI−VHh_f(配列番号131)
NNNNNGCTAGCCAGGTGCAGTTGGTGGAGTCT
VHh−SacII_r(配列番号132)
NNNNNCCCGCGGATGAGGAGACGGTGACCAGGGTT
上記プライマーを使用し、pfu−turboを当業者推奨方法によりPCRを行う。
得られるPCR反応液をアガロースゲル(2%)電気泳動を行い、約350bpの断片を
得ること確認する。
(2)VHg―VHhDNA断片作製
上記実施例19にて作成したpGHELのVLh部分に上記(1)で得られたVHh断
片を導入する。上記(1)で得られたPCR断片及びpGHELをNheI/SacII
(ともにタカラバイオ株式会社製)にて切断する。制限酵素反応は当業者推奨方法にて行
う。得られる反応溶液をそれぞれアガロース電気泳動を行い、ゲル精製を行う。(PCR
断片:アガロース2%、pGHEL:アガロース1%とする。)ゲル精製には、上述した
ゲル精製キットにて行う。上記で得られる制限酵素後のPCR断片が約350bp、プラ
スミド断片3000bpであることを確認し、以下、実施例19と同様の方法にて新規プ
ラスミドが得られる。得られるプラスミドをシークエンサーにより塩基配列を確認し、目
的の塩基配列であることを確認する。(このプラスミドをpHgHhとする。)
(3)酵母発現プラスミドへの挿入
PCRは上記同様の業者推奨方法による。
酵母(Pichia pastris)発現プラスミドとしては、pPCIZαA(イン
ビトロジェン社)を使用する。前記プラスミドのマルチクローニングサイトにあるEco
RI及びSacIIを利用し、目的の遺伝子を導入する。
導入する遺伝子は(2)で得られるpHgHhを鋳型として、PCRにより作製する。
プライマーとして
7s4−fw−EcoR1s(配列番号133)
AAGCTGAATTCCAGGTGCAGTTGGTGGAGTCT
HELVH―SacII―r(配列番号134)
NNNNNCCGCGGAGACGGTGACGAGGGT
得られるPCR断片と上記pPCIZαAをEcoRI及びSacIIにて順次切断し、
上述と同様にしてゲル精製にて目的の断片をそれぞれ得る。ライゲーションは上述した方
法により行い、上記と同様にしてライゲーション反応液を形質転換して、寒天プレートに
撒く。この場合の寒天プレートは、トリプトン10g/酵母エキス5g/NaCl5g/
寒天15g/LにZeocinを25μg/Lになるように添加したものである。これに
より選択されるコロニーを液体培地(トリプトン10g/酵母エキス5g/NaCl5g
、Zeocin 25μg/L)で37℃一晩培養し、プラスミドを回収後、シークエン
サーにて配列を確認し、本実施例の目的であるVHg−VHh:VH_gold−lin
ker(GGGGS)―VH_HELを発現するプラスミドを得る。(pPCIZ−αH
Hとする)
実施例31(VHg−VHhタンパクの発現/精製)
VHg−VHhの発現はEasySelect Pichia Expression
Kit Ver.G(インビトロジェン社)を用いて行う。形質転換体作製、タンパク
作製及び精製(金属キレートカラム)については当業者推奨方法にて行う。金属キレート
カラムにより得られる1Mイミダゾール溶出画分 5mLをTrisバッファー (20
mM Tris/200mM NaCl、1mM EGTA:pH7.9)を外液として
4℃にて透析を行う。外液交換は6時間毎に3回行う。
Example 30 (Production of yeast expression vector of VHg-VHh protein)
(1) Preparation of NheI-VHh-SacII fragment Similarly, NheI / Sac was terminated with pHGold prepared in Example 19 as a template.
A VHh fragment with II is generated by PCR.
The following are used as primers.
NheI-VHh_f (SEQ ID NO: 131)
NNNNNGCTAGCCAGGTGCAGTTGGTGGAGTCT
VHh-SacII_r (SEQ ID NO: 132)
NNNNNCCCCGCGGATGAGGAGAGGGTGACCAGGGTT
Using the above primers, PCR is performed using pfu-turbo according to methods recommended by those skilled in the art.
The obtained PCR reaction solution is subjected to agarose gel (2%) electrophoresis, and it is confirmed that a fragment of about 350 bp is obtained.
(2) Preparation of VHg-VHh DNA fragment The VHh fragment obtained in (1) above is introduced into the VLh portion of pGHEL prepared in Example 19 above. The PCR fragment and pGHEL obtained in (1) above were converted into NheI / SacII.
(Both manufactured by Takara Bio Inc.) The restriction enzyme reaction is performed by a method recommended by those skilled in the art. Each reaction solution obtained is subjected to gel purification by agarose electrophoresis. (PCR
Fragment: 2% agarose, pGHEL: 1% agarose. ) Gel purification is performed using the gel purification kit described above. After confirming that the PCR fragment after the restriction enzyme obtained above is about 350 bp and the plasmid fragment is 3000 bp, a new plasmid is obtained in the same manner as in Example 19 below. The nucleotide sequence of the obtained plasmid is confirmed with a sequencer to confirm that it is the target nucleotide sequence. (This plasmid is designated as pHgHh.)
(3) Insertion into yeast expression plasmid PCR is performed by the same method recommended by the manufacturer.
As the yeast (Pichia pastris) expression plasmid, pPCIZαA (Invitrogen) is used. Eco at the multiple cloning site of the plasmid
The target gene is introduced using RI and SacII.
The gene to be introduced is prepared by PCR using the pHgHh obtained in (2) as a template.
7s4-fw-EcoR1s (SEQ ID NO: 133) as a primer
AAGCTGAATTCCAGGTGCAGTTGGTGGAGTCT
HELVH-SacII-r (SEQ ID NO: 134)
NNNNNCCGCGGAGACGGTGACGAGGGGT
The obtained PCR fragment and the above pPCIZαA are sequentially cut with EcoRI and SacII,
The target fragments are obtained by gel purification in the same manner as described above. Ligation is performed by the method described above, and the ligation reaction solution is transformed in the same manner as described above and plated on an agar plate. In this case, the agar plate was tryptone 10 g / yeast extract 5 g / NaCl 5 g /
Zeocin is added to agar 15 g / L to 25 μg / L. Colonies selected by this were treated with liquid medium (tryptone 10 g / yeast extract 5 g / NaCl 5 g.
, Zeocin (25 μg / L) overnight at 37 ° C. After recovering the plasmid, the sequence was confirmed with a sequencer, and VHg-VHh: VH_gold-lin which is the object of this example.
A plasmid expressing ker (GGGGGS) -VH_HEL is obtained. (PPCIZ-αH
H)
Example 31 (expression / purification of VHg-VHh protein)
The expression of VHg-VHh is EasySelect Pichia Expression
Kit Ver. G (Invitrogen) is used. Transformant production, protein production and purification (metal chelate column) are carried out by methods recommended by those skilled in the art. 5 mL of 1 M imidazole elution fraction obtained by a metal chelate column was added to Tris buffer (20
Dialysis is performed at 4 ° C. using mM Tris / 200 mM NaCl, 1 mM EGTA: pH 7.9) as an external solution. The external liquid is exchanged 3 times every 6 hours.

