JP2018064542A - Fibroin-like protein variant and cell culture method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フィブロイン様タンパク質改変体およびそれを用いた細胞培養方法に関するものである。 The present invention relates to a modified fibroin-like protein and a cell culture method using the same.
幹細胞、特に胚性幹細胞(ES細胞)や人工多能性幹細胞(iPS細胞)等の多能性幹細胞
は、再生医療への応用が期待されている。幹細胞の培養には、通常、フィーダー細胞が用いられている。しなしながら、臨床応用における制約等から、フィーダー細胞を代替する技術の開発が進められている。
Stem cells, especially pluripotent stem cells such as embryonic stem cells (ES cells) and induced pluripotent stem cells (iPS cells) are expected to be applied to regenerative medicine. Usually, feeder cells are used for culturing stem cells. However, development of a technique for substituting feeder cells is being promoted due to limitations in clinical application.
例えば、フィブロネクチンやラミニン等の細胞接着性タンパク質を細胞培養用の足場材として用いて幹細胞を培養することが知られている。また、クモやカイコのフィブロインに細胞接着配列を導入したフィブロイン改変体を細胞培養用の足場材として用いて幹細胞を培養することが知られている(特許文献1〜2、非特許文献1)。細胞接着配列として、典型的には、RGD(Arg−Gly−Asp)を含むアミノ酸配列が知られている。一方、例えばラミニンにおいて、RGDを含まない細胞接着配列も見出されている。 For example, it is known to culture stem cells using a cell adhesion protein such as fibronectin or laminin as a scaffold for cell culture. In addition, it is known that stem cells are cultured using a fibroin variant obtained by introducing a cell adhesion sequence into a spider or silkworm fibroin as a scaffold for cell culture (Patent Documents 1 and 2, Non-Patent Document 1). As the cell adhesion sequence, typically, an amino acid sequence containing RGD (Arg-Gly-Asp) is known. On the other hand, for example, in laminin, a cell adhesion sequence not containing RGD has also been found.
しかしながら、フィブロインの繰り返し構造中にRGDを含まない細胞接着配列を導入したフィブロイン改変体を細胞培養用の足場材として用いることにより、幹細胞を効率的に培養できることは知られていない。 However, it has not been known that a stem cell can be efficiently cultured by using a fibroin variant in which a cell adhesion sequence not containing RGD is introduced into a fibroin repetitive structure as a scaffold for cell culture.
本発明は、効率的に幹細胞等の細胞を培養する技術を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a technique for efficiently culturing cells such as stem cells.
本願発明者は、鋭意検討の結果、RGDを含まない細胞接着配列を細胞接着性タンパク質のアミノ酸配列中に見出し、さらに、フィブロイン様タンパク質の繰り返し構造中にRGDを含まない細胞接着配列を導入したフィブロイン様タンパク質改変体を細胞培養用の足場材として用いることにより、幹細胞を効率的に培養できることを見出し、本発明を完成させた。 As a result of intensive studies, the present inventor has found a cell adhesion sequence not containing RGD in the amino acid sequence of the cell adhesion protein, and further introduced fibroin in which a cell adhesion sequence not containing RGD is introduced into the repetitive structure of the fibroin-like protein. The present inventors have found that stem cells can be efficiently cultured by using a modified protein-like protein as a scaffold for cell culture, thereby completing the present invention.
すなわち本発明は、以下のとおり例示できる。
[1]
繰り返し構造と細胞接着配列を含むタンパク質であって、
前記繰り返し構造が、繰り返し単位の3回〜15回の繰り返しからなり、
各繰り返し単位が、Alaリッチ部位とAla非リッチ部位が連結してなり、
各Alaリッチ部位が、8残基〜54残基のアミノ酸配列からなり、
各Alaリッチ部位におけるAla残基の比率が、30%以上であり、
各Alaリッチ部位が、同部位中のいずれの連続する4アミノ酸残基中にも少なくとも1個のAla残基を含み、
各Ala非リッチ部位が、4残基以上のアミノ酸配列からなり、
各Ala非リッチ部位におけるAla残基の比率が、20%以下であり、
前記細胞接着配列が、前記繰り返し構造を構成する繰り返し単位から選択される1つまたはそれ以上の繰り返し単位中に含まれており、
各細胞接着配列が、細胞接着性タンパク質の部分アミノ酸配列であって、Arg−Gly−Aspを含まない、5残基以上のアミノ酸配列からなる、タンパク質。
[2]
前記細胞接着配列が、前記繰り返し構造を構成する繰り返し単位から選択される2つまたはそれ以上の繰り返し単位中に含まれている、前記タンパク質。
[3]
前記タンパク質に含まれる前記細胞接着配列の総数が、1個〜50個である、前記タンパク質。
[4]
各細胞接着配列が、Ala非リッチ部位中、またはAlaリッチ部位とAla非リッチ部位の連結部に挿入されている、前記タンパク質。
[5]
前記細胞接着性タンパク質が、ラミニンまたはビトロネクチンである、前記タンパク質。
[6]
各細胞接着配列が、下記(a)、(b)、または(c)に記載のアミノ酸配列からなる、前記タンパク質:
(a)配列番号71のアミノ酸番号2113〜2124に示すアミノ酸配列;配列番号6のアミノ酸番号2866〜2880、2905〜2915、3102〜3111、3204〜3209、3260〜3270、3264〜3270、3276〜3286、または3306〜3319に示すアミノ酸配列;配列番号22のアミノ酸番号1567〜1581、または1736〜1744に示すアミノ酸配列;配列番号25のアミノ酸番号1411〜1419に示すアミノ酸配列;配列番号28のアミノ酸番号2210〜2216、2397〜2402、2742〜2753、または2745〜2752に示すアミノ酸配列;配列番号33のアミノ酸番号367〜377に示すアミノ酸配列;それらのアミノ酸番号の開始位置および/または終了位置が1〜5残基前後してなるアミノ酸配列;またはそれらのアミノ酸配列の組み合わせ;
(b)前記(a)に示すアミノ酸配列において1〜3個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入、および/または付加を含み、且つArg−Gly−Aspを含まないアミノ酸配列;(c)前記(a)に示すアミノ酸配列に対して80%以上の同一性を有し、且つArg−Gly−Aspを含まないアミノ酸配列。
[7]
各細胞接着配列が、下記(a)、(b)、または(c)に記載のアミノ酸配列からなる、前記タンパク質:
(a)配列番号34〜44、47、49、50、および72〜74のいずれかに示すアミノ酸配列;
(b)配列番号34〜44、47、49、50、および72〜74のいずれかに示すアミノ酸配列において1〜3個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入、および/または付加を含み、且つArg−Gly−Aspを含まないアミノ酸配列;
(c)配列番号34〜44、47、49、50、および72〜74のいずれかに示すアミノ酸配列に対して80%以上の同一性を有し、且つArg−Gly−Aspを含まないアミノ酸配列。
[8]
各細胞接着配列が、人工多能性幹細胞の細胞足場材への接着を阻害する機能を示すアミノ酸配列からなる、前記タンパク質。
[9]
各Alaリッチ部位が、8残基〜15残基のアミノ酸配列からなる、前記タンパク質。[10]
各Alaリッチ部位が、9残基のアミノ酸配列からなる、前記タンパク質。
[11]
各Alaリッチ部位が、Gly残基およびSer残基をそれぞれ1個以上含む、前記タンパク質。
[12]
各Alaリッチ部位におけるAla残基の比率が、50%以上である、前記タンパク質。
[13]
各Alaリッチ部位におけるAla残基、Gly残基、およびSer残基の比率が、合計で、90%以上である、前記タンパク質。
[14]
各Alaリッチ部位が、下記(a)、(b)、または(c)に記載のアミノ酸配列からなる、前記タンパク質:
(a)配列番号7、8、9、または10に示すアミノ酸配列;
(b)配列番号7、8、9、または10に示すアミノ酸配列において、1〜3個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入、および/または付加を含むアミノ酸配列;
(c)配列番号7、8、9、または10に示すアミノ酸配列に対して80%以上の同一性を有するアミノ酸配列。
[15]
各Ala非リッチ部位が、15残基〜100残基のアミノ酸配列からなる、前記タンパク質。
[16]
各Ala非リッチ部位におけるAla残基の比率が、5%以下である、前記タンパク質。
[17]
各Ala非リッチ部位におけるGly残基、Ser残基、Gln残基、Pro残基、Tyr残基の比率が、合計で、90%以上である、前記タンパク質。
[18]
各Ala非リッチ部位が、下記(a)、(b)、および(c)に記載のアミノ酸配列から選択される1種またはそれ以上のアミノ酸配列を含む、前記タンパク質:
(a)配列番号11〜21に示すアミノ酸配列;
(b)配列番号11〜21に示すアミノ酸配列において、1〜3個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入、および/または付加を含むアミノ酸配列;
(c)配列番号11〜21に示すアミノ酸配列に対して80%以上の同一性を有するアミノ酸配列。
[19]
各Ala非リッチ部位が、下記(a)、(b)、または(c)に記載のアミノ酸配列からなる、前記タンパク質:
(a)配列番号2のアミノ酸番号62〜91、101〜120、130〜151、161〜185、195〜218、228〜257、267〜291、301〜325、335〜369、379〜438、448〜497、または507〜536に示すアミノ酸配列;
(b)配列番号2のアミノ酸番号62〜91、101〜120、130〜151、161〜185、195〜218、228〜257、267〜291、301〜325、335
〜369、379〜438、448〜497、または507〜536に示すアミノ酸配列において、1〜10個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入、および/または付加を含むアミノ酸配列;
(c)配列番号2のアミノ酸番号62〜91、101〜120、130〜151、161〜185、195〜218、228〜257、267〜291、301〜325、335〜369、379〜438、448〜497、または507〜536に示すアミノ酸配列に対して90%以上の同一性を有するアミノ酸配列。
[20]
前記タンパク質を含有する、組成物。
[21]
細胞足場材料である、前記組成物。
[22]
前記細胞足場材料が、幹細胞の培養用である、前記組成物。
[23]
前記幹細胞が、胚性幹細胞または人工多能性幹細胞である、前記組成物。
[24]
細胞培養容器のコーティング剤である、前記組成物。
[25]
前記細胞培養容器が、幹細胞の培養用である、前記組成物。
[26]
前記幹細胞が、胚性幹細胞または人工多能性幹細胞である、前記組成物。
[27]
前記タンパク質を備える、器具。
[28]
医療用または研究用の器具である、前記器具。
[29]
細胞培養容器である、前記器具。
[30]
細胞足場材料である、前記器具。
[31]
細胞培養面が前記タンパク質でコーティングされている、前記器具。
[32]
幹細胞の培養用である、前記器具。
[33]
前記幹細胞が、胚性幹細胞または人工多能性幹細胞である、前記器具。
[34]
前記器具で細胞を培養することを含む、培養細胞を製造する方法。
[35]
前記培養される細胞が幹細胞である、前記方法。
[36]
前記幹細胞が、胚性幹細胞または人工多能性幹細胞である、前記方法。
[37]
前記タンパク質をコードする遺伝子。
[38]
前記遺伝子を搭載するベクター。
[39]
前記遺伝子を有する宿主。
That is, the present invention can be exemplified as follows.
