JP2016031233A - 磁性ビーズを用いた糖鎖又は糖ペプチドの精製濃縮方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】中性付近の水溶液中(25℃)で実質的に帯電しない親水性官能基(例えば、水酸基、アミド基)を持つ物質(例えば、セルロース、アガロース等の多糖類)で覆われた磁性ビーズを用いる。
【選択図】なし
Description
洗浄液(80%アセトリニリル/0.1%トリフルオロ酢酸)
溶出液(30%アセトニトリル)
例えば、ゲルの攪拌にはマルチシェーカー(1000rpm)、ゲルの沈降には卓上遠心機(12000rpm)が用いられる。
1)1.5mLチューブにセファロースゲルの懸濁液を15μL分注する。
2)500μLの溶出液を加え2分間攪拌後、2分間遠心しゲルを沈降させ、上清を除く。
3)500μLの洗浄液を加え手動で混合後、2分間遠心しゲルを沈降させ、上清を除く。この操作を計3回行う。
4)1mLの洗浄液と50μLの糖鎖サンプル溶液を加え、室温で45分間攪拌する。
5)2分間遠心しゲルを沈降させた後、上清を除く。
6)500μLの洗浄液を加え2分間攪拌後、2分間遠心しゲルを沈降させ、上清を除く。この操作を計3回行う。
7)200μLの溶出液を加え2分間攪拌後、室温で30分間、マルチシェーカー(1000rpm)にかけ溶出する。
8)2分間遠心しゲルを沈降させた後、200μLの上清を別のチューブに回収する。
9)Speed Vacで真空乾燥する。
1)溶媒pHにより糖鎖・糖ペプチドの保持特性が変化し、回収効率がばらつく。
2)糖鎖・糖ペプチド以外のペプチド等不純物が混入する(特異性の低下)。
3)糖鎖・糖ペプチドの種類により回収効率がばらつく。
[1]中性付近の水溶液中(25℃)で実質的に帯電しない親水性官能基を持つ物質で覆われた磁性ビーズ(以下、これを単に「磁性ビーズ」ということがある。)を用いることを特徴とする、糖鎖又は糖ペプチドの精製濃縮方法。
[2]前記親水性官能基が、水酸基又はアミド基である、上記[1]に記載の精製濃縮方法。
[3]前記物質が、多糖類又はアミド基を有するポリマーである、上記[1]に記載の精製濃縮方法。
[4]前記多糖類が、セルロース、アガロース、デキストラン、デキストリン、プルラン、又はアミロースである、上記[3]に記載の精製濃縮方法。
[5]前記糖ペプチドが、糖タンパク質をプロテアーゼで加水分解したものである、上記[1]〜[4]のいずれか一に記載の精製濃縮方法。
[7]前記糖分析手段が質量分析装置である、上記[6]に記載の方法。
I.磁性ビーズについて
本発明に係る「中性付近の水溶液中(25℃)で実質的に帯電しない親水性官能基を持つ物質」とは、非電荷の親水性官能基を持つ高分子(ポリマー)であって、糖鎖又は糖ペプチドと親和性を有し、親水性相互作用により糖鎖又は糖ペプチドと可逆的に結合しうる物質をいう。「中性付近」とは、例えば、pH6.0〜8.0やpH6.5〜7.5をいう。
「中性付近の水溶液中(25℃)で実質的に帯電しない親水性官能基」を、pKaを用いて定義すると、酸性の官能基、すなわちプロトンを放出しうる官能基の場合はpKaが6以上、逆に塩基性官能基の場合はpKbが6以上(共役酸のpKaに換算すると8以下)であることを指す。尚、四級アンモニウムは中性付近で帯電しているとみなし、ZIC−HILICのような両イオン性官能基も中性付近で帯電しているとみなす。
本発明に係る上記物質は、非電荷の親水性官能基のみを持ち、中性付近の水溶液中(25℃)で帯電する親水性官能基(例えば、カルボキシル基、アミノ基、スルホ基)を持たないことが最も好ましいが、当該物質の全親水性官能基の中、非電荷の親水性官能基が60%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上であれば、中性付近の水溶液中(25℃)で帯電する有電荷の親水性官能基を有していてもよい。