続いて、Sephadex75(アマシャムバイオサイエンス社)を用いて、ゲルろ過
による精製(バッファー条件:50mM Tris−HCl、200mM NaCl、1
mMEDTA、pH8.0、流速:0.7mL/min)を4℃にて行う。得られる分画を濃
縮後、SDS−PAGE(アクリルアミド17.5%)及びHRP融合抗His抗体を用
いて、上述と同様のwestern Blottingを行う。これにより、目的のタン
パク質の分画を特定し、単一バンドに精製される。その中で、約25kDaの単量体タン
パク質であることを示唆するピークを分取し、以下の評価を行う。(図19)
実施例32(SPR測定による金結合性評価)
実施例31で得られるタンパク質画分の金に対する結合性をSPRにて測定する。SP
R測定装置として、BIAcore2000(BIAcore社製)を使用し、被結合物
の金基板としては同社のSIA−kit Auの金蒸着ガラス基板を使用した。以下の条
件において測定を行う。サンプルとして、実施例20で得られるタンパク質画分 500
nM(前記と同様にして、吸光度より算出)を使用する。実施条件は実施例21と土曜と
する。金に対する結合性を示すが結合カーブを得る。(図20)
実施例33(VHg−VHhタンパク変異体作製 ―1)
実施例30の金結合性VHのV37L、G44E、L45RとなるVHg変異体(配列
番号:135、136)になるように実施例30で得られるプラスミドpPCIZ−α7
s4を鋳型にQCキット(STRATAGENE社製)を使用する。当業者の推奨方法により、以下
のプライマーを使用し3度の作業により目的のプラスミドをえる。作業毎に一箇所ずつ変
異を順次導入する。
Subsequently, purification by gel filtration using Sephadex 75 (Amersham Biosciences) (buffer conditions: 50 mM Tris-HCl, 200 mM NaCl, 1
mMEDTA, pH 8.0, flow rate: 0.7 mL / min) at 4 ° C. After concentrating the obtained fraction, the same blotting as described above is performed using SDS-PAGE (acrylamide 17.5%) and an HRP-fused anti-His antibody. Thereby, the fraction of the target protein is specified and purified to a single band. Among them, a peak suggesting that it is a monomeric protein of about 25 kDa is collected, and the following evaluation is performed. (Fig. 19)
Example 32 (Evaluation of gold bonding by SPR measurement)
The binding of the protein fraction obtained in Example 31 to gold is measured by SPR. SP
BIAcore 2000 (manufactured by BIAcore) was used as the R measuring device, and a gold-deposited glass substrate of SIA-kit Au of the same company was used as the gold substrate of the object to be bonded. Measurement is performed under the following conditions. As a sample, the protein fraction obtained in Example 20 500
nM (same as above, calculated from absorbance) is used. The implementation conditions are as in Example 21 and Saturday. Shows bondability to gold but obtains a bond curve. (Fig. 20)
Example 33 (VHg-VHh protein mutant preparation-1)
The plasmid pPCIZ-α7 obtained in Example 30 so that it becomes a VHg variant (SEQ ID NO: 135, 136) that becomes V37L, G44E, L45R of the gold-binding VH of Example 30.
Use QC kit (manufactured by STRATAGENE) using s4 as a template. According to the method recommended by a person skilled in the art, the target plasmid is obtained by three operations using the following primers. Introduce mutations one by one for each operation.

