JP2008099649A - Quinol peroxidase and gene thereof - Google Patents

Quinol peroxidase and gene thereof Download PDF

Info

Publication number
JP2008099649A
JP2008099649A JP2006309671A JP2006309671A JP2008099649A JP 2008099649 A JP2008099649 A JP 2008099649A JP 2006309671 A JP2006309671 A JP 2006309671A JP 2006309671 A JP2006309671 A JP 2006309671A JP 2008099649 A JP2008099649 A JP 2008099649A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
protein
amino acid
quinol
acid sequence
qpo
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006309671A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
英造 ▲高▼島
Eizo Takashima
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to JP2006309671A priority Critical patent/JP2008099649A/en
Publication of JP2008099649A publication Critical patent/JP2008099649A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new quinol peroxidase using, as a base, quinol physiologically or artificially carrying out electron-transporting reaction in the respiratory chain of an organism; and to provide a gene encoding the new peroxidase. <P>SOLUTION: The new quinol peroxidase (QPO) is isolated and purified by culturing eubacteria of Actinobacillus actinomycetemcomitans ATCC 29522. The QPO gene is obtained by extracting a chromosome DNA from the microbial strain, and carrying out PCR by designing a primer based on the sequence information of the N-terminal amino acid of the purified QPO and the whole chromosome DNA sequence of well-known Actinobacillus actinomycetemcomitans HK5651 strain. The QPO amino acid sequence comprises a sequence having high homology with a cytochrome c peroxidase derived from an existing eubacterium, and a sequence specific to the QPO amino acid sequence. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

発明の詳細な説明Detailed Description of the Invention

本発明は、真性細菌アクチノバシラス・アクチノミセテムコミタンス(Actinobacillus actinomycetemcomitans)ATCC29522由来のキノールペルオキシダーゼ活性を有するタンパク質、及びタンパク質をコードする遺伝子等に関する。The present invention relates to a protein having quinol peroxidase activity derived from the true bacterium Actinobacillus actinomycetemcomitans ATCC 29522, a gene encoding the protein, and the like.

ペルオキシダーゼは、過酸化酵素ともよばれ、過酸化水素の存在下、種々の化合物を酸化する酵素である。また過酸化水素を種々の化合物で還元する酵素であるともいえる。ペルオキシダーゼは動物界、植物界及び微生物界に広く分布する事が知られ、各種酵素抗体標識など各種分析試薬として既に実用化されており、また、各種廃液・排水中の有機塩素化合物、環境ホルモン等の分解・除去、パルプ廃液の脱色、洗濯物の色移り防止、フェノール樹脂の合成、食品の劣化防止などの幅広い用途が期待されている。かかるペルオキシダーゼの中でも、近年、種々の微生物に由来するペルオキシダーゼが探索されてきており、例えば担子菌のコプリヌス・シネリウス(特許文献1)、ヒラタケ(非特許文献1)、ホウロクタケ(特許文献2)、白色腐朽菌のファネロカエテ・クリソスポリウム(非特許文献2)、ファネロカエテ・ソルディダ(特許文献3)、糸状菌のアルスロマイセス・ラモスス(非特許文献3)、子嚢菌ゲオトリカム・キャンディウム(非特許文献4)、コフキサルノコシカケ(非特許文献5)、カワラタケ(非特許文献6)、セリポリオプシス・スベミスポラ(非特許文献7)、ダイコミタス・スクアレンス(非特許文献8)、フレビア・ラヂアタ(非特許文献9)、そして真性細菌のフラボバクテリウム・メニンゴセプチカム(非特許文献10)に由来するペルオキシダーゼを挙げることができる。Peroxidase, also called peroxidase, is an enzyme that oxidizes various compounds in the presence of hydrogen peroxide. It can also be said to be an enzyme that reduces hydrogen peroxide with various compounds. Peroxidase is known to be widely distributed in the animal kingdom, plant kingdom, and microbial kingdom, and has already been put into practical use as various analytical reagents such as various enzyme antibody labels. In addition, organochlorine compounds in various waste liquids and wastewater, environmental hormones, etc. It is expected to be used in a wide range of applications such as decomposition / removal of pulp, decolorization of pulp waste liquid, prevention of color transfer of laundry, synthesis of phenol resin, and prevention of food deterioration. Among such peroxidases, peroxidases derived from various microorganisms have been searched in recent years. For example, the basidiomycete Coprinus sinerius (patent document 1), oyster mushroom (non-patent document 1), horotake (patent document 2), white Funerocaete chrysosporium (Non-patent Document 2), Funerocaete Saldida (Non-patent document 3), fungus Alsulomyces ramos (Non-patent document 3), Ascomycete geotricum candyum (Non-patent document 4), Kofukisarokoshikake (Non-Patent Document 5), Kawaratake (Non-Patent Document 6), Seripoliopsis Svemispora (Non-Patent Document 7), Daikomitas Squalens (Non-Patent Document 8), Flavia Radiata (Non-Patent Document 9), And the true bacterium Flavobacterium meningocepticum (non-special It can be mentioned peroxidase derived from literature 10).

特開平3−1949号公報JP-A-3-1949 特開平8−70862号公報JP-A-8-70862 特開2000−152786号公報JP 2000-152786 A Biochim. Biopys. Acta,1251,205−209,1995Biochim. Biopys. Acta, 1251, 205-209, 1995 Gene,93,119−124,1990Gene, 93, 119-124, 1990 Agric.Biol.Chem,50,247,1986Agric. Biol. Chem, 50, 247, 1986 Journal of Bioscience and Bioengineering,87,411,1999Journal of Bioscience and Bioengineering, 87, 411, 1999 Biotech.Lett.23,103,2001Biotech. Lett. 23, 103, 2001 Biochem.Biophys.Res.Commun,179,428−435,1991Biochem. Biophys. Res. Commun, 179, 428-435, 1991 Gene,206,185−193,1998Gene, 206, 185-193, 1998 Biochim.Biophys.Acta,1434,356−364,1999Biochim. Biophys. Acta, 1434, 356-364, 1999 Gene,85,343−351,1989Gene, 85, 343-351, 1989 Biochim.Biophys.Acta,1435,117−126Biochim. Biophys. Acta, 1435, 117-126

かかるペルオキシダーゼのなかでも、特にチトクロムcペルオキシダーゼは、還元型チトクロムcの存在下、過酸化水素を還元するペルオキシダーゼであり、発芽酵母(非特許文献11)と、真性細菌のシュードモナス・エルジノーサ(非特許文献12)、シュードモナス・ナウティカ(非特許文献13)、ロドバクター・カプスラタス(非特許文献14)、ニトロソモナス・ユウロペア(非特許文献15)、及びメチロコッカス・カプスラタス(非特許文献16)などに由来するチトクロムcペルオキシダーゼが知られている。Among such peroxidases, cytochrome c peroxidase is a peroxidase that reduces hydrogen peroxide in the presence of reduced cytochrome c, and includes germinating yeast (Non-patent Document 11) and true bacteria Pseudomonas aeruginosa (Non-patent Document). 12) Cytochrome c derived from Pseudomonas nautica (Non-patent document 13), Rhodobacter capslatas (Non-patent document 14), Nitrosomonas europair (Non-patent document 15), Methylococcus capslatas (Non-patent document 16), etc. Peroxidase is known.

