JP2011177135A - Method for producing n36-binding peptide by yeast - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、酵母においてN36結合ペプチドを生産するためのDNA、当該DNAを有する酵母の形質転換体、及び当該形質転換体を用いたN36結合ペプチドの製造方法に関する。 The present invention relates to a DNA for producing an N36-binding peptide in yeast, a yeast transformant having the DNA, and a method for producing an N36-binding peptide using the transformant.
エイズ(AIDS)とは後天性免疫不全症候群(Acquired Immuno Deficiency Syndrome)の略称であり、免疫不全をひき起こすレトロウイルス(例えばHIV、SIV)に感染することにより病原体に対する免疫力が正常に働かなくなって発症する様々な病気の総称を意味する。 AIDS (Acquired Immuno Deficiency Syndrome) is an abbreviation for acquired immune deficiency syndrome. When infected with a retrovirus that causes immunodeficiency (eg, HIV, SIV), the immune system against pathogens does not function normally. It is a general term for various diseases that develop.
HIVは、その標的細胞に対する感染時における、ウイルスと標的細胞との膜融合においてType-I型膜融合促進蛋白質(fusion protein)を利用すると推定されている。Type-I型fusion proteinを有するHIV-1などの蛋白質の機能解析研究より、膜融合時におけるHIV gp41の機能として次のようなことが推定されている。(1)gp41には、α-helix性の高い2つの領域が存在する(N末側からHR1, HR2と呼ばれることが多い)。(2)gp41のN末側が、まず標的細胞膜にアンカリングされ、次いで3つのN36(HR1)が相互作用し、helix bundleを形成する。(3)この3本鎖α-helical coiled-coilに対して、さらに3つのC34(HR2領域に対応)が外側から取り囲むように逆並行型に結合し、6-helix bundleが形成される。(4)その結果、HIVおよび標的細胞膜が近接し、膜融合が成立するという動的超分子機構である。この機構に基づき、HIV gp41のC34由来ペプチドが6-helix bundle形成を阻害し、抗ウイルス活性を示すのではないかと考えられている。gp41の配列解析より、N36、C34に相当する配列の検索、同定、さらにはこれらペプチド配列の抗HIV活性の評価の検討が、本発明者らのグループも含めいくつかの研究グループにより行われている(例えば、特許文献1〜3)。また、すでに市販されている抗HIV剤T-20(商品名Fuzeon)はこの過程を阻害するペプチドである(非特許文献1)。一方で、Fuzeonの長期投与により薬剤耐性株が出現することが近年の研究により明らかになり、感染者の発症予防効果を減弱させることが懸念されることから、耐性株に対する薬剤の開発が求められている。
It is estimated that HIV uses a Type-I type fusion fusion protein for membrane fusion between a virus and a target cell during infection of the target cell. From the functional analysis of proteins such as HIV-1 having Type-I type fusion protein, the following is estimated as the function of HIV gp41 during membrane fusion. (1) gp41 has two regions with high α-helix properties (often called HR1 and HR2 from the N-terminal side). (2) The N-terminal side of gp41 is first anchored to the target cell membrane, and then three N36s (HR1) interact to form a helix bundle. (3) To this three-stranded α-helical coiled-coil, three C34s (corresponding to the HR2 region) are bound in antiparallel so as to surround from the outside to form a 6-helix bundle. (4) As a result, it is a dynamic supramolecular mechanism in which HIV and the target cell membrane come close to each other and membrane fusion is established. Based on this mechanism, it is believed that the C34-derived peptide of HIV gp41 inhibits 6-helix bundle formation and exhibits antiviral activity. From the sequence analysis of gp41, search and identification of sequences corresponding to N36 and C34, as well as evaluation of anti-HIV activity of these peptide sequences, were conducted by several research groups including our group. (For example,
本発明者らは、X-EE-XX-KKスキャン、すなわち、X-EE-XX-KK(X:HR1との相互作用に必要なアミノ酸; E: Glu; K: Lys)の7残基配列の繰り返しを利用した独自の分子変換戦略によりデザインされたペプチドがさらに高活性であることを発見した(特許文献4、5、非特許文献2、3)。Fuzeon耐性株では、Fuzeonが結合するN36領域にウイルスゲノムの1塩基変異等に基づくアミノ酸置換が生じ、6-helical bundle構造を形成する際にN36領域と接触していると考えられるC34領域にも同様のアミノ酸置換が生じている。本発明者は、C34領域のN36領域との接触部位に生じるアミノ酸置換位置を変換したN36ペプチドの誘導体を網羅的に合成および抗ウイルス活性の評価を実施し、野生株およびFuzeon耐性株をはじめとする薬剤耐性株に対し強力な抗HIV活性を示すペプチドを同定するに至っている(特許文献5、非特許文献4)。
We have X-EE-XX-KK scan, ie, a 7-residue sequence of X-EE-XX-KK (X: amino acids required for interaction with HR1; E: Glu; K: Lys) It was discovered that peptides designed by a unique molecular conversion strategy using the repetition of the above were further highly active (
これらの抗HIV活性ペプチドの供給は、従来、固相合成法と液相法を組み合わせた化学合成により行われてきた(非特許文献5)。しかしながら、発展途上国をはじめとする安価な抗HIV薬が必要とされる地域への安定供給を視野に入れた場合には、発酵技術を活用した安価な医薬品原料供給が必要とされる。 The supply of these anti-HIV active peptides has heretofore been performed by chemical synthesis combining a solid phase synthesis method and a liquid phase method (Non-patent Document 5). However, when considering stable supply to developing countries and other regions where inexpensive anti-HIV drugs are needed, it is necessary to supply cheap pharmaceutical raw materials using fermentation technology.
特許文献6及び7には、宿主として大腸菌、酵母及び糸状菌からなる群から選択される少なくとも1種を利用することによって、このN36結合ペプチドを安価かつ大量に製造する方法が記載されている。また、特許文献6及び7には、N36結合ペプチドは、単独で宿主で発現させた場合、各種高発現物質生産系を用いたとしても、目的のペプチドの収量が低くなるので、N36結合ペプチドを宿主で発現可能なポリペプチドと連結するか、あるいは、N36結合ペプチドを多量体(例えば3〜7量体)として発現させることが好ましいと記載されている。
また、N36結合ペプチドを製造するための宿主として用いるのは以下の点から酵母を使用することが好ましいと考えられる。
・大腸菌では、生産された目的タンパクは菌体内にとどまるが、酵母は分泌発現が可能であって、分泌発現させることにより、その後の精製が非常に簡便になり、大幅なコストダウンにつながる。
・培養の点で糸状菌酵母に比べて培養制御がしやすく、菌体制御が容易なため、高密度培養が可能であり、生産後の物質も比較的安定な(分解等を受けにくい)ため、収量の向上が見込まれる。また、培養時間が短くてすむことや取り扱いの簡便さも挙げられる。対して、糸状菌は分解酵素が豊富なため、同様に分泌生産させた場合に、培養中に生産物が分解を受けやすいといった側面があり、安定して目的物を生産させ難いという側面がある。
In addition, it is considered preferable to use yeast from the following points as a host for producing an N36-binding peptide.
-In Escherichia coli, the produced target protein remains in the microbial cells, but yeast can be secreted and expressed. By secreting the yeast, the subsequent purification becomes very simple, leading to a significant cost reduction.
・ It is easier to control the culture compared to filamentous fungal yeast in terms of culture, and the fungus body is easier to control. Therefore, high-density culture is possible, and the substance after production is relatively stable (not susceptible to degradation). Yield is expected to improve. In addition, the culture time is short and the handling is easy. On the other hand, since filamentous fungi are rich in degrading enzymes, there is an aspect that, when secreted and produced in the same way, the product is susceptible to degradation during culture, and it is difficult to stably produce the target product. .
特許文献6及び7には、N36結合ペプチドと融合させるのが好ましいポリペプチドとして、宿主が酵母の場合はアルファファクター、インベルターゼ、酸性ホスファターゼなどが挙げられている。実施例2では、酵母を用いてアルファ−ファクターシグナル配列とN36結合ペプチドを融合させて発現させることにより、N36結合ペプチドの生産を行っている。
しかしながら、特許文献6及び7では、酵母においてN36結合ペプチドと融合させて発現させるのに使用されているポリペプチドはアルファ−ファクターシグナル配列のみであり、その他のポリペプチドを使用した場合の効果等については検討されていない。
However, in
更に、特許文献6及び7の実施例2において、酵母でのN36結合ペプチドの発現の確認はウェスタンブロッティングでしか行っておらず、N36結合ペプチドの発現量は微量であった。また、特許文献6及び7の麹菌を用いた製造方法により得られるN36結合ペプチドは、欠けていたり、分解されていることがあり、完全なN36結合ペプチドが得られ難いという問題もあった。
Furthermore, in Example 2 of
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、酵母において新たな効果を奏するポリペプチドと融合したN36結合ペプチドコードするDNA、当該DNAを有する酵母の形質転換体、及び当該形質転換体を用いたN36結合ペプチドの製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、酵母を用いて完全長のN36結合ペプチドを高生産するためのDNA、当該DNAを有する酵母の形質転換体、及び当該形質転換体を用いたN36結合ペプチドの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and DNA encoding an N36-binding peptide fused with a polypeptide having a new effect in yeast, a yeast transformant having the DNA, and the transformation An object of the present invention is to provide a method for producing an N36-binding peptide using the body. The present invention also provides DNA for high production of full-length N36-binding peptide using yeast, a yeast transformant having the DNA, and a method for producing N36-binding peptide using the transformant. The purpose is to do.
本発明者らは、酵母を用いてCelA、トロンビン(thrombin)認識配列及びN36結合ペプチドを融合させて発現させることによって、トロンビン認識配列で切断が起こるという知見を得た。更に、酵母においてαファクタープレプロ配列、Hisタグ及びN36結合ペプチドを融合させて発現することによって、N36結合ペプチドを高生産できるという知見を得た。 The present inventors have obtained the knowledge that cleavage occurs at the thrombin recognition sequence by fusing and expressing CelA, thrombin recognition sequence and N36 binding peptide using yeast. Furthermore, the inventors have found that an N36-binding peptide can be produced at high yield by fusing and expressing an α-factor prepro sequence, a His tag and an N36-binding peptide in yeast.
本発明は、これら知見に基づき、更に検討を重ねて完成されたものであり、次のDNA、酵母の形質転換体、N36結合ペプチドの製造方法等を提供するものである。 The present invention has been completed based on these findings, and has been completed. The present invention provides the following DNA, yeast transformant, N36-binding peptide production method, and the like.
項1.配列番号1で表されるアミノ酸配列と70%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなり、且つエンドグルカナーゼ活性を有しているタンパク質をコードするDNA、トロンビン認識配列をコードするDNA、及び哺乳動物に免疫不全をひき起こすレトロウイルスのN36タンパク質に結合するN36結合ペプチドをコードするDNAを融合したDNA。
項2.項1に記載のDNAに更に精製用のアミノ酸配列をコードするDNAを融合したDNA。
項3.項1又は2に記載のDNAを含む遺伝子発現カセットを導入した酵母の形質転換体。
項4.前記酵母がサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)である、項3に記載の形質転換体。
項5.項3又は4に記載の形質転換体を培養して培養物中にN36結合ペプチドを生成蓄積させる工程、及び
該培養物からN36結合ペプチドを採取する工程
を有するN36結合ペプチドの製造方法。
項6.配列番号2で表されるアミノ酸配列と70%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなり、且つシグナル配列として機能するポリペプチドをコードするDNA、HisタグをコードするDNA、及び哺乳動物に免疫不全をひき起こすレトロウイルスのN36タンパク質に結合するN36結合ペプチドをコードするDNAを融合したDNA。
項7.項6に記載のDNAを含む遺伝子発現カセットであって、プロモーターが配列番号3で表される塩基配列と70%以上の同一性を有する塩基配列からなり、且つ酵母においてプロモーターとして機能するDNAを含む遺伝子発現カセット。
項8.項6に記載のDNAを含む遺伝子発現カセット又は請求項7に記載の遺伝子発現カセットを導入した酵母の形質転換体。
項9.項8に記載の形質転換体を培養して培養物中にN36結合ペプチドを生成蓄積させる工程、及び
該培養物からN36結合ペプチドを採取する工程
を有するN36結合ペプチドの製造方法。
項10.培養を酵母抽出物0.01〜10%(w/v)、ペプトン0.01〜10%(w/v)、及びガラクトース0.1〜20%(w/v)を含む培地で行うことを特徴とする、項9に記載の方法。
項11.項5、9又は10に記載の方法において、更にN36結合ペプチドに臭化シアンを作用させる工程を有する、N末端にピログルタミン酸残基、C末端にホモセリンラクトン基が導入されたN36結合ペプチドユニットの製造方法。
Item 11.
項12.項5、9又は10に記載の方法により得られたN36結合ペプチドを有効成分とする哺乳動物に免疫不全を引き起こすレトロウイルス感染症の予防又は治療剤。
本発明のトロンビン認識配列をコードするDNAを融合したDNAを有する酵母の形質転換体を培養することで、トロンビン認識配列で切断された完全長のN36結合ペプチドを菌体外に分泌生産させることができる。また、本発明のHisタグをコードするDNAを融合したDNAを有する酵母の形質転換体を培養することで、完全長のN36結合ペプチドを高生産させることができ、分泌生産した後のN36結合ペプチドの安定性も向上させることができる。 By culturing a yeast transformant having DNA fused with DNA encoding the thrombin recognition sequence of the present invention, a full-length N36-binding peptide cleaved with the thrombin recognition sequence can be secreted and produced outside the cell. it can. In addition, by culturing yeast transformants having DNA fused with the DNA encoding the His tag of the present invention, a full-length N36-binding peptide can be produced at high yield, and the N36-binding peptide after secretory production The stability of the can also be improved.
以下、本発明のDNA、酵母の形質転換体、N36結合ペプチドの製造方法等について詳細に説明する。 Hereinafter, the DNA of the present invention, yeast transformant, N36-binding peptide production method and the like will be described in detail.
本発明におけるDNA、酵母の形質転換体、及びN36結合ペプチドの製造方法としては、具体的に下記の実施態様1及び2示すものが挙げられる。 Specific examples of the method for producing DNA, yeast transformant, and N36-binding peptide in the present invention include those shown in the following Embodiments 1 and 2.
<実施態様1>
DNA
本発明の実施態様1のDNAは、配列番号1で表されるアミノ酸配列と70%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなり、且つエンドグルカナーゼ活性を有しているタンパク質をコードするDNA、トロンビン認識配列をコードするDNA、及び哺乳動物に免疫不全をひき起こすレトロウイルスのN36タンパク質に結合するN36結合ペプチドをコードするDNAを融合したDNAであることを特徴とする。
<
DNA
The DNA of
配列番号1で表されるアミノ酸配列と70%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなり、且つエンドグルカナーゼ活性を有しているタンパク質(以下、タンパク質Aとも言う)としては、当該アミノ酸配列における同一性が80%以上、好ましくは85%以上、より好ましくは90%以上、更に好ましくは95%以上であるものが望ましく、例えば、アスペルギルス・オリゼ由来のCelA(AO090026000102)が挙げられる。CelAの塩基配列とアミノ酸配列はそれぞれ、配列表に配列番号4、配列番号1として示されている。エンドグルカナーゼ活性とは、セルロースのβ1→4グルコシド結合をendo型に加水分解する活性を意味する。N36結合ペプチドを当該タンパク質Aと融合させて酵母で発現させることにより、完全長のN36結合ペプチドを生産させることが可能になる。 A protein comprising an amino acid sequence having 70% or more identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 and having endoglucanase activity (hereinafter also referred to as protein A) is the identity in the amino acid sequence. Is 80% or more, preferably 85% or more, more preferably 90% or more, and still more preferably 95% or more. For example, CelA derived from Aspergillus oryzae (AO090026000102) can be mentioned. The nucleotide sequence and amino acid sequence of CelA are shown as SEQ ID NO: 4 and SEQ ID NO: 1, respectively, in the sequence listing. The endoglucanase activity means the activity of hydrolyzing the β1 → 4 glucoside bond of cellulose into an endo type. By fusing the N36-binding peptide with the protein A and expressing it in yeast, it becomes possible to produce a full-length N36-binding peptide.