[1]
A protein comprising a repetitive structure and a cell adhesion sequence,
The repeating structure consists of 3 to 15 repetitions of the repeating unit,
Each repeating unit is formed by connecting an Ala-rich part and an Ala-non-rich part,
Each Ala-rich site consists of an amino acid sequence of 8 to 54 residues,
The ratio of Ala residues in each Ala-rich site is 30% or more,
Each Ala-rich site contains at least one Ala residue in any four consecutive amino acid residues in the same site;
Each non-Ala-rich site consists of an amino acid sequence of 4 residues or more,
The ratio of Ala residues in each Ala non-rich site is 20% or less,
The cell adhesion sequence is contained in one or more repeating units selected from repeating units constituting the repeating structure;
A protein in which each cell adhesion sequence is a partial amino acid sequence of a cell adhesion protein and comprises an amino acid sequence of 5 or more residues that does not contain Arg-Gly-Asp.
[2]
The protein, wherein the cell adhesion sequence is contained in two or more repeating units selected from repeating units constituting the repeating structure.
[3]
The said protein whose total number of the said cell-adhesion arrangement | sequence contained in the said protein is 1-50.
[4]
The protein, wherein each cell adhesion sequence is inserted in an Ala non-rich site or a junction between an Ala-rich site and an Ala non-rich site.
[5]
The protein, wherein the cell adhesion protein is laminin or vitronectin.
[6]
The protein, wherein each cell adhesion sequence consists of an amino acid sequence described in the following (a), (b), or (c):
(A) amino acid sequence represented by amino acid numbers 2113 to 2124 of SEQ ID NO: 71; amino acid numbers 2866 to 2880, 2905 to 2915, 3102 to 3111, 3204 to 3209, 3260 to 3270, 3264 to 3270, 3264 to 3286 of SEQ ID NO: 6 , Or the amino acid sequence shown in 3306-3319; the amino acid sequence shown in amino acid number 1567-1581 of SEQ ID NO: 22, or the amino acid sequence shown in amino acid number 1411-1419 of SEQ ID NO: 25; ˜2216, 2397 to 2402, 2742 to 2753, or 2745 to 2752; the amino acid sequence shown to amino acid numbers 367 to 377 of SEQ ID NO: 33; the starting position of these amino acid numbers and / or Or a combination of their amino acid sequence; amino acid sequence completion position is one behind 1-5 residues;
(B) an amino acid sequence comprising 1 to 3 amino acid residue substitutions, deletions, insertions, and / or additions in the amino acid sequence shown in (a), and does not contain Arg-Gly-Asp; (c) An amino acid sequence having 80% or more identity to the amino acid sequence shown in (a) and not containing Arg-Gly-Asp.
[7]
The protein, wherein each cell adhesion sequence consists of an amino acid sequence described in the following (a), (b), or (c):
(A) the amino acid sequence shown in any one of SEQ ID NOs: 34 to 44, 47, 49, 50, and 72 to 74;
(B) including substitution, deletion, insertion, and / or addition of 1 to 3 amino acid residues in the amino acid sequence shown in any of SEQ ID NOs: 34 to 44, 47, 49, 50, and 72 to 74, And an amino acid sequence not containing Arg-Gly-Asp;
(C) an amino acid sequence having 80% or more identity to the amino acid sequence shown in any of SEQ ID NOs: 34 to 44, 47, 49, 50, and 72 to 74 and not containing Arg-Gly-Asp .
[8]
The protein, wherein each cell adhesion sequence is composed of an amino acid sequence showing a function of inhibiting adhesion of an induced pluripotent stem cell to a cell scaffold.
[9]
The protein, wherein each Ala-rich site consists of an amino acid sequence of 8 to 15 residues. [10]
The protein, wherein each Ala-rich site consists of an amino acid sequence of 9 residues.
[11]
The protein, wherein each Ala-rich site contains one or more Gly residues and Ser residues.
[12]
The said protein whose ratio of the Ala residue in each Ala rich site | part is 50% or more.
[13]
The said protein whose ratio of the Ala residue, Gly residue, and Ser residue in each Ala rich site | part is 90% or more in total.
[14]
The protein in which each Ala-rich site consists of the amino acid sequence described in the following (a), (b), or (c):
(A) the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 7, 8, 9, or 10;
(B) an amino acid sequence comprising substitution, deletion, insertion, and / or addition of 1 to 3 amino acid residues in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 7, 8, 9, or 10;
(C) an amino acid sequence having 80% or more identity to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 7, 8, 9, or 10.
[15]
The protein, wherein each Ala non-rich site consists of an amino acid sequence of 15 to 100 residues.
[16]
The said protein whose ratio of the Ala residue in each Ala non-rich site | part is 5% or less.
[17]
The said protein whose ratio of Gly residue, Ser residue, Gln residue, Pro residue, and Tyr residue in each Ala non-rich site is 90% or more in total.
[18]
The protein, wherein each Ala non-rich site comprises one or more amino acid sequences selected from the amino acid sequences described in the following (a), (b), and (c):
(A) the amino acid sequence shown in SEQ ID NOs: 11 to 21;
(B) an amino acid sequence comprising substitution, deletion, insertion and / or addition of 1 to 3 amino acid residues in the amino acid sequence shown in SEQ ID NOs: 11 to 21;
(C) An amino acid sequence having 80% or more identity to the amino acid sequences shown in SEQ ID NOs: 11 to 21.
[19]
The protein, wherein each Ala non-rich site consists of the amino acid sequence described in the following (a), (b), or (c):
(A) amino acid numbers 62-91, 101-120, 130-151, 161-185, 195-218, 228-257, 267-291, 301-325, 335-369, 379-438, 448 of SEQ ID NO: 2. The amino acid sequence shown in ~ 497 or 507-536;
(B) amino acid numbers 62-91, 101-120, 130-151, 161-185, 195-218, 228-257, 267-291, 301-325, 335 of SEQ ID NO: 2.
369, 379-438, 448-497, or 507-536, the amino acid sequence comprising 1-10 amino acid residue substitutions, deletions, insertions, and / or additions;
(C) amino acid numbers 62-91, 101-120, 130-151, 161-185, 195-218, 228-257, 267-291, 301-325, 335-369, 379-438, 448 of SEQ ID NO: 2. An amino acid sequence having 90% or more identity to the amino acid sequence shown in ˜497 or 507 to 536.
[20]
A composition comprising the protein.
[21]
The composition, which is a cell scaffold material.
[22]
The composition described above, wherein the cell scaffold material is used for culturing stem cells.
[23]
The composition, wherein the stem cell is an embryonic stem cell or an induced pluripotent stem cell.
[24]
The said composition which is a coating agent of a cell culture container.
[25]
The composition described above, wherein the cell culture container is for stem cell culture.
[26]
The composition, wherein the stem cell is an embryonic stem cell or an induced pluripotent stem cell.
[27]
An instrument comprising the protein.
[28]
Said instrument, which is a medical or research instrument.
[29]
The instrument, which is a cell culture vessel.
[30]
The device, which is a cell scaffold material.