J.Biol.Chem.267,21802−21807,1992J. et al. Biol. Chem. 267, 21802-21807, 1992 Acta Chem.Scand.,26,2535−2537,1972Acta Chem. Scand. , 26, 2535-2537, 1972 Biochim.Biophys.Acta,1434,248−259,1999Biochim. Biophys. Acta, 1434, 248-259, 1999 Eur.J.Biochem.,258,29−36,1998Eur. J. et al. Biochem. , 258, 29-36, 1998 J.Biol.Chem.,269,11878−11886J. et al. Biol. Chem. , 269, 11878-11886 Arch.Microbiol.,168,362−372,1997Arch. Microbiol. , 168, 362-372, 1997

かかるチトクロムcペルオキシダーゼの中でも、発芽酵母由来のものと、真性細菌由来のものでは、アミノ酸配列ならびに酵素学的な性質が大きく異なっており、前者は294個のアミノ酸と1つのヘムbをもつタンパク質で、そのアミノ酸配列は他の多くのペルオキシダーゼと相同性をもつのに対し、後者は300から400個のアミノ酸と2つのヘムcを共有結合したタンパク質であり、他のペルオキシダーゼと異なった、特異的なアミノ酸配列からなる。Among such cytochrome c peroxidases, those derived from budding yeast and those derived from true bacteria are greatly different in amino acid sequence and enzymatic properties. The former is a protein having 294 amino acids and one heme b. The amino acid sequence is homologous to many other peroxidases, whereas the latter is a protein that covalently binds 300 to 400 amino acids and two heme c, and is distinct from other peroxidases. It consists of an amino acid sequence.

発明が解決しようとする課題Problems to be solved by the invention

本発明の課題は、アクチノバシラス・アクチノミセテムコミタンスATCC29522に由来する新規なキノールペルオキシダーゼをコードする遺伝子の塩基配列を明らかにして、その有用な機能をより広く活用するための手段を提供する事にある。An object of the present invention is to elucidate the base sequence of a gene encoding a novel quinol peroxidase derived from Actinobacillus actinomycetemcomitans ATCC 29522 and to provide a means for more widely utilizing its useful function. It is in.

課題を解決するための手段Means for solving the problem

アクチノバシラス・アクチノミセテムコミタンスATCC29522から新規なペルオキシダーゼを単離し、その酵素学的性質を決定したところ、従来知られている全てのペルオキシダーゼと異なり、ユビキノール−1を基質としてペルオキシダーゼ活性を有することを見いだした。QPO遺伝子は既存の真性細菌由来のチトクロムcペルオキシダーゼに高い相同性を有する配列と、QPO遺伝子特異的な配列からなる。本発明はこれら知見に基づいて完成するに至ったものである。A novel peroxidase was isolated from Actinobacillus actinomycetemcomitans ATCC 29522 and its enzymatic properties were determined. It was found that it has peroxidase activity using ubiquinol-1 as a substrate, unlike all known peroxidases. I found it. The QPO gene consists of a sequence highly homologous to cytochrome c peroxidase derived from an existing true bacterium and a sequence specific to the QPO gene. The present invention has been completed based on these findings.

すなわち本発明は、(a)配列番号2に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質や、(b)配列番号2に示されるアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつキノールペルオキシダーゼ活性を有するタンパク質をコードするDNA(請求項1)や、配列番号1に示される塩基配列若しくはその相補的配列又はこれらの配列の一部若しくは全部を含む配列からなるDNA(請求項2)や、請求項2記載のDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつペルオキシダーゼ活性を有するタンパク質をコードするDNA(請求項3)や、配列番号2に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質(請求項4)や、配列番号2に示されるアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつキノールペルオキシダーゼ活性を有するタンパク質(請求項5)に関する。That is, the present invention relates to (a) a protein comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 or (b) an amino acid wherein one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2. DNA consisting of a sequence and encoding a protein having quinol peroxidase activity (Claim 1), DNA consisting of a base sequence shown in SEQ ID NO: 1 or a complementary sequence thereof, or a sequence containing a part or all of these sequences (Claim 2), DNA that hybridizes with the DNA of Claim 2 under stringent conditions and that encodes a protein having peroxidase activity (Claim 3), and the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 In the protein (Claim 4) and the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, The few amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence, and a protein having a quinol peroxidase activity (claim 5).

また本発明は、請求項4又は5記載のタンパク質と、マーカータンパク質及び/又はペプチドタグとを結合させた融合タンパク質(請求項6)や、請求項4又は5記載のタンパク質に特異的に結合する抗体(請求項7)や、抗体がモノクローナル抗体であることを特徴とする請求項7記載の抗体(請求項8)や、請求項1〜3のいずれか記載のDNAを含む組換えベクター(請求項9)や、請求項4又は5記載のタンパク質を発現することができる発現系を含んでなる宿主細胞(請求項10)や、請求項10記載の発現系を含んでなる宿主細胞を培地に培養し、得られる培養物からキノールペルオキシダーゼ活性を有する組換えタンパク質を採取することを特徴とする組換えタンパク質の製造方法(請求項11)に関する。Further, the present invention specifically binds to a fusion protein (claim 6) in which the protein according to claim 4 or 5 is bound to a marker protein and / or a peptide tag, or the protein according to claim 4 or 5. An antibody (Claim 7), an antibody according to Claim 7 (Claim 8), wherein the antibody is a monoclonal antibody, or a recombinant vector (Claim) according to any one of Claims 1 to 3 Item 9), a host cell comprising an expression system capable of expressing the protein according to claim 4 or 5 (claim 10), or a host cell comprising the expression system according to claim 10 in a medium. The present invention relates to a method for producing a recombinant protein (Claim 11), which comprises culturing and collecting a recombinant protein having quinol peroxidase activity from the resulting culture.

本発明の対象となるDNAとしては、配列番号2で示されるアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNAや、配列番号2で示されるアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつキノールペルオキシダーゼ活性を有するタンパク質をコードするDNAや、配列番号1に示される塩基配列若しくはその相補的配列又はこれらの配列の一部若しくは全部を含む配列からなるDNAであればどのようなものでもよく、ここで、上記キノールペルオキシダーゼ活性を有するタンパク質とは、生物の呼吸鎖において生理的あるいは人工的に電子伝達反応を担うことのできるキノールを基質として用いることによりペルオキシダーゼ活性を定性的に呈するタンパク質をいう。Examples of the DNA of the present invention include DNA encoding a protein consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, and one or several amino acids deleted, substituted or added in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2. DNA encoding an amino acid sequence that encodes a protein having quinol peroxidase activity, DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 or a complementary sequence thereof, or a sequence containing a part or all of these sequences Here, the protein having quinol peroxidase activity may be a peroxidase activity by using quinol as a substrate that can physiologically or artificially bear an electron transfer reaction in the respiratory chain of an organism. Qualitative protein.

ここでいう「生物の呼吸鎖において生理的あるいは人工的に電子伝達反応を担うことのできるキノール」とは、ユビキノール−n、ロドキノール−n、プラストキノール−nに代表されるベンゾキノールと、トコキノール−n、メナキノール−n、デメチルメナキノール−n、フィロキノール−nに代表されるナフトキノール、そしてこれらの誘導体を含む。As used herein, “quinol capable of physiologically or artificially responsible for an electron transfer reaction in the respiratory chain of a living organism” means benzoquinol represented by ubiquinol-n, rhodoquinol-n, plastquinol-n, and tocokinol- n, menaquinol-n, demethylmenaquinol-n, naphthoquinol represented by phyloquinol-n, and derivatives thereof.

ユビキノール−nとは、次式で表されるUbiquinol-n is represented by the following formula:

Figure 2008099649
Figure 2008099649

式中、nは側鎖のイソプレン単位の数を表し、0から10までが好ましく用いられる。In the formula, n represents the number of isoprene units in the side chain, and 0 to 10 is preferably used.