エンドグルカナーゼ活性は次の方法により測定できる。2% AZO-CM-Cellulose (Megazyme) (pH5.0) 200 μlと酵素液 (50 mM酢酸-酢酸ナトリウムバッファー (pH5.0)で希釈)200 μlを混合し、37℃で15分間反応させる。沈殿剤1 mlを添加後、ボルテックスし、数分間静置後、遠心する。上清の590 nmにおける吸光度を測定する。1分間に590 nmにおける吸光度を1上昇させる酵素活性を1 unitと定義する。
(沈殿剤) CH3COONa・3H2O 10 gとZn(CH3COO)2 1 gを脱イオン水に溶解し、pH5.0に調整し、50 mlにメスアップ後、200 ml EtOHを添加し作製する。
Endoglucanase activity can be measured by the following method. Mix 200 μl of 2% AZO-CM-Cellulose (Megazyme) (pH 5.0) and 200 μl of enzyme solution (diluted with 50 mM acetic acid-sodium acetate buffer (pH 5.0)) and react at 37 ° C. for 15 minutes. Add 1 ml of precipitant, vortex, let stand for a few minutes, then centrifuge. Measure the absorbance of the supernatant at 590 nm. Enzyme activity that increases the absorbance at 590 nm by 1 per minute is defined as 1 unit.
(Precipitant) Dissolve CH 3 COONa 3H 2 O 10 g and Zn (CH 3 COO) 2 1 g in deionized water, adjust to pH 5.0, make up to 50 ml, and then add 200 ml EtOH And make.
本発明において、タンパク質AをコードするDNAは、公知の遺伝子配列をもとに適当なオリゴヌクレオチドプライマー対を合成し、該遺伝子の宿主細胞または組織から抽出した全RNAもしくはポリA(+)RNA或いは染色体DNAを鋳型としてRT−PCR又はPCRを行うことによりクローニングすることができる。このとき、その後のプラスミドへのクローニングを容易にするために、用いるオリゴプライマーの末端に適当な制限酵素認識配列を付加することもできる。 In the present invention, DNA encoding protein A is synthesized by synthesizing an appropriate oligonucleotide primer pair based on a known gene sequence and extracted from the host cell or tissue of the gene or poly A (+) RNA or Cloning can be performed by RT-PCR or PCR using chromosomal DNA as a template. At this time, in order to facilitate subsequent cloning into a plasmid, an appropriate restriction enzyme recognition sequence can be added to the end of the oligo primer to be used.
トロンビン認識配列としては、周知なものとしてアミノ酸配列:LVPRGSが挙げられるが、トロンビンにより切断され、且つ本発明の効果を奏する配列であればこれに限定されない。タンパク質A(リーダー配列)とトロンビン認識配列をN36結合タンパク質に融合させて酵母で発現することで、菌体外に分泌生産する際にトロンビン認識配列で切断され、N36結合タンパク質をリーダー配列無しで分泌生産することができる。そのため、発現後にリーダー配列を除く作業が(酵素処理、化学的処理)が不必要になる。 As a thrombin recognition sequence, a well-known amino acid sequence: LVPRGS can be mentioned, but the thrombin recognition sequence is not limited to this as long as it is cleaved by thrombin and exhibits the effects of the present invention. By fusing protein A (leader sequence) and thrombin recognition sequence to N36-binding protein and expressing it in yeast, it is cleaved by thrombin recognition sequence when secreted and produced outside the cell, and N36-binding protein is secreted without leader sequence Can be produced. Therefore, the work of removing the leader sequence after expression (enzyme treatment, chemical treatment) becomes unnecessary.
本発明において、哺乳動物に免疫不全をひき起こすレトロウイルスとしては、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、サル免疫不全ウイルス(SIV)、牛免疫不全様ウイルス(BIV)などが挙げられ、特に、HIVが挙げられる。 In the present invention, the retrovirus causing immune deficiency in mammals includes human immunodeficiency virus (HIV), simian immunodeficiency virus (SIV), bovine immunodeficiency virus (BIV), etc. Can be mentioned.
本明細書において、「N36結合ペプチドユニット」は、以下のものを意味する。 In the present specification, the “N36-binding peptide unit” means the following.
(N36結合ペプチドユニットの定義)
下記のモジュール構造1〜3の少なくとも1種を含む、哺乳動物に免疫不全をひき起こすレトロウイルスのN36に結合性を有するポリペプチドを意味する。モジュール構造とは、6個又は7個のアミノ酸からなるポリペプチドであり、以下の3種類が例示される。
(Y')m1−X1aX1b−A1−X1cX1dX1e−A2−(X'')n1 :モジュール構造1(MS1)
(Y')m2−X2a−A1A1−X2bX2c−A2A2−(X'')n2 :モジュール構造2(MS2)
(Y')m3−X3a−A1−X3bX3cX3d−A2−X' :モジュール構造3(MS3)
ポリペプチド中の各モジュールにおいて、A1は酸性アミノ酸を示し、好ましくはグルタミン酸、アスパラギン酸又はシステイン酸であり、より好ましくはグルタミン酸又はアスパラギン酸である。A2は塩基性アミノ酸を示し、好ましくはリジン、アルギニン、オルニチン又はヒスチジンであり、より好ましくはリジン、アルギニン又はオルニチンであり、更に好ましくはリジン又はオルニチンである。
(Definition of N36-binding peptide unit)
It means a polypeptide having binding ability to N36 of a retrovirus that causes immunodeficiency in mammals, including at least one of the following
(Y ′) m1 −X 1a X 1b −A 1 −X 1c X 1d X 1e −A 2 − (X ″) n1 : Module structure 1 (MS1)
(Y ′) m2 −X 2a −A 1 A 1 −X 2b X 2c −A 2 A 2 − (X ″) n2 : Module structure 2 (MS2)
(Y ') m3 -X 3a -A 1 -X 3b X 3c X 3d -A 2 -X': Module structure 3 (MS3)
In each module in the polypeptide, A 1 represents an acidic amino acid, preferably glutamic acid, aspartic acid or cysteic acid, more preferably glutamic acid or aspartic acid. A 2 represents a basic amino acid, preferably lysine, arginine, ornithine or histidine, more preferably lysine, arginine or ornithine, and further preferably lysine or ornithine.
A1及びA2は、各モジュールにおいてそれぞれi位、i+4位の関係になっている。このi位、i+4位のアミノ酸がそれぞれ酸性アミノ酸、塩基性アミノ酸という組み合わせ(又はその逆の組み合わせでも良い)にすることにより、両者間にsalt bridgeが形成され、本発明ポリペプチドのα−へリックスが形成されやすくなる。また、このsalt bridgeの双極子の方向が、ペプチド主鎖によって形成される双極子の方向と逆を向くのでヘリックスを形成した場合の分子の熱力学的安定性が増大する。 A 1 and A 2 have a relationship of i-th position and i + 4-th position in each module, respectively. By making the amino acids at the i-position and i + 4-position into a combination of an acidic amino acid and a basic amino acid (or vice versa), a salt bridge is formed between them, and α- of the polypeptide of the present invention A helix is easily formed. In addition, since the dipole direction of the salt bridge is opposite to the dipole direction formed by the peptide main chain, the thermodynamic stability of the molecule when the helix is formed is increased.
上記酸性アミノ酸及び塩基性アミノ酸の組み合わせの中でも、グルタミン酸(E)−リジン(K)の組み合わせがより好ましい。 Among the combinations of the acidic amino acid and the basic amino acid, the combination of glutamic acid (E) -lysine (K) is more preferable.
上記酸性アミノ酸及び塩基性アミノ酸組み合わせは、各モジュール中に1又は2個存在するのが好ましい。 One or two acidic amino acid and basic amino acid combinations are preferably present in each module.
また、N36結合ペプチドユニットは、モジュール内のみに限られず、モジュール間(モジュール構造を超えた範囲)においても、上記のi位、i+4位の組み合わせを有していてもよい。N36結合ペプチドユニットは、モジュール間におけるこの組み合わせを有することにより、α−へリックスを更に安定化させることができる。 Further, the N36-binding peptide unit is not limited to only within a module, and may have a combination of the i-position and the i + 4-position between modules (a range exceeding the module structure). By having this combination between modules, the N36-binding peptide unit can further stabilize the α-helix.
N36結合ペプチドユニット中におけるアミノ酸X1a〜X3d(X1a、X1b、X1c、X1d、X1e、X2a、X2b、X2c、X3a、X3b、X3c及びX3d)は、同一又は異なった任意のアミノ酸を示す。 Amino acids X 1a to X 3d (X 1a , X 1b , X 1c , X 1d , X 1e , X 2a , X 2b , X 2c , X 3a , X 3b , X 3c and X 3d ) in the N36-binding peptide unit are Represents any amino acid that is the same or different.
上記任意のアミノ酸としては、例えば、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、フェニルアラニン、チロシン、トリプトファン、セリン、スレオニン、システイン、システイン酸、メチオニン、アスパラギン、グルタミン、アスパラギン酸、グルタミン酸、リジン、アルギニン、ヒスチジン、プロリン、オルニチン、サルコシン、β−アラニン、ノルロイシン(Nle)、ナフチルアラニン(Nal)等が例示できる。 Examples of the arbitrary amino acids include glycine, alanine, valine, leucine, isoleucine, phenylalanine, tyrosine, tryptophan, serine, threonine, cysteine, cysteic acid, methionine, asparagine, glutamine, aspartic acid, glutamic acid, lysine, arginine, histidine. , Proline, ornithine, sarcosine, β-alanine, norleucine (Nle), naphthylalanine (Nal) and the like.
なお、プロリンは、使用によりα−へリックス構造を破壊する可能性がある場合には使用しないほうが良いが、アミノ末端(以下、「N末端」という。)又はカルボキシ末端(以下、「C末端」という。)に位置してα−へリックス構造を破壊する可能性がない場合には使用しても良い。 Note that proline should not be used when there is a possibility of destroying the α-helix structure by use. May be used when there is no possibility of destroying the α-helix structure.
例えば、X1a、X2a又はX3aのアミノ酸としては、トリプトファン、ロイシン、イソロイ
シン、グルタミン、セリン、スレオニン、アスパラギン、バリン、フェニルアラニン、チロシン、メチオニン、グリシン、アラニン、ナフチルアラニン等が好ましい。
For example, the amino acid X 1a , X 2a or X 3a is preferably tryptophan, leucine, isoleucine, glutamine, serine, threonine, asparagine, valine, phenylalanine, tyrosine, methionine, glycine, alanine, naphthylalanine and the like.
X1b又は「c」の位置のアミノ酸、即ちX3bのアミノ酸としては、例えば、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、フェニルアラニン、チロシン、トリプトファン、セリン、スレオニン、システイン、システイン酸、メチオニン、アスパラギン、グルタミン、アスパラギン酸、グルタミン酸、リジン、アルギニン、ヒスチジン、プロリン、オルニチン、サルコシン、β−アラニン、ノルロイシン、ナフチルアラニン等が例示できる。 As the amino acid at the position of X 1b or `` c '', that is, the amino acid of X 3b , for example, glycine, alanine, valine, leucine, isoleucine, phenylalanine, tyrosine, tryptophan, serine, threonine, cysteine, cysteic acid, methionine, asparagine, Examples include glutamine, aspartic acid, glutamic acid, lysine, arginine, histidine, proline, ornithine, sarcosine, β-alanine, norleucine, naphthylalanine and the like.
なお、プロリンは、使用によりα−ヘリックス構造を破壊する可能性がある場合には使用しないほうが良いが、N末端又はC末端に位置してα−へリックス構造を破壊する可能性がない場合には使用しても良い。 Proline should not be used when there is a possibility of destroying the α-helix structure by use. However, when proline is located at the N-terminal or C-terminal and there is no possibility of destroying the α-helix structure. May be used.
X1c、X2b、X3c、X1d、X2c又はX3dのアミノ酸としては、例えば、トリプトファン、ロイシン、イソロイシン、アスパラギン、グルタミン、アスパラギン酸、グルタミン酸、セリン、スレオニン、バリン、フェニルアラニン、チロシン、メチオニン、グリシン、アラニン等が好ましい。 Examples of the amino acids X 1c , X 2b , X 3c , X 1d , X 2c or X 3d include tryptophan, leucine, isoleucine, asparagine, glutamine, aspartic acid, glutamic acid, serine, threonine, valine, phenylalanine, tyrosine, methionine. Glycine, alanine and the like are preferable.
X1eのアミノ酸としては、例えば、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、フェニルアラニン、チロシン、トリプトファン、セリン、スレオニン、システイン、システイン酸、メチオニン、アスパラギン、グルタミン、アスパラギン酸、グルタミン酸、リジン、アルギニン、ヒスチジン、プロリン、オルニチン、サルコシン、β−アラニン、ノルロイシン、ナフチルアラニン等が例示できる。 Examples of the amino acid of X 1e include glycine, alanine, valine, leucine, isoleucine, phenylalanine, tyrosine, tryptophan, serine, threonine, cysteine, cysteic acid, methionine, asparagine, glutamine, aspartic acid, glutamic acid, lysine, arginine, histidine. , Proline, ornithine, sarcosine, β-alanine, norleucine, naphthylalanine and the like.
なお、プロリンは、使用によりα−へリックス構造を破壊する可能性がある場合には使用しないほうが良いが、N末端又はC末端に位置してα−へリックス構造を破壊する可能性がない場合には使用しても良い。 Proline should not be used when there is a possibility of destroying the α-helix structure by use, but it is not possible to destroy the α-helix structure at the N-terminal or C-terminal. May be used.
X'は保護基を有していてもよい任意のアミノ酸、−OR1又は−NR2R3を示し、X''は−OR4又は−NR5R6を示す。 X ′ represents any amino acid optionally having a protecting group, —OR 1 or —NR 2 R 3 , and X ″ represents —OR 4 or —NR 5 R 6 .
アミノ酸としては、例えば、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、フェニルアラニン、チロシン、トリプトファン、セリン、スレオニン、システイン、システイン酸、メチオニン、アスパラギン、グルタミン、アスパラギン酸、グルタミン酸、リジン、アルギニン、ヒスチジン、プロリン、オルニチン、サルコシン、β−アラニン、ノルロイシン、ナフチルアラニン等が例示できる。 Examples of amino acids include glycine, alanine, valine, leucine, isoleucine, phenylalanine, tyrosine, tryptophan, serine, threonine, cysteine, cysteic acid, methionine, asparagine, glutamine, aspartic acid, glutamic acid, lysine, arginine, histidine, proline, Examples include ornithine, sarcosine, β-alanine, norleucine, naphthylalanine and the like.
なお、プロリンは、使用によりα−へリックス構造を破壊する可能性がある場合には使用しないほうが良いが、N末端又はC末端に位置してα−へリックス構造を破壊する可能性がない場合には使用しても良い。 Proline should not be used when there is a possibility of destroying the α-helix structure by use, but it is not possible to destroy the α-helix structure at the N-terminal or C-terminal. May be used.
N36結合ペプチドユニットが保護アミノ酸を有する場合、保護基としては以下のものが例示できる。エトキシカルボニル基、メトキシカルボニル基、9−フルオレニルメトキシカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基、4−メトキシベンジルオキシカルボニル基、2,2,2−トリクロロエチルオキシカルボニル基、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基等が例示できる。 When the N36-binding peptide unit has a protected amino acid, examples of the protecting group include the following. Ethoxycarbonyl group, methoxycarbonyl group, 9-fluorenylmethoxycarbonyl group, benzyloxycarbonyl group, 4-methoxybenzyloxycarbonyl group, 2,2,2-trichloroethyloxycarbonyl group, formyl group, acetyl group, propionyl group And a butyryl group.
R1〜R6(R1、R2、R3、R4、R5及びR6)は、同一又は異なってH、アルキル基、アリール基又はアラルキル基を示す。 R 1 to R 6 (R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 ) are the same or different and represent H, an alkyl group, an aryl group or an aralkyl group.
アルキル基としては、例えば、C1〜C4の直鎖又は分岐鎖のアルキル基が挙げられ、好ましくは、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、tert-ブチル等が挙げられる。アリール基としては、例えばフェニル基、置換基を有するフェニル基が例示できる。置換基としては、上で例示したアルキル基、ハロゲン原子、シアノ、カルボン酸、ニトロ、アミノ、アセチルアミノ、アルコキシ基、水酸基等が例示できる。置換基の数は特に限定されず、1〜5、好ましくは1〜3である。 Examples of the alkyl group include, for example, a linear or branched alkyl group of C 1 -C 4, preferably, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, tert- butyl, and the like. Examples of the aryl group include a phenyl group and a phenyl group having a substituent. Examples of the substituent include the alkyl group, halogen atom, cyano, carboxylic acid, nitro, amino, acetylamino, alkoxy group and hydroxyl group exemplified above. The number of substituents is not particularly limited, and is 1 to 5, preferably 1 to 3.