[31]
The instrument, wherein the cell culture surface is coated with the protein.
[32]
The device for culturing stem cells.
[33]
The device, wherein the stem cell is an embryonic stem cell or an induced pluripotent stem cell.
[34]
A method for producing cultured cells, comprising culturing cells with the device.
[35]
The method, wherein the cultured cells are stem cells.
[36]
The method, wherein the stem cell is an embryonic stem cell or an induced pluripotent stem cell.
[37]
A gene encoding the protein.
[38]
A vector carrying the gene.
[39]
A host having the gene.
本発明により、効率的に幹細胞等の細胞を培養することができる。 According to the present invention, cells such as stem cells can be efficiently cultured.
以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
<1>本発明のタンパク質
<1−1>本発明のタンパク質
本発明のタンパク質は、繰り返し構造と細胞接着配列を含むタンパク質である。
<1> Protein of the Present Invention <1-1> Protein of the Present Invention The protein of the present invention is a protein comprising a repeating structure and a cell adhesion sequence.
本発明のタンパク質は、具体的には、細胞接着配列が挿入されたフィブロイン様タンパク質であってよい。すなわち、本発明のタンパク質を「細胞接着配列挿入フィブロイン様タンパク質」ともいう。 Specifically, the protein of the present invention may be a fibroin-like protein into which a cell adhesion sequence is inserted. That is, the protein of the present invention is also referred to as “cell adhesion sequence-inserted fibroin-like protein”.
本発明において、「フィブロイン様タンパク質」とは、フィブロインおよびそれに準ずる構造を有するタンパク質の総称である。 In the present invention, “fibroin-like protein” is a general term for fibroin and proteins having a structure equivalent thereto.
「フィブロイン」とは、クモの糸やカイコの糸を構成する繊維状タンパク質である。すなわち、フィブロインとしては、クモのフィブロインやカイコのフィブロインが挙げられる。クモの種類、カイコの種類、糸の種類は、特に制限されない。クモとしては、ニワオニグモ(Araneus diadematus)やアメリカジョロウグモ(Nephila clavipes)が挙げられる。クモとしては、他にも、Araneus bicentenarius、Argiope amoena、Argiope aurantia、Argiope trifasciata、Cyrtophora moluccensis、Dolomedes tenebrosus、Euprosthenops australis、Gasteracantha mammosa、Latrodectus geometricus、Latrodectus hesperus、Macrothele holsti、Nephila pilipes、Nephila madagascariensis、Nephila senegalensis、Octonoba varians、Psechrus sinensis、Tetragnatha kauaiensis、Tetragnatha versicolorが挙げられる。クモのフィブロインとしては、大瓶状腺で産生するしおり糸、枠糸、縦糸のタンパク質(大瓶状腺タンパク質)、小瓶状腺で産生する足場糸のタンパク質(小瓶状腺タンパク質)、鞭状腺で産生する横糸のタンパク質(鞭状腺タンパク質)が挙げられる。クモのフィブロインとして、具体的には、例えば、ニワオニグモの大瓶状腺タンパク質ADF3およびADF4や、アメリカジョロウグモの大瓶状腺タンパク質MaSp1およ
びMaSp2が挙げられる。カイコとしては、家蚕(Bombyx mori)やエリ蚕(Samia cynthia
)が挙げられる。これらフィブロインのアミノ酸配列、及びこれらフィブロインをコードする遺伝子(「フィブロイン遺伝子」ともいう)の塩基配列は、例えば、NCBI(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)等の公用データベースから取得できる。
“Fibroin” is a fibrous protein that forms spider silk and silkworm silk. That is, examples of fibroin include spider fibroin and silkworm fibroin. The type of spider, silkworm, and yarn are not particularly limited. Spiders include Araneus diadematus and American spider (Nephila clavipes). Other spiders include Araneus bicentenarius, Argiope amoena, Argiope aurantia, Argiope trifasciata, Cyrtophora moluccensis, Dolomedes tenebrosus, Euprosthenops australis, Gasteracantha mammosa, Latrodectus geometricus, Latrodectus hesperus, eph, Octonoba varians, Psechrus sinensis, Tetragnatha kauaiensis, Tetragnatha versicolor. Spider fibroin is produced by bookmark thread, frame thread, warp protein (large bottle-shaped gland protein) produced by large bottle-shaped gland, scaffold thread protein (small bottle-shaped gland protein) produced by small bottle-shaped gland, and flagellate gland And weft protein (flagellate protein). Specific examples of spider fibroin include the large bottle-shaped gland proteins ADF3 and ADF4 of the spider spider and the large bottle-shaped gland proteins MaSp1 and MaSp2 of the American spider spider. The silkworms include Bombyx mori and Samia cynthia.
). The amino acid sequences of these fibroin and the base sequence of the gene encoding these fibroin (also referred to as “fibroin gene”) can be obtained from public databases such as NCBI (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/). You can get it.
「フィブロインに準ずる構造を有するタンパク質」とは、フィブロインが有する反復配列と同様の配列を有するタンパク質をいう。「フィブロインが有する反復配列と同様の配列」とは、実際にフィブロインが有する配列であってもよく、それと類似する配列であってもよい。フィブロインが有する反復配列と同様の配列としては、本発明において規定される「繰り返し構造」が挙げられる。フィブロインに準ずる構造を有するタンパク質としては、WO2012/165476に記載の大吐糸管しおり糸タンパク質に由来するポリペプチドや、WO2006/008163に記載の組換えスパイダーシルクタンパク質が挙げられる。また、フィブロインに準ずる構造を有するタンパク質としては、実施例で用いたADF3タンパク質も挙げられる。実施例で用いたADF3遺伝子の塩基配列を配列番号1に、同遺伝子がコードするADF3タンパク質のアミノ酸配列を配列番号2に示す。なお、配列番号1の7位〜1989位の塩基配列が、配列番号2に示すアミノ酸配列をコードする。フィブロインに準ずる構造を有するタンパク質は、繊維状タンパク質であってもよく、なくてもよい。 “Protein having a structure similar to fibroin” refers to a protein having the same sequence as the repetitive sequence of fibroin. The “sequence similar to the repetitive sequence possessed by fibroin” may be a sequence actually possessed by fibroin or a sequence similar thereto. Examples of the sequence similar to the repetitive sequence possessed by fibroin include the “repeated structure” defined in the present invention. Examples of the protein having a structure similar to fibroin include a polypeptide derived from a large sphincter bookmark protein described in WO2012 / 165476 and a recombinant spider silk protein described in WO2006 / 008163. Examples of the protein having a structure similar to fibroin include ADF3 protein used in Examples. The base sequence of the ADF3 gene used in the Examples is shown in SEQ ID NO: 1, and the amino acid sequence of the ADF3 protein encoded by the same gene is shown in SEQ ID NO: 2. The base sequence from the 7th position to the 1989 position of SEQ ID NO: 1 encodes the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2. The protein having a structure similar to fibroin may or may not be a fibrous protein.
「繊維状タンパク質」とは、所定の条件下で繊維状の形態を取るタンパク質をいう。すなわち、繊維状タンパク質は、繊維状の形態で発現するタンパク質であってもよく、発現時には繊維状の形態ではないが繊維状の形態に加工可能なタンパク質であってもよい。繊維状タンパク質は、例えば、封入体として発現し、その後、適当な手法により繊維状の形態に加工可能なタンパク質であってもよい。タンパク質を繊維状の形態に加工する手法としては、例えば、WO2012/165476に記載の方法が挙げられる。 “Fibrous protein” refers to a protein that takes a fibrous form under predetermined conditions. That is, the fibrous protein may be a protein expressed in a fibrous form, or may be a protein that can be processed into a fibrous form although not in a fibrous form at the time of expression. The fibrous protein may be, for example, a protein that is expressed as an inclusion body and can then be processed into a fibrous form by an appropriate technique. As a technique for processing a protein into a fibrous form, for example, a method described in WO2012 / 165476 can be mentioned.