ロドキノール−nとは、次式で表されるRhodoquinol-n is represented by the following formula:

Figure 2008099649
Figure 2008099649

式中、nは側鎖のイソプレン単位の数を表し、0から10までが好ましく用いられる。In the formula, n represents the number of isoprene units in the side chain, and 0 to 10 is preferably used.

プラストキノール−nとは、次式で表されるPlastokinol-n is represented by the following formula:

Figure 2008099649
Figure 2008099649

式中、nは側鎖のイソプレン単位の数を表し、0から10までが好ましく用いられる。In the formula, n represents the number of isoprene units in the side chain, and 0 to 10 is preferably used.

トコキノール−nとは、次式で表されるTocokinol-n is represented by the following formula:

Figure 2008099649
Figure 2008099649

式中、nは側鎖のイソプレン単位の数を表し、0から10までが好ましく用いられる。In the formula, n represents the number of isoprene units in the side chain, and 0 to 10 is preferably used.

メナキノール−nとは、次式で表されるMenaquinol-n is represented by the following formula:

Figure 2008099649
Figure 2008099649

式中、nは側鎖のイソプレン単位の数を表し、0から10までが好ましく用いられる。In the formula, n represents the number of isoprene units in the side chain, and 0 to 10 is preferably used.

デメチルメナキノール−nとは、次式で表されるDemethylmenaquinol-n is represented by the following formula:

Figure 2008099649
Figure 2008099649

式中、nは側鎖のイソプレン単位の数を表し、0から10までが好ましく用いられる。In the formula, n represents the number of isoprene units in the side chain, and 0 to 10 is preferably used.

フィロキノール−nとは、次式で表されるPhiloquinol-n is represented by the following formula:

Figure 2008099649
Figure 2008099649

式中、nは側鎖のイソプレン単位の数を表し、3が好ましく用いられる。In the formula, n represents the number of isoprene units in the side chain, and 3 is preferably used.

また、配列番号1に示される塩基配列又はその相補的配列並びにこれらの配列の一部又は全部を含む配列からなるDNAをプローブとして、各種DNAライブラリーに対してストリンジェントな条件下でハイブリダイゼーションを行ない、該プローブにハイブリダイズするDNAを単離することにより、新規なキノールペルオキシダーゼ活性を有するタンパク質をコードするDNAを得ることもできる。こうして得られるDNAも本発明に包含される。かかる本発明のDNAを取得するためのハイブリダイゼーションの条件としては、例えば、42℃でのハイブリダイゼーション、及び1×SSC、0.1%のSDSを含む緩衝液による42℃での洗浄処理を挙げることができ、65℃でのハイブリダイゼーション、及び0.1×SSC、0.1%のSDSを含む緩衝液による65℃での洗浄処理をより好ましく挙げることができる。なお、ハイブリダイゼーションのストリンジェンシーに影響を与える要素としては、上記温度条件以外に種々の要素があり、当業者であれば、種々の要素を適宜組み合わせて、上記例示したハイブリダイゼーションのストリンジェンシーと同等のストリンジェンシーを実現することが可能である。In addition, hybridization with various DNA libraries under stringent conditions using DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 or a complementary sequence thereof and a sequence containing a part or all of these sequences as a probe. Then, DNA encoding a protein having a novel quinol peroxidase activity can be obtained by isolating DNA that hybridizes to the probe. The DNA thus obtained is also encompassed by the present invention. Examples of hybridization conditions for obtaining the DNA of the present invention include hybridization at 42 ° C. and washing treatment at 42 ° C. with a buffer containing 1 × SSC and 0.1% SDS. More preferably, hybridization at 65 ° C. and washing treatment at 65 ° C. with a buffer containing 0.1 × SSC and 0.1% SDS can be mentioned. In addition, there are various factors other than the above temperature conditions as factors affecting the stringency of hybridization, and those skilled in the art will be able to combine various components as appropriate to achieve the same stringency of hybridization as exemplified above. Stringency can be realized.

これら本発明のDNAは、本発明に開示されたDNA配列情報等に基づき、例えばアクチノバシラス・アクチノミセテムコミタンスATCC29522株等のゲノム遺伝子から、PCR又はDNA断片をプローブとするハイブリダイゼーションなど公知の方法により調製することができる。その他、化学合成によっても調製することができる。また、これら本発明のDNAから、キノールペルオキシダーゼ活性を有する人工変異タンパク質をコードする本発明のDNA、すなわち、塩基配列レベルやアミノ酸配列レベルでの本発明の人工変異DNAを得るには、公知の突然変異手段を用いればよく、例えば市販の突然変異誘発キットを用いると変異を容易に導入することができる。さらに、アミノ酸配列に含まれる第1番目のメチオニン(Met)が欠失しているものや、後述する膜貫通領域を欠失しているものなども、アミノ酸配列の変異によるタンパク質に含まれる。These DNAs of the present invention are known based on the DNA sequence information disclosed in the present invention, for example, from genomic genes such as Actinobacillus actinomycetemcomitans ATCC 29522 strain and the like such as PCR or hybridization using DNA fragments as probes. It can be prepared by a method. In addition, it can be prepared by chemical synthesis. In order to obtain the DNA of the present invention encoding an artificial mutant protein having quinol peroxidase activity from the DNA of the present invention, that is, the artificial mutant DNA of the present invention at the base sequence level or amino acid sequence level, Mutation means may be used. For example, the mutation can be easily introduced by using a commercially available mutagenesis kit. Further, proteins lacking the first methionine (Met) contained in the amino acid sequence and those lacking the transmembrane region described later are also included in the protein due to the mutation of the amino acid sequence.

本発明のタンパク質としては、配列番号2に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質や、配列番号2で示されるアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつキノールペルオキシダーゼ活性を有するタンパク質であれば特に制限されるものではなく、これら本発明のタンパク質はそのDNA配列情報等に基づき公知の方法で調製することができ、その由来は特に制限されるものではない。The protein of the present invention comprises a protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, The protein of the present invention is not particularly limited as long as it has a quinol peroxidase activity, and the protein of the present invention can be prepared by a known method based on the DNA sequence information and the like, and its origin is not particularly limited. Absent.

本発明の融合タンパク質としては、本発明のタンパク質とマーカータンパク質及び/又はペプチドタグとが結合しているものであればどのようなものでもよく、マーカータンパク質としては、従来知られているマーカータンパク質であれば特に制限されるものではなく、例えば、アルカリフォスファターゼ、抗体のFc領域、GFPなどを具体的に挙げることができ、また本発明におけるペプチドタグとしては、Mycタグ、Hisタグ、FLAGタグ、GSTタグなどの従来知られているペプチドタグを具体的に例示することができる。かかる融合タンパク質は、常法により作製することができ、Ni−NTAとHisタグの親和性を利用したキノールペルオキシダーゼ活性を有するタンパク質等の精製や、キノールペルオキシダーゼ活性を有するタンパク質等に対する抗体の定量用などとして、また当該分野の研究用試薬としても有用である。The fusion protein of the present invention may be any protein as long as the protein of the present invention is bound to a marker protein and / or a peptide tag. The marker protein is a conventionally known marker protein. There is no particular limitation as long as it is, for example, alkaline phosphatase, antibody Fc region, GFP and the like. Specific examples of peptide tags in the present invention include Myc tag, His tag, FLAG tag, GST. Conventionally known peptide tags such as tags can be specifically exemplified. Such a fusion protein can be prepared by a conventional method, for purification of a protein having quinol peroxidase activity utilizing the affinity between Ni-NTA and His tag, for quantifying an antibody against a protein having quinol peroxidase activity, etc. And also useful as a research reagent in this field.