Y'はH、R7CO−、トルエンスルホニル基又はメタンスルホニル基を示す。R7はアルキル基、置換基を有していてもよいフェニル基又は置換基を有していてもよいベンジル基を示す。アルキル基は上述したものが使用できる。置換基の例示又は数も上で例示した通りである。 Y ′ represents H, R 7 CO—, a toluenesulfonyl group or a methanesulfonyl group. R 7 represents an alkyl group, a phenyl group which may have a substituent, or a benzyl group which may have a substituent. As the alkyl group, those described above can be used. Examples and numbers of substituents are also as exemplified above.
n1は、モジュール構造1がC末端の場合は1であり、C末端の場合以外は0である。n2は、モジュール構造2がC末端の場合は1であり、C末端の場合以外は0である。
n1 is 1 when the
m1は、モジュール構造1がN末端の場合は1であり、N末端の場合以外は0である。m2は、モジュール構造2がN末端の場合は1であり、N末端の場合以外は0である。m3は、モジュール構造3がN末端の場合は1であり、N末端の場合以外は0である。
m1 is 1 when the
また、モジュール構造1〜3において、アミノ酸は−NH−CH(R')−CO−(R'はアミノ酸の側鎖を示す。)を意味するものとする。
In the
本発明のポリペプチドは、上記モジュール構造1〜3の少なくとも1種、好ましくは、モジュール構造1〜3を少なくとも1種以上含むポリペプチドである。本発明のポリペプチドが、モジュール構造として同じモジュール構造のみからなっていても良い。
The polypeptide of the present invention is a polypeptide comprising at least one of the
本発明のポリペプチドは、上記モジュール構造を例えば2〜15個、好ましくは3〜12個、更に好ましくは4〜10個含むことができ、特に5〜7が好ましい。各モジュール構造の結合順序は、N36結合ペプチドユニットがα−へリックス構造をとり、N36と結合する限り限定されない。 The polypeptide of the present invention can contain, for example, 2 to 15, preferably 3 to 12, more preferably 4 to 10, and particularly preferably 5 to 7, the above-mentioned module structure. The binding order of each module structure is not limited as long as the N36-binding peptide unit has an α-helix structure and binds to N36.
例えば、N36結合ペプチドユニットが抗HIV剤として使用される場合の好ましい態様のうちの1つとして、モジュール構造1をアミノ末端(以下、「N末端」という。)に有するポリペプチドが挙げられ、その中でも、N末端に位置するモジュール構造1が「Trp-Z-Glu-Trp-Asp-Arg-Lys」(「Z」は、ノルロイシン、メチオニン又はグルタミン酸を表す。)であることが特に好ましい。
For example, one of preferred embodiments when an N36-binding peptide unit is used as an anti-HIV agent is a polypeptide having a
また、もう1つの好ましい態様として、モジュール構造3がC末端に位置するポリペプチドも例示でき、その中でもX'が−NH2のものがより好ましい。
Further, as another preferred embodiment, a polypeptide in which
N36結合ペプチドユニットにおいて、各モジュール間にモジュール構造を形成するアミノ酸以外のアミノ酸が存在しないことが特に好ましい。しかしながら、本発明のポリペプチドがα−へリックスを形成し、N36と結合することができる限り、各モジュール構造間に7個の任意のアミノ酸からなる7アミノ酸挿入配列が含まれていても良い。N末端又はC末端であれば、1〜6個の任意のアミノ酸を付加してもよい。 In the N36-binding peptide unit, it is particularly preferred that no amino acid other than the amino acid forming the module structure is present between the modules. However, as long as the polypeptide of the present invention can form an α-helix and bind to N36, a 7 amino acid insertion sequence consisting of seven arbitrary amino acids may be included between each module structure. If it is N terminal or C terminal, you may add 1-6 arbitrary amino acids.
任意のアミノ酸としては、例えば、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、フェニルアラニン、チロシン、トリプトファン、セリン、スレオニン、システイン、システイン酸、メチオニン、アスパラギン、グルタミン、アスパラギン酸、グルタミン酸、リジン、アルギニン、ヒスチジン、プロリン、オルニチン、サルコシン、β−アラニン、ノルロイシン、ナフチルアラニン等が例示できる。これらのアミノ酸は、上述した通り保護基を有していてもよい。 As an optional amino acid, for example, glycine, alanine, valine, leucine, isoleucine, phenylalanine, tyrosine, tryptophan, serine, threonine, cysteine, cysteic acid, methionine, asparagine, glutamine, aspartic acid, glutamic acid, lysine, arginine, histidine, Examples include proline, ornithine, sarcosine, β-alanine, norleucine, naphthylalanine and the like. These amino acids may have a protecting group as described above.
なお、プロリンは、使用によりα−へリックス構造を破壊する可能性がある場合には使用しないほうが良いが、N末端又はC末端に位置してα−へリックス構造を破壊する可能性がない場合には使用しても良い。 Proline should not be used when there is a possibility of destroying the α-helix structure by use, but it is not possible to destroy the α-helix structure at the N-terminal or C-terminal. May be used.
モジュール間に含まれてもよい7アミノ酸挿入配列としては、例えば「X2a−A2A2−X2bX2c−A1A1」(X2a、X2b、X2c、A1及びA2は前記で定義した通りである。)が好ましい態様として例示できる。 Examples of 7 amino acid insertion sequences that may be included between modules include “X 2a -A 2 A 2 -X 2b X 2c -A 1 A 1 ” (X 2a , X 2b , X 2c , A 1 and A 2 Is as defined above.) Is a preferred embodiment.
この7アミノ酸挿入配列は、例えば、モジュール構造間であれば1個、N末端又はC末端であれば1〜3個、本発明のポリペプチドに含むことができる。 This 7-amino acid insertion sequence can be included in the polypeptide of the present invention, for example, if it is between module structures, 1 to 3 if it is N-terminal or C-terminal.
更に、N36結合ペプチドユニットは、そのN末端及び/又はC末端に、N36に結合し得る化合物を有することもできる。 Further, the N36-binding peptide unit can have a compound capable of binding to N36 at its N-terminal and / or C-terminal.
N36結合ペプチドユニットは、アミノ酸を、例えば13又は14〜104又は105個、好ましくは13又は14〜83又は84個、より好ましくは13又は14〜48又は49個、特に好ましくは34又は35個有することができる。 The N36-binding peptide unit has, for example, 13 or 14 to 104 or 105 amino acids, preferably 13 or 14 to 83 or 84, more preferably 13 or 14 to 48 or 49, particularly preferably 34 or 35. be able to.
N36結合ペプチドユニットにおいて使用されるアミノ酸は、L体(Lアミノ酸)が好ましいが、D体を用いても良い。D体を用いる場合には、全ての光学活性アミノ酸をD体にする必要がある。 The amino acid used in the N36-binding peptide unit is preferably L-form (L amino acid), but D-form may be used. When using D-form, it is necessary to make all optically active amino acids D-form.
更には、本発明のポリペプチドにおけるペプチド結合(-NH-CO-⇔-N=C(OH)-)を、それと生物学的に等価な結合、例えば、アルケン(-CH=CH-)又はフルオロアルケン(-CF=CH-)とすることも可能である。アルケンについては、例えば、S. Oishi, T. Kamano, A. Niida, Y. Odagaki, N. Hamanaka, M. Yamamoto, K. Ajito, H. Tamamura, A. Otaka, and N. Fujii. Diastereoselective Synthesis of New Ψ[(E)-CH=CMe]- and Ψ[(Z)-CH=CMe]-type Alkene Dipeptide Isosteres by Organocopper Reagents and Application to Conformationally Restricted Cyclic RGD Peptidomimetics. J. Org. Chem. 2002, 67, 6162-6173.等に記載されており、フルオロアルケンについては、例えば、A. Otaka, H. Watanabe,A. Yukimasa, S. Oishi, H. Tamamura, and N. Fujii. New Access to a-Substituted (Z)-Fluoroalkene Dipeptide Isosteres Utilizing Organocopper Reagents under "Reduction-Oxidative Alkylation (R-OA)" Conditions. Tetrahedron Lett. 2001, 42, 5443-5446.等に記載されている。 Furthermore, a peptide bond (—NH—CO—⇔—N═C (OH) —) in the polypeptide of the present invention is replaced with a biologically equivalent bond such as an alkene (—CH═CH—) or fluoro Alkenes (-CF = CH-) can also be used. Regarding alkenes, for example, S. Oishi, T. Kamano, A. Niida, Y. Odagaki, N. Hamanaka, M. Yamamoto, K. Ajito, H. Tamamura, A. Otaka, and N. Fujii. Diastereoselective Synthesis of New Ψ [(E) -CH = CMe]-and Ψ [(Z) -CH = CMe] -type Alkene Dipeptide Isosteres by Organocopper Reagents and Application to Conformationally Restricted Cyclic RGD Peptidomimetics. J. Org. Chem. 2002, 67, For example, A. Otaka, H. Watanabe, A. Yukimasa, S. Oishi, H. Tamamura, and N. Fujii. New Access to a-Substituted ( Z) -Fluoroalkene Dipeptide Isosteres Utilizing Organocopper Reagents under “Reduction-Oxidative Alkylation (R-OA)” Conditions. Tetrahedron Lett. 2001, 42, 5443-5446.
N36結合ペプチドユニットの好ましい態様として、例えば以下の式で表されるポリペプチドが例示できる(MS1はモジュール構造1を示し、MS2はモジュール構造2を示す、MS3はモジュール構造3を示し、AAは7つのアミノ酸からなる挿入配列を示す。);
MS1−MS1−MS1−MS1−MS1、MS2−MS2−MS2−MS2−MS2、MS3−MS3−MS3−MS3−MS3、AA−MS1−MS1−MS1−MS1、MS1−AA−MS1−MS1−MS1、MS1−MS1−AA−MS1−MS1、MS1−MS1−MS1−AA−MS1、MS1−MS1−MS1−MS1−AA、AA−MS2−MS2−MS2−MS2、MS2−AA−MS2−MS2−MS2、MS2−MS2−AA−MS2−MS2、MS2−MS2−MS2−AA−MS2、MS2−MS2−MS2−MS2−AA、MS3−AA−MS3−MS3−MS3、MS3−MS3−AA−MS3−MS3、MS3−MS3−MS3−AA−MS3、MS3−MS3−MS3−MS3−AA、AA−MS3−MS3−MS3−MS3、MS1−MS2−AA−MS1−MS3、MS1−MS2−MS2−MS1−MS3、MS1−AA−MS2−MS1−MS3、MS1−MS2−MS1−AA−MS3、MS1−MS2−MS2−MS1−MS3、MS1−MS1−MS2−MS1−MS3、MS1−MS1−MS2−MS2−MS3、MS1−MS1−MS2−MS3−MS3、MS1−MS1−MS1−MS1−MS3、MS1−MS1−MS1−MS2−MS3、MS1−MS1−MS1−MS3−MS3、MS1−MS1−MS3−MS1−MS3、MS1−MS1−MS3−MS2−MS3、MS1−MS1−MS3−MS3−MS3、MS1−MS2−MS1−MS1−MS3、MS1−MS2−MS1−MS2−MS3、MS1−MS2−MS1−MS3−MS3、MS1−MS2−MS2−MS2−MS3、MS1−MS2−MS2−MS3−MS3、MS1−MS2−MS3−MS1−MS3、MS1−MS2−MS3−MS2−MS3、MS1−MS2−MS3−MS3−MS3、MS1−MS3−MS1−MS1−MS3、MS1−MS3−MS1−MS2−MS3、MS1−MS3−MS1−MS3−MS3、MS1−MS3−MS2−MS1−MS3、MS1−MS3−MS2−MS2−MS3、MS1−MS3−MS2−MS3−MS3、MS1−MS3−MS3−MS1−MS3、MS1−MS3−MS3−MS2−MS3、MS1−MS3−MS3−MS3−MS3。
As a preferred embodiment of the N36-binding peptide unit, for example, a polypeptide represented by the following formula can be exemplified (MS1 indicates
MS1-MS1-MS1-MS1-MS1, MS2-MS2-MS2-MS2-MS2, MS3-MS3-MS3-MS3-MS3, AA-MS1-MS1-MS1-MS1, MS1-AA-MS1-MS1-MS1, MS1-MS1-AA-MS1-MS1, MS1-MS1-MS1-AA-MS1, MS1-MS1-MS1-MS1-AA, AA-MS2-MS2-MS2-MS2, MS2-AA-MS2-MS2-MS2, MS2-MS2-AA-MS2-MS2, MS2-MS2-MS2-AA-MS2, MS2-MS2-MS2-MS2-AA, MS3-AA-MS3-MS3-MS3, MS3-MS3-AA-MS3-MS3, MS3-MS3-MS3-AA-MS3, MS3-MS3-MS3-MS3-AA, AA-MS3-MS3-MS3-MS3, MS1-MS2-AA-MS1-MS3, MS1-MS2-MS2-MS1-MS3, MS1-AA-MS2-MS1-MS3, MS1-MS2-MS1-AA-MS3, MS1-MS2-MS2-MS1-MS3, MS1-MS1-MS2-MS1-MS3, MS1-MS1-MS2-MS2-MS3, MS1-MS1-MS2-MS3-MS3, MS1-MS1-MS1-MS1-MS3, MS1-MS1-MS1-MS2-MS3, MS1-MS1-MS1-MS3-MS3, MS1-MS1-MS3-MS1-MS3, MS1-MS1-MS3-MS2-MS3, MS1-MS1-MS3-MS3-MS3, MS1-MS2-MS1-MS1-MS3, MS1-MS2-MS1-MS2-MS3 MS1-MS2-MS1-MS3-MS3, MS1-MS2-MS2-MS2-MS3, MS1-MS2-MS2-MS3-MS3, MS1-MS2-MS3-MS1-MS3, MS1-MS2-MS3-MS2-MS3, MS1-MS2-MS3-MS3-MS3, MS1-MS3-MS1-MS1-MS3, MS1-MS3-MS1-MS2-MS3, MS1-MS3-MS1-MS3-MS3, MS1-MS3-MS2-MS1-MS3, MS1-MS3-MS2-MS2-MS3, MS1-MS3-MS2-MS3-MS3, MS1-MS3-MS3-MS1-MS3, MS1-MS3-MS3-MS2-MS3, MS1-MS3-MS3-MS3-MS3.
N36タンパク質の更に好ましい具体例としては、例えば、「Ac-Trp-Nle-Glu-Trp-Asp-Arg-Lys-Ile-Glu-Glu-Tyr-Thr-Lys-Lys-Ile-Lys-Lys-Leu-Ile-Glu-Glu-Ser-Gln-Glu-Gln-Gln-Glu-Lys-Asn-Glu-Lys-Glu-Leu-Lys-NH2」(SC34−a)、「Ac-Trp-Met-Glu-Trp-Asp-Arg-Lys-Ile-Glu-Glu-Tyr-Thr-Lys-Lys-Ile-Lys-Lys-Leu-Ile-Glu-Glu-Ser-Gln-Glu-Gln-Gln-Glu-Lys-Asn-Glu-Lys-Glu-Leu-Lys-NH2」(SC34−b)、「Ac-Trp-Nle-Glu-Trp-Asp-Arg-Lys-Ile-Glu-Glu-Tyr-Thr-Lys-Lys-Ile-Glu-Glu-Leu-Ile-Lys-Lys-Ser-Gln-Glu-Gln-Gln-Glu-Lys-Asn-Glu-Lys-Glu-Leu-Lys-NH2」(SC34(EK)−a)、「Ac-Trp-Met-Glu-Trp-Asp-Arg-Lys-Ile-Glu-Glu-Tyr-Thr-Lys-Lys-Ile-Glu-Glu-Leu-Ile-Lys-Lys-Ser-Gln-Glu-Gln-Gln-Glu-Lys-Asn-Glu-Lys-Glu-Leu-Lys-NH2」(SC34(EK)−b)、「Ac-Trp-Glu-Glu-Trp-Asp-Lys-Lys-Ile-Glu-Glu-Tyr-Thr-Lys-Lys-Ile-Glu-Glu-Leu-Ile-Lys-Lys-Ser-Glu-Glu-Gln-Gln-Lys-Lys-Asn-Glu-Glu-Glu-Leu-Lys-Lys-NH2」(SC35EK)(「Ac」はアセチル基を示す。)等を例示することができる。 More preferable specific examples of N36 protein include, for example, “Ac-Trp-Nle-Glu-Trp-Asp-Arg-Lys-Ile-Glu-Glu-Tyr-Thr-Lys-Lys-Ile-Lys-Lys-Leu -Ile-Glu-Glu-Ser-Gln-Glu-Gln-Gln-Glu-Lys-Asn-Glu-Lys-Glu-Leu-Lys-NH 2 (SC34-a), Ac-Trp-Met-Glu -Trp-Asp-Arg-Lys-Ile-Glu-Glu-Tyr-Thr-Lys-Lys-Ile-Lys-Lys-Leu-Ile-Glu-Glu-Ser-Gln-Glu-Gln-Gln-Glu-Lys -Asn-Glu-Lys-Glu- Leu-Lys-NH 2 "(SC34-b)," Ac-Trp-Nle-Glu- Trp-Asp-Arg-Lys-Ile-Glu-Glu-Tyr-Thr-Lys -Lys-Ile-Glu-Glu-Leu-Ile-Lys-Lys-Ser-Gln-Glu-Gln-Gln-Glu-Lys-Asn-Glu-Lys-Glu-Leu-Lys-NH 2 '' (SC34 (EK ) -A), `` Ac-Trp-Met-Glu-Trp-Asp-Arg-Lys-Ile-Glu-Glu-Tyr-Thr-Lys-Lys-Ile-Glu-Glu-Leu-Ile-Lys-Lys- Ser-Gln-Glu-Gln-Gln-Glu-Lys-Asn-Glu-Lys-Glu-Leu-Lys-NH 2 (SC34 (EK) -b), Ac-Trp-Glu-Glu-Trp-Asp -Lys-Lys-Ile-Glu-Glu-Tyr-Thr-Lys-Lys-Ile-Glu-Glu-Leu-Ile-Lys-Lys-Ser-Glu-Glu-Gln-Gln-Lys-Lys-Asn-Glu -Glu-Glu-Leu-Lys- Lys-NH 2 "(SC35EK) (" Ac ". an acetyl group) can be exemplified, and the like.