すなわち、フィブロイン様タンパク質は、例えば、上記データベースや文献に開示されたフィブロイン様タンパク質のアミノ酸配列または配列番号2に示すアミノ酸配列を有するタンパク質であってよい。また、フィブロイン様タンパク質は、例えば、それらのアミノ酸配列の一部を有するタンパク質であってもよい。アミノ酸配列の一部としては、フィブロインが有する反復配列と同様の配列を有する部分が挙げられる。アミノ酸配列の一部として、具体的には、例えば、配列番号2の25位〜610位のアミノ酸配列や53位〜536位のアミノ酸配列が挙げられる。同様に、フィブロイン様タンパク質をコードする遺伝子(「フィブロイン様タンパク質遺伝子」ともいう)は、例えば、上記データベースや文献に開示されたフィブロイン遺伝子の塩基配列または配列番号1の7位〜1989位の塩基配列を有する遺伝子であってよい。また、フィブロイン様タンパク質遺伝子は、例えば、それらの塩基配列の一部を有する遺伝子であってもよい。塩基配列の一部としては、フィブロインが有する反復配列と同様の配列を有するアミノ酸配列をコードする部分が挙げられる。なお、「(アミノ酸または塩基)配列を有する」という表現は、当該「(アミノ酸または塩基)配列を含む」場合および当該「(アミノ酸または塩基)配列からなる」場合を包含する。 That is, the fibroin-like protein may be, for example, a protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or the amino acid sequence of the fibroin-like protein disclosed in the above database or literature. The fibroin-like protein may be a protein having a part of the amino acid sequence, for example. A part of the amino acid sequence includes a part having the same sequence as the repetitive sequence of fibroin. Specific examples of the amino acid sequence include the amino acid sequence at positions 25 to 610 and the amino acid sequence at positions 53 to 536 in SEQ ID NO: 2. Similarly, a gene encoding a fibroin-like protein (also referred to as “fibroin-like protein gene”) is, for example, the base sequence of the fibroin gene disclosed in the above database or literature, or the base sequence of positions 7 to 1989 of SEQ ID NO: 1. It may be a gene having The fibroin-like protein gene may be a gene having a part of the base sequence, for example. As a part of the base sequence, a part encoding an amino acid sequence having the same sequence as the repetitive sequence possessed by fibroin can be mentioned. In addition, the expression “having an (amino acid or base) sequence” includes the case of “including the (amino acid or base) sequence” and the case of “consisting of the (amino acid or base) sequence”.
フィブロイン様タンパク質は、元の機能が維持されている限り、上記例示したフィブロイン様タンパク質(すなわち、上記例示したフィブロインまたはそれに準ずる構造を有するタンパク質)のバリアントであってもよい。同様に、フィブロイン様タンパク質遺伝子は、元の機能が維持されている限り、上記例示したフィブロイン様タンパク質遺伝子(すなわち、上記例示したフィブロインまたはそれに準ずる構造を有するタンパク質をコードする遺伝子)のバリアントであってもよい。なお、このような元の機能が維持されたバリアントを「保存的バリアント」という場合がある。保存的バリアントとしては、例えば、上記例示したフィブロイン様タンパク質やそれをコードする遺伝子のホモログや人為的な改変体が挙げられる。 As long as the original function is maintained, the fibroin-like protein may be a variant of the fibroin-like protein exemplified above (that is, the fibroin exemplified above or a protein having a structure equivalent thereto). Similarly, a fibroin-like protein gene is a variant of the fibroin-like protein gene exemplified above (that is, a gene encoding fibroin exemplified above or a protein having a structure equivalent thereto) as long as the original function is maintained. Also good. Such a variant in which the original function is maintained may be referred to as a “conservative variant”. Examples of the conservative variant include the above-exemplified fibroin-like protein, homologues of genes encoding the same, and artificially modified variants.
「元の機能が維持されている」とは、遺伝子やタンパク質のバリアントが、元の遺伝子やタンパク質の機能(活性や性質)に対応する機能(活性や性質)を有することをいう。すなわち、「元の機能が維持されている」とは、フィブロイン様タンパク質にあっては、
タンパク質のバリアントが、細胞接着配列の挿入により幹細胞等の細胞に対する足場機能を示すことをいう。また、「元の機能が維持されている」とは、フィブロイン様タンパク質遺伝子にあっては、遺伝子のバリアントが、元の機能が維持されたタンパク質(すなわち細胞接着配列の挿入により幹細胞等の細胞に対する足場機能を示すタンパク質)をコードすることをいう。
“The original function is maintained” means that the variant of the gene or protein has a function (activity or property) corresponding to the function (activity or property) of the original gene or protein. In other words, in the case of fibroin-like protein, "the original function is maintained"
It means that a protein variant exhibits a scaffold function for cells such as stem cells by inserting a cell adhesion sequence. In addition, in the case of a fibroin-like protein gene, “the original function is maintained” means that the variant of the gene is a protein in which the original function is maintained (that is, a cell such as a stem cell by insertion of a cell adhesion sequence). It encodes a protein that exhibits a scaffold function.
フィブロイン様タンパク質のホモログとしては、例えば、上記フィブロイン様タンパク質のアミノ酸配列を問い合わせ配列として用いたBLAST検索やFASTA検索によって公開データベースから取得されるタンパク質が挙げられる。また、上記フィブロイン様タンパク質遺伝子のホモログは、例えば、各種生物の染色体を鋳型にして、上記フィブロイン様タンパク質遺伝子の塩基配列に基づいて作製したオリゴヌクレオチドをプライマーとして用いたPCRにより取得することができる。 Examples of homologs of fibroin-like proteins include proteins obtained from public databases by BLAST search and FASTA search using the amino acid sequence of the fibroin-like protein as a query sequence. The homologue of the fibroin-like protein gene can be obtained, for example, by PCR using, as a primer, an oligonucleotide prepared based on the base sequence of the fibroin-like protein gene using chromosomes of various organisms as templates.
以下、フィブロイン様タンパク質およびフィブロイン様タンパク質遺伝子の保存的バリアントについて例示する。 Hereinafter, conservative variants of fibroin-like protein and fibroin-like protein gene will be exemplified.
フィブロイン様タンパク質は、元の機能が維持されている限り、上記フィブロイン様タンパク質のアミノ酸配列において、1若しくは数個の位置での1若しくは数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、および/または付加されたアミノ酸配列を有するタンパク質であってもよい。なお上記「1若しくは数個」とは、アミノ酸残基のタンパク質の立体構造における位置や種類によっても異なるが、具体的には、例えば、1〜50個、1〜40個、1〜30個、好ましくは1〜20個、より好ましくは1〜10個、さらに好ましくは1〜5個、特に好ましくは1〜3個を意味する。 As long as the original function of the fibroin-like protein is maintained, one or several amino acids at one or several positions are substituted, deleted, inserted, and / or added in the amino acid sequence of the fibroin-like protein. It may be a protein having an amino acid sequence. The above “one or several” varies depending on the position and type of the protein in the three-dimensional structure of the amino acid residue, and specifically, for example, 1 to 50, 1 to 40, 1 to 30, Preferably 1 to 20, more preferably 1 to 10, more preferably 1 to 5, particularly preferably 1 to 3.
上記の1若しくは数個のアミノ酸の置換、欠失、挿入、および/または付加は、タンパク質の機能が正常に維持される保存的変異である。保存的変異の代表的なものは、保存的置換である。保存的置換とは、置換部位が芳香族アミノ酸である場合には、Phe、Trp、Tyr間で、置換部位が疎水性アミノ酸である場合には、Leu、Ile、Val間で、極性アミノ酸である場合には、Gln、Asn間で、塩基性アミノ酸である場合には、Lys、Arg、His間で、酸
性アミノ酸である場合には、Asp、Glu間で、ヒドロキシル基を持つアミノ酸である場合には、Ser、Thr間でお互いに置換する変異である。保存的置換とみなされる置換としては、具体的には、AlaからSer又はThrへの置換、ArgからGln、His又はLysへの置換、AsnからGlu、Gln、Lys、His又はAspへの置換、AspからAsn、Glu又はGlnへの置換、CysからSer又はAlaへの置換、GlnからAsn、Glu、Lys、His、Asp又はArgへの置換、GluからGly、Asn、Gln
、Lys又はAspへの置換、GlyからProへの置換、HisからAsn、Lys、Gln、Arg又はTyrへの置換、IleからLeu、Met、Val又はPheへの置換、LeuからIle、Met、Val又はPheへの置換、LysからAsn、Glu、Gln、His又はArgへの置換、MetからIle、Leu、Val又はPheへの置換、PheからTrp、Tyr、Met、Ile又はLeuへの置換、SerからThr又はAlaへの置換、ThrからSer又はAlaへの置換、TrpからPhe又はTyrへの置換、TyrからHis、Phe又はTrpへの置換、及び、ValからMet、Ile又はLeuへの置換が挙げられる。また、上記のようなアミノ酸の置換、欠失、挿入、および/または付加には、タンパク質が由来する生物の個体差、種の違いに基づく場合などの天然に生じる変異(mutant又はvariant)によって生じるものも含まれる。
One or several amino acid substitutions, deletions, insertions, and / or additions described above are conservative mutations in which the function of the protein is maintained normally. A typical conservative mutation is a conservative substitution. Conservative substitution is a polar amino acid between Phe, Trp, and Tyr when the substitution site is an aromatic amino acid, and between Leu, Ile, and Val when the substitution site is a hydrophobic amino acid. In this case, between Gln and Asn, when it is a basic amino acid, between Lys, Arg, and His, when it is an acidic amino acid, between Asp and Glu, when it is an amino acid having a hydroxyl group Is a mutation that substitutes between Ser and Thr. Specifically, substitutions considered as conservative substitutions include substitution from Ala to Ser or Thr, substitution from Arg to Gln, His or Lys, substitution from Asn to Glu, Gln, Lys, His or Asp, Asp to Asn, Glu or Gln, Cys to Ser or Ala, Gln to Asn, Glu, Lys, His, Asp or Arg, Glu to Gly, Asn, Gln
, Lys or Asp substitution, Gly to Pro substitution, His to Asn, Lys, Gln, Arg or Tyr substitution, Ile to Leu, Met, Val or Phe substitution, Leu to Ile, Met, Val Or Phe, Lys to Asn, Glu, Gln, His or Arg, Met to Ile, Leu, Val or Phe, Phe to Trp, Tyr, Met, Ile or Leu, Ser To Thr or Ala, Thr to Ser or Ala, Trp to Phe or Tyr, Tyr to His, Phe or Trp, and Val to Met, Ile or Leu Can be mentioned. In addition, substitution, deletion, insertion, and / or addition of amino acids as described above are caused by naturally occurring mutations (mutants or variants) such as cases based on individual differences or species differences of the organism from which the protein is derived. Also included.