本発明のタンパク質に特異的に結合する抗体としては、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、キメラ抗体、一本鎖抗体、ヒト化抗体等の免疫特異的な抗体を具体的に挙げることができ、これらは上記本発明のタンパク質、融合タンパク質等の全部又は一部を抗原として用いて常法により作製することができるが、その中でもモノクローナル抗体がその特異性の点でより好ましい。かかるモノクローナル抗体等の抗体は、例えば、キノールペルオキシダーゼの特性やその産生機構を明らかにする上で有用である。Specific examples of antibodies that specifically bind to the protein of the present invention include immunospecific antibodies such as monoclonal antibodies, polyclonal antibodies, chimeric antibodies, single chain antibodies, humanized antibodies, and the like. Although all or part of the protein, fusion protein, etc. of the present invention can be prepared by a conventional method, a monoclonal antibody is more preferable in terms of its specificity. Such an antibody such as a monoclonal antibody is useful for elucidating the characteristics of quinol peroxidase and its production mechanism.

上記の本発明の抗体は、慣用のプロトコールを用いて、動物(好ましくはヒト以外)に本発明のタンパク質又はエピトープを含むその断片を投与することにより産生され、例えばモノクローナル抗体の調製には、連続細胞系の培養物により産生される抗体をもたらす、ハイブリドーマ法(Nature 256,495−497,1975)、トリオーマ法、ヒトB細胞ハイブリドーマ法(Immunology Today 4,72,1983)及びEBV−ハイブリドーマ法(MONOCLONAL ANTIBODIES AND CANCER THERAPY,pp.77−96,Alan R.Liss,Inc.,1985)など任意の方法を用いることができる。The above-described antibodies of the present invention are produced by administering the protein of the present invention or a fragment thereof containing an epitope to an animal (preferably a non-human) using a conventional protocol. Hybridoma method (Nature 256, 495-497, 1975), trioma method, human B-cell hybridoma method (Immunology Today 4,72, 1983) and EBV-hybridoma method (MONOCLONAL method) resulting in antibodies produced by cell line cultures ANTIBODIES AND CANCER THERAPY, pp. 77-96, Alan R. Liss, Inc., 1985) can be used.

また前記モノクローナル抗体等の抗体に、例えば、FITC(フルオレセインイソシアネート)又はテトラメチルローダミンイソシアネート等の蛍光物質や、125I、32P、14C、35S又はH等のラジオアイソトープや、アルカリホスファターゼ、β−ガラクトシダーゼ又はフィコエリトリン等の酵素で標識したものや、グリーン蛍光タンパク質(GFP)等の蛍光発光タンパク質などを融合させた融合タンパク質を用いることによって、本発明のタンパク質の機能解析を行うことができる。また本件発明の抗体を用いる免疫学的測定方法としては、RIA法、ELISA法、蛍光抗体法、プラーク法、スポット法、血球凝集反応法、オクタロニー法等の方法を挙げることができる。Examples of antibodies such as the monoclonal antibody include fluorescent substances such as FITC (fluorescein isocyanate) or tetramethylrhodamine isocyanate, radioisotopes such as 125 I, 32 P, 14 C, 35 S or 3 H, alkaline phosphatase, The functional analysis of the protein of the present invention can be performed by using a fusion protein in which a protein labeled with an enzyme such as β-galactosidase or phycoerythrin or a fluorescent protein such as green fluorescent protein (GFP) is fused. Examples of the immunological measurement method using the antibody of the present invention include RIA method, ELISA method, fluorescent antibody method, plaque method, spot method, hemagglutination method, octalony method and the like.

本発明の組換えベクターとしては、上記本発明のDNAを含むベクターであれば特に制限されないが、本発明のタンパク質を宿主細胞内で発現させることができる発現系を含むものが好ましく、例えば、染色体、エピソーム及びウイルスに由来する発現系、より具体的には、細菌プラスミド由来、酵母プラスミド由来、SV40のようなパポバウイルス、ワクシニアウイルス、アデノウイルス、鶏痘ウイルス、仮性狂犬病ウイルス、レトロウイルス由来のベクター、バクテリオファージ由来、トランスポゾン由来及びこれらの組合せに由来するベクター、例えば、コスミドやファージミドのようなプラスミドとバクテリオファージの遺伝的要素に由来するものを挙げることができる。この発現系は発現を起こさせるだけでなく発現を調節する制御配列を含んでいてもよい。The recombinant vector of the present invention is not particularly limited as long as it is a vector containing the DNA of the present invention, but preferably includes an expression system capable of expressing the protein of the present invention in a host cell. , Episomal and viral derived expression systems, more specifically bacterial plasmid derived, yeast plasmid derived, papovavirus such as SV40, vaccinia virus, adenovirus, fowlpox virus, pseudorabies virus, retrovirus vector, Examples include vectors derived from bacteriophage, transposon, and combinations thereof, such as those derived from plasmids such as cosmids and phagemids and genetic elements of bacteriophages. This expression system may contain control sequences that not only cause expression but also regulate expression.

本発明はまた、上記本発明のタンパク質を発現することができる発現系を含んでなる宿主細胞に関する。かかる本発明のタンパク質をコードするDNAや上記発現系を含む組換えベクターの宿主細胞への導入は、Davisら(BASIC METHODS IN MOLECULAR BIOLOGY,1986)及びSambrookら(MOLECULAR CLONING:A LABORATORY MANUAL,2nd Ed.,Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,N.Y.,1989)などの多くの標準的な実験室マニュアルに記載される方法、例えば、リン酸カルシウムトランスフェクション、DEAE−デキストラン媒介トランスフェクション、トランスベクション(transvection)、マイクロインジェクション、カチオン性脂質媒介トランスフェクション、エレクトロポレーション、形質導入、スクレープローディング(scrape loading)、弾丸導入(ballisticintroduction)、感染等により行うことができる。そして、宿主細胞としては、大腸菌、ストレプトミセス、枯草菌、ストレプトコッカス、スタフィロコッカス等の細菌原核細胞や、酵母、アスペルギルス等の真菌細胞や、ドロソフィラS2、スポドプテラSf9等の昆虫細胞や、L細胞、CHO細胞、COS細胞、HeLa細胞、C127細胞、BALB/c3T3細胞(ジヒドロ葉酸レダクターゼやチミジンキナーゼなどを欠損した変異株を含む)、BHK21細胞、HEK293細胞、Bowes悪性黒色腫細胞等の動物細胞や、植物細胞等を挙げることができる。The present invention also relates to a host cell comprising an expression system capable of expressing the protein of the present invention. Such a DNA encoding the protein of the present invention and a recombinant vector containing the above expression system are introduced into a host cell by Davis et al. (BASIC METHODS IN MOLECULAR BIOLOGY, 1986) and Sambrook et al. (MOLECULAR CLONING: A LABORATORY MANUAL, 2nd END). , Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1989) such as calcium phosphate transfection, DEAE-dextran mediated transfection, transfection. (Transection), microinjection, cationic lipid mediated It can be performed by transfection, electroporation, transduction, scrape loading, bullet introduction, infection, and the like. As host cells, bacterial prokaryotic cells such as Escherichia coli, Streptomyces, Bacillus subtilis, Streptococcus, Staphylococcus, fungal cells such as yeast and Aspergillus, insect cells such as Drosophila S2 and Spodoptera Sf9, L cells, Animal cells such as CHO cells, COS cells, HeLa cells, C127 cells, BALB / c3T3 cells (including mutants lacking dihydrofolate reductase and thymidine kinase), BHK21 cells, HEK293 cells, Bowes malignant melanoma cells, A plant cell etc. can be mentioned.