上記のN36タンパク質は、HIVに有効な配列を中心に例示したが、サル免疫不全ウイルス(SIV)、牛免疫不全様ウイルス(BIV)に対するN36タンパク質のアミノ酸配列についても、対応する免疫不全をひき起こすレトロウイルスのC34ペプチド配列に従って、同様に設計することができる。 The above N36 protein is exemplified mainly for sequences effective against HIV, but the amino acid sequence of N36 protein against simian immunodeficiency virus (SIV) and bovine immunodeficiency virus (BIV) also causes the corresponding immunodeficiency. It can be similarly designed according to the retroviral C34 peptide sequence.
N36タンパク質は、哺乳動物に免疫不全をひき起こすレトロウイルスのgp41タンパク質中のα−へリックス構造を有するC34の3量体が結合する、α−へリックス構造を有するタンパク質であり、C34の3量体とN36の3量体が結合して6量体を形成するものである。 N36 protein is a protein having an α-helix structure to which a trimer of C34 having an α-helix structure in a gp41 protein of a retrovirus that causes immunodeficiency in mammals is bound. And the N36 trimer combine to form a hexamer.
N36結合ペプチドユニットとしては、C34あるいはその誘導体が挙げられる。N36に結合性を有するC34誘導体としては、C34の水溶性・安定性を向上させるなどの目的でアミノ酸残基を置換または伸張・短縮した誘導体が含まれる。例えば特開2003-176298号公報に記載されるような、6個又は7個のアミノ酸からなる複数のモジュール構造を有し、i位、i+4位のアミノ酸がそれぞれ酸性アミノ酸、塩基性アミノ酸という組み合わせ(又はその逆の組み合わせでも良い)にすることにより、両者間にsalt bridgeが形成され、本発明ポリペプチドのα−へリックスが形成されやすくしたものが挙げられる。本明細書では、C34タンパク質のi位とi+4位のアミノ酸がそれぞれ酸性アミノ酸(Glu(E)を代表例として「E」と表示する)、塩基性アミノ酸(Lys(K)を代表例として「K」と表示する)で置換されたモジュール(X-EE-XX-KK)を1つ含有する誘導体を「SC34」誘導体、2つ以上含有する誘導体を「SC34EK」誘導体と表示することがある。 Examples of the N36-binding peptide unit include C34 or a derivative thereof. Examples of the C34 derivative having binding ability to N36 include derivatives obtained by substituting or extending / shortening amino acid residues for the purpose of improving the water solubility and stability of C34. For example, as described in JP-A-2003-176298, it has a plurality of modular structures consisting of 6 or 7 amino acids, and the i-position and i + 4-position amino acids are referred to as acidic amino acids and basic amino acids, respectively. By combining them (or vice versa), a salt bridge is formed between them, and an α-helix of the polypeptide of the present invention is easily formed. In this specification, the amino acids at positions i and i + 4 of the C34 protein are acidic amino acids (Glu (E) is represented as “E” as a representative example) and basic amino acids (Lys (K) as a representative example). Derivatives containing one module (X-EE-XX-KK) substituted with “K”) may be labeled as “SC34” derivatives and derivatives containing two or more as “SC34EK” derivatives .
N36結合ペプチドユニットには、ペプチド末端がカルボキシル基やアミノ基のものや、融合タンパク質からN36結合ペプチドユニットの切断の際に他の化学構造(アミド基やラクタム環など)に置換された誘導体も含まれる。また、得られた融合タンパク質・ペプチドのペプチド末端を、常法により他の化学構造に置換した状態でもよい。さらに、ペプチドの状態だけでなく、ペプチド結合をアルケン、フルオロアルケン、アルカンなどの炭素結合やエーテル結合などの構造で置換した誘導体の形でも本ペプチドは利用可能である。ペプチド結合の置換により、酵素による分解を受けにくくなり生体内での安定性の向上が期待できる。 N36-binding peptide units include those whose peptide ends are carboxyl or amino groups, or derivatives that are substituted with other chemical structures (amide groups, lactam rings, etc.) when cleaving the N36-binding peptide unit from the fusion protein. It is. Moreover, the peptide end of the obtained fusion protein / peptide may be in a state where it is substituted with another chemical structure by a conventional method. Furthermore, this peptide can be used not only in the peptide state but also in the form of a derivative in which the peptide bond is substituted with a structure such as a carbon bond such as alkene, fluoroalkene or alkane or an ether bond. By replacing the peptide bond, it is difficult to be degraded by the enzyme, and an improvement in in vivo stability can be expected.
更に、本発明において「N36結合ペプチド」とは、「N36結合ペプチドユニット」、「N36結合ペプチドユニット」が直接又は任意のアミノ酸配列を介在させて結合したもの(以下、結合物ともいう)、並びに「N36結合ペプチドユニット」及び「結合物」の前後に更に1又は複数個のアミノ酸が付加したものを意味する。 Furthermore, in the present invention, “N36-binding peptide” refers to “N36-binding peptide unit”, “N36-binding peptide unit” linked directly or via any amino acid sequence (hereinafter also referred to as a conjugate), and The term “N36-binding peptide unit” and “conjugate” means that one or more amino acids are further added before and after.
本発明において、トロンビン認識配列及びN36結合ペプチドをコードするDNAは、そのアミノ酸配列をもとにして、宿主におけるコドンユーセージを考慮して塩基配列を決定し、DNA/RNA自動合成機を用いて、センス鎖の部分配列とアンチセンス鎖の部分配列を一部がオーバーラップするように合成し、PCR法によってより長い部分配列を二本鎖DNAとして得るという操作を繰り返すことによって、得ることができる。 In the present invention, the DNA encoding the thrombin recognition sequence and the N36-binding peptide is determined based on the amino acid sequence in consideration of codon usage in the host, and the DNA / RNA automatic synthesizer is used. , By synthesizing the partial sequence of the sense strand and the partial sequence of the antisense strand so as to partially overlap, and obtaining a longer partial sequence as a double-stranded DNA by PCR method. .
本発明において、上記3種類のDNAに更に精製用のアミノ酸配列をコードするDNAが融合されていても良い。精製用のアミノ酸配列としては、例えばHisタグ、GST、MBP(マルトース結合蛋白)などが挙げられ、好ましくはHisタグである。このような精製用のアミノ酸配列がN36結合ペプチドユニットと結合していることで、アフィニティークロマトグラフによるN36結合ペプチドの精製が可能になる。 In the present invention, DNA encoding an amino acid sequence for purification may be further fused to the above three types of DNA. Examples of the amino acid sequence for purification include His tag, GST, MBP (maltose binding protein) and the like, and preferably His tag. By such an amino acid sequence for purification being bound to the N36-binding peptide unit, it becomes possible to purify the N36-binding peptide by affinity chromatography.
また、本発明において、発現後に目的とするN36結合ペプチドを容易に回収できるように、更にペプチド結合が切断可能な認識部位を介在させて、上記3又は4種類のDNAを融合させるのが好ましい。該認識部位としては、プロセッシング酵素、消化酵素などのプロテアーゼで切断可能なアミノ酸配列(2以上のアミノ酸からなる)、システインやメチオニンなどの化学修飾剤、超音波、レーザー、熱などの物理的開裂により切断可能なアミノ酸などが挙げられる。認識部位を切断可能な消化酵素(プロセッシング酵素)としては、好ましくは第Xa因子、レニン、トロンビン、トリプシン、V8プロテアーゼ、Pseudomonasエンドプロテアーゼ、Arthrobacterリシルエンドペプチダーゼ等が挙げられ、認識部位としては、例えば第Xa因子認識配列であるIle-Glu-Gly-Argが挙げられる。化学修飾剤としては、Metを認識するCNBr(Cyanogen bromide)、Asn、Asp、Gluを認識する希塩酸、及びCysを認識するDMAP-CNが挙げられる。 Further, in the present invention, it is preferable that the three or four kinds of DNAs are fused via a recognition site capable of cleaving the peptide bond so that the target N36-binding peptide can be easily recovered after expression. The recognition sites include amino acid sequences that can be cleaved by proteases such as processing enzymes and digestive enzymes (consisting of two or more amino acids), chemical modifiers such as cysteine and methionine, and physical cleavage such as ultrasound, laser, and heat. Examples include cleavable amino acids. The digestive enzyme (processing enzyme) capable of cleaving the recognition site preferably includes factor Xa, renin, thrombin, trypsin, V8 protease, Pseudomonas endoprotease, Arthrobacter lysyl endopeptidase, etc. Examples include Ile-Glu-Gly-Arg which is a factor Xa recognition sequence. Examples of the chemical modifier include CNBr (Cyanogen bromide) that recognizes Met, dilute hydrochloric acid that recognizes Asn, Asp, and Glu, and DMAP-CN that recognizes Cys.
N36結合ペプチドをタンパク質A、トロンビン認識配列及び精製用アミノ酸配列と融合して発現させる場合(以下、N36結合ペプチドとタンパク質A及びトロンビン認識配列(更に必要に応じて精製用アミノ酸配列) を融合したタンパク質を融合タンパク質ということがある)、このN36結合ペプチドのN, C両末端に、Met-Gln配列を挿入することによって、CNBrなどの化学試薬により、融合タンパク質から抗HIVの活性体であるN36結合ペプチドを切断することができる。そのN末端は、Met-Gln間の結合が切断され、Met残基が遊離し、Glnが酸性条件下で自動的に環状化して、ピログルタミン酸残基となる。また、そのC末端は、Met-Gln間の結合が切断されMet残基の自動修飾によりホモセリンラクトン基に環状化する。このように、両末端が環状化することにより、血中でのペプチダーゼ分解耐性が向上し、in vitroでの生物活性、生物物理特性の維持が期待できる(Bioorganic and medicinal Chemistry, 17(2009), p.7964-7970)。また、N36結合タンパク質ユニットをタンデムに結合させて発現させる場合に、N36結合ペプチドユニット間にこのMet-Gln配列を介在させておくことにより、タンデムに発現後に化学試薬によりN36結合ペプチドユニットを容易に得ることができる。 When N36-binding peptide is expressed by fusion with protein A, thrombin recognition sequence and amino acid sequence for purification (hereinafter referred to as N36-binding peptide, protein A and thrombin recognition sequence (further amino acid sequence for purification) if necessary) N36 binding that is an anti-HIV activator from the fusion protein by inserting a Met-Gln sequence into both N and C ends of this N36-binding peptide, using a chemical reagent such as CNBr. The peptide can be cleaved. At the N-terminus, the Met-Gln bond is cleaved, the Met residue is released, and Gln is automatically cyclized under acidic conditions to become a pyroglutamic acid residue. In addition, the C-terminus is cleaved from the Met-Gln bond and cyclized to a homoserine lactone group by automatic modification of the Met residue. Thus, by cyclizing both ends, resistance to peptidase degradation in blood is improved, and maintenance of in vitro bioactivity and biophysical properties can be expected (Bioorganic and medicinal Chemistry, 17 (2009), p.7964-7970). In addition, when expressing N36-binding protein units in tandem, this Met-Gln sequence is interposed between N36-binding peptide units, so that N36-binding peptide units can be easily expressed by chemical reagents after expression in tandem. Obtainable.
切断と環化の具体的な方法として、次の方法が挙げられる。融合タンパク質を酸性条件(70%ギ酸もしくは0.1N塩酸溶液もしくは0.1Nトリフルオロ酢酸溶液)下で、融合タンパク質配列中のメチオニン1残基に対して、10当量のTCEP(Tris(2-carboxyethyl)phosphine Hydrochloride)存在下、100当量のCNBrを60℃で2時間反応させることで目的の化合物を得ることができる。 Specific methods of cleavage and cyclization include the following methods. Under acidic conditions (70% formic acid, 0.1N hydrochloric acid solution or 0.1N trifluoroacetic acid solution), 10 equivalents of TCEP (Tris (2-carboxyethyl) phosphine) per 1 methionine residue in the fusion protein sequence The target compound can be obtained by reacting 100 equivalents of CNBr at 60 ° C. for 2 hours in the presence of Hydrochloride).
上記3又は4種類の融合したDNAの順序は、本発明の効果が得られるものであればどのような順序であってもよいが、好ましくは5'末端からタンパク質A→トロンビン認識配列→N36結合ペプチド、又はタンパク質A→トロンビン認識配列→精製用アミノ酸配列→N36結合ペプチドの順である。 The order of the three or four types of fused DNA may be any order as long as the effect of the present invention can be obtained, but preferably protein A → thrombin recognition sequence → N36 binding from the 5 ′ end. Peptide or protein A → thrombin recognition sequence → purification amino acid sequence → N36 binding peptide.
酵母の形質転換体
本発明の実施態様1の酵母の形質転換体は、上記実施態様1のDNAを含む遺伝子発現カセットを導入した酵母の形質転換体であることを特徴とする。
Yeast Transformant A yeast transformant according to
本発明の遺伝子発現カセットには、プロモーター、タンパク質AをコードするDNA、トロンビン認識配列をコードするDNA及びN36結合ペプチドをコードするDNA(必要に応じて、更に精製用のアミノ酸配列をコードするDNA)を融合したDNA(以下、融合DNAと言うことがある)、並びにターミネーターが含まれる。 The gene expression cassette of the present invention includes a promoter, DNA encoding protein A, DNA encoding thrombin recognition sequence, and DNA encoding N36 binding peptide (if necessary, DNA encoding further amino acid sequence for purification) In which DNA is fused (hereinafter sometimes referred to as fused DNA) , and a terminator.
上記プロモーターは、宿主となる酵母で機能し得るプロモーターであれば特に限定されないが、例えばPHO5プロモーター、PGKプロモーター、GAPプロモーター、ADH1プロモーター、GALプロモーター、GAL1プロモーターなどのプロモーターが挙げられる。また、これらのプロモーターに配列改変を加えた改良型のプロモーターであってもよい。上記ターミネーターは、通常使用されている天然または合成のターミネーターを用いることができ、宿主となる酵母で機能し得るターミネーターであれば特に限定されない。 The promoter is not particularly limited as long as it can function in yeast serving as a host, and examples thereof include promoters such as PHO5 promoter, PGK promoter, GAP promoter, ADH1 promoter, GAL promoter, and GAL1 promoter. In addition, improved promoters obtained by adding sequence modifications to these promoters may be used. As the terminator, a commonly used natural or synthetic terminator can be used, and there is no particular limitation as long as it is a terminator that can function in a yeast serving as a host.
本発明の遺伝子発現カセットには、マーカー遺伝子が含まれていても良く、コトランスフォーメーションを行う場合は、当該遺伝子発現カセットとは別のフラグメント又はプラスミドにマーカー遺伝子が存在していれば良い。 The gene expression cassette of the present invention may contain a marker gene. When co-transformation is performed, the marker gene may be present in a fragment or plasmid different from the gene expression cassette.
上記マーカー遺伝子は、宿主となる酵母で発現できるものであればよく、例えば、ジェネティシンに対する耐性遺伝子や、栄養要求性に関与する遺伝子変異を相補する遺伝子、LEU2, URA3, TRP1, HIS3などが挙げられる。 The marker gene is not particularly limited as long as it can be expressed in yeast as a host. Examples thereof include genes that are resistant to geneticin, genes that complement gene mutations involved in auxotrophy, LEU2, URA3, TRP1, and HIS3. .