また、フィブロイン様タンパク質は、元の機能が維持されている限り、上記フィブロイン様タンパク質のアミノ酸配列全体に対して、80%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上、さらに好ましくは97%以上、特に好ましくは99%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有するタンパク質であってもよい。尚、本明細書において、「相同性」(homology)は、「同一性」(identity)を指す。 Further, as long as the original function is maintained, the fibroin-like protein is 80% or more, preferably 90% or more, more preferably 95% or more, more preferably 97%, based on the entire amino acid sequence of the fibroin-like protein. % Or more, particularly preferably a protein having an amino acid sequence having a homology of 99% or more. In the present specification, “homology” refers to “identity”.
また、フィブロイン様タンパク質は、元の機能が維持されている限り、上記フィブロイ
ン様タンパク質遺伝子の塩基配列から調製され得るプローブ、例えば同塩基配列の全体または一部に対する相補配列、とストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAにコ
ードされるタンパク質であってもよい。そのようなプローブは、例えば、同塩基配列に基づいて作製したオリゴヌクレオチドをプライマーとし、同塩基配列を含むDNA断片を鋳型
とするPCRによって作製することができる。「ストリンジェントな条件」とは、いわゆる
特異的なハイブリッドが形成され、非特異的なハイブリッドが形成されない条件をいう。一例を示せば、相同性が高いDNA同士、例えば80%以上、好ましくは90%以上、より好ま
しくは95%以上、さらに好ましくは97%以上、特に好ましくは99%以上の相同性を有するDNA同士がハイブリダイズし、それより相同性が低いDNA同士がハイブリダイズしない条件、あるいは通常のサザンハイブリダイゼーションの洗いの条件である60℃、1×SSC、0.1
% SDS、好ましくは60℃、0.1×SSC、0.1% SDS、より好ましくは68℃、0.1×SSC、0.1%
SDSに相当する塩濃度および温度で、1回、好ましくは2〜3回洗浄する条件を挙げることができる。また、例えば、プローブとして、300 bp程度の長さのDNA断片を用いる場合
には、ハイブリダイゼーションの洗いの条件としては、50℃、2×SSC、0.1% SDSが挙げ
られる。
In addition, as long as the original function is maintained, the fibroin-like protein can be prepared from a base sequence of the fibroin-like protein gene, for example, a complementary sequence to the whole or a part of the base sequence, under stringent conditions. It may be a protein encoded by DNA that hybridizes with Such a probe can be prepared, for example, by PCR using an oligonucleotide prepared based on the base sequence as a primer and a DNA fragment containing the base sequence as a template. “Stringent conditions” refers to conditions under which so-called specific hybrids are formed and non-specific hybrids are not formed. For example, highly homologous DNAs, for example, 80% or more, preferably 90% or more, more preferably 95% or more, further preferably 97% or more, particularly preferably 99% or more. Is hybridized and DNAs with lower homology do not hybridize with each other, or washing conditions for normal Southern hybridization, 60 ° C, 1 x SSC, 0.1
% SDS, preferably 60 ° C., 0.1 × SSC, 0.1% SDS, more preferably 68 ° C., 0.1 × SSC, 0.1%
The conditions include washing once, preferably 2-3 times at a salt concentration and temperature corresponding to SDS. For example, when a DNA fragment having a length of about 300 bp is used as the probe, hybridization washing conditions include 50 ° C., 2 × SSC, and 0.1% SDS.
また、フィブロイン様タンパク質遺伝子は、任意のコドンをそれと等価のコドンに置換したものであってもよい。すなわち、フィブロイン様タンパク質遺伝子は、コドンの縮重による上記例示したフィブロイン様タンパク質遺伝子のバリアントであってもよい。例えば、フィブロイン様タンパク質遺伝子は、使用する宿主のコドン使用頻度に応じて最適なコドンを有するように改変されてよい。 Further, the fibroin-like protein gene may be obtained by replacing an arbitrary codon with an equivalent codon. That is, the fibroin-like protein gene may be a variant of the fibroin-like protein gene exemplified above due to codon degeneracy. For example, the fibroin-like protein gene may be modified to have an optimal codon depending on the codon usage of the host to be used.
2つの配列間の配列同一性のパーセンテージは、例えば、数学的アルゴリズムを用いて決定できる。このような数学的アルゴリズムの限定されない例としては、Myers and Miller (1988) CABIOS 4:11-17のアルゴリズム、Smith et al (1981) Adv. Appl. Math. 2:482の局所ホモロジーアルゴリズム、Needleman and Wunsch (1970) J. Mol. Biol. 48:443-453のホモロジーアライメントアルゴリズム、 Pearson and Lipman (1988) Proc. Natl. Acad. Sci. 85:2444-2448の類似性を検索する方法、Karlin and Altschul (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90:5873-5877に記載されているような、改良された、Karlin and Altschul (1990) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87:2264のアルゴリズムが挙げられる。 The percentage sequence identity between two sequences can be determined, for example, using a mathematical algorithm. Non-limiting examples of such mathematical algorithms include the Myers and Miller (1988) CABIOS 4: 11-17 algorithm, the Smith et al (1981) Adv. Appl. Math. 2: 482 local homology algorithm, Needleman and Hunology alignment algorithm of Wunsch (1970) J. Mol. Biol. 48: 443-453, Pearson and Lipman (1988) Proc. Natl. Acad. Sci. 85: 2444-2448 (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 5873-5877, an improved algorithm of Karlin and Altschul (1990) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87: 2264 Can be mentioned.
これらの数学的アルゴリズムに基づくプログラムを利用して、配列同一性を決定するための配列比較(アラインメント)を行うことができる。プログラムは、適宜、コンピュータにより実行することができる。このようなプログラムとしては、特に限定されないが、PC/GeneプログラムのCLUSTAL(Intelligenetics, Mountain View, Calif.から入手可能)、ALIGNプログラム(Version 2.0)、並びにWisconsin Genetics Software Package, Version 8(Genetics Computer Group (GCG), 575 Science Drive, Madison, Wis., USAから入手可能)のGAP、BESTFIT、BLAST、FASTA、及びTFASTAが挙げられる。これらのプログラムを用いたアライメントは、例えば、初期パラメーターを用いて行うことができる。CLUSTALプログラムについては、Higgins et al. (1988) Gene 73:237-244、Higgins et al. (1989) CABIOS 5:151-153、Corpet et al. (1988) Nucleic Acids Res. 16:10881-90、Huang et al. (1992) CABIOS 8:155-65、及びPearson et al. (1994) Meth. Mol. Biol. 24:307-331によく記載されている。 A program based on these mathematical algorithms can be used to perform sequence comparison (alignment) to determine sequence identity. The program can be appropriately executed by a computer. Such programs include, but are not limited to, the PC / Gene program CLUSTAL (available from Intelligents, Mountain View, Calif.), The ALIGN program (Version 2.0), and the Wisconsin Genetics Software Package, Version 8 (Genetics Computer Group (GCG), 575 Science Drive, available from Madison, Wis., USA) GAP, BESTFIT, BLAST, FASTA, and TFASTA. Alignment using these programs can be performed using initial parameters, for example. For the CLUSTAL program, Higgins et al. (1988) Gene 73: 237-244, Higgins et al. (1989) CABIOS 5: 151-153, Corpet et al. (1988) Nucleic Acids Res. 16: 10881-90, Huang et al. (1992) CABIOS 8: 155-65 and Pearson et al. (1994) Meth. Mol. Biol. 24: 307-331.
対象のタンパク質をコードするヌクレオチド配列と相同性があるヌクレオチド配列を得るために、具体的には、例えば、BLASTヌクレオチド検索を、BLASTNプログラム、スコア
=100、ワード長=12にて行うことができる。対象のタンパク質と相同性があるアミノ酸
配列を得るために、具体的には、例えば、BLASTタンパク質検索を、BLASTXプログラム、
スコア=50、ワード長=3にて行うことができる。BLASTヌクレオチド検索やBLASTタンパ
ク質検索については、http://www.ncbi.nlm.nih.govを参照されたい。また、比較を目的
としてギャップを加えたアライメントを得るために、Gapped BLAST(BLAST 2.0)を利用
できる。また、PSI-BLAST(BLAST 2.0)を、配列間の離間した関係を検出する反復検索を行うのに利用できる。Gapped BLASTおよびPSI-BLASTについては、Altschul et al. (1997) Nucleic Acids Res. 25:3389を参照されたい。BLAST、Gapped BLAST、またはPSI-BLASTを利用する場合、例えば、各プログラム(例えば、ヌクレオチド配列に対してBLASTN、アミノ酸配列に対してBLASTX)の初期パラメーターが用いられ得る。アライメントは、手動にて行われてもよい。
In order to obtain a nucleotide sequence having homology with the nucleotide sequence encoding the protein of interest, specifically, for example, a BLAST nucleotide search can be performed with the BLASTN program, score = 100, word length = 12. In order to obtain an amino acid sequence having homology with the protein of interest, specifically, for example, BLAST protein search, BLASTX program,
This can be done with score = 50 and word length = 3. Please refer to http://www.ncbi.nlm.nih.gov for BLAST nucleotide search and BLAST protein search. In addition, Gapped BLAST (BLAST 2.0) can be used to obtain an alignment with a gap added for the purpose of comparison. PSI-BLAST (BLAST 2.0) can also be used to perform iterative searches that detect distant relationships between sequences. For Gapped BLAST and PSI-BLAST, see Altschul et al. (1997) Nucleic Acids Res. 25: 3389. When utilizing BLAST, Gapped BLAST, or PSI-BLAST, for example, the initial parameters of each program (eg, BLASTN for nucleotide sequences, BLASTX for amino acid sequences) can be used. The alignment may be performed manually.