また、本発明の組換えタンパク質の製造方法としては、上記発現系を含んでなる宿主細胞を培地に培養し、得られる培養物からキノールペルオキシダーゼ活性を有する組換えタンパク質を採取する方法であればどのような方法でもよく、かかる本発明のタンパク質を細胞培養物から回収し精製する方法としては、硫酸アンモニウム又はエタノール沈殿、酸抽出、アニオン又はカチオン交換クロマトグラフィー、ホスホセルロースクロマトグラフィー、疎水性相互作用クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー、ハイドロキシアパタイトクロマトグラフィー及びレクチンクロマトグラフィーを含めた公知の方法、好ましくは、高速液体クロマトグラフィーを用いる方法を挙げることができる。また、上記アフィニティークロマトグラフィーに用いるカラムとしては、例えば、本発明のタンパク質に対する抗体を結合させたカラムや、上記本発明のタンパク質に通常のペプチドタグを付加した場合は、このペプチドタグに親和性のある物質を結合したカラムを用いることにより、本発明のタンパク質を得ることができる。上記本発明のタンパク質の精製方法は、ペプチド合成の際にも適用することができる。In addition, as a method for producing the recombinant protein of the present invention, any method can be used as long as a host cell comprising the above expression system is cultured in a medium and a recombinant protein having quinol peroxidase activity is collected from the obtained culture. Such a method may be used, and methods for recovering and purifying the protein of the present invention from cell culture include ammonium sulfate or ethanol precipitation, acid extraction, anion or cation exchange chromatography, phosphocellulose chromatography, and hydrophobic interaction chromatography. , Known methods including affinity chromatography, hydroxyapatite chromatography, and lectin chromatography, preferably a method using high performance liquid chromatography. The column used for the affinity chromatography is, for example, a column to which an antibody against the protein of the present invention is bound, or when a normal peptide tag is added to the protein of the present invention, The protein of the present invention can be obtained by using a column to which a certain substance is bound. The protein purification method of the present invention can also be applied to peptide synthesis.

以下、実施例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこの実施例により限定されるものではない。実施例1(QPOの調製)[1.アクチノバシラス・アクチノミセテムコミタンスの培養]アクチノバシラス・アクチノミセテムコミタンスATCC29522は、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション(American Type Culture Collection)より購入したものを、3%トッドヒューウィッド(Todd Hewitt)培地(Difco社製)と1.2%イーストエキストラクト(Yeast extract)からなる培地(THBYE培地)により生育させ、保存しておいたものを用いた。前培養は、10mlのTHBYE培地を用いて37℃、5%CO存在下で本菌株を一晩培養することにより行った。前培養で得られた菌体を、YHBYE培地3lを入れた3リットル容フラスコに植菌して本培養を行った。本培養は、37℃、5%CO存在下で18時間静置培養することにより行った。EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, the technical scope of this invention is not limited by this Example. Example 1 (Preparation of QPO) [1. Cultivation of Actinobacillus actinomycetemcomitans] Actinobacillus actinomycetemcomitans ATCC 29522 was purchased from the American Type Culture Collection (3% Todd Weight) ) A culture medium (THBYE culture medium) consisting of a culture medium (Difco) and 1.2% yeast extract (THBYE culture medium) and stored was used. Pre-culture was performed by culturing the strain overnight in the presence of 5% CO 2 at 37 ° C. using 10 ml of THBYE medium. The cells obtained in the preculture were inoculated into a 3 liter flask containing 3 l of YHBYE medium, and main culture was performed. The main culture was carried out by stationary culture at 37 ° C. in the presence of 5% CO 2 for 18 hours.

[2.QPOの単離]QPOを単離するため、本培養18時間後の菌体を、遠心分離により培地成分と菌体に分離し、菌体を50mMリン酸緩衝液(pH8.0)に懸濁した後、超音波により破砕した(処理時間:30秒×12回)。菌体破砕後、超遠心分離により膜画分と上清とに分離し、膜画分をさらに、界面活性剤であるスクロースモノラウレート(ナカライ社製)を0.5%含んだ50mMリン酸緩衝液(pH8.0)に懸濁し、さらにホモジナイザーを用いて均一化することにより、膜結合性のペルオキシダーゼを可溶化した。この溶液をさらに超遠心分離することにより固形物を沈殿させ、上清を粗酵素抽出液として精製に用いた。この粗酵素抽出液をあらかじめ5%スクロースモノラウレートを含む10mMリン酸緩衝液(pH8.0)により平衡化したマクロプレップ・セラミックヒドロキシアパタイト・タイプI(Bio−Rad社製)を充填したカラム(1.6cm×3cm)に流し込み、QPOをカラムに結合させた。流し込み終了後、10mMリン酸緩衝液(pH8.0)10mlによりカラムを洗浄した。QPOは0.1Mリン酸緩衝液(pH8.0)から1.0Mリン酸緩衝液(pH8.0)への直線グラジエントによりカラムから溶出させた。活性画分に終濃度1.7Mになるように硫酸アンモニウムを加え、あらかじめ1.7M硫酸アンモニウム、0.25%スクロースモノラウレートを含む0.2Mリン酸緩衝液(pH8.0)により平衡化したHiTrap Pheny1 HP(Amasham−Pharmasia Biotech社製)に流し込み、QPOをカラムに結合させた。流し込み終了後、本カラムの平衡化に用いた緩衝液10mlによりカラムを洗浄した。QPOは0.0M硫酸アンモニウム、0.25%スクロースモノラウレートを含む0.2Mリン酸緩衝液(pH8.0)への直線グラジエントによりカラムから溶出させた。活性画分をさらに0.25%スクロースモノラウレートを含む0.2Mリン酸緩衝液(pH8.0)で平衡化したAF−Red−560Mカラム(東ソー社製)に流し込み、素通りしたQPOを回収した。これをさらに0.25%スクロースモノラウレートと0.3M NaClを含む0.2Mリン酸緩衝液(pH8.0)で平衡化したHiprep 16/60 Sephacry1 S−200HR(Amasham−Pharmasia Biotech社製)に流し込み、さらに分画を行った。最終的に得られた活性画分をドデシル硫酸ナトリウム−ポリアクリルアミドゲル電気泳動により分析を行ったところ、単一のバンドを与えた。[2. Isolation of QPO] To isolate QPO, cells after 18 hours of main culture are separated into medium components and cells by centrifugation, and the cells are suspended in 50 mM phosphate buffer (pH 8.0). Then, it was crushed by ultrasonic waves (processing time: 30 seconds × 12 times). After disrupting the cells, they were separated into a membrane fraction and a supernatant by ultracentrifugation, and the membrane fraction was further added with 50 mM phosphoric acid containing 0.5% of sucrose monolaurate (manufactured by Nacalai) as a surfactant. The membrane-bound peroxidase was solubilized by suspending in a buffer solution (pH 8.0) and further homogenizing with a homogenizer. The solution was further ultracentrifuged to precipitate a solid, and the supernatant was used as a crude enzyme extract for purification. A column (Macroprep Ceramic Hydroxyapatite Type I (manufactured by Bio-Rad)) in which this crude enzyme extract was equilibrated in advance with a 10 mM phosphate buffer (pH 8.0) containing 5% sucrose monolaurate (Bio-Rad) 1.6 cm × 3 cm), and QPO was bound to the column. After the end of pouring, the column was washed with 10 ml of 10 mM phosphate buffer (pH 8.0). QPO was eluted from the column with a linear gradient from 0.1 M phosphate buffer (pH 8.0) to 1.0 M phosphate buffer (pH 8.0). HiTrap was added to the active fraction to a final concentration of 1.7 M and equilibrated with 0.2 M phosphate buffer (pH 8.0) containing 1.7 M ammonium sulfate and 0.25% sucrose monolaurate in advance. Pheny1 HP (Amasham-Pharmacia Biotech) was poured and QPO was bound to the column. After the end of pouring, the column was washed with 10 ml of the buffer used for equilibration of the column. QPO was eluted from the column by a linear gradient into 0.2M phosphate buffer (pH 8.0) containing 0.0M ammonium sulfate and 0.25% sucrose monolaurate. The active fraction is further poured onto an AF-Red-560M column (manufactured by Tosoh Corporation) equilibrated with 0.2 M phosphate buffer (pH 8.0) containing 0.25% sucrose monolaurate, and the passed QPO is recovered. did. This was further equilibrated with 0.2 M phosphate buffer (pH 8.0) containing 0.25% sucrose monolaurate and 0.3 M NaCl. Hiprep 16/60 Sephacryl 1 S-200HR (manufactured by Amasham-Pharmacia Biotech) And then fractionated. When the active fraction finally obtained was analyzed by sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis, a single band was given.