本発明において宿主として用いる酵母としては、例えば、サッカロミセス属、ハンゼヌラ属、ピキア属、シゾサッカロミセス属、クリベロマイセス属に属する酵母が挙げられ、具体的には、サッカロミセス・セレビシエ、ピキア・パストリス、ピキア・メタノリカ、シゾサッカロミセス・ポンベ、ハンゼヌラ・アノマーラ、クリベロマイセス・ラクティスなどが挙げられる。中でも、サッカロミセス・セレビシエが好ましく、YNN27株が最も好ましい。形質転換株を容易に選択できるので、好ましくは導入するマーカー遺伝子が変異した変異株あるいは導入するマーカー遺伝子が破壊された株を用いる。 Examples of the yeast used as a host in the present invention include yeasts belonging to the genus Saccharomyces, Hansenula, Pichia, Schizosaccharomyces, Krivellomyces, and specifically include Saccharomyces cerevisiae, Pichia pastoris, Pichia Examples include methanolica, Schizosaccharomyces pombe, Hansenula anomala, Krivellomyces lactis. Among them, Saccharomyces cerevisiae is preferable, and YNN27 strain is most preferable. Since a transformed strain can be easily selected, a mutant strain in which the marker gene to be introduced is mutated or a strain in which the marker gene to be introduced is disrupted is preferably used.
酵母に対して上記遺伝子発現カセットを導入する方法は、公知の手法を採用でき、例えば、PEG−カルシウム法、リン酸カルシウム法、DEAEデキストラン法、エレクトロポレーション法、リポフェクション法、マイクロインジェクション法などが挙げられる。 As a method for introducing the gene expression cassette into yeast, a known method can be adopted, and examples thereof include PEG-calcium method, calcium phosphate method, DEAE dextran method, electroporation method, lipofection method, microinjection method and the like. .
N36結合ペプチドの製造方法
本発明の実施態様1のN36結合ペプチドの製造方法は、上記実施態様1の形質転換体を培養して培養物中にN36結合ペプチドを生成蓄積させる工程、及び
該培養物からN36結合ペプチドを採取する工程
を有することを特徴とする。
Method for Producing N36-Binding Peptide The method for producing an N36-binding peptide according to
・培養物中にN36結合ペプチドを生成蓄積させる工程
本工程では、形質転換体がN36結合ペプチドを培養物中に生成し、N36結合ペプチドが培養物中に蓄積されることを特徴とし、上記培養物とは、培地と形質転換体を意味する。また、形質転換体を液体培地で培養して、N36結合ペプチドを形質転換体外に分泌させることにより、菌体外に分泌生産する際にトロンビン認識配列で切断され、N36結合タンパク質をリーダー配列無しで分泌生産することができる。
The step of generating and accumulating N36-binding peptide in the culture In this step, the transformant produces N36-binding peptide in the culture, and the N36-binding peptide is accumulated in the culture. A thing means a culture medium and a transformant. In addition, by culturing the transformant in a liquid medium and secreting the N36-binding peptide outside the transformant, it is cleaved by the thrombin recognition sequence during secretory production outside the cell, and the N36-binding protein is removed without the leader sequence. It can be secreted.
本発明の形質転換体を培養するために用いられる培地としては、炭素源としてグルコース、フルクトース、グリセロール、スターチなどの炭水化物を含有するものである。また、無機もしくは有機窒素源(例えば硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、カゼインの加水分解物、酵母抽出物、ポリペプトン、バクトトリプトン、ビーフ抽出物等)を含んでいてもよい。これらの炭素源および窒素源は、純粋な形で使用する必要はなく、純度の低いものも微量の生育因子や無機栄養素を豊富に含んでいるので有利である。さらに所望により、他の栄養源[例えば、無機塩(例えば、二リン酸ナトリウム、二リン酸カリウム、リン酸水素二カリウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化カルシウム)、ビタミン類(例えば、ビタミンB1)、抗生物質(例えば、アンピシリン,カナマイシン)など]を培地中に添加してもよい。特に酵母抽出物0.01〜10%(w/v)、ペプトン0.01〜10%(w/v)、及びガラクトース0.1〜20%(w/v)を含む培地で培養を行うことがN36結合ペプチドが高生産されるため好ましい。 The medium used for culturing the transformant of the present invention contains a carbohydrate such as glucose, fructose, glycerol or starch as a carbon source. Further, it may contain an inorganic or organic nitrogen source (for example, ammonium sulfate, ammonium chloride, casein hydrolyzate, yeast extract, polypeptone, bactotryptone, beef extract, etc.). These carbon sources and nitrogen sources do not need to be used in pure form, and those having low purity are advantageous because they are rich in trace amounts of growth factors and inorganic nutrients. Further, if desired, other nutrient sources [eg, inorganic salts (eg, sodium diphosphate, potassium diphosphate, dipotassium hydrogen phosphate, magnesium chloride, magnesium sulfate, calcium chloride), vitamins (eg, vitamin B1) Antibiotics (for example, ampicillin, kanamycin, etc.) may be added to the medium. In particular, culturing in a medium containing 0.01 to 10% (w / v) yeast extract, 0.01 to 10% (w / v) peptone, and 0.1 to 20% (w / v) galactose increases the N36-binding peptide. It is preferable because it is produced.
形質転換体の培養温度は、通常25〜35℃、好ましくは約28〜32℃であり、培養時間は、通常、約24〜72時間である。これらは培養条件及び培養規模によって適宜変更することができる。 The culture temperature of the transformant is usually 25 to 35 ° C., preferably about 28 to 32 ° C., and the culture time is usually about 24 to 72 hours. These can be appropriately changed depending on the culture conditions and culture scale.
・培養物から上記タンパク質とN36結合ペプチドを採取する工程
本工程では、培養物中から形質転換体が生成したN36結合ペプチドを精製することにより、N36結合ペプチドを回収することを特徴とする。
-Step of collecting the protein and N36-binding peptide from the culture This step is characterized in that the N36-binding peptide is recovered by purifying the N36-binding peptide produced by the transformant from the culture.
N36結合ペプチドの精製は、該N36結合ペプチドが精製用のアミノ酸配列(好ましくはHisタグ)と結合している場合は、アフィニティークロマトグラフにより行うことができる。N36結合ペプチドが精製用のアミノ酸配列を有していない場合は、イオン交換、疎水、ゲルろ過等の各種クロマトグラフィー等の精製操作により精製することができ、この場合、N36ペプチドを利用して精製することも可能である。 The N36-binding peptide can be purified by affinity chromatography when the N36-binding peptide is bound to a purification amino acid sequence (preferably a His tag). If the N36-binding peptide does not have an amino acid sequence for purification, it can be purified by various chromatographic operations such as ion exchange, hydrophobicity, gel filtration, etc. In this case, purification using the N36 peptide It is also possible to do.
本発明の製造方法では、前記の2工程に加えて、更に培養物から回収したN36結合ペプチドに臭化シアンを作用させ、N末端にピログルタミン酸残基、C末端にホモセリンラクトン基が導入されたN36結合ペプチドユニットを取得しても良い。 In the production method of the present invention, in addition to the above two steps, cyanogen bromide was further allowed to act on the N36-binding peptide recovered from the culture, and a pyroglutamic acid residue was introduced at the N-terminus and a homoserine lactone group was introduced at the C-terminus. N36-binding peptide units may be obtained.
<実施態様2>
DNA
本発明の実施態様2のDNAは、配列番号2で表されるアミノ酸配列と70%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなり、且つシグナル配列として機能するポリペプチドをコードするDNA、HisタグをコードするDNA及び哺乳動物に免疫不全をひき起こすレトロウイルスのN36タンパク質に結合するN36結合ペプチドをコードするDNAを融合したDNAであることを特徴とする。
<
DNA
The DNA of
配列番号2で表されるアミノ酸配列と70%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなり、且つシグナル配列として機能するポリペプチド(以下、ポリペプチドBともいう)としては、当該アミノ酸配列における同一性が80%以上、好ましくは85%以上、より好ましくは90%以上、更に好ましくは95%以上であるものが望ましく、例えば、サッカロミセス・セレビシエ由来のαファクターのプレプロ配列が挙げられる。当該αファクターのプレプロ配列の塩基配列とアミノ酸配列はそれぞれ、配列表に配列番号5、配列番号2として示されている。ポリペプチドBがシグナル配列として機能することでN36結合ペプチドを菌体外に分泌することが可能となる。 A polypeptide (hereinafter, also referred to as polypeptide B) comprising an amino acid sequence having 70% or more identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 and functioning as a signal sequence has identity in the amino acid sequence. 80% or more, preferably 85% or more, more preferably 90% or more, and still more preferably 95% or more is desirable, and examples include α-factor prepro sequences derived from Saccharomyces cerevisiae. The base sequence and amino acid sequence of the α-factor prepro sequence are shown as SEQ ID NO: 5 and SEQ ID NO: 2, respectively. By allowing polypeptide B to function as a signal sequence, it is possible to secrete an N36-binding peptide outside the cell.
本発明においてHisタグとはヒスチジン6残基を含むアミノ酸配列であり、HisタグがN36結合ペプチドと結合していることで、N36結合タンパク質の高生産が可能になる上、分泌生産した後のN36結合ペプチドの安定性も向上させることができる。更に、アフィニティークロマトグラフによるN36結合ペプチドの精製が可能になる。 In the present invention, the His tag is an amino acid sequence containing 6 histidine residues, and the His tag is linked to an N36-binding peptide, so that high production of N36-binding protein is possible, and N36 after secretory production is produced. The stability of the bound peptide can also be improved. Furthermore, the N36-binding peptide can be purified by affinity chromatography.
また、本発明において、発現後に目的とするN36結合ペプチドを容易に回収できるように、更にペプチド結合が切断可能な認識部位を介在させて、上記3種類のDNAを融合させるのが好ましい。該認識部位としては、プロセッシング酵素、消化酵素などのプロテアーゼで切断可能なアミノ酸配列(2以上のアミノ酸からなる)、システインやメチオニンなどの化学修飾剤、超音波、レーザー、熱などの物理的開裂により切断可能なアミノ酸などが挙げられる。認識部位を切断可能な消化酵素(プロセッシング酵素)としては、好ましくは第Xa因子、レニン、トリプシン、V8プロテアーゼ、Pseudomonasエンドプロテアーゼ、Arthrobacterリシルエンドペプチダーゼ等が挙げられ、認識部位としては、例えば第Xa因子認識配列であるIle-Glu-Gly-Argが挙げられる。化学修飾剤としては、Metを認識するCNBr(Cyanogen bromide)、Asn、Asp、Gluを認識する希塩酸、及びCysを認識するDMAP-CNが挙げられる。 In the present invention, it is preferable to fuse the above three types of DNA with a recognition site capable of cleaving the peptide bond interposed, so that the target N36-binding peptide can be easily recovered after expression. The recognition sites include amino acid sequences that can be cleaved by proteases such as processing enzymes and digestive enzymes (consisting of two or more amino acids), chemical modifiers such as cysteine and methionine, and physical cleavage such as ultrasound, laser, and heat. Examples include cleavable amino acids. Preferred digestive enzymes (processing enzymes) capable of cleaving the recognition site include Factor Xa, renin, trypsin, V8 protease, Pseudomonas endoprotease, Arthrobacter lysyl endopeptidase, etc. Examples of the recognition site include Factor Xa The recognition sequence Ile-Glu-Gly-Arg can be mentioned. Examples of the chemical modifier include CNBr (Cyanogen bromide) that recognizes Met, dilute hydrochloric acid that recognizes Asn, Asp, and Glu, and DMAP-CN that recognizes Cys.
N36結合ペプチドをポリペプチドB及びHisタグと融合して発現させる場合、このN36結合ペプチドのN, C両末端に、Met-Gln配列を挿入することによって、CNBrなどの化学試薬により、抗HIVの活性体であるN36結合ペプチドを切断することができる。 When N36-binding peptide is expressed by fusion with polypeptide B and His tag, anti-HIV can be expressed by chemical reagents such as CNBr by inserting Met-Gln sequences at both N and C ends of this N36-binding peptide. The active N36 binding peptide can be cleaved.
上記 3種類の融合したDNAの順序は、本発明の効果が得られるものであればどのような順序であってもよいが、好ましくは5'末端からポリペプチドB→Hisタグ→N36結合ペプチドの順である。 The order of the three types of fused DNAs may be any order as long as the effects of the present invention can be obtained. Preferably, the order of polypeptide B → His tag → N36-binding peptide from the 5 ′ end is used. In order.
N36結合ペプチド、及びN36結合ペプチドユニットについては前記の内容と同様である。 The N36-binding peptide and the N36-binding peptide unit are the same as described above.
遺伝子発現カセット
本発明の実施態様2の遺伝子発現カセットには、プロモーター、上記実施態様2のDNA、及びターミネーターが含まれる。
Gene Expression Cassette The gene expression cassette of
上記プロモーターは、宿主となる酵母で機能し、本発明の効果を得ることができるプロモーターであれば特に限定されないが、配列番号3で表される塩基配列と70%以上の同一性を有する塩基配列からなり、且つ酵母においてプロモーターとして機能するDNAを含むものが好ましい。当該DNAの同一性としては、より好ましくは80%以上、更に好ましくは85%以上、特に好ましくは90%以上、最も好ましくは95%以上である。このようなプロモーターとしては、サッカロミセス・セレビシエ由来のGAL1プロモーターが挙げられる。当該GAL1プロモーターの塩基配列は、配列表に配列番号3として示されている。上記ターミネーターは、通常使用されている天然または合成のターミネーターを用いることができ、宿主となる酵母で機能し得るターミネーターであれば特に限定されない。 The promoter is not particularly limited as long as it functions in the yeast serving as a host and can achieve the effects of the present invention, but the nucleotide sequence having 70% or more identity with the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 3 And those containing DNA that functions as a promoter in yeast. The identity of the DNA is more preferably 80% or more, further preferably 85% or more, particularly preferably 90% or more, and most preferably 95% or more. An example of such a promoter is the GAL1 promoter derived from Saccharomyces cerevisiae. The base sequence of the GAL1 promoter is shown as SEQ ID NO: 3 in the sequence listing. As the terminator, a commonly used natural or synthetic terminator can be used, and there is no particular limitation as long as it is a terminator that can function in a yeast serving as a host.
本発明の遺伝子発現カセットには、マーカー遺伝子が含まれていても良く、コトランスフォーメーションを行う場合は、当該遺伝子発現カセットとは別のフラグメント又はプラスミドにマーカー遺伝子が存在していれば良い。 The gene expression cassette of the present invention may contain a marker gene. When co-transformation is performed, the marker gene may be present in a fragment or plasmid different from the gene expression cassette.
上記マーカー遺伝子は、宿主となる酵母で発現できるものであればよく、例えば、ジェネティシンに対する耐性遺伝子や、栄養要求性に関与する遺伝子変異を相補する遺伝子、LEU2, URA3, TRP1, HIS3などが挙げられる。 The marker gene is not particularly limited as long as it can be expressed in yeast as a host. Examples thereof include genes that are resistant to geneticin, genes that complement gene mutations involved in auxotrophy, LEU2, URA3, TRP1, and HIS3. .
酵母の形質転換体
本発明の実施態様2の酵母の形質転換体は、上記実施態様2の遺伝子発現カセットを導入した酵母の形質転換体であることを特徴とする。
Yeast Transformant A yeast transformant according to
酵母及び遺伝子発現カセットを導入する方法については前記の内容と同様である。 The method for introducing yeast and gene expression cassette is the same as described above.
N36結合ペプチドの製造方法
本発明の実施態様2のN36結合ペプチドの製造方法は、上記実施態様2の形質転換体を培養して培養物中にN36結合ペプチドを生成蓄積させる工程、及び
該培養物からN36結合ペプチドを採取する工程
を有することを特徴とする。
Method for Producing N36-Binding Peptide A method for producing an N36-binding peptide according to
・培養物中にN36結合ペプチドを生成蓄積させる工程
本工程では、形質転換体がN36結合ペプチドを培養物中に生成し、N36結合ペプチドが培養物中に蓄積されることを特徴とし、上記培養物とは、培地と形質転換体を意味する。好ましくは、培養を酵母抽出物0.01〜10%(w/v)、ペプトン0.01〜10%(w/v)、及びガラクトース0.1〜20%(w/v)を含む培地で行うことを特徴とする。また、形質転換体を液体培地で培養することで、N36結合ペプチドを形質転換体外に分泌させ、培地中に生成蓄積させることができる。
The step of generating and accumulating N36-binding peptide in the culture In this step, the transformant produces N36-binding peptide in the culture, and the N36-binding peptide is accumulated in the culture. A thing means a culture medium and a transformant. Preferably, the culture is performed in a medium containing yeast extract 0.01 to 10% (w / v), peptone 0.01 to 10% (w / v), and galactose 0.1 to 20% (w / v). . Further, by culturing the transformant in a liquid medium, the N36-binding peptide can be secreted outside the transformant, and can be produced and accumulated in the medium.