1箇所目の変異導入の為のPCRプライマー
V37F―f(配列番号:137)
TTACTGGATCAACTGGTTCCGCCAGATGCCCGG
V37F−r(配列番号:138)
CCGGGCATCTGGCGGAACCAGTTGATCCAGTAA
2箇所目の変異導入の為のPCRプライマー
G44E−f(配列番号:139)
CAGATGCCCGGCAAAGAACTGGAATGGATGGGG
G44E−r(配列番号:140)
CCCCATCCATTCCAGTTCTTTGCCGGGCATCTG
3箇所目の変異導入の為のPCRプライマー
L45F−f(配列番号:141)
GCCCGGCAAAGAAAGGGAATGGATGGGGATG
L45F−r(配列番号:142)
CATCCCCATCCATTCCCTTTCTTTGCCGGGC
変異導入はシークエンスにて確認する。形質転換以降タンパク質発現までは実施例31
と同様の手段にて行う。約25kDaの単量体タンパク質のピークを用いて以下の評価を
行う。
PCR primer V37F-f (SEQ ID NO: 137) for mutagenesis at the first site
TTACTGGATCAACTGGTTCCCGCCAGATGCCCGG
V37F-r (SEQ ID NO: 138)
CCGGGGCATCTGGCGGAACCAGTTGATCCCAGTAA
PCR primer G44E-f (SEQ ID NO: 139) for introducing mutation at the second site
CAGATGCCCGGCAAGAACTACTGAAGATGGAGGGG
G44E-r (SEQ ID NO: 140)
CCCCATCCATTCCAGTTCTTTGCCGGGCATCTG
PCR primer L45F-f (SEQ ID NO: 141) for introducing mutation at the third position
GCCCGGCAAAGAAAAGGAGATGGATGGGGATG
L45F-r (SEQ ID NO: 142)
CATCCCCATCCATTCCCTTTCTTTGCCCGGGC
Mutation is confirmed by sequencing. Example 31 from transformation to protein expression
The same means is used. The following evaluation is performed using a peak of monomeric protein of about 25 kDa.

実施例34(SPR測定による金結合性評価)
実施例33で得られるタンパク質画分の金に対する結合性をSPRにて測定する。SP
R測定装置として、BIAcore2000(BIAcore社製)を使用し、被結合物
の金基板としては同社のSIA−kit Auの金蒸着ガラス基板を使用した。以下の条
件において測定を行う。サンプルとして、実施例33で得られるタンパク質画分 500
nM(前記と同様にして、吸光度より算出)を使用する。実施条件は実施例21と土曜と
する。金に対する結合性を示すが結合カーブを得る。(図21)
実施例35(VHg−HELscFvタンパク変異体作製)
実施例31のHEL結合性VHの代わりにHEL結合性scFv(配列番号:143、
144)融合したタンパク質となるように置換する。HEL結合性scFvは、Jour
nal of Biological chemistry、2003、279、pp8
979に示されたHEL結合scFvコード遺伝子を導入されたプラスミドを鋳型にPC
RにてHEL結合性scFvをコードするDNA断片を得る。PCRは前述の方法と同様
、当業者の推奨方法により、以下のプライマーを使用する。
scFv−f(配列番号:145)
NNNNCCATGCCCGATATCGTCCTGACCCAG
scFv−r(配列番号:146)
AGCTACCGCGGAGACGGTGACGAGGGT
制限酵素反応以降は実施例30と同様な手法により目的のプラスミドを得る。得られる
プラスミドをシークエンスにより、目的とした遺伝子配列であることを確認する。また、
形質転換以降タンパク質発現までは実施例31と同様の手段にて行う。約39kDaの単
量体タンパク質を得る。
Example 34 (Evaluation of gold bonding by SPR measurement)
The binding of the protein fraction obtained in Example 33 to gold is measured by SPR. SP
BIAcore 2000 (manufactured by BIAcore) was used as the R measuring device, and a gold-deposited glass substrate of SIA-kit Au of the same company was used as the gold substrate of the object to be bonded. Measurement is performed under the following conditions. As a sample, the protein fraction obtained in Example 33 500
nM (same as above, calculated from absorbance) is used. The implementation conditions are as in Example 21 and Saturday. Shows bondability to gold but obtains a bond curve. (Fig. 21)
Example 35 (VHg-HELscFv protein mutant preparation)
Instead of the HEL-binding VH of Example 31, HEL-binding scFv (SEQ ID NO: 143,
144) Replace to a fused protein. HEL-binding scFv
nal of Biological chemistry, 2003, 279, pp8
PC using a plasmid introduced with the HEL-binding scFv coding gene shown in 979 as a template
A DNA fragment encoding HEL-binding scFv is obtained at R. PCR uses the following primers according to the method recommended by those skilled in the art in the same manner as described above.
scFv-f (SEQ ID NO: 145)
NNNNCCATGCCCGATATCGTCCTGACCCAG
scFv-r (SEQ ID NO: 146)
AGCTACCGCGGAGACGGTGACGAGGGGT
After the restriction enzyme reaction, the target plasmid is obtained by the same method as in Example 30. The obtained plasmid is confirmed by sequencing to be the intended gene sequence. Also,
From transformation to protein expression is carried out by the same means as in Example 31. A monomeric protein of about 39 kDa is obtained.