本発明により精製濃縮を行うことができる糖鎖、糖ペプチドの種類、鎖長、構造等は特に制限されない。糖がグリコシド結合によって直鎖状又は分枝鎖状につながったあらゆる糖鎖、糖とペプチドとが結合したあらゆる糖ペプチドを、本発明によって精製濃縮することができる。
本発明は、基本的に、従来のゲル粒子の代わりに本発明に係る磁性ビーズを用い、それに伴い溶液の除去方法が異なる他は、従来のゲル粒子による方法と同様に実施することができる。
まず、精製濃縮を行う糖鎖又は糖ペプチドを含む混合物を用意する。これを高濃度の水溶性有機溶媒中に溶解し、サンプル溶液とする。高濃度の水溶性有機溶媒は、精製濃縮する糖鎖・糖ペプチドの種類等により適宜選択することができる。具体的には、例えば、80%アセトニトリル/0.1%トリフルオロ酢酸溶液、ブタノール:エタノール:水=4:1:1(v/v)溶液を挙げることができる。
本発明に係る磁性ビーズを適当量取り、適当な容器(チューブ等)に入れる。これに溶出液となる低濃度の水溶性有機溶媒を加え洗浄し、磁石等で磁性ビーズを壁面に集めた上で、かかる洗浄液をピペット等で排出する。この操作を少なくとも1回行う。低濃度の水溶性有機溶媒は、精製濃縮する糖鎖・糖ペプチドの種類等により適宜選択することができる。具体的には、例えば、30%アセトニトリル、エタノール:水=1:1(v/v)溶液を挙げることができる。また、低濃度の水溶性有機溶媒の代わりに有機溶媒を含まない水溶液であってもよい。具体的には、0.1%トリフルオロ酢酸水溶液または単なる水などを挙げることができる。
洗浄した磁性ビーズにサンプル溶液を加え、磁性ビーズやサンプル溶液の種類、濃度等にもよるが、例えば室温で5〜30分程度混和する。混和後、磁石等で磁性ビーズを壁面に集めた上で、溶液をピペット等で排出する。
1.精製処理前サンプルの調製
rhE−cadherin(0.5mg/mL、Sino Biological Inc社製)をPBSで1,000ng/5μLに希釈後、還元Buffer(0.5M リン酸トリス(2−クロロエチル):TCEP;4μL + 1M Tris(pH9.0);6μL + 2×サンプルバッファー;190μL)5μLと混合した。75℃で20分間インキュベート後、マーカー5μLと共にサンプル全量を各ウェルにローディングした。15mAで100分間電気泳動後、CBB染色した。
ゲル中のrhE−cadherinのバンドを切り出し、チューブへ入れた。ゲルの入ったチューブに50mM NH4HCO3 150μLと100%アセトニトリル150μLを添加し、ボルテックスした後、4℃で45分間静置した。上清を取り除き、CBBの脱色後、100%アセトニトリル150μLを添加し、室温で10分間静置し、脱水した。上清を取り除き、Speed Vacで室温、10分間遠心乾燥した。 乾燥したゲルに10mMジチオトレイトール/50mM NH4HCO3を100μL添加し、37℃、1時間静置した。上清を取り除き、55mMヨードアセトアミド/50mM NH4HCO3を100μL添加し、暗所、室温、1時間静置した。上清を取り除いた後、50mM NH4HCO3を150μL添加して室温で10分間静置後、上清を取り除き、100%アセトニトリルを100μL添加して、室温で10分間静置することによりゲルを洗浄した。この洗浄操作をさらに2回繰り返した。上清を取り除き、Speed Vacで室温、10分間遠心乾燥させた。
ゲル中で還元、アルキル化された1,000ng rE−Cadherinに0.01%ProteaseMAX(promega社製)/5mM NH4HCO3に溶けているAsp−N(SIGMA−ALDRICH社製)を2μL(20ng)加えた。5分後、0.01%ProteaseMAX/5mM NH4HCO3を18μL加えて、37℃で2時間インキュベートした。ゲルの上清を新しい0.5mLチューブへ移した。
これをセファロース磁性ビーズによる精製処理前サンプルとした。