本発明の形質転換体を培養するために使用する培地は、酵母抽出物を0.01〜10%(w/v)、好ましくは0.5〜5%(w/v)、より好ましくは1〜2%(w/v)、ペプトンを0.01〜10%(w/v) 、好ましくは0.5〜5%(w/v)、より好ましくは1〜2%(w/v)、ガラクトースを0.1〜20%(w/v) 、好ましくは1〜10%(w/v)、より好ましくは2〜5%(w/v)を含むものである。これら以外にも培地成分として、前述する成分を本願発明の効果が得られる限り添加しても良い。このような培地を使用することで、N36結合ペプチドを高生産させることができ、分泌生産した後のN36結合ペプチドの安定性も向上させることができる。 The medium used for culturing the transformant of the present invention is 0.01-10% (w / v) of yeast extract, preferably 0.5-5% (w / v), more preferably 1-2% ( w / v), 0.01-10% (w / v) peptone, preferably 0.5-5% (w / v), more preferably 1-2% (w / v), 0.1-20% galactose (w / v), preferably 1-10% (w / v), more preferably 2-5% (w / v). In addition to these, as a medium component, the above-described components may be added as long as the effects of the present invention can be obtained. By using such a medium, the N36-binding peptide can be produced at a high level, and the stability of the N36-binding peptide after secretory production can also be improved.
形質転換体の培養温度は、通常25〜35℃、好ましくは約28〜32℃であり、培養時間は、通常、約24〜72時間である。これらは培養条件及び培養規模によって適宜変更することができる。 The culture temperature of the transformant is usually 25 to 35 ° C., preferably about 28 to 32 ° C., and the culture time is usually about 24 to 72 hours. These can be appropriately changed depending on the culture conditions and culture scale.
・培養物から上記タンパク質とN36結合ペプチドを採取する工程
本工程では、培養物中から形質転換体が生成したN36結合ペプチドを精製することにより、N36結合ペプチドを回収することを特徴とする。
-Step of collecting the protein and N36-binding peptide from the culture This step is characterized in that the N36-binding peptide is recovered by purifying the N36-binding peptide produced by the transformant from the culture.
N36結合ペプチドの精製は、該N36結合ペプチドがHisタグと結合している場合は、アフィニティークロマトグラフにより行うことができる。N36結合ペプチドが精製用のアミノ酸配列を有していない場合は、イオン交換、疎水、ゲルろ過等の各種クロマトグラフィー等の精製操作により精製することができ、この場合、N36ペプチドを利用して精製することも可能である。 The N36-binding peptide can be purified by affinity chromatography when the N36-binding peptide is bound to a His tag. If the N36-binding peptide does not have an amino acid sequence for purification, it can be purified by various chromatographic operations such as ion exchange, hydrophobicity, gel filtration, etc. In this case, purification using the N36 peptide It is also possible to do.
本発明の製造方法では、前記の2工程に加えて、更に培養物から回収したN36結合ペプチドに臭化シアンを作用させ、N末端にピログルタミン酸残基、C末端にホモセリンラクトン基が導入されたN36結合ペプチドユニットを取得しても良い。 In the production method of the present invention, in addition to the above two steps, cyanogen bromide was further allowed to act on the N36-binding peptide recovered from the culture, and a pyroglutamic acid residue was introduced at the N-terminus and a homoserine lactone group was introduced at the C-terminus. N36-binding peptide units may be obtained.
哺乳動物に免疫不全をひき起こすレトロウィルス感染症(エイズ)の予防又は治療剤
本発明の哺乳動物のエイズ予防又は治療剤は、上記実施態様1及び2の製造方法により得られたN36結合ペプチドを有効成分とすることを特徴とする。上記哺乳動物に免疫不全をひき起こすレトロウィルスは、好ましくはヒト免疫不全ウィルス(HIV)である。後記の試験例2により上記製造方法により得られたN36結合ペプチドがHR1とC34の結合を阻害することから、哺乳動物に免疫不全をひき起こすレトロウィルス感染症の予防又は治療剤と有効であることが推認できる。
Preventive or therapeutic agent for retrovirus infection (AIDS) causing immune deficiency in mammals The preventive or therapeutic agent for AIDS in mammals of the present invention comprises the N36-binding peptide obtained by the production method of
また、本発明の哺乳動物にエイズ予防又は治療剤は、その使用形態に応じて、生物学的に許容される担体、賦形剤等を任意に含有できる。本発明の哺乳動物にエイズ予防又は治療剤は、常套手段に従って製造することができる。例えば、必要に応じて糖衣や腸溶性被膜を施した錠剤、カプセル剤、エリキシル剤、マイクロカプセル剤などとして経口的に、軟膏、硬膏等の外用剤、噴霧剤、吸入剤などとして経皮的、経鼻的もしくは経気管的に、又は水もしくはそれ以外の薬学的に許容し得る液との無菌性溶液もしくは懸濁液剤などの注射剤の形で非経口的に使用できる。 In addition, the AIDS preventive or therapeutic agent for the mammal of the present invention can optionally contain biologically acceptable carriers, excipients, and the like depending on the form of use. The preventive or therapeutic agent for AIDS in the mammal of the present invention can be produced according to conventional means. For example, orally as tablets, capsules, elixirs, microcapsules, etc. with sugar coating or enteric coating as needed, or as a topical agent such as an ointment or plaster, as a spray or inhalant, It can be used parenterally, nasally or tracheally, or in the form of injections such as sterile solutions or suspensions with water or other pharmaceutically acceptable fluids.
本発明のエイズ予防又は治療剤の投与量は、症状などにより差異はあるが、経口投与の場合、一般的に成人(体重60kgとして)においては、一日につき約100mg〜4000mg、好ましくは約200mg〜3000mg、より好ましくは約300mg〜2000mgで効き得る。非経口的に投与する場合は、その1回投与量は投与対象、症状、投与方法などによっても異なるが、たとえば注射剤の形では成人(体重60kgとして)への投与においては、一日につき約0.00001gから1g、好ましくは約0.01mgから30mg、より好ましくは約0.1mgから20mg程度、さらに好ましくは約0.1mgから10mg程度を静脈注射により投与するのが好都合である。この投与量は他の動物の場合も同様である。 The dose of the agent for preventing or treating AIDS of the present invention varies depending on symptoms, but in the case of oral administration, generally for an adult (with a body weight of 60 kg), about 100 mg to 4000 mg, preferably about 200 mg per day. ~ 3000 mg, more preferably about 300 mg to 2000 mg. When administered parenterally, the single dose varies depending on the administration subject, symptom, administration method, etc. For example, in the form of an injection, it is about 1 per day for administration to an adult (with a body weight of 60 kg). It is convenient to administer 0.00001 g to 1 g, preferably about 0.01 mg to 30 mg, more preferably about 0.1 mg to 20 mg, more preferably about 0.1 mg to 10 mg by intravenous injection. This dose is the same for other animals.
以下、本発明を更に詳しく説明するため製造例及び試験例を挙げる。しかし、本発明はこれら製造例等になんら限定されるものではない。 Hereinafter, production examples and test examples are given to describe the present invention in more detail. However, the present invention is not limited to these production examples.
製造例:酵母用発現ベクターの作成
(1)リーダー配列を含む発現ベクターの作成
酵母で、配列番号6で示されるSC35EKを分泌発現させるためのベクターを作成した。Gal1プロモーターを持つ多コピー型のpYES2ベクターを選択し、分泌させるためのリーダー配列としてαファクターのプレプロ配列(配列番号2、5)または麹菌由来のCelAタンパク質(配列番号1、4)と、その下流に精製のためのHisタグとトロンビン認識配列(配列番号7、8)を挿入した。pYES2/CTベクターのKpnI/BamHIサイトにリーダー配列を、SacI/BamIサイトにHisタグ/トロンビンサイトを挿入し、図1に示すpYES2-αFおよびpYES2-CelAを作成した。
Production example: Creating an expression vector for yeast
(1) Preparation of expression vector containing leader sequence A vector for secreting and expressing SC35EK represented by SEQ ID NO: 6 was prepared using yeast. As a leader sequence for selecting and secreting a multi-copy type pYES2 vector having a Gal1 promoter, α-factor prepro sequence (SEQ ID NO: 2, 5) or CelA protein derived from Aspergillus (SEQ ID NO: 1, 4) and downstream thereof A His tag for purification and a thrombin recognition sequence (SEQ ID NOs: 7 and 8) were inserted into the DNA. A leader sequence was inserted into the KpnI / BamHI site of the pYES2 / CT vector, and a His tag / thrombin site was inserted into the SacI / BamI site to create pYES2-αF and pYES2-CelA shown in FIG.
・実験方法
αファクターのプレプロ配列のcDNA配列を含むYEpFLAG1 ベクター(Sigma社)またはCelAのcDNA配列を含むpYCUEベクターをテンプレートにPCR法を用いて、5'末端にKpnI(GGATCC)を3'末端にSacI(GAGCTC)の制限酵素認識部位をそれぞれ付加したαファクターのプレプロ配列、またはCelAのcDNAを増幅した。さらに、5'末端にSacIを3'末端にBamHI(GGATCC)の制限酵素の認識部位を付加したHisタグおよびその下流にトロンビン認識配列をコードするcDNA配列を、プライマーをテンプレートにクレノーフラグメント(TOYOBO)を用いた伸長反応により合成した。
・ Experimental method YEpFLAG1 vector (Sigma) containing the prepro sequence cDNA sequence of α-factor or pYCUE vector containing the CelA cDNA sequence as a template using PCR method and KpnI (GGATCC) at the 3 ′ end The α-factor prepro sequence or the CelA cDNA to which a restriction enzyme recognition site of SacI (GAGCTC) was added was amplified. Furthermore, a SacI at the 5 'end and a cDNA sequence encoding a thrombin recognition sequence downstream of the His tag with a BamHI (GGATCC) restriction enzyme recognition site at the 3' end, and a Klenow fragment (TOYOBO) using primers as templates. ) Was used for the extension reaction.
KpnI/BamHIで制限酵素処理したpBlueScriptII KS(+)ベクター(Takara)と、KpnI/SacIで制限酵素処理したαファクターのプレプロ配列またはCelAのPCR産物、SacI/BamHIで制限酵素処理したHisタグ/トロンビンサイトをDNA Ligation Kit Ver2.1 (Takara)を用いてそれぞれライゲーションした。ライゲーション液で大腸菌JM109株を形質転換し、抗生物質であるアンピシリンを含むLB寒天培地およびLB培地を用いて、目的のベクターを含む形質転換体を選択・培養し、大腸菌からPlasmid Mini Kit (QIAGEN)を用いてプラスミドを精製した。得られたプラスミドの塩基配列を確認し、目的のプラスドpBSII KS-αFおよびpBSII KS-CelAとした。 PBlueScriptII KS (+) vector (Takara) restricted with KpnI / BamHI and α-factor prepro sequence or CelA PCR product restricted with KpnI / SacI, His tag / thrombin treated with SacI / BamHI Each site was ligated using DNA Ligation Kit Ver2.1 (Takara). Transform Escherichia coli JM109 with the ligation solution, select and culture transformants containing the target vector using LB agar medium and LB medium containing antibiotic ampicillin, and then use Plasmid Mini Kit (QIAGEN) from E. coli Was used to purify the plasmid. The nucleotide sequence of the obtained plasmid was confirmed, and the target plasmids, pBSII KS-αF and pBSII KS-CelA, were obtained.
得られたpBSII KS-αFおよびpBSII KS-CelAをそれぞれKpnI/BamHIサイトで切断後、1.2%アガロースゲル電気泳動で展開後、DNA断片をゲルから抽出し、精製した。精製したDNA断片を、KpnI/BamHIで制限酵素処理したpYES2/CTベクター(Invitrogen)に組み込み、大腸菌JM109を形質転換した。アンピシリンを含むLB寒天培地およびLB培地を用いて、目的のベクターを含む形質転換体を選択・培養し、目的のプラスドpYES2-αFおよびpYES2-CelAを得た。 The obtained pBSII KS-αF and pBSII KS-CelA were each cut at the KpnI / BamHI site and developed by 1.2% agarose gel electrophoresis, and then the DNA fragment was extracted from the gel and purified. The purified DNA fragment was incorporated into a pYES2 / CT vector (Invitrogen) treated with KpnI / BamHI restriction enzyme, and E. coli JM109 was transformed. Using LB agar medium and LB medium containing ampicillin, a transformant containing the target vector was selected and cultured to obtain the target plus pYES2-αF and pYES2-CelA.
(2)SC35EKペプチド配列を含むベクターの作成
次に、図2に示すとおり、pYES2-αFおよびpYES2-CelAの下流に、目的のペプチドSC35EKのcDNA配列(配列番号9又は10)を挿入した。SC35EKは、N末端側からメチオニン、グルタミンの順番になるように、2残基のアミノ酸配列をそれぞれSC35EKの両末端に配置させた。このように設計することで、酸性条件下、臭化シアンと反応させることによって、SC35EKが切り出されることが期待される。また、環化型ペプチドの収率の向上を期待して、3量体を合成した。
(2) Preparation of vector containing SC35EK peptide sequence Next, as shown in FIG. 2, the cDNA sequence of the target peptide SC35EK (SEQ ID NO: 9 or 10) was inserted downstream of pYES2-αF and pYES2-CelA. In SC35EK, amino acid sequences of 2 residues were arranged at both ends of SC35EK, respectively, so that methionine and glutamine were in this order from the N-terminal side. By designing in this way, SC35EK is expected to be cut out by reacting with cyanogen bromide under acidic conditions. In addition, a trimer was synthesized in the hope of improving the yield of the cyclized peptide.
・実験方法
MQ-SC35EK-MQおよびM-(Q-SC35EK-M)3-Qで表されるcDNA塩基配列を有する核酸を、クレノーフラグメントを用いた伸長反応と、PCR法を用いてそれぞれ合成した。これらは、それぞれ5'末端にBamHIと3'末端にEcoRI(GAATTC)またはXhoI(CTCGAG)の制限酵素認識部位を有している。
·experimental method
Nucleic acids having cDNA base sequences represented by MQ-SC35EK-MQ and M- (Q-SC35EK-M) 3 -Q were synthesized using an extension reaction using a Klenow fragment and a PCR method, respectively. These have restriction enzyme recognition sites of BamHI at the 5 ′ end and EcoRI (GAATTC) or XhoI (CTCGAG) at the 3 ′ end, respectively.
BamHI/EcoRIまたはBamHI/XhoIで制限酵素処理したpBlueScriptII SK(+)ベクター(Takara)と、BamHI/EcoRIで制限酵素処理したMQ-SC35EK-MQのPCR産物、BamHI/XhoIで制限酵素処理したM-(Q-SC35EK-M)3-QのPCR産物をDNA Ligation Kit Ver2.1を用いてそれぞれライゲーションした。ライゲーション液で大腸菌JM109株を形質転換し、抗生物質であるアンピシリンを含むLB寒天培地およびLB培地を用いて、目的のベクターを含む形質転換体を選択・培養し、大腸菌からPlasmid Mini Kitを用いてプラスミドを精製した。得られたプラスミドの塩基配列を確認し、目的のプラスドpBSII SK-MQ-SC35EK-MQおよびpBSII SK-M-(Q-SC35EK-M)3-Qとした。 PBlueScriptII SK (+) vector (Takara) treated with restriction enzyme with BamHI / EcoRI or BamHI / XhoI and MQ-SC35EK-MQ PCR product treated with restriction enzyme with BamHI / EcoRI, M- treated with restriction enzyme with BamHI / XhoI (Q-SC35EK-M) 3 -Q PCR products were ligated using DNA Ligation Kit Ver2.1. Transform E. coli strain JM109 with the ligation solution, select and culture transformants containing the target vector using LB agar medium and LB medium containing the antibiotic ampicillin, and then use Escherichia coli with the Plasmid Mini Kit. The plasmid was purified. The nucleotide sequence of the obtained plasmid was confirmed, and the desired plasmid pBSII SK-MQ-SC35EK-MQ and pBSII SK-M- (Q-SC35EK-M) 3 -Q were obtained.