実施例36(SPR測定による金及びHELに対する二重結合性評価)
実施例35で得られるタンパク質画分の金に対する結合性をSPRにて測定する。SP
R測定装置として、BIAcore2000(BIAcore社製)を使用し、被結合物
の金基板としては同社のSIA−kit Auの金蒸着ガラス基板を使用した。以下の条
件において測定を行う。サンプルとして、実施例31で得られるタンパク質画分 500
nM(前記と同様にして、吸光度より算出)を使用する。実施条件は実施例21及び22
と同様とする。金に対する結合性を示すが結合カーブを得る。(図22)
実施例37(VHg変異体―VLh発現プラスミド作製)
実施例19で得られる発現用プラスミド(pGHEL)の金結合性VHコード配列に配列番号
:で示されるDNA配列を挿入する。挿入方法は、前記pGHELを鋳型として、上述の
QuickChange kit(Stratagene社)を用いて行う。得られるプ
ラスミドが目的の配列であることを確認する。次いで、得られるプラスミドを用いて実施
例20と同様にしてタンパク質を発現精製、及びVHh−VLgとニ量化を行う。
Sephadex G75を用いて、分子量約50kDaのタンパク画分を分画する。(
図23)
A14P−f(配列番号:147)
GAGCAGAGGTGAAAAAGCCAGGGGAGTCTCTGAAG
A14P−r(配列番号:148)
CTTCAGAGACTCCCCTGGCTTTTTCACCTCTGCTC
実施例38(SPRによる金及びHELの二重結合性評価)
実施例37で得られるタンパク質画分の金に対する結合性をSPRにて測定する。SP
R測定装置として、BIAcore2000(BIAcore社製)を使用し、被結合物
の金基板としては同社のSIA−kit Auの金蒸着ガラス基板を使用した。以下の条
件において測定を行う。サンプルとして、実施例37で得られるタンパク質画分 500
nM(前記と同様にして、吸光度より算出)を使用する。実施条件は実施例21と同様と
する。金に対する結合性を示すが結合カーブを得る。(図24)
実施例39(VHg−VHgタンパク質発現プラスミドの作製)
実施例30のVHhの代わりにVHgをコードするDNA断片を用いる以外は同じ方法
により実施例30とどうような方法によりpPCIZ−αVHg2を作製する。上記で使
用するVHgをコードするDNA断片を作製するための鋳型としては実施例10で得るp
RA2−7s4を用い、プライマーとしては
VHg−f(配列番号:149)
NNNNNGCTAGC GGCGGGGGCGGTAGC CAGGTGCAGTTG
GTGGAGTCT
VHg−r(配列番号:150)
NNNNNCCGCGGATGAGGAGACGGTGACCAGGGTT
を用いる。目的のプラスミドであることをシークエンスにて確認する。
Example 36 (double bond evaluation to gold and HEL by SPR measurement)
The binding of the protein fraction obtained in Example 35 to gold is measured by SPR. SP
BIAcore 2000 (manufactured by BIAcore) was used as the R measuring device, and a gold-deposited glass substrate of SIA-kit Au of the same company was used as the gold substrate of the object to be bonded. Measurement is performed under the following conditions. As a sample, the protein fraction obtained in Example 31 500
nM (same as above, calculated from absorbance) is used. The implementation conditions were Examples 21 and 22.
The same shall apply. Shows bondability to gold but obtains a bond curve. (Fig. 22)
Example 37 (VHg mutant-VLh expression plasmid preparation)
The DNA sequence represented by SEQ ID NO: is inserted into the gold-binding VH coding sequence of the expression plasmid (pGHEL) obtained in Example 19. The insertion method is performed using the above-described QuickChange kit (Stratagene) using the pGHEL as a template. Confirm that the resulting plasmid is the target sequence. Next, using the resulting plasmid, the protein is expressed and purified in the same manner as in Example 20, and dimerized with VHh-VLg.
A protein fraction having a molecular weight of about 50 kDa is fractionated using Sephadex G75. (
(Fig. 23)
A14P-f (SEQ ID NO: 147)
GAGCAGAGGTGAAAAAGCCCAGGGGAGTCTCTGAAG
A14P-r (SEQ ID NO: 148)
CTTCAGAGACTCCCCTGGCTTTTCACCTCTCGCTC
Example 38 (Evaluation of double bondability of gold and HEL by SPR)
The binding of the protein fraction obtained in Example 37 to gold is measured by SPR. SP
BIAcore 2000 (manufactured by BIAcore) was used as the R measuring device, and a gold-deposited glass substrate of SIA-kit Au of the same company was used as the gold substrate of the object to be bonded. Measurement is performed under the following conditions. As a sample, the protein fraction obtained in Example 37 500
nM (same as above, calculated from absorbance) is used. The implementation conditions are the same as in Example 21. Shows bondability to gold but obtains a bond curve. (Fig. 24)
Example 39 (Preparation of VHg-VHg protein expression plasmid)
PPCIZ-αVHg 2 is prepared in the same manner as in Example 30 except that a DNA fragment encoding VHg is used instead of VHh in Example 30. As a template for producing a DNA fragment encoding VHg used above, p obtained in Example 10 is used.
RA2-7s4 was used, and VHg-f (SEQ ID NO: 149) was used as a primer.
NNNNNGCTAGC GGCGGGGGGCGGTAGC CAGGTGCAGTTG
GTGGAGTCT
VHg-r (SEQ ID NO: 150)
NNNNNCCGCGGATGAGGAGAGGGTGACCAGGGTT
Is used. Confirm that it is the target plasmid by sequencing.