2つの配列間の配列同一性は、2つの配列を最大一致となるように整列したときに2つの配列間で一致する残基の比率として算出される。 Sequence identity between two sequences is calculated as the percentage of residues that match between the two sequences when the two sequences are aligned for maximum matching.
本発明のタンパク質は、細胞接着配列を含むこと以外は、上記例示したフィブロイン様タンパク質やその保存的バリアントと同一のアミノ酸配列を有するタンパク質であってよい。また、本発明のタンパク質をコードする遺伝子は、細胞接着配列をコードする塩基配列を含むこと以外は、上記例示したフィブロイン様タンパク質遺伝子やその保存的バリアントと同一の塩基配列を有する遺伝子であってよい。 The protein of the present invention may be a protein having the same amino acid sequence as the fibroin-like protein exemplified above or a conservative variant thereof except that it contains a cell adhesion sequence. Further, the gene encoding the protein of the present invention may be a gene having the same base sequence as the fibroin-like protein gene exemplified above or a conservative variant thereof except that it includes a base sequence encoding a cell adhesion sequence. .
本発明のタンパク質として、具体的には、実施例で用いた細胞接着配列挿入フィブロイン様タンパク質が挙げられる。実施例で用いた細胞接着配列挿入フィブロイン様タンパク質をコードする遺伝子の塩基配列を配列番号3および51〜60に、同遺伝子がコードする細胞接着配列挿入フィブロイン様タンパク質のアミノ酸配列を配列番号4および61〜70に示す。すなわち、本発明のタンパク質は、例えば、配列番号4および61〜70のいずれかに示すアミノ酸配列を有するタンパク質であってもよい。また、本発明のタンパク質として、具体的には、実施例で用いた細胞接着配列挿入フィブロイン様タンパク質の保存的バリアントであって細胞接着配列を有しているものも挙げられる。細胞接着配列挿入フィブロイン様タンパク質の保存的バリアントについては、フィブロイン様タンパク質の保存的バリアントについての記載を準用できる。細胞接着配列挿入フィブロイン様タンパク質についての「元の機能が維持されている」とは、タンパク質のバリアントが、幹細胞等の細胞に対する足場機能を示すことをいう。 Specific examples of the protein of the present invention include the cell adhesion sequence-inserted fibroin-like protein used in the examples. The nucleotide sequence of the gene encoding the cell adhesion sequence-inserted fibroin-like protein used in the Examples is shown in SEQ ID NOs: 3 and 51 to 60, and the amino acid sequence of the cell adhesion sequence-inserted fibroin-like protein encoded by the same gene is shown in SEQ ID NOs: 4 and 61. -70. That is, the protein of the present invention may be, for example, a protein having the amino acid sequence shown in any of SEQ ID NOs: 4 and 61 to 70. The protein of the present invention also specifically includes a conservative variant of the cell-insertion sequence-inserted fibroin-like protein used in the Examples and having a cell-adhesion sequence. Regarding the conservative variant of the cell adhesion sequence-inserted fibroin-like protein, the description of the conservative variant of the fibroin-like protein can be applied mutatis mutandis. “The original function is maintained” for a cell adhesion sequence-inserted fibroin-like protein means that the variant of the protein exhibits a scaffold function for cells such as stem cells.
なお、本発明において、「遺伝子」という用語は、目的のタンパク質をコードする限り、DNAに限られず、任意のポリヌクレオチドを包含してよい。すなわち、「本発明のタンパク質をコードする遺伝子」とは、本発明のタンパク質をコードする任意のポリヌクレオチドを意味してよい。本発明のタンパク質をコードする遺伝子は、DNAであってもよく、RNAであってもよく、その組み合わせであってもよい。本発明のタンパク質をコードする遺伝子は、一本鎖であってもよく、二本鎖であってもよい。本発明のタンパク質をコードする遺伝子は、一本鎖DNAであってもよく、一本鎖RNAであってもよい。本発明のタンパク質をコードする遺伝子は、二本鎖DNAであってもよく、二本鎖RNAであってもよく、DNA鎖とRNA鎖からなるハイブリッド鎖であってもよい。本発明のタンパク質をコードする遺伝子は、単一のポリヌクレオチド鎖中に、DNA残基とRNA残基の両方を含んでいてもよい。本発明のタンパク質をコードする遺伝子がRNAを含む場合、上記例示した塩基配列等のDNAに関する記載は、RNAに合わせて適宜読み替えてよい。本発明のタンパク質をコードする遺伝子の態様は、その利用態様等の諸条件に応じて適宜選択できる。 In the present invention, the term “gene” is not limited to DNA as long as it encodes a target protein, and may include any polynucleotide. That is, the “gene encoding the protein of the present invention” may mean any polynucleotide encoding the protein of the present invention. The gene encoding the protein of the present invention may be DNA, RNA, or a combination thereof. The gene encoding the protein of the present invention may be single-stranded or double-stranded. The gene encoding the protein of the present invention may be single-stranded DNA or single-stranded RNA. The gene encoding the protein of the present invention may be double-stranded DNA, double-stranded RNA, or a hybrid strand composed of a DNA strand and an RNA strand. The gene encoding the protein of the present invention may contain both DNA and RNA residues in a single polynucleotide chain. When the gene encoding the protein of the present invention contains RNA, the description regarding DNA such as the exemplified base sequence may be appropriately read according to RNA. The mode of the gene encoding the protein of the present invention can be appropriately selected according to various conditions such as its usage mode.
以下、本発明のタンパク質の構造について、具体的に説明する。 Hereinafter, the structure of the protein of the present invention will be specifically described.
本発明のタンパク質は、繰り返し構造と細胞接着配列を含む。前記繰り返し構造は、繰り返し単位の繰り返しからなる。各繰り返し単位は、Alaリッチ部位とAla非リッチ部位が連結してなる。各繰り返し単位において、Alaリッチ部位がN末側、Ala非リ
ッチ部位がC末側である。すなわち、前記繰り返し構造は、具体的には、N末端からC末端に向けて、Alaリッチ部位とAla非リッチ部位が交互に連結してなる。
The protein of the present invention includes a repeating structure and a cell adhesion sequence. The repeating structure is composed of repeating repeating units. Each repeating unit is formed by connecting an Ala-rich part and an Ala-non-rich part. In each repeating unit, the Ala-rich part is the N-terminal side, and the Ala non-rich part is the C-terminal side. That is, specifically, the repeating structure is formed by alternately connecting Ala-rich sites and Ala-non-rich sites from the N-terminus to the C-terminus.
繰り返し単位の繰り返し数は、3回〜15回である。繰り返し単位の繰り返し数は、例えば、4回以上、5回以上、6回以上、7回以上、8回以上、9回以上、または10回以上であってもよい。繰り返し単位の繰り返し数は、例えば、12回以下、10回以下、8回以下、または6回以下であってもよい。繰り返し単位の繰り返し数は、例えば、上記例示した範囲の矛盾しない組み合わせの範囲であってもよい。繰り返し単位の繰り返し数は、具体的には、例えば、3回〜12回、3回〜10回、3回〜8回、3回〜6回、5回〜15回、7回〜15回、または10回〜15回であってもよい。 The number of repeating units is 3 to 15 times. The number of repeating units may be, for example, 4 times or more, 5 times or more, 6 times or more, 7 times or more, 8 times or more, 9 times or more, or 10 times or more. The number of repeating units may be, for example, 12 times or less, 10 times or less, 8 times or less, or 6 times or less. The number of repeating units may be, for example, a consistent range of the above exemplified ranges. Specifically, the number of repeating units is, for example, 3-12 times, 3-10 times, 3-8 times, 3-6 times, 5-15 times, 7-15 times, Alternatively, it may be 10 to 15 times.