[3.QPOのユビキノール−nに対する親和性]精製したQPO 1ngに、反応液[100mMトリス塩酸緩衝液(pH7.5)、80μM過酸化水素、20−400μMユビキノール−1]1mlを加え、分光光度計DU640(Beckman社製)を用いて、ユビキノン−1の生成を278nmにおける吸光度の上昇により追跡することによってキノールペルオキシダーゼ活性の基質量に対する変化を測定した。その結果をHans−Woolfプロットに基づいてプロットすることにより、QPOのユビキノール−1に対するK値を算出した。結果を図1に示す。図1からわかるように、精製QPOはユビキノール−1に対して約107μMのK値を持つことが明らかになった。大腸菌のキノール酸化酵素であるチトクロムbo,bdのユビキノール−1に対するK直はそれぞれ48、110μMであることが知られており、上記したQPOのユビキノール−1に対するK値と類似していることから、キノールを基質とする酵素群が、互いにキノールに対する類似した親和性を持つことによって、呼吸鎖のキノールを共有しているものと考えられた。[3. Affinity of QPO for ubiquinol-n] To 1 ng of purified QPO, 1 ml of a reaction solution [100 mM Tris-HCl buffer (pH 7.5), 80 μM hydrogen peroxide, 20-400 μM ubiquinol-1] was added, and a spectrophotometer DU640 ( The change in quinol peroxidase activity relative to the base mass was measured by following the production of ubiquinone-1 by increasing the absorbance at 278 nm using Beckman). By plotting on the basis of the results to Hans-Woolf plots were calculated K m values for ubiquinol -1 QPO. The results are shown in FIG. As can be seen from FIG. 1, it was revealed that purified QPO has a K m value of about 107 μM for ubiquinol-1. The K m for ubiquinol-1 of cytochrome bo and bd, which are quinol oxidases of E. coli, is known to be 48 and 110 μM, respectively, and is similar to the above K m value of QPO for ubiquinol-1. Therefore, it was considered that the enzyme group using quinol as a substrate shared the quinol of the respiratory chain by having similar affinity for quinol.

ユビキノール−n以外の「生物の呼吸鎖において生理的あるいは人工的に電子伝達反応を担うことのできるキノール」に対する親和性については、測定が困難であるため、反応液[100mMトリス塩酸緩衝液(pH7.5)、25μg/ml 膜画分、80μM過酸化水素]に、NADHあるいはコハク酸を終濃度0.1mMになるように加え、見かけ上のペルオキシダーゼ活性(過酸化水素濃度の減少)を測定した。過酸化水素濃度の測定にはPeroxoQuantキット(Pierce社製)を用いた。本実験では、NADHとコハク酸はそれぞれ膜画分に存在するNADH:キノン酸化還元酵素、コハク酸:キノン酸化還元酵素によって酸化され、膜画分に存在するキノンが還元されてキノールとなり、それがQPOの基質となる。実験の結果、NADHとコハク酸を基質としてそれぞれ341,811 nmol/mg/minのペルオキシダーゼ活性を測定することができた。アクチノバチルス・アクチノミセテムコミタンスの呼吸鎖において電子伝達反応を担うことのできるキノールはデメチルメナキノール−nのみであるため、図2に示したペルオキシダーゼ活性は、デメチルメナキノール−nを基質としたものであると言えた。以上の実験から、本発明のQPOはユビキノール−nのようなベンゾキノールのみならず、デメチルメナキノール−nのようなナフトキノールをも基質として用いることができることが示された。Since it is difficult to measure the affinity for “quinol capable of physiologically or artificially responsible for an electron transfer reaction in the respiratory chain of an organism” other than ubiquinol-n, the reaction solution [100 mM Tris-HCl buffer (pH 7) is used. 5), 25 μg / ml membrane fraction, 80 μM hydrogen peroxide], NADH or succinic acid was added to a final concentration of 0.1 mM, and the apparent peroxidase activity (reduction in hydrogen peroxide concentration) was measured. . A PeroxoQuant kit (Pierce) was used for measuring the hydrogen peroxide concentration. In this experiment, NADH and succinic acid are oxidized by NADH: quinone oxidoreductase and succinic acid: quinone oxidoreductase present in the membrane fraction, respectively, and the quinone present in the membrane fraction is reduced to quinol, It becomes a substrate for QPO. As a result of the experiment, peroxidase activity of 341,811 nmol / mg / min could be measured using NADH and succinic acid as substrates. Since the only quinol capable of carrying out an electron transfer reaction in the respiratory chain of Actinobacillus actinomycetemcomitans is demethylmenaquinol-n, the peroxidase activity shown in FIG. It could be said that. From the above experiment, it was shown that the QPO of the present invention can use not only benzoquinol such as ubiquinol-n but also naphthoquinol such as demethylmenaquinol-n as a substrate.

実施例2(QPO遺伝子の決定と調製)QPOのN末端アミノ酸配列分析を、アプロサイエンス社に受託し、Procise 494 cLC(Applied Biosystems社製)を用いて常法により分析した。その結果、配列番号3のアミノ酸配列が決定された。このN末端アミノ酸配列をもとに、公知のアクチノバシラス・アクチノミセテムコミタンスの全染色体DNA配列に対しBLASTサーチを行った結果、配列番号3のアミノ酸配列にすべて一致する配列から始まるORF(open reading frame)を見いだし、これをQPO遺伝子とした。Example 2 (Determination and preparation of QPO gene) N-terminal amino acid sequence analysis of QPO was entrusted to Apro Science and analyzed by a conventional method using Procise 494 cLC (manufactured by Applied Biosystems). As a result, the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3 was determined. Based on this N-terminal amino acid sequence, a BLAST search was performed on the entire chromosomal DNA sequence of known Actinobacillus actinomycetemcomitans. As a result, an ORF (open) starting from a sequence that completely matches the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3 reading frame), which was designated as the QPO gene.