実施例40(VHg−VLgタンパクの作製)
実施例31と同様の手法により目的タンパク質を精製する。分子量約25kDaのVH
g−VHgの2量体からなるタンパク質を精製する。(図25)
実施例41(VHg−VLg4量体タンパク質発現プラスミドの作製)
実施例39のVHg−VHgをつなぐリンカーGGGGSをGSと変更した以外は同じ
方法により実施例30とどうような方法によりpPCIZ−αVHg4を作製する。上記
で使用するVHgをコードするDNA断片を作製するための鋳型としては実施例10で得
られるpRA2−7s4を用い、プライマーとしては
VHg4−f(配列番号:151)
NNNNNGCTAGC GGCAGC CAGGTGCAGTTGGTGGAGTCT
VHg4−r(配列番号:152)
NNNNNCCGCGGATGAGGAGACGGTGACCAGGGTT
を用いる。目的のプラスミドであることをシークエンスにて確認する。
Example 40 (Production of VHg-VLg protein)
The target protein is purified by the same method as in Example 31. VH with a molecular weight of about 25 kDa
A protein consisting of a dimer of g-VHg is purified. (Fig. 25)
Example 41 (Preparation of VHg-VLg tetramer protein expression plasmid)
PPCIZ-αVHg 4 is prepared in the same manner as in Example 30 except that the linker GGGGS connecting VHg-VHg in Example 39 is changed to GS. PRA2-7s4 obtained in Example 10 is used as a template for preparing a DNA fragment encoding VHg used above, and VHg4-f (SEQ ID NO: 151) is used as a primer.
NNNNNGCTAGC GGCAGC CAGGTGCAGGTTGGTGGAGTCT
VHg4-r (SEQ ID NO: 152)
NNNNNCCGCGGATGAGGAGAGGGTGACCAGGGTT
Is used. Confirm that it is the target plasmid by sequencing.

実施例42(金微粒子凝集反応)
実施例40、44で得られるタンパク質のそれぞれ500μM/PBST溶液を金微粒
子(20nmφ:田中貴金属社製)を室温にてインキュベートする。いずれのタンパク質
を用いた場合においても、金微粒子が凝集することが観察される。また、金微粒子/タン
パク質混合溶液のスペクトル(λmax)が経時的に変化し、半値幅も拡大することが観
察され、金微粒子間の距離が近接していることを示唆する結果を得る(図26)。

(比較例2)
実施例36において、500nM HELの代わりに500nM BSAとした以外は同じとする
。BSAの結合は確認できない。実施例35で得られる金基板上に結合するタンパク質はHEL
を特異的な結合することが示される。(図27)
(比較例3)
抗HEL抗体(Rockland社製)を用いて金基板上に直接固定化された抗体の結合能
評価をSPR測定により行う。
(1)10μM 抗HEL抗体/PBS溶液を作製する。
(2)(1)で得られる抗体溶液を1μL/minにて100μLインジェクションする
。吸着した抗体分子のシグナルは1907R.Uである。
(3)続いて、1%カゼイン/PBS溶液を(2)と同様な条件にてインジェクションす
る。
(4)更に、1%カゼイン/PBS溶液 40μLを20μL/minにてインジョクシ
ョンを行い、金基板上がブロッキングされていることを確認する。
(5)次いで、1μM HEL 40μLを20μL/minにてインジョクションを行
い、図28の結果を得る。
Example 42 (Gold fine particle aggregation reaction)
Each of the proteins obtained in Examples 40 and 44 is incubated with gold microparticles (20 nmφ: Tanaka Kikinzoku Co., Ltd.) at room temperature. It is observed that the gold fine particles are aggregated when any protein is used. In addition, it was observed that the spectrum (λmax) of the gold fine particle / protein mixed solution changed with time and the half-value width was expanded, and the result suggesting that the distance between the gold fine particles is close is obtained (FIG. 26). ).

(Comparative Example 2)
In Example 36, it is the same except that 500 nM BSA is used instead of 500 nM HEL. BSA binding cannot be confirmed. The protein that binds to the gold substrate obtained in Example 35 is HEL.
Are shown to bind specifically. (Fig. 27)
(Comparative Example 3)
The binding ability of the antibody directly immobilized on the gold substrate using an anti-HEL antibody (manufactured by Rockland) is evaluated by SPR measurement.
(1) A 10 μM anti-HEL antibody / PBS solution is prepared.
(2) The antibody solution obtained in (1) is injected at 100 μL at 1 μL / min. The signal of the adsorbed antibody molecule is 1907R. U.
(3) Subsequently, a 1% casein / PBS solution is injected under the same conditions as in (2).
(4) Further, 40 μL of 1% casein / PBS solution is injected at 20 μL / min to confirm that the gold substrate is blocked.
(5) Next, 40 μL of 1 μM HEL is injected at 20 μL / min, and the result of FIG. 28 is obtained.

その結果、金基板に固定された抗体分子は1907R.Uに対して結合したHEL分子
は11R.Uである。固定時の空間配置を考慮し、仮に抗体一分子が一つの抗原を基板上
に固定されたと考えると抗体の約6%が標的物質を捕捉した計算となる。
一方で、上記実施例で示される本発明は基板上に固定される本発明のタンパク質の約20
〜40%以上が標的物質を捕捉することが示される。
更には、センサの捕捉分子となるタンパク質を固定する条件においても、溶液濃度/固定
時間においても本発明の実施例は何ら特殊な化学物質や工程を行うことなく、従来既知の
物理吸着法に比べ、優れた基板固定方法であることが示唆される結果を得る。
As a result, the antibody molecule immobilized on the gold substrate was 1907R. The HEL molecule bound to U is 11R. U. Considering the spatial arrangement at the time of fixation, if it is assumed that one antibody molecule has one antigen immobilized on the substrate, it is calculated that about 6% of the antibody captures the target substance.
On the other hand, the present invention shown in the above examples is about 20% of the protein of the present invention immobilized on a substrate.
It is shown that ˜40% or more captures the target substance.
Furthermore, the embodiment of the present invention does not perform any special chemical substance or process under the conditions for immobilizing the protein that becomes the capture molecule of the sensor or the solution concentration / fixation time. The results suggested to be an excellent substrate fixing method are obtained.