得られたpBSII SK-MQ-SC35EK-MQおよびpBSII SK-M-(Q-SC35EK-M)3-QをそれぞれBamHI/EcoRIサイトまたはBamHI/XhoIサイトで切断後、1.2%アガロースゲル電気泳動で展開後、DNA断片をゲルから抽出し、精製した。精製したDNA断片を、BamHI/EcoRIまたはBamHI/XhoIで制限酵素処理したpYES2-αFおよびpYES2-CelAベクターに組み込み、大腸菌JM109を形質転換した。アンピシリンを含むLB寒天培地およびLB培地を用いて、目的のベクターを含む形質転換体を選択・培養し、pYES2-αF-MQ-SC35EK-MQ、pYES2-αF-M-(Q-SC35EK-M)3-Q、pYES2-CelA-MQ-SC35EK-MQ、pYES2-CelA-M-(Q-SC35EK-M)3-Q)を作成した。 The obtained pBSII SK-MQ-SC35EK-MQ and pBSII SK-M- (Q-SC35EK-M) 3 -Q were cleaved at the BamHI / EcoRI site or BamHI / XhoI site, respectively, and developed by 1.2% agarose gel electrophoresis. Thereafter, the DNA fragment was extracted from the gel and purified. The purified DNA fragment was incorporated into pYES2-αF and pYES2-CelA vectors treated with BamHI / EcoRI or BamHI / XhoI, and E. coli JM109 was transformed. Using LB agar medium and LB medium containing ampicillin, select and culture the transformant containing the target vector, and pYES2-αF-MQ-SC35EK-MQ, pYES2-αF-M- (Q-SC35EK-M) 3 -Q, pYES2-CelA-MQ-SC35EK-MQ, pYES2-CelA-M- (Q-SC35EK-M) 3 -Q) were prepared.
試験例1:酵母での分泌発現条件の検討
分泌リーダー配列(αプレプロ、CelA)、宿主(YNN27株、BY2777株、INVSc1株、)、培地組成(発現誘導培地)、培養時間(0〜30時間)を検討し、酵母での分泌発現条件を検討した。
Test Example 1: Examination of secretory expression conditions in yeast Secretory leader sequence (α prepro, CelA), host (YNN27 strain, BY2777 strain, INVSc1 strain), medium composition (expression induction medium), culture time (0-30 hours) ) And the conditions for secretory expression in yeast were examined.
・実験方法
製造例で得られたプラスミド用いて、実験室酵母のYNN27株(MATα,ura3, trp1)、プロテアーゼ欠損株株BY2777株(MATa, prb1-1122, prc1-407, pep4-3,ura3-52, leu2, trp1)、およびINVSc1株(Invitrogen)(MATa,his3D1,leu1,trp1-289,ura3-52)をそれぞれ形質転換した。それぞれ単離されたコロニーを拾い出し、ウラシル要求性培地中(0.67% (w/v) Yeast nitrogenbase、0.37% (w/v)amino acid mix (-Ura) (クロンテック社)、2% (w/v)ガラクトース)、30℃で一晩培養し、この培養液をOD600が0.4になるように、発現誘導培地(ウラシル要求性ガラクトース培地(0.67% (w/v) Yeast nitrogenbase、0.37% (w/v)amino acid mix (−Ura)、2% (w/v)ガラクトース)、またはYPG培地(2%(w/v)ペプトン、1%(w/v)酵母エキス、2%(w/v)ガラクトース))で希釈し、30℃で振とう培養することでタンパク質の発現誘導をかけた。発現誘導後、経時的にサンプリングを行い、3,000 rpmで20分間遠心分離することにより培養上清を回収した。培養上清中にNi-NTAアガロース(QIAGEN)を加えて2時間攪拌後、Ni-NTAアガロースを回収し、洗浄バッファー(20 mMリン酸バッファー、pH 6.0、0.5 M NaCl)で洗浄した。各時間での目的タンパク質の発現は、SDS-PAGE(15〜20%または10〜20%グラジエントゲル)を用いて解析した。
・ Experimental Method Using the plasmids obtained in the production examples, laboratory yeast strain YNN27 (MATα, ura3, trp1), protease deficient strain BY2777 (MATa, prb1-1122, prc1-407, pep4-3, ura3- 52, leu2, trp1) and INVSc1 strain (Invitrogen) (MATa, his3D1, leu1, trp1-289, ura3-52) were transformed, respectively. Each isolated colony was picked up and placed in uracil-requiring medium (0.67% (w / v) Yeast nitrogenbase, 0.37% (w / v) amino acid mix (-Ura) (Clontech), 2% (w / v) v) galactose), and cultured overnight at 30 ° C., so that the culture OD 600 of 0.4, the expression-inducing medium (uracil auxotrophy galactose medium (0.67% (w / v) Yeast nitrogenbase, 0.37% (w / v) amino acid mix (−Ura), 2% (w / v) galactose), or YPG medium (2% (w / v) peptone, 1% (w / v) yeast extract, 2% (w / v) ) Galactose)), diluted with culturing at 30 ° C. to induce protein expression. After expression induction, sampling was performed over time, and the culture supernatant was collected by centrifugation at 3,000 rpm for 20 minutes. Ni-NTA agarose (QIAGEN) was added to the culture supernatant and stirred for 2 hours. Ni-NTA agarose was recovered and washed with a washing buffer (20 mM phosphate buffer, pH 6.0, 0.5 M NaCl). The expression of the target protein at each time was analyzed using SDS-PAGE (15-20% or 10-20% gradient gel).
・結果
図3に、pYES2-αF 、pYES2-αF-MQ-SC35EK-MQ、pYES2-αF-M-(Q-SC35EK-M)3-QのYNN27株、BY2777株、INVSc1株の形質転換体を用いて発現誘導をかけたときの結果を示す。ウラシル要求性ガラクトース培地を用いて発現誘導を行った際には、培養上清中に目的のタンパク質は確認できなかった。しかしながら、YPG培地を用いて発現誘導を行った場合には、図3に示すとおり、発現誘導6〜24時間後の培地中に目的タンパク質の理論値付近にバンドが確認できた。以上の結果から、ウラシル要求性培地をYPGに変えたことで、いずれの酵母株を用いた場合にも発現が確認できた。また、YNN27株は発現後の生産物が他の株を用いた場合よりも安定で、培養時間を長くすることで収量が増大した。
・ Results Fig. 3 shows the transformants of pYES2-αF, pYES2-αF-MQ-SC35EK-MQ, pYES2-αF-M- (Q-SC35EK-M) 3 -Q, YNN27 strain, BY2777 strain, INVSc1 strain. The results are shown when expression induction is applied. When expression induction was performed using a uracil-requiring galactose medium, the target protein could not be confirmed in the culture supernatant. However, when the expression induction was performed using the YPG medium, as shown in FIG. 3, a band could be confirmed near the theoretical value of the target protein in the medium 6 to 24 hours after the expression induction. From the above results, the expression was confirmed in any yeast strain by changing the uracil-requiring medium to YPG. In addition, the YNN27 strain was more stable than the product obtained after the other strains were used, and the yield was increased by increasing the culture time.
図4に、pYES2-αF-MQ-SC35EK-MQおよびpYES2-αF-M-(Q-SC35EK-M)3-QのYNN27株の形質転換体を用いて、ウラシル要求性ガラクトース培地、またはYPG培地で発現誘導をかけ、経時的な細胞数の増加と、発現量をSDS-PAGEで確認した結果を示す。ウラシル要求性ガラクトース培地を用いた場合には、細胞数は36時間以降はほぼ定常状態となった。また、MQ-SC35EK-MQはいずれの時間においても発現が確認できなかったが、タンデム型のM-(Q-SC35EK-M)3-Qは36、48時間後に発現が確認できた。しかしながら、48時間のバンドは、36時間と比較して薄く、培養上清中で分解をうけたと考えられる。一方で、YPG培地を用いた場合には、細胞数は30時間以降はほぼ定常状態となり、MQ-SC35EK-MQは24時間後から、タンデム型のM-(Q-SC35EK-M)3-Qは12時間後から発現が確認でき、いずれも36時間まで発現量は増加した。つまり、YPG培地を用いることで、ウラシル要求性ガラクトース培地を用いた場合と比較して、目的タンパクの発現量が増加し、さらに発現後の培養上清中での安定性が向上した。 FIG. 4 shows that uracil-requiring galactose medium or YPG medium using transformants of pYES2-αF-MQ-SC35EK-MQ and pYES2-αF-M- (Q-SC35EK-M) 3 -Q strain YNN27. The results of confirming the increase in the number of cells over time and the expression level by SDS-PAGE are shown. When uracil-requiring galactose medium was used, the number of cells became almost steady after 36 hours. In addition, expression of MQ-SC35EK-MQ could not be confirmed at any time, but expression of tandem type M- (Q-SC35EK-M) 3 -Q could be confirmed after 36 and 48 hours. However, the 48-hour band was thinner than 36 hours and was considered to have been degraded in the culture supernatant. On the other hand, when YPG medium is used, the number of cells is almost steady after 30 hours, and MQ-SC35EK-MQ is tandem type M- (Q-SC35EK-M) 3 -Q after 24 hours. Expression was confirmed after 12 hours, and the expression level increased up to 36 hours. That is, by using the YPG medium, the expression amount of the target protein was increased and the stability in the culture supernatant after the expression was improved as compared with the case of using the uracil-requiring galactose medium.
図5に、pYES2-CelA、pYES2-CelA-MQ-SC35EK-MQ、pYES2-CelA-M-(Q-SC35EK-M)3-QのYNN27株、BY2777株、INVSc1株の形質転換体を用いて発現誘導をかけたときの結果を示す。YNN27株では、αFをリーダー配列に用いた場合と同様に、ウラシル要求性ガラクトース培地を用いて発現誘導を行った際には、培養上清中に目的のタンパク質は確認できなかったが、YPG培地を用いて発現誘導を行った場合には、図5に示すとおり、発現誘導24時間後の培地中にタンパク質の発現が確認できた。しかしながら、バンドサイズが目的タンパク質の理論値に一致しなかった。また、BY2777株及びINVSc1株でも同様の結果が得られた。 FIG. 5 shows pYES2-CelA, pYES2-CelA-MQ-SC35EK-MQ, and pYES2-CelA-M- (Q-SC35EK-M) 3 -Q transformants of YNN27, BY2777, and INVSc1 strains. The result when expression induction is applied is shown. In the YNN27 strain, the target protein could not be confirmed in the culture supernatant when expression induction was performed using uracil-requiring galactose medium, as in the case of using αF as the leader sequence. As shown in FIG. 5, protein expression could be confirmed in the medium 24 hours after the induction of expression. However, the band size did not match the theoretical value of the target protein. Similar results were obtained with the BY2777 and INVSc1 strains.
試験例2:培養上清を用いたELISA
試験例1で得られた培養上清中に目的ペプチドが含まれていることを確認するために、YNN27株の形質転換体をYPG培地で発現誘導かけたときの培養上清を用いて、図6に示すELISA実験を行った。
Test Example 2: ELISA using culture supernatant
In order to confirm that the target peptide is contained in the culture supernatant obtained in Test Example 1, using the culture supernatant when the expression of the transformant of the YNN27 strain was induced in the YPG medium, The ELISA experiment shown in FIG.
・実験方法
Maltose binding protein (MBP)融合HIV-HR1を50 mM炭酸ナトリウム緩衝液 (pH 9.4)で50 nMに希釈し、ELISAプレート上に50 μlずつ加え、4℃で一晩反応させた。0.25% Tween 20 in PBS (T-PBS) 200μlで3回洗浄後、0.1% BSA in T-PBSを200 μlずつ加え室温で2時間ブロッキングを行った。ブロッキング後、T-PBSで3回洗浄し、酵母形質転換体の培養液をそれぞれ100 μlずつ加え、37℃で2時間インキュベート後、T-PBSで3回洗浄した。Thioredoxin (TRX)-His tag融合alkaliphosphatase(ALP)-C34/S138AをPBSで50 nMに希釈し、各ウェルに100 μlずつ加え、37℃で2時間インキュベートした。T-PBSで3回洗浄後、ALPの基質であるBluePhos Microwell (KPL社製)を100 μlずつ加えて室温で2時間反応させた。コントロールとして、培地のみを添加したウェルも同時に反応させた。
·experimental method
Maltose binding protein (MBP) fusion HIV-HR1 was diluted to 50 nM with 50 mM sodium carbonate buffer (pH 9.4), added 50 μl on an ELISA plate, and reacted at 4 ° C. overnight. After washing three times with 200 μl of 0.25
・結果
反応2時間後のウェル画像を図7に示す。いずれの培養液を用いた場合にも、コントロールと比較して、反応に阻害がかかり、培養液中に目的のSC35EKペプチドが含まれることが示唆された。
Results The well image after 2 hours of reaction is shown in FIG. When any culture solution was used, the reaction was inhibited as compared with the control, suggesting that the target SC35EK peptide was contained in the culture solution.
試験例3:CelA融合タンパク質の菌体内および培養上清中での発現
試験例1でCelA融合タンパク質の培養上清中での発現を確認したが、バンドサイズが理論値と一致しなかった。一方で、試験例2のELISAの結果から、培養上清中に目的のペプチドが含まれている可能性が示唆された。以上の結果から、CelA融合タンパクが、菌体内で発現し、培養上清中への分泌の過程で、分解をうけていることが考えられた。そこで、CelA融合タンパクの菌体内および培養上清中での発現を確認するために、試験例1で得られた菌体と培養上清を用いて、抗Hisタグ抗体を用いたウェスタンブロッティングを行った。
Test Example 3: Expression of CelA fusion protein in cells and culture supernatant In Example 1 , the expression of CelA fusion protein in the culture supernatant was confirmed, but the band size did not match the theoretical value. On the other hand, the result of the ELISA in Test Example 2 suggested that the target peptide may be contained in the culture supernatant. From the above results, it was considered that the CelA fusion protein was expressed in the microbial cells and was degraded in the process of secretion into the culture supernatant. Therefore, in order to confirm the expression of the CelA fusion protein in the microbial cells and in the culture supernatant, Western blotting using an anti-His tag antibody was performed using the microbial cells obtained in Test Example 1 and the culture supernatant. It was.
・実験方法
試験例1で発現誘導後、6, 12, 24時間後に回収した培養上清と菌体を用いて実験を行った。培養上清には、等量の2×sample bufferを加えた。菌体は、PBSで2回洗浄後、菌体の3倍量のY-PER Plus, Yeast Protein Extraction Reagent (PIERCE)と1 mMのジチオトレイトール(nacalai)を加え、20分間室温で反応後、等量の2×sample bufferを加えた。各サンプルをSDS-PAGE(10〜20%グラジエントゲル)で展開後、Western Blotting装置を用いて、PVDF膜に転写した。転写後のPVDF膜をTBS(20 mM Tris, 200 mM NaCl, pH 7.5)で洗浄後、3%ゼラチン中、4℃で一晩ブロッキングした。ブロッキング後、TTBS(20 mM Tris, 200 mM NaCl, 0.05%(w/v) Tween-20, pH 7.5)で3回洗浄し、抗体希釈溶液(1%(w/v) ゼラチン/TTBS)で2000倍に希釈した抗Hisタグ抗体 (Sigma, Cat. H1029)溶液中で、室温、2時間反応させた。反応後、TTBSで3回洗浄し、抗体希釈溶液で3000倍に希釈したアルカリフォスファターゼ標識抗マウスIgG抗体 (Bio-Rad, Cat. 170-6461)溶液中で、室温、2時間反応させた。反応後、TTBSで2回、TBSで1回洗浄し、基質溶液(Bio-Rad, Cat. 170-6461)を加えて可視化した。
Experimental Method Experiments were performed using the culture supernatant and cells collected 6, 12, and 24 hours after induction of expression in Test Example 1. An equal volume of 2 × sample buffer was added to the culture supernatant. After washing the cells twice with PBS, add 3 times the amount of Y-PER Plus, Yeast Protein Extraction Reagent (PIERCE) and 1 mM dithiothreitol (nacalai), and react for 20 minutes at room temperature. An equal volume of 2 × sample buffer was added. Each sample was developed on SDS-PAGE (10 to 20% gradient gel) and then transferred to a PVDF membrane using a Western Blotting apparatus. After the transfer, the PVDF membrane was washed with TBS (20 mM Tris, 200 mM NaCl, pH 7.5) and then blocked in 3% gelatin at 4 ° C. overnight. After blocking, wash 3 times with TTBS (20 mM Tris, 200 mM NaCl, 0.05% (w / v) Tween-20, pH 7.5) and 2000 with antibody dilution solution (1% (w / v) gelatin / TTBS). The mixture was reacted for 2 hours at room temperature in an anti-His tag antibody (Sigma, Cat. H1029) solution diluted twice. After the reaction, it was washed 3 times with TTBS and reacted in an alkaline phosphatase-labeled anti-mouse IgG antibody (Bio-Rad, Cat. 170-6461) solution diluted 3000 times with an antibody dilution solution at room temperature for 2 hours. After the reaction, it was washed twice with TTBS and once with TBS, and visualized by adding a substrate solution (Bio-Rad, Cat. 170-6461).