QPO遺伝子の取得には、PCR(polymerase chain reaction)法を用いた。染色体DNA配列をもとに、プライマー1:5’−TGAGCGCTCTAAATAGATATTTAATTACT−3’(配列番号4)及びプライマー2:5’−ACAGCGTTTTAAAAACGCTTTG−3’(配列番号5)の2種類のプライマーを作製した。1μlの染色体DNA溶液に、0.3μMのプライマー1、0.3μMのプライマー2、0.2mMのdNTP(deoxyribonucleoside triphosphate)、1mMのMgSO、1UのKOD(TOYOBO社製)、5μlの10×KOD緩衝液を加え、最終液量を50μlとした。PCRは、MJ Research PTC−200(MJ Research社製)を用い、94℃30秒、55℃30秒、72℃3分、35サイクルの条件で行った。For obtaining the QPO gene, a PCR (polymerase chain reaction) method was used. Based on the chromosomal DNA sequence, two types of primers were prepared: primer 1: 5′-TGAGCGCTCTAAATATAGATTTAATTACT-3 ′ (SEQ ID NO: 4) and primer 2: 5′-ACAGCGTTTTAAAAACCGCTTG-3 ′ (SEQ ID NO: 5). In 1 μl of chromosomal DNA solution, 0.3 μM primer 1, 0.3 μM primer 2, 0.2 mM dNTP (deoxyribonucleoside triphosphate), 1 mM MgSO 4 , 1 U KOD (manufactured by TOYOBO), 5 μl 10 × KOD Buffer was added to bring the final volume to 50 μl. PCR was performed using MJ Research PTC-200 (manufactured by MJ Research) under the conditions of 94 ° C. for 30 seconds, 55 ° C. for 30 seconds, 72 ° C. for 3 minutes, and 35 cycles.

この結果得られた該反応液を、アガロース電気泳動により分離し、Perfectprep Gel Cleanup(Eppendorf社製)を用い、約1.5kbpのDNA断片をゲルから回収した。該DNA断片をpZErO−2ベクター(Invitrogen社製)に取扱説明書に従いEcoRVサイトを用いて連結し、このベクターを用いて大腸菌Top10株を形質転換し、形質転換された大腸菌をカナマイシン50mg/lに対する薬剤耐性によってスクリーニングを行った。形質転換株から、プラスミドをFastPlasmid Mini(Eppendorf社製)を用い精製した後、PstIとNotI(共にTakara社製)を用いて消化し、約1.5kbpと3.3kbpのDNA断片を生じるプラスミドを目的のDNA断片を含むクローンと判断して、そのプラスミドに挿入されたDNA断片の配列を決定した。なお、DNA配列の決定はpZErO−2ベクター内のSp6 promoter/primingサイトと、M13(−20)Forward primingサイトに相補的なDNA配列を持つプライマーを用い、島津製作所のシングルパスシーケンスサービスに依頼した。このように得られたDNA配列(配列番号1)の第121番目にあたるアデニンから第1503番目のアデニンにわたる配列がQPOをコードする遺伝子と考えられた。また、配列から推定されるQPOアミノ酸配列(配列番号2)は460個のアミノ酸をコードすることが予測された。上記アミノ酸配列(配列番号2)のN末端側10個のアミノ酸配列は、上記得られたタンパク質N末端アミノ酸配列解析の結果から得られた配列(配列番号3)と完全に一致していた。The resulting reaction solution was separated by agarose electrophoresis, and a DNA fragment of about 1.5 kbp was recovered from the gel using Perfectprep Gel Cleanup (manufactured by Eppendorf). The DNA fragment was ligated to a pZErO-2 vector (manufactured by Invitrogen) using an EcoRV site according to the instruction manual, and Escherichia coli Top10 strain was transformed using this vector, and the transformed Escherichia coli was added to 50 mg / l of kanamycin. Screening was by drug resistance. From the transformant, the plasmid was purified using FastPlasmid Mini (manufactured by Eppendorf) and then digested using PstI and NotI (both manufactured by Takara) to obtain a plasmid that yielded DNA fragments of about 1.5 kbp and 3.3 kbp. The clone was judged to contain the desired DNA fragment, and the sequence of the DNA fragment inserted into the plasmid was determined. The DNA sequence was determined by using a primer having complementary DNA sequences to the Sp6 promoter / priming site in the pZErO-2 vector and the M13 (-20) Forward priming site, and was requested to Shimadzu's single-pass sequencing service. . The sequence extending from the 121st adenine to the 1503rd adenine of the DNA sequence thus obtained (SEQ ID NO: 1) was considered to be a gene encoding QPO. The QPO amino acid sequence deduced from the sequence (SEQ ID NO: 2) was predicted to encode 460 amino acids. The 10 amino acid sequences on the N-terminal side of the amino acid sequence (SEQ ID NO: 2) completely matched the sequence (SEQ ID NO: 3) obtained from the result of the protein N-terminal amino acid sequence analysis obtained above.

上記QPO遺伝子配列(配列番号1)から予測されるアミノ酸配列(配列番号2)を、SOSUIシステムを用いてタンパク質二次構造予測を行った結果、第4番目にあたるフェニルアラニン(Phe)から第26番目のチロシン(Tyr)にわたる配列は、細胞質膜中に局在する可能性が高いことが予測された。このことから、QPOは一回膜貫通型の膜蛋白質であることが予測された。細胞膜貫通領域は、キノールペルオキシダーゼ活性には関与しないことが考えられた。The amino acid sequence (SEQ ID NO: 2) predicted from the QPO gene sequence (SEQ ID NO: 1) was subjected to protein secondary structure prediction using the SOSUI system. As a result, the 26th from phenylalanine (Phe) corresponding to the fourth position was detected. It was predicted that sequences spanning tyrosine (Tyr) are likely to be localized in the cytoplasmic membrane. From this, it was predicted that QPO is a single-transmembrane membrane protein. It was considered that the transmembrane region does not participate in quinol peroxidase activity.

また、QPOアミノ酸配列(配列番号2)をモチーフ解析した結果、第56番目のシステイン(Cys)から第60番目のヒスチジン(His)、第203番目のシステイン(Cys)から第207番目のヒスチジン(His)、そして第345番目のシステイン(Cys)から第349番目のヒスチジン(His)、の3カ所にヘムc結合モチーフがあることが明らかになった。As a result of motif analysis of the QPO amino acid sequence (SEQ ID NO: 2), the 56th cysteine (Cys) to the 60th histidine (His), the 203rd cysteine (Cys) to the 207th histidine (His) ), And the 345 th cysteine (Cys) to the 349 th histidine (His) were found to have a heme c binding motif.

上記QPOアミノ酸配列(配列番号2)に対し、相同性検索を行ったところ、有意な相同性を示す遺伝子が存在した。QPOと相同性を持つ遺伝子は大きく二つに大別され、細菌性のチトクロムcペルオキシダーゼ遺伝子と、3カ所のヘムc結合領域を持つ機能不明の遺伝子であった。When a homology search was performed on the QPO amino acid sequence (SEQ ID NO: 2), there was a gene showing significant homology. Genes having homology with QPO are roughly divided into two groups: bacterial cytochrome c peroxidase genes and genes with unknown functions having three heme c-binding regions.

QPOアミノ酸配列中、第170番目付近から第460番目付近の領域と、全長のチトクロムcペルオキシダーゼ遺伝子には、高い相同性を確認することができた。具体的には、シュードモナス・エルジノーサ(1EB7,42%)、パラコッカス・パントトロファス(2C1V,40%)、シュードモナス・ナウティカ(1MNL,40%)、ロドバクター・カプスラタス(1ZZH,41%)、ニトロソモナス・ユウロペア(1IQC,41%)由来のチトクロムcペルオキシダーゼなどを挙げることができるが、この限りではない。括弧内の英数字は、それぞれの配列のPDB登録番号と相同性(Identities%)を示す。In the QPO amino acid sequence, high homology was confirmed between the region from the 170th to the 460th region and the full-length cytochrome c peroxidase gene. Specifically, Pseudomonas aeruginosa (1EB7, 42%), Paracoccus pantotrophas (2C1V, 40%), Pseudomonas nautica (1MNL, 40%), Rhodobacter capsulatus (1ZZH, 41%), Nitrosomonas Examples include, but are not limited to, cytochrome c peroxidase derived from europair (1IQC, 41%). Alphanumeric characters in parentheses indicate the PDB accession number and homology (Identities%) of each sequence.