繰り返し単位の構成は、各繰り返しにおいて、同一であってもよく、そうでなくてもよい。すなわち、Alaリッチ部位の構成は、各繰り返しにおいて、同一であってもよく、そうでなくてもよい。また、Ala非リッチ部位の構成は、各繰り返しにおいて、同一であってもよく、そうでなくてもよい。すなわち、繰り返し単位の構成、Alaリッチ部位の構成、およびAla非リッチ部位の構成は、各繰り返しにおいてそれぞれ独立に設定できる。すなわち、繰り返し単位、Alaリッチ部位、およびAla非リッチ部位としては、それぞれ、1種のアミノ酸配列を用いてもよく、2種またはそれ以上のアミノ酸配列を組み合わせて用いてもよい。 The constitution of the repeating unit may or may not be the same in each repetition. That is, the configuration of the Ala-rich part may or may not be the same in each repetition. Further, the configuration of the Ala non-rich portion may or may not be the same in each repetition. That is, the structure of the repeating unit, the structure of the Ala-rich part, and the structure of the Ala non-rich part can be set independently in each repetition. That is, as the repeating unit, the Ala-rich site, and the Ala non-rich site, one amino acid sequence may be used, or two or more amino acid sequences may be used in combination.
<Alaリッチ部位>
「Alaリッチ部位」とは、Ala残基の比率が高い部位(高い比率でAla残基を含む部位)をいう。
<Ala-rich site>
“Ala-rich part” refers to a part having a high ratio of Ala residues (a part containing Ala residues at a high ratio).
Alaリッチ部位の長さは、8残基〜54残基である。すなわち、Alaリッチ部位は、8残基〜54残基のアミノ酸配列からなる。Alaリッチ部位の長さは、例えば、40残基以下、30残基以下、20残基以下、15残基以下、または10残基以下であってもよい。Alaリッチ部位の長さは、例えば、上記例示した範囲の組み合わせの範囲であってもよい。Alaリッチ部位の長さは、具体的には、例えば、8残基〜15残基、または8残基〜10残基であってもよい。Alaリッチ部位の長さは、より具体的には、例えば、9残基であってもよい。 The length of the Ala-rich site is 8 to 54 residues. That is, the Ala-rich site consists of an amino acid sequence of 8 to 54 residues. The length of the Ala-rich site may be, for example, 40 residues or less, 30 residues or less, 20 residues or less, 15 residues or less, or 10 residues or less. The length of the Ala-rich region may be, for example, a combination range of the above-exemplified ranges. Specifically, the length of the Ala-rich site may be, for example, 8 to 15 residues, or 8 to 10 residues. More specifically, the length of the Ala-rich site may be 9 residues, for example.
Alaリッチ部位は、Ala残基からなるものであってもよく、Ala残基と他のアミノ酸残基(Ala残基以外のアミノ酸残基)との組み合わせからなるものであってもよい。 The Ala-rich site may be composed of an Ala residue, or may be composed of a combination of an Ala residue and another amino acid residue (amino acid residue other than an Ala residue).
Alaリッチ部位におけるAla残基の比率は、30%以上である。Alaリッチ部位におけるAla残基の比率は、例えば、40%以上、50%以上、60%以上、または70%以上であってもよい。Alaリッチ部位におけるAla残基の比率は、例えば、100%以下、95%以下、90%以下、85%以下、または80%以下であってもよい。Alaリッチ部位におけるAla残基の比率は、例えば、上記例示した範囲の組み合わせの範囲であってもよい。Alaリッチ部位におけるAla残基の比率は、具体的には、例えば、30%〜100%、50%〜90%、または60%〜85%であってもよい。「Alaリッチ部位におけるAla残基の比率」とは、Alaリッチ部位を構成するアミノ酸残基の総数に対する同Alaリッチ部位に含まれるAla残基の個数の比率である。Alaリッチ部位における他の任意のアミノ酸残基の比率も、同様に算出できる。 The ratio of Ala residues in the Ala-rich site is 30% or more. The ratio of Ala residues in the Ala-rich site may be, for example, 40% or more, 50% or more, 60% or more, or 70% or more. The ratio of Ala residues in the Ala-rich site may be, for example, 100% or less, 95% or less, 90% or less, 85% or less, or 80% or less. The ratio of Ala residues in the Ala-rich site may be, for example, a combination range of the above-exemplified ranges. Specifically, the ratio of Ala residues in the Ala-rich site may be, for example, 30% to 100%, 50% to 90%, or 60% to 85%. The “ratio of Ala residues in the Ala-rich site” is the ratio of the number of Ala residues contained in the Ala-rich site to the total number of amino acid residues constituting the Ala-rich site. The ratio of any other amino acid residue in the Ala-rich site can be calculated in the same manner.
他のアミノ酸残基(Ala残基以外のアミノ酸残基)としては、Gly、Val、Leu、Ile、Ser、Thr、Cys、Met、Asn、Gln、Pro、Asp、Glu、Lys、Arg、His、Phe、Tyr、Trpが挙げられる。他のアミノ酸残基
として、具体的には、例えば、Gly残基およびSer残基が挙げられる。Alaリッチ部位は、他のアミノ酸残基を、1種のみ含んでいてもよく、2種またはそれ以上含んでいてもよい。Alaリッチ部位は、例えば、Gly残基を1個以上含んでいてもよく、Ser残基を1個以上含んでいてもよく、Gly残基およびSer残基をそれぞれ1個以上含んでいてもよい。Alaリッチ部位の両端(N末端およびC末端)は、それぞれ、例えば、Ala残基、Gly残基、またはSer残基であってよい。具体的には、例えば、Alaリッチ部位のN末端がAla残基またはGly残基で、Alaリッチ部位のC末端がAla残基またはSer残基であってもよい。Alaリッチ部位におけるAla残基、Gly残基、およびSer残基の比率は、合計で、例えば、50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、90%以上、95%以上、または100%であってよい。
Other amino acid residues (amino acid residues other than Ala residues) include Gly, Val, Leu, Ile, Ser, Thr, Cys, Met, Asn, Gln, Pro, Asp, Glu, Lys, Arg, His, Phe, Tyr, Trp are mentioned. Specific examples of other amino acid residues include a Gly residue and a Ser residue. The Ala-rich site may contain only one type of other amino acid residue, or may contain two or more types. The Ala-rich site may contain, for example, one or more Gly residues, may contain one or more Ser residues, and may contain one or more Gly residues and one or more Ser residues, respectively. . Both ends (N-terminal and C-terminal) of the Ala-rich site may be, for example, an Ala residue, a Gly residue, or a Ser residue, respectively. Specifically, for example, the N-terminus of the Ala-rich site may be an Ala residue or Gly residue, and the C-terminus of the Ala-rich site may be an Ala residue or Ser residue. The ratio of Ala, Gly, and Ser residues in the Ala-rich site is, for example, 50% or more, 60% or more, 70% or more, 80% or more, 90% or more, 95% or more, or It may be 100%.
Alaリッチ部位は、同部位中のいずれの連続する4アミノ酸残基中にも、少なくとも1個のAla残基を含む。すなわち、Alaリッチ部位には、Ala残基を含まない連続する4アミノ酸残基は存在しない。また、Alaリッチ部位は、同部位中のいずれの連続する7、6、または5アミノ酸残基中にも、少なくとも2個のAla残基を含んでいてもよい。すなわち、Alaリッチ部位には、Ala残基を含まない、あるいは、Ala残基を1個のみ含む、連続する7、6、または5アミノ酸残基は存在しなくてもよい。 The Ala-rich site contains at least one Ala residue in any consecutive 4 amino acid residues in the same site. That is, there are no consecutive 4 amino acid residues that do not contain an Ala residue in the Ala-rich site. In addition, the Ala-rich site may include at least two Ala residues in any continuous 7, 6, or 5 amino acid residues in the same site. That is, the Ala-rich site may not contain 7, 6 or 5 amino acid residues which do not contain an Ala residue or contain only one Ala residue.
Alaリッチ部位のアミノ酸配列としては、例えば、フィブロイン様タンパク質のアミノ酸配列中の、上述したようなAlaリッチ部位の要件を満たす部分のアミノ酸配列が挙げられる。フィブロイン様タンパク質については上述した通りである。配列番号2に示すアミノ酸配列の内、上述したようなAlaリッチ部位の要件を満たす部分としては、アミノ酸番号53〜61、92〜100、121〜129、152〜160、186〜194、219〜227、258〜266、292〜300、326〜334、370〜378、439〜447、498〜506の部分が挙げられる。それらAlaリッチ部位の要件を満たす部分のアミノ酸配列として、具体的には、例えば、GASAAAAAA(配列番号7)、GSSAAAAAA(配列番号8)、GASAASAAS(配列番号9)、GASAAAGAA(配列番号10)が挙げられる。すなわち、Alaリッチ部位は、例えば、それらAlaリッチ部位の要件を満たす部分のアミノ酸配列(例えば、配列番号7、8、9、または10)を有するものであってよい。 Examples of the amino acid sequence of the Ala-rich site include an amino acid sequence of a portion that satisfies the requirements for the Ala-rich site as described above in the amino acid sequence of the fibroin-like protein. The fibroin-like protein is as described above. Of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, the portions satisfying the requirements for the Ala-rich site as described above include amino acid numbers 53 to 61, 92 to 100, 121 to 129, 152 to 160, 186 to 194, and 219 to 227. 258-266, 292-300, 326-334, 370-378, 439-447, 498-506. Specific examples of amino acid sequences that satisfy the requirements for these Ala-rich sites include GASAAAAAA (SEQ ID NO: 7), GSAAAAAAA (SEQ ID NO: 8), GASAASAAS (SEQ ID NO: 9), and GASAAAGAA (SEQ ID NO: 10). It is done. That is, the Ala-rich portion may have, for example, an amino acid sequence (for example, SEQ ID NO: 7, 8, 9, or 10) that satisfies the requirements for these Ala-rich portions.