・結果
図8に示すように、CelA融合タンパクは、いずれも菌体内では目的の分子量付近にバンドが確認でき、培養時間の経過と共にバンドが濃くなった。一方、上清から回収したサンプルは、いずれも12、24時間後の培養上清にバンドが確認できた。CelAは目的の分子量より大きいサイズのバンドがブロードに検出され、CelA-MQ-SC35EK-MQとCelA-M-(Q-SC35EK-M)3-Qは、同様のバンドパターンを示し、菌体内サンプルで確認できたバンドと比較するとサイズダウンしていた。以上の結果から、CelA融合タンパク質は、菌体から菌体外への分泌過程で何らかの分解を受けている可能性が示唆された。
-Results As shown in FIG. 8, the CelA fusion protein showed a band near the target molecular weight in the cells, and the band became deeper as the culture time passed. On the other hand, in the samples collected from the supernatant, bands were confirmed in the culture supernatant after 12 and 24 hours. CelA broadly detects a band with a size larger than the target molecular weight, and CelA-MQ-SC35EK-MQ and CelA-M- (Q-SC35EK-M) 3 -Q show similar band patterns. Compared to the band confirmed in, the size was down. From the above results, it was suggested that the CelA fusion protein may have undergone some degradation during the secretion process from the microbial cells to the outside of the microbial cells.
試験例4:C末端ペプチドの回収
試験例2、3で示した通り、酵母で発現させたCelA-His-MQ-SC35EK-MQならびにCelA-His-M -(Q-SC35EK-M)3-Qは、菌体内から分泌後にHisタグの後ろで切断されている可能性が示唆された。また、切断されたペプチドにはタグが含まれていないため、Ni-NTAアガロースを用いて回収することが不可能であった。そこで、再度、培養上清からSC35EKペプチドと高い親和性を有するNペプチド(配列番号11)を用いた精製および得られたペプチドの解析を試みた。
Test Example 4: Recovery of C-terminal peptide As shown in Test Examples 2 and 3, CelA-His-MQ-SC35EK-MQ and CelA-His-M- (Q-SC35EK-M) 3 -Q expressed in yeast This suggests that the protein may be cleaved behind the His tag after secretion from the microbial cells. Moreover, since the cleaved peptide does not contain a tag, it was impossible to recover it using Ni-NTA agarose. Then, the refinement | purification using the N peptide (sequence number 11) which has high affinity with SC35EK peptide from the culture supernatant again, and the analysis of the obtained peptide were tried.
実験項
pYES2-CelA-MQ-SC35EK-MQおよびpYES2-CelA-M-(Q-SC35EK-M)3-QのYNN27株の形質転換体を、ウラシル要求性培地10 ml中、30℃で一晩振とう培養した。この培養液をウラシル要求性培地100 mlに移殖し、さらに30℃で振とう培養した。得られた培養液を、OD600が0.4になるようにYPG培地1 Lで希釈し、30℃で振とう培養した。発現誘導24時間後、培養液を4,000 rpmで20分間遠心分離することにより培養上清を回収した。
Experimental section
Shake transformants of pYES2-CelA-MQ-SC35EK-MQ and pYES2-CelA-M- (Q-SC35EK-M) 3 -Q strain YNN27 overnight at 30 ° C in 10 ml of uracil-requiring medium Cultured. This culture solution was transferred to 100 ml of uracil-requiring medium and further cultured with shaking at 30 ° C. The obtained culture broth was diluted with 1 L of YPG medium so that OD 600 was 0.4, and cultured with shaking at 30 ° C. After 24 hours of expression induction, the culture supernatant was collected by centrifuging the culture at 4,000 rpm for 20 minutes.
NペプチドN36は、N末端側にHisタグを付加したHisタグN36としてFmoc固相合成法により合成した。ペプチドを1 mMとなるようにDMSOに溶解し、さらにPBSで10μMに希釈した。あらかじめ、Ni-NTA アガロースとHisタグN36ペプチドを1時間反応させ、HisタグN36ペプチド結合Ni-NTAアガロースを作製した。 N peptide N36 was synthesized by Fmoc solid phase synthesis as His tag N36 with a His tag added to the N-terminal side. The peptide was dissolved in DMSO to 1 mM and further diluted to 10 μM with PBS. In advance, Ni-NTA agarose and His-tagged N36 peptide were reacted for 1 hour to prepare His-tagged N36 peptide-bound Ni-NTA agarose.
培養上清中にHisタグN36ペプチド結合Ni-NTAアガロースを加えて2時間攪拌後、Ni-NTAアガロースを回収し、PBSで洗浄後、0.1N TFAを用いて溶出した。各ステップをSDS-PAGEで確認後、溶出後のサンプルをLC-MSに供して、得られたサンプルの分子量を確認した。 His-tagged N36 peptide-bonded Ni-NTA agarose was added to the culture supernatant and stirred for 2 hours. Ni-NTA agarose was recovered, washed with PBS, and eluted with 0.1N TFA. After confirming each step by SDS-PAGE, the sample after elution was subjected to LC-MS, and the molecular weight of the obtained sample was confirmed.
結果
CelA-His-MQ-SC35EK-MQならびにCelA-His-M-(Q-SC35EK-M)3-Qを発現させた培養上清から、N36ペプチド結合Ni-NTAアガロースを用いて精製した際の各ステップをSDS-PAGEで解析した結果を図9に示す。いずれも、N36ペプチド結合Ni-NTAアガロースで精製後の溶出画分に、N36ペプチド以外のバンドが確認できた(lane 4, 9)。溶出後のサンプルをLC/MSに供して分子量を解析した結果、それぞれ5,300および14,775となり、図10に示すとおり、CelA-His tagの後ろのトロンビンサイト(LVPR↓GS)で切断されたと想定すると、分子量が一致した。
result
Each of the culture supernatants expressing CelA-His-MQ-SC35EK-MQ and CelA-His-M- (Q-SC35EK-M) 3 -Q when purified using N36 peptide-binding Ni-NTA agarose The results of analyzing the steps by SDS-PAGE are shown in FIG. In both cases, bands other than N36 peptide were confirmed in the elution fraction after purification with N36 peptide-bound Ni-NTA agarose (
試験例5:分泌発現タンパクの精製
試験例1で最も良好な結果が得られた、pYES2-αF-MQ-SC35EK-MQおよびpYES2-αF-M-(Q-SC35EK-M)3-QのYNN27株の形質転換体を用いて、さらに詳細に検討を行い、目的タンパクの精製を行った。
Test Example 5: Purification of secretory expressed protein YNN27 of pYES2-αF-MQ-SC35EK-MQ and pYES2-αF-M- (Q-SC35EK-M) 3 -Q obtained the best results in Test Example 1. Using the transformant of the strain, further detailed examination was performed and the target protein was purified.
・実験方法
pYES2-αF-MQ-SC35EK-MQおよびpYES2-αF-M-(Q-SC35EK-M)3-QのYNN27株の形質転換体を、ウラシル要求性培地10 ml中、30℃で一晩振とう培養した。この培養液をウラシル要求性培地100 mlに移殖し、さらに30℃で振とう培養した。得られた培養液を、OD600が0.4になるようにYPG培地1 Lで希釈し、30℃で振とう培養した。発現誘導24時間後、培養液を4,000 rpmで20分間遠心分離することにより培養上清を回収した。培養上清中にNi-NTAアガロースを加えて2時間攪拌後、Ni-NTAアガロースを回収し、洗浄バッファーで洗浄後、切り出しの反応溶媒である酸を用いてタンパク質を溶出した。溶出後のサンプルをLC-MSに供して、得られたサンプルの分子量を確認した。さらに、各ピークを分取してN末端のアミノ酸を解析した。また、融合タンパク質の収量は、Protein Assay Kit(BIO-RAD Laboratories,Hercules,CA)を用いて測定した。
·experimental method
Shake the transformants of pYES2-αF-MQ-SC35EK-MQ and pYES2-αF-M- (Q-SC35EK-M) 3 -Q strain YNN27 overnight at 30 ° C in 10 ml of uracil-requiring medium. Cultured. This culture solution was transferred to 100 ml of uracil-requiring medium and further cultured with shaking at 30 ° C. The obtained culture broth was diluted with 1 L of YPG medium so that OD 600 was 0.4, and cultured with shaking at 30 ° C. After 24 hours of expression induction, the culture supernatant was collected by centrifuging the culture at 4,000 rpm for 20 minutes. Ni-NTA agarose was added to the culture supernatant, and the mixture was stirred for 2 hours. Ni-NTA agarose was recovered, washed with a washing buffer, and then the protein was eluted using an acid as a cutting reaction solvent. The sample after elution was subjected to LC-MS, and the molecular weight of the obtained sample was confirmed. Furthermore, each peak was fractionated and analyzed for the N-terminal amino acid. The yield of the fusion protein was measured using Protein Assay Kit (BIO-RAD Laboratories, Hercules, CA).
結果
HPLCのクロマトグラムおよび各ピークに含まれるマスを図11に示す。この結果から、pYES2-αF-MQ-SC35EK-MQの形質転換体の培養上清には、ピーク1およびピーク2が含まれており、それぞれのマスは1,998と7,437であった。また、pYES2-αF-MQ-SC35EK-MQ_tandemの形質転換体の培養上清には、ピーク1とピーク3 が含まれており、それぞれのマスは、1,998、16,908と14,771であった。ピーク1〜3に含まれていたマスは、それぞれαFのKR残基の後ろで切れたと考えると、図12に示す配列1〜3の分子量とほぼ一致した。各ピークのN末端のアミノ酸を解析した結果 ELGSGとなり、この結果とも一致した。また、ピーク3に含まれていた、14,771のマスは配列4の分子量にほぼ一致し、配列3の分子が分解を受けたものだと考えられる。溶出後のサンプル濃度は0.7 mg/Lおよび0.7 mg/Lであった。
result
The chromatogram of HPLC and the mass contained in each peak are shown in FIG. From this result, the culture supernatant of the transformant of pYES2-αF-MQ-SC35EK-MQ contained
試験例6:発現タンパク質からの両末端環化ペプチドの切り出しと精製
試験例5の融合タンパク質を、メチオニン残基に対して100当量の臭化シアンと10当量のトリス(2−カルボキシエチル)ホスフィン[tris(2-carboxyethyl)phosphine(TCEP);入手先SIGMA、品番C4706]存在下、酸性条件下(70%ギ酸あるいは0.1N塩酸あるいは0.1N トリフルオロ酢酸)、60℃で2時間反応させ、両端が環状構造となった状態で(N末端側はピログルタミン酸、C末端側はホモセリンラクトン基)SC35EKを切り出した。図13に示すように生成物をLC-MSにより解析し、HPLC分取により目的のpGlu-SC35EK-Hslを精製した。この結果、1Lの培養液から50 igのpGlu-SC35EK-Hslを得ることができた。
Test Example 6: Excision and Purification of Both End Cyclized Peptides from the Expressed Protein The fusion protein of Test Example 5 was prepared using 100 equivalents of cyanogen bromide and 10 equivalents of tris (2-carboxyethyl) phosphine [methionine residue [ Tris (2-carboxyethyl) phosphine (TCEP); source SIGMA, product number C4706], in the presence of acid (70% formic acid or 0.1N hydrochloric acid or 0.1N trifluoroacetic acid) at 60 ° C for 2 hours, both ends SC35EK was cut out in a cyclic structure (N-terminal side pyroglutamic acid, C-terminal side homoserine lactone group). As shown in FIG. 13, the product was analyzed by LC-MS, and the target pGlu-SC35EK-Hsl was purified by HPLC fractionation. As a result, 50 ig of pGlu-SC35EK-Hsl could be obtained from 1 L of the culture solution.
試験例7:修飾された核ペプチドの評価
修飾されたSC35EKについて、次に示すとおり、(i)抗HIV活性、(ii)物理化学的特性をそれぞれ評価した。対照のために、SC35EK(N末端アセチル化、C末端アミド体)、およびSC35EKの両末端の無修飾体(N末端無保護、かつC末端カルボン酸)についても活性を同様に評価した。
Test Example 7: Evaluation of the modified nuclear peptide (i) Anti-HIV activity and (ii) physicochemical properties of the modified SC35EK were evaluated as follows. For control, the activity was similarly evaluated for SC35EK (N-terminal acetylation, C-terminal amide) and unmodified form of both ends of SC35EK (N-terminal unprotected and C-terminal carboxylic acid).
まず、これらの修飾されたSC35EKについて、抗HIV活性をそれぞれ評価した。評価は次の通り改良されたMAGI assayにより行った(Kodama,E.I. et al., Antimicrob. Agents. Chemother. 2001, 45, 1529-1546; Maeda Y. et al., J. Infec. Dis., 1998, 177, 1207-1213)。標的細胞(Hela-CD4-LTR-β-gal)104cells/ウェルを96ウェルのフラットマイクロタイター培養プレートに播種した。翌日、HIV-1クローンNL4-3を60 MAGI U/ウェル、60の青い細胞が48時間後に出現するように播種した。その後、被検体を添加して培養した。48時間後にX-gal(5-bromo-4-chloro-3-indolyl-β-D-galactopyranoside)により染色される細胞数を数えた。被検体の活性は、HIV-1の複製を50%阻止する濃度(EC50)で評価した。その結果、表1に示すように、これらの修飾されたSC35EKは、SC35EKと同等の活性を示すことが明らかになった。環状構造を導入すると活性が損なわれることが予測されたが、この結果はそれに反するものであった。 First, each of these modified SC35EK was evaluated for anti-HIV activity. Evaluation was performed by the following MAGI assay (Kodama, EI et al., Antimicrob. Agents. Chemother. 2001, 45, 1529-1546; Maeda Y. et al., J. Infec. Dis., 1998 , 177, 1207-1213). Target cells (Hela-CD4-LTR-β-gal) 10 4 cells / well were seeded in a 96-well flat microtiter culture plate. The next day, HIV-1 clone NL4-3 was seeded so that 60 MAGI U / well, 60 blue cells appeared after 48 hours. Thereafter, the specimen was added and cultured. After 48 hours, the number of cells stained with X-gal (5-bromo-4-chloro-3-indolyl-β-D-galactopyranoside) was counted. The activity of the analytes was evaluated at a concentration that prevents 50% replication of HIV-1 (EC 50 ). As a result, as shown in Table 1, it was revealed that these modified SC35EK showed the same activity as SC35EK. The introduction of a cyclic structure was expected to impair the activity, but this result was contrary.
これらの修飾されたSC35EKについて、構造修飾に基づく物理化学的な特徴が損なわれていないかについても検証した。この生理学的な特徴は、抗HIV活性に関連する重要な特徴である。解析は円二色性(CD)スペクトルより次の通り行った。ペプチド10μMを5mM HEPESバッファー(pH7.2)中に置いて37℃で30分間処理した。CDスペクトルを円二色性分光光度計(日本分光製J-710)を用いて25℃で平均8スキャンにて測定した。0.25分の平行化の後、1.0秒間のインテグレーションタイムを経てから、0.5℃毎の熱変性を測定した。 For these modified SC35EK, it was also verified whether the physicochemical characteristics based on the structural modification were impaired. This physiological feature is an important feature associated with anti-HIV activity. Analysis was performed as follows from a circular dichroism (CD) spectrum. 10 μM of peptide was placed in 5 mM HEPES buffer (pH 7.2) and treated at 37 ° C. for 30 minutes. The CD spectrum was measured at 25 ° C. with an average of 8 scans using a circular dichroism spectrophotometer (J-710 manufactured by JASCO Corporation). After 0.25 minutes of parallelization, after an integration time of 1.0 second, thermal denaturation was measured every 0.5 ° C.
その結果、図14に示すように、α−へリックス構造に基づく生理学的な特徴が損なわれていないことが明らかになった。 As a result, as shown in FIG. 14, it was revealed that the physiological characteristics based on the α-helix structure were not impaired.
さらに、これらの修飾されたSC35EKについて、熱安定性が損なわれていないかについても検証した。円二色性スペクトル解析により、熱変性の中間点(融点Tm)を、[θ]222値に基づいて算出した。 In addition, these modified SC35EKs were also verified for thermal stability. A midpoint of thermal denaturation (melting point Tm) was calculated based on [θ] 222 value by circular dichroism spectrum analysis.
その結果、図15に示すように、熱安定性が損なわれていないことが明らかになった。 As a result, as shown in FIG. 15, it became clear that the thermal stability was not impaired.
Claims (12)
該培養物からN36結合ペプチドを採取する工程
を有するN36結合ペプチドの製造方法。 A method for producing an N36-binding peptide comprising the steps of culturing the transformant according to claim 3 or 4 to produce and accumulate an N36-binding peptide in the culture, and collecting the N36-binding peptide from the culture.
該培養物からN36結合ペプチドを採取する工程
を有するN36結合ペプチドの製造方法。 A method for producing an N36-binding peptide, comprising culturing the transformant according to claim 8 to produce and accumulate an N36-binding peptide in the culture, and collecting the N36-binding peptide from the culture.
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