(1)磁性ビーズの調製
NHS MAG SEPHAROSE(GE Healthcare社製)のNHS部分をTris(トリスヒドロキシメチルメタン)でブロックして、糖ペプチド精製用セファロース磁性ビーズを作製した。
・Blocking buffer A:32mM Tris−HCl,1M NaCl,pH8.0
40mMのTris−HCl(pH8.0)1.6mLと5M塩化ナトリウム0.4 mLを混合することにより調製した。
・Blocking buffer B:50mM Glycine−HCl,1M NaCl, pH3.0
1Mグリシン100μL、1N塩酸48.4μL、5M塩化ナトリウム400μL、及び水1451μLを混合することにより調製した。
次いで、上清を除いた後、Blocking buffer Bを500μL加えて懸濁し、上清を除いた後、Blocking buffer Aを500μL加えて懸濁し、上清を除いた後、再びBlocking buffer Bを500μL加えて懸濁した。
最後に、上清を除いた後、50mM NH4HCO3 50μLで3回洗浄し、50mM NH4HCO3を50μL加えて懸濁し、当該セファロース磁性ビーズのNHS部分をTrisでブロックした。これを4℃で保存した。
残った消化物溶液の溶媒組成を80%アセトニトリル/0.1%トリフルオロ酢酸とした。
上記作製した糖ペプチド精製用セファロース磁性ビーズを用いて、次のような手順で目的の糖ペプチドの精製濃縮処理を行った。溶液を除去する時は、マグネットスタンドを使用した。
溶出液(30%アセトニトリル)
1)セファロース磁性ビーズを5μL取り、0.2mLチューブへ入れた。
2)セファロース磁性ビーズを溶出液100μLで1回洗浄した。
3)続いて、セファロース磁性ビーズを洗浄液100μLで3回洗浄した。
4)サンプル溶液をセファロース磁性ビーズ入りチューブへ全量加えて、室温で10分間、マイクロチューブローテーター(アズワン社製)で転倒混和させた。
5)混和後、セファロース磁性ビーズを洗浄液100μLで3回洗浄した。
6)完全に上清を取り除いた後、溶出液を4μL加えてビーズを完全に懸濁した。10回ピペッティングした後、上清の溶出液を新しい0.2mLチューブへ移した。
これをセファロース磁性ビーズによる精製処理後サンプルとした。
セファロース磁性ビーズによる精製処理前と処理後のサンプル1μLと液体マトリックス(3−アミノキノリン/クマリン酸 in 2mMリン酸二水素アンモニウム/50%アセトニトリル)0.5μLを900μFocus target plate上で混合した後、AXIMA−Resonance(島津製作所社製)を用いて、positive high mass modeにてMALDI−TOF MS測定を行った。その結果を図3に示す。
Claims (7)
- 中性付近の水溶液中(25℃)で実質的に帯電しない親水性官能基を持つ物質で覆われた磁性ビーズを用いることを特徴とする、糖鎖又は糖ペプチドの精製濃縮方法。
- 前記親水性官能基が、水酸基又はアミド基である、請求項1に記載の精製濃縮方法。
- 前記物質が、多糖類又はアミド基を有するポリマーである、請求項1に記載の精製濃縮方法。
- 前記多糖類が、セルロース、アガロース、デキストラン、デキストリン、プルラン、又はアミロースである、請求項3に記載の精製濃縮方法。
- 前記糖ペプチドが、糖タンパク質をプロテアーゼで加水分解したものである、請求項1〜4のいずれか一項に記載の精製濃縮方法。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載の精製濃縮方法により得られた糖鎖又は糖ペプチドを、糖分析手段により分析する方法。
- 前記糖分析手段が質量分析装置である、請求項6に記載の方法。
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