本発明は、金に対する結合部位を一以上有し、且つ特定の物質に対する結合部位を有す
る金結合性タンパク質、及び前記金結合性タンパク質を固定化した金基板を含む構造体及
びそれを利用した検出装置を提供する。本発明を適用することで得られる金結合性タンパ
ク質を固定化した構造体からなる検出装置では、基板となる金を特異的に認識する結合部
位することにより固定化されている為、前記タンパク質が有する他方の特定の物質(標的
物質)を認識する結合部位が基板に固定化されることもなく、基板から間隔を確保して配
向される。それにより、標的物質結合部位が基板からの結合能に対する影響を最小限に抑
え、効率的かつ高配向に基板表面上に固定されたものとなる。
The present invention provides a gold-binding protein having one or more binding sites for gold and a binding site for a specific substance, a structure including a gold substrate on which the gold-binding protein is immobilized, and detection using the same Providing equipment. In the detection apparatus comprising a structure to which a gold-binding protein obtained by applying the present invention is immobilized, the protein is immobilized by a binding site that specifically recognizes gold as a substrate. The binding site recognizing the other specific substance (target substance) is not immobilized on the substrate, but is oriented with a space from the substrate. Thereby, the target substance binding site is fixed on the substrate surface in an efficient and highly oriented manner while minimizing the influence on the binding ability from the substrate.

つまり、本発明は、生体物質などの有機物を基体表面に固定化して、該有機物の有する
種々の生理的機能を利用する、バイオセンサーやバイオリアクタを初めとする、各種の生
体物質の機能を応用する製品の高性能化に利用可能であることが示唆される。
In other words, the present invention applies the functions of various biological materials such as biosensors and bioreactors that immobilize organic materials such as biological materials on the substrate surface and use various physiological functions of the organic materials. This suggests that it can be used to improve the performance of products.

一方、本発明は、標的物質を標識する接続部材であって、標的物質を結合する部位と前
記標識物質を結合する部位をそれぞれ一以上有し、上記のそれぞれの結合部位は互いに独
立して被結合物質と結合することを特徴とする接続部材を提供する。本発明を適用するこ
とで得られる従来の化学的な架橋法に行うことなく、目的のタンパク質を標識することが
可能となる。これにより、標識に際して問題であった標的物質に対する種々のタンパク質
の結合能に対する影響を最小限に抑え、製造効率的を向上させることが可能である。つま
り、本発明は、生体物質などの接続部材を基体表面に固定化して、該接続部材の有する種
々の生理的機能を利用する、バイオセンサー等の各種の生体物質の機能を応用する製品の
高性能化に利用可能であることが示唆される。
On the other hand, the present invention is a connecting member for labeling a target substance, and has at least one site for binding the target substance and one site for binding the labeling substance. Provided is a connection member that is bonded to a binding substance. The target protein can be labeled without performing the conventional chemical cross-linking method obtained by applying the present invention. Thereby, it is possible to minimize the influence on the binding ability of various proteins to the target substance, which has been a problem in labeling, and to improve the production efficiency. In other words, the present invention is a high-performance product that applies various biomaterial functions, such as biosensors, by immobilizing a connection member such as a biological material to the surface of the substrate and using various physiological functions of the connection member. It is suggested that it can be used for performance improvement.

本発明にかかる複合タンパク質の一例における、構造体の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the structure in an example of the composite protein concerning this invention. 本発明にかかる複合タンパク質の一例における、構造体の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the structure in an example of the composite protein concerning this invention. 本発明にかかる複合タンパク質の一例における、構造体の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the structure in an example of the composite protein concerning this invention. 本発明にかかる複合タンパク質の一例における、構造体の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the structure in an example of the composite protein concerning this invention. 本発明にかかる複合タンパク質の一例における、構造体の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the structure in an example of the composite protein concerning this invention. 本発明にかかる複合タンパク質の一例における、構造体の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the structure in an example of the composite protein concerning this invention. 本発明にかかる複合タンパク質の一例における、構造体の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the structure in an example of the composite protein concerning this invention. 本発明にかかる複合タンパク質の一例における、構造体の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the structure in an example of the composite protein concerning this invention. 本発明で得られるVLのSPR評価の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of SPR evaluation of VL obtained by this invention. 本発明で得られるVHのSPR評価の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of SPR evaluation of VH obtained by this invention. 本発明の実施例を説明する為のベクター模式図である。It is a vector schematic diagram for demonstrating the Example of this invention. 本発明の実施例を説明する為のベクター模式図である。It is a vector schematic diagram for demonstrating the Example of this invention. 本発明の実施例を説明する為のベクター模式図である。It is a vector schematic diagram for demonstrating the Example of this invention. 本発明の実施例を説明する為のベクター模式図である。It is a vector schematic diagram for demonstrating the Example of this invention. 本発明の実施例を説明する為のベクター模式図である。It is a vector schematic diagram for demonstrating the Example of this invention. 本発明の実施例を説明する為のベクター模式図である。It is a vector schematic diagram for demonstrating the Example of this invention. 本発明で得られるscFvのSPR評価の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of SPR evaluation of scFv obtained by this invention. 実施例21におけるSPRチャートである。22 is an SPR chart in Example 21. FIG. 実施例31におけるGPCチャートである。22 is a GPC chart in Example 31. 実施例32におけるSPRチャートである。36 is an SPR chart in Example 32. FIG. 実施例34におけるSPRチャートである。42 is an SPR chart in Example 34. FIG. 実施例36におけるSPRチャートである。42 is an SPR chart in Example 36. FIG. 実施例37におけるGPCチャートである。42 is a GPC chart in Example 37. FIG. 実施例38におけるSPRチャートである。42 is an SPR chart in Example 38. FIG. 実施例40におけるGPCチャートである。42 is a GPC chart in Example 40. FIG. 実施例42における含金微粒子溶液吸光曲線である。4 is a light absorption curve of a metal-containing fine particle solution in Example 42. FIG. 比較例2におけるSPRチャートである。10 is an SPR chart in Comparative Example 2. 比較例3におけるSPRチャートである。10 is an SPR chart in Comparative Example 3.