QPOアミノ酸配列の全長と高い相同性を有していた、3カ所のヘムc結合領域を持つ機能不明の遺伝子については、大腸菌(AAC76543.1,46%)、ペスト菌(AAM84433.1,54%)、サルモネラ・エンテリカ(AAO71193.1,46%)、シゲラ・フレクスネリ(AAN45044.2,46%)、バクテロイデス・フラジリス(AAL09840.1,46%)、ヘモフィルス・デュクレイイ(AAF14629.1,63%)などを例として挙げることができた。括弧内の英数字は、それぞれの配列のGenbank登録番号と相同性(Identities%)を示す。これらの遺伝子の機能はいまだ明らかではないが、本発明のQPOアミノ酸配列と高い相同性を有することから、これら遺伝子の遺伝子産物もキノールペルオキシダーゼ活性を有する可能性が高いと考えられる。For genes with unknown function having three heme c-binding regions that had high homology with the full length of the QPO amino acid sequence, E. coli (AAC76543.1, 46%), Pest bacteria (AAM84433.1, 54%) ), Salmonella enterica (AAO711193.1, 46%), Shigella flexneri (AAN45044.2, 46%), Bacteroides fragilis (AAL09840.1, 46%), Hemophilus duclayi (AAF14629.1, 63%), etc. As an example. Alphanumeric characters in parentheses indicate the Genbank accession number and homology (Identities%) of each sequence. Although the functions of these genes are not yet clear, it is highly likely that the gene products of these genes also have quinol peroxidase activity because they have high homology with the QPO amino acid sequence of the present invention.

ユビキノール−1の各種濃度における本発明のQPOの反応速度を示す図である。It is a figure which shows the reaction rate of QPO of this invention in the various density | concentrations of ubiquinol-1. アクチノバシラス・アクチノミセテムコミタンス菌の膜画分がしめす、呼吸鎖基質による見かけ上のペルオキシダーゼ活性を表す図である。It is a figure showing the apparent peroxidase activity by the respiratory chain substrate which the membrane fraction of Actinobacillus actinomycetemcomitans shows.

Claims (11)

以下の(a)又は(b)のタンパク質をコードするDNA。(a)配列番号2に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質(b)配列番号2に示されるアミノ酸配列において、1もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつキノールペルオキシダーゼ活性を有するタンパク質。DNA encoding the following protein (a) or (b): (A) a protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 (b) an amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 consisting of an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added, and quinol peroxidase Protein with activity. 配列番号1に示される塩基配列若しくはその相補的配列又はこれらの配列の一部もしくは全部を含む配列からなるDNA。A DNA comprising the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 or a complementary sequence thereof, or a sequence containing a part or all of these sequences. 請求項2記載のDNAとストリンジェントの条件下でハイブリダイズし、かつペルオキシダーゼ活性を有するタンパク質をコードするDNA。A DNA that hybridizes with the DNA of claim 2 under stringent conditions and encodes a protein having peroxidase activity. 配列番号2に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質。A protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2. 配列番号2に示されるアミノ酸配列において、1もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつキノールペルオキシダーゼ活性を有するタンパク質。A protein comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and having quinol peroxidase activity. 請求項4又は5記載のタンパク質と、マーカータンパク質及び/又はペプチドタグとを結合させた融合タンパク質。A fusion protein in which the protein according to claim 4 or 5 is bound to a marker protein and / or a peptide tag. 請求項4又は5記載のタンパク質に特異的に結合する抗体。An antibody that specifically binds to the protein according to claim 4 or 5. 抗体がモノクローナル抗体である事を特徴とする請求項7記載の抗体。The antibody according to claim 7, wherein the antibody is a monoclonal antibody. 請求項1〜3のいずれか記載のDNAを含む組換えベクター。A recombinant vector comprising the DNA according to any one of claims 1 to 3. 請求項4又は5記載のタンパク質を発現する事ができる発現系を含んでなる宿主細胞。A host cell comprising an expression system capable of expressing the protein according to claim 4 or 5. 請求項10記載の発現系を含んでなる宿主細胞を培地に培養し、得られる培養物からキノールペルオキシダーゼ活性を有する組換えタンパク質を採取する事を特徴とする組換えタンパク質の製造方法。A method for producing a recombinant protein, comprising culturing a host cell comprising the expression system according to claim 10 in a medium, and collecting a recombinant protein having quinol peroxidase activity from the obtained culture.
JP2006309671A 2006-10-19 2006-10-19 Quinol peroxidase and gene thereof Pending JP2008099649A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006309671A JP2008099649A (en) 2006-10-19 2006-10-19 Quinol peroxidase and gene thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006309671A JP2008099649A (en) 2006-10-19 2006-10-19 Quinol peroxidase and gene thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008099649A true JP2008099649A (en) 2008-05-01

Family

ID=39434486

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006309671A Pending JP2008099649A (en) 2006-10-19 2006-10-19 Quinol peroxidase and gene thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008099649A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU722339B2 (en) Catalases
JP6868662B2 (en) Hemoglobin A1c measurement method and measurement kit
JP4117350B2 (en) Functionally modified phenylalanine dehydrogenase and method for analyzing amino acids in biological samples using this enzyme
KR20130038914A (en) Glucose dehydrogenase
JP6856344B2 (en) Mutant glucose dehydrogenase and its utilization
WO2009084603A1 (en) Enzyme involved in synthesis of equol
DK2601291T3 (en) new glucose oxidase
JP5435180B1 (en) Novel glucose dehydrogenase
JP2020141690A (en) HbA1c MEASUREMENT METHOD USING AMADORIASE ACTING ON GLYCATED PEPTIDES
US20090298110A1 (en) Identification and characterization of racemases, definition of protein signatures, and a test for detecting D-amino acid and for screening molecules capable of inhibiting the activity of racemase, especially proline racemase
JP4228121B2 (en) Functionally modified phenylalanine dehydrogenase and method for analyzing amino acids in biological samples using this enzyme
US20130337504A1 (en) Methods and Compositions for Producing Active Vitamin K-Dependent Proteins
JP5234474B1 (en) Novel L-amino acid oxidase, method for measuring L-lysine, kit and enzyme sensor
Sun et al. Characterization of a bifunctional β-lactamase/ribonuclease and its interaction with a chaperone-like protein in the pathogen Mycobacterium tuberculosis H37Rv
JP2008099649A (en) Quinol peroxidase and gene thereof
JP4214247B2 (en) Acid peroxidase and its gene
JPWO2012043601A1 (en) Amadoriase variant
JP5414368B2 (en) Enzymes that racemize dihydrodaidzein
JP5431339B2 (en) Enzymological methods and enzymes
Baticados et al. Expression of a gene encoding Trypanosoma congolense putative Abc1 family protein is developmentally regulated
JP4346449B2 (en) Production of UPPase
US6897051B2 (en) β, β-carotene 15, 15′-monooxygenases, nucleic acid sequences coding therefor and their use
US20120058135A1 (en) Identification and characterization of racemases, definition of protein signatures, and a test for detecting D-amino acid and for screening molecules capable of inhibiting the activity of racemase, especially proline racemase
US20120076815A1 (en) Identification and characterization of racemases, definition of protein signatures, and a test for detecting d-amino acid and for screening molecules capable of inhibiting the activity of racemase, especially proline racemase
JP2002300880A (en) New ubiquitin-specific protease