Claims (25)

金に対して結合性を有するタンパク質であって、前記タンパク質は抗体の少なくとも一
部を含んでなることを特徴とするタンパク質。
A protein having a binding property to gold, wherein the protein comprises at least a part of an antibody.
前記抗体の少なくとも一部を含む金結合部位を有する請求項1に記載のタンパク質。   The protein according to claim 1, which has a gold binding site containing at least a part of the antibody. 前記金結合部位が、F(ab')2、Fab'、Fab及びこれらの一部から選択された
少なくとも1種を含んでなる請求項2に記載のタンパク質。
The protein according to claim 2, wherein the gold binding site comprises at least one selected from F (ab ') 2, Fab', Fab and a part thereof.
前記金結合部位が、抗体可変領域(Fv)及びその一部から選択された少なくとも1種
を含んでなる請求項2に記載のタンパク質。
The protein according to claim 2, wherein the gold binding site comprises at least one selected from an antibody variable region (Fv) and a part thereof.
前記金結合部位が、
(1)抗体重鎖可変領域(VH)、その変異体及びこれらの一部、並びに
(2)抗体軽鎖可変領域(VL)、その変異体及びこれらに一部
から選択された少なくとも1種を含んでなる請求項4に記載のタンパク質。
The gold binding site is
(1) an antibody heavy chain variable region (VH), a variant thereof and a part thereof; and (2) an antibody light chain variable region (VL), a variant thereof and at least one selected from them. 5. A protein according to claim 4 comprising.
前記抗体重鎖可変領域(VH)が、配列番号:1〜48のアミノ配列の少なくとも一つ
を含んでなる請求項5記載のタンパク質。
The protein according to claim 5, wherein the antibody heavy chain variable region (VH) comprises at least one of the amino acid sequences of SEQ ID NOs: 1 to 48.
前記抗体重鎖可変領域(VH)の変異体が、配列番号:1〜48のアミノ配列の一個も
しくは数個のアミノ酸が、欠失、置換もしくは付加されたアミノ酸配列を一つ以上含み、
金結合性を有している請求項4記載のタンパク質。
The antibody heavy chain variable region (VH) variant comprises one or more amino acid sequences in which one or several amino acids of the amino acid sequence of SEQ ID NOs: 1 to 48 are deleted, substituted or added,
The protein according to claim 4, which has gold binding properties.
前記抗体軽鎖可変領域(VL)が、配列番号:49〜57のアミノ配列の少なくとも一
つを含んでなる請求項5に記載のタンパク質。
The protein according to claim 5, wherein the antibody light chain variable region (VL) comprises at least one of the amino sequences of SEQ ID NOs: 49 to 57.
前記抗体軽鎖可変領域(VL)の変異体が、配列番号:49〜57のアミノ配列の一個
もしくは数個のアミノ酸が、欠失、置換もしくは付加されたアミノ酸配列を一つ以上含み
、金結合性を有している請求項5記載のタンパク質。
The antibody light chain variable region (VL) variant comprises one or more amino acid sequences wherein one or several amino acids of SEQ ID NO: 49-57 are deleted, substituted or added, 6. The protein according to claim 5, which has sex.
解離定数が10-6M以下である請求項1乃至5のいずれかに記載のタンパク質。 The protein according to any one of claims 1 to 5, which has a dissociation constant of 10 -6 M or less. 金結合性複合タンパク質であって、
(1)請求項1〜10のいずれかに記載の金に対して結合性を有するタンパク質を含む第
一のドメインと、
(2)特定の物質に対する結合部位を有するタンパク質を含む第二のドメインと、
を有することを特徴とする金結合性複合タンパク質。
A gold-binding complex protein,
(1) a first domain comprising a protein having binding properties to gold according to any one of claims 1 to 10;
(2) a second domain containing a protein having a binding site for a specific substance;
A gold-binding complex protein characterized by comprising:
前記第一のドメインと複合体を形成する第三のドメイン及び前記第二のドメインと複合
体を形成する第四のドメインの少なくとも一方を更に有する請求項11記載の金結合性複
合タンパク質。
The gold-binding complex protein according to claim 11, further comprising at least one of a third domain forming a complex with the first domain and a fourth domain forming a complex with the second domain.
前記第三のドメインが金結合性を有し、請求項1〜10のいずれかに記載のタンパク質
を含む請求項12記載の金結合性複合タンパク質。
The gold-binding complex protein according to claim 12, wherein the third domain has gold-binding property and includes the protein according to any one of claims 1 to 10.
以下の構造(1)〜(7)のいずれかを含む請求項13または14に記載の金結合性複
合タンパク質。
(1)前記第一のドメインと前記第二のドメインが一本のポリペプチド鎖を形成している

(2)前記第一のドメインと前記第二のドメインが一以上のアミノ酸を介して結合してい
(3)前記第三のドメインと前記第四のドメインが一本のポリペプチド鎖を形成している

(4)前記第三のドメインと前記第四のドメインが一以上のアミノ酸を介して結合してい
る。
(5)少なくとも前記第一のドメイン、第二のドメイン及び第三のドメインが一つのポリ
ペプチド鎖を形成している。
(6)少なくとも前記第一のドメイン、第二のドメイン及び第四のドメインが一つのポリ
ペプチド鎖を形成している。
(7)前記第一乃至第四のドメインの全てが一つのポリペプチド鎖を形成している。
The gold-binding complex protein according to claim 13 or 14, comprising any of the following structures (1) to (7).
(1) The first domain and the second domain form a single polypeptide chain.
(2) The first domain and the second domain are bonded via one or more amino acids. (3) The third domain and the fourth domain form a single polypeptide chain. Yes.
(4) The third domain and the fourth domain are bound via one or more amino acids.
(5) At least the first domain, the second domain, and the third domain form one polypeptide chain.
(6) At least the first domain, the second domain, and the fourth domain form one polypeptide chain.
(7) All of the first to fourth domains form one polypeptide chain.
基体とタンパク質を有する構造体であって、前記基体が表面の少なくとも一部に金を含
み、前記タンパク質が請求項11〜14のいずれかに記載された金結合性複合タンパク質
であることを特徴とする構造体。
A structure having a substrate and a protein, wherein the substrate contains gold on at least a part of a surface thereof, and the protein is a gold-binding complex protein according to any one of claims 11 to 14. Structure.
前記第二及び第四の少なくとも一方が、標的物質に対する結合性を有する請求項15に
記載の構造体。
The structure according to claim 15, wherein at least one of the second and fourth has a binding property to a target substance.
請求項11乃至14のいずれかに記載の金結合性複合タンパク質をコードする核酸。   A nucleic acid encoding the gold-binding complex protein according to any one of claims 11 to 14. 請求項17記載の核酸を含むベクター。   A vector comprising the nucleic acid according to claim 17. 請求項15または16に記載の構造体の製造方法において、
(1)前記基体を準備する工程、
(2)前記金結合性複合タンパク質を生成する工程、及び
(3)前記基体に前記金結合性複合タンパク質を配置する工程
を有することを特徴とする構造体の製造方法。
In the manufacturing method of the structure according to claim 15 or 16,
(1) a step of preparing the substrate;
(2) A method for producing a structure, comprising the step of producing the gold-binding complex protein, and (3) the step of arranging the gold-binding complex protein on the substrate.
前記金結合性タンパク質の生成が、請求項18記載のベクターを宿主細胞に導入するこ
とにより前記金結合性タンパク質を含むポリペプチド鎖を発現させることにより行なわれ
る請求項19に記載の構造体の製造方法。
The production of the structure according to claim 19, wherein the production of the gold binding protein is performed by expressing a polypeptide chain containing the gold binding protein by introducing the vector according to claim 18 into a host cell. Method.
標的物質を検出するための検出用キットであって、請求項15に記載の構造体を形成す
るための基体及び金結合性複合タンパク質と、該構造体への標的物質の結合を検出するた
めの検出手段と、を有することを特徴とする標的物質検出用キット。
A detection kit for detecting a target substance, comprising: a substrate for forming the structure according to claim 15; a gold-binding complex protein; and detection of binding of the target substance to the structure. A kit for detecting a target substance, comprising: a detection means.
標識物質により標的物質を標識するための接続部材であって、
前記標的物質を結合する部位と前記標識物質を結合する部位をそれぞれ一以上有し、
これらの部位は互いに独立して被結合物質と結合し、
前記標識物質を結合する部位または前記標的物質を結合する部位の少なくとも1つが請
求項1〜11のいずれかに記載のタンパク質を含む
ことを特徴とする接続部材。
A connecting member for labeling a target substance with a labeling substance,
Each having one or more sites for binding the target substance and sites for binding the labeling substance;
These sites bind to the bound substance independently of each other,
12. The connection member, wherein at least one of a site that binds the labeling substance or a site that binds the target substance contains the protein according to any one of claims 1 to 11.
前記標識物質または前記標的物質が金を含む金属、金属酸化物及び半導体化合物の少な
くとも一以上を有する特徴とする請求項22に記載の接続部材。
The connection member according to claim 22, wherein the labeling substance or the target substance includes at least one of a metal containing gold, a metal oxide, and a semiconductor compound.
標的物質を標識物質に結合して標識し、該標識物質が結合した標的物質を検出すること
による標的物質の検出方法において、
前記標識物質を請求項22に記載の接続部材を介して前記標的物質に結合する工程と有
することを特徴とする標的物質の検出方法。
In a method for detecting a target substance by binding a target substance to a labeling substance and labeling the target substance, and detecting the target substance bound to the labeling substance,
A method for detecting a target substance, comprising the step of binding the labeling substance to the target substance via a connecting member according to claim 22.
標的物質を検出するためのキットであって、
金を含む標識物質と、請求項22に記載の接続部材と、標的物質に該標識物質が該接続
部材を介して結合した状態を検出するための検出手段と、を有することを特徴とするキッ
ト。
A kit for detecting a target substance,
23. A kit comprising: a labeling substance containing gold; a connection member according to claim 22; and a detection means for detecting a state in which the labeling substance is bound to the target substance via the connection member. .
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