また、Alaリッチ部位は、それらAlaリッチ部位の要件を満たす部分のアミノ酸配列(例えば、配列番号7、8、9、または10)のバリアントであってもよい。それらAlaリッチ部位の要件を満たす部分のバリアントについては、フィブロイン様タンパク質の保存的バリアントについての記載を準用できる。Alaリッチ部位は、例えば、それらAlaリッチ部位の要件を満たす部分のアミノ酸配列(例えば、配列番号7、8、9、または10)において、1若しくは数個の位置での1若しくは数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、および/または付加されたアミノ酸配列を有するものであってもよい。なお上記「1若しくは数個」とは、それらAlaリッチ部位の要件を満たす部分の長さ等にもよるが、例えば、1〜5個、1〜4個、1〜3個、1〜2個、1個であってもよい。また、Alaリッチ部位は、例えば、それらAlaリッチ部位の要件を満たす部分のアミノ酸配列(例えば、配列番号7、8、9、または10)全体に対して、80%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上、さらに好ましくは97%以上、特に好ましくは99%以上の同一性を有するアミノ酸配列を有するものであってもよい。それらAlaリッチ部位の要件を満たす部分のバリアントについては、改変後のアミノ酸配列が上述したようなAlaリッチ部位の要件を満たす限り、特に制限されない。 Moreover, the variant of the amino acid sequence (for example, sequence number 7, 8, 9, or 10) of the part which satisfy | fills the requirements of these Ala rich sites may be sufficient as an Ala rich site | part. The description of the conservative variant of the fibroin-like protein can be applied mutatis mutandis for those variants that satisfy the requirements for these Ala-rich sites. An Ala-rich site is, for example, one or several amino acids at one or several positions in an amino acid sequence (for example, SEQ ID NO: 7, 8, 9, or 10) that satisfies the requirements of these Ala-rich sites. It may have an amino acid sequence that is substituted, deleted, inserted, and / or added. In addition, although it depends on the length etc. of the part which satisfy | fills the requirements of those Ala rich parts, the above "1 or several" is, for example, 1-5 pieces, 1-4 pieces, 1-3 pieces, 1-2 pieces 1 may be sufficient. Further, the Ala-rich site is, for example, 80% or more, preferably 90% or more, based on the entire amino acid sequence (for example, SEQ ID NO: 7, 8, 9, or 10) that satisfies the requirements of these Ala-rich sites. More preferably, it may have an amino acid sequence having an identity of 95% or more, more preferably 97% or more, and particularly preferably 99% or more. There are no particular restrictions on the variants that satisfy the requirements for these Ala-rich sites as long as the modified amino acid sequence satisfies the requirements for the Ala-rich sites as described above.
<Ala非リッチ部位>
「Ala非リッチ部位」とは、Ala残基の比率が低い部位をいう。
<Ala non-rich site>
The “Ala non-rich site” refers to a site where the ratio of Ala residues is low.
Ala非リッチ部位の長さは、4残基以上である。すなわち、Ala非リッチ部位は、4残基以上のアミノ酸配列からなる。Ala非リッチ部位の長さは、例えば、10残基以上、15残基以上、20残基以上、30残基以上、40残基以上、または50残基以上であってもよい。Ala非リッチ部位の長さは、例えば、200残基以下、150残基以下、100残基以下、80残基以下、60残基以下、または40残基以下であってもよい。Ala非リッチ部位の長さは、上記の矛盾しない組み合わせの範囲であってもよい。Ala非リッチ部位の長さは、具体的には、例えば、4残基〜200残基、10残基〜150残基、または15残基〜100残基であってもよい。 The length of the Ala non-rich site is 4 residues or more. That is, the Ala non-rich site consists of an amino acid sequence of 4 residues or more. The length of the Ala non-rich site may be, for example, 10 residues or more, 15 residues or more, 20 residues or more, 30 residues or more, 40 residues or more, or 50 residues or more. The length of the Ala non-rich site may be, for example, 200 residues or less, 150 residues or less, 100 residues or less, 80 residues or less, 60 residues or less, or 40 residues or less. The length of the Ala non-rich part may be a range of the above-mentioned consistent combinations. Specifically, the length of the Ala non-rich site may be, for example, 4 to 200 residues, 10 to 150 residues, or 15 to 100 residues.
Ala非リッチ部位は、Ala残基を含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。Ala非リッチ部位におけるAla残基の比率は、20%以下である。Ala非リッチ部位におけるAla残基の比率は、例えば、16%以下、14%以下、10%以下、5%以下、または0%であってもよい。 The Ala non-rich site may or may not contain an Ala residue. The ratio of Ala residues in the Ala non-rich site is 20% or less. The ratio of Ala residues in the Ala non-rich site may be, for example, 16% or less, 14% or less, 10% or less, 5% or less, or 0%.
Ala非リッチ部位は、具体的には、例えば、Gly、Ser、Gln、Pro、Tyrから選択される1種またはそれ以上、例えば全て、のアミノ酸残基を含んでいてもよい。Ala非リッチ部位におけるGly、Ser、Gln、Pro、Tyrの比率は、合計で、例えば、50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、90%以上、95%以上、または100%であってよい。Ala非リッチ部位は、Ala残基を含まない連続する4アミノ酸残基を含んでいてよい。Ala非リッチ部位は、例えば、Ala残基を含まない連続する4アミノ酸残基を両端(N末端およびC末端)に含んでいてもよい。 Specifically, the Ala non-rich site may include one or more, for example, all amino acid residues selected from, for example, Gly, Ser, Gln, Pro, and Tyr. The total ratio of Gly, Ser, Gln, Pro, and Tyr in the Ala non-rich region is, for example, 50% or more, 60% or more, 70% or more, 80% or more, 90% or more, 95% or more, or 100%. It may be. The Ala non-rich site may contain 4 consecutive amino acid residues that do not contain Ala residues. The Ala non-rich site may contain, for example, consecutive 4 amino acid residues not containing Ala residues at both ends (N-terminal and C-terminal).
Ala非リッチ部位のアミノ酸配列としては、例えば、フィブロイン様タンパク質のアミノ酸配列中の、上述したようなAla非リッチ部位の要件を満たす部分のアミノ酸配列が挙げられる。フィブロイン様タンパク質については上述した通りである。配列番号2に示すアミノ酸配列の内、上述したようなAla非リッチ部位の要件を満たす部分としては、アミノ酸番号62〜91、101〜120、130〜151、161〜185、195〜218、228〜257、267〜291、301〜325、335〜369、379〜438、448〜497、507〜536の部分が挙げられる。すなわち、Ala非リッチ部位は、例えば、それらAla非リッチ部位の要件を満たす部分のアミノ酸配列を有するものであってよい。また、それらAla非リッチ部位の要件を満たす部分に含まれるモチーフとして、具体的には、例えば、GGYGPGSGQQG(配列番号11)、GGNGPGSGQQG(配列番号12)、GGYGPGYGQQG(配列番号13)、GGYGPGSGQG(配列番号14)、PGQQG(配列番号15)、AGQQG(配列番号16)、SGQQG(配列番号17)、PSQQG(配列番号18
)、PGGQG(配列番号19)、PYGP(配列番号20)、AYGP(配列番号21)が挙げられ
る。配列番号11〜14に示すモチーフを総称して「モチーフA」、配列番号15〜19に示すモチーフを総称して「モチーフB」、配列番号20〜21に示すモチーフを総称して「モチーフC」ともいう。すなわち、Ala非リッチ部位は、より一般的には、例えば、これらのモチーフから選択される1種またはそれ以上を有するものであってよい。Ala非リッチ部位は、具体的には、例えば、モチーフAおよびBを有していてもよく、さらにモチーフCを有していてもよい。Ala非リッチ部位がこれらのモチーフから選択される2種またはそれ以上のモチーフを有する場合、それらの順序は特に制限されない。Ala非リッチ部位は、例えば、N末端からC末端に向けて、モチーフAおよびBを有していてもよく、モチーフA、B、およびCを有していてもよい。Ala非リッチ部位は、これらのモチーフを、いずれも、1個のみ有していてもよく、2個またはそれ以上有していてもよい。Ala非リッチ部位がいずれかのモチーフを2個またはそれ以上有する場合、同モチーフは、Ala非リッチ部位中で、タンデムに並んでいてもよく、そうでなくてもよい。Ala非リッチ部位は、例えば、モチーフBを、1個のみ有していてもよく、2個またはそれ以上有していてもよい。1つのAla非リッチ部位に含まれるモチーフBの数は、例えば、1個以上、2個以上、3個以上、5個以上、または7個以上であってもよく、
15個以下、10個以下、7個以下、または5個以下であってもよく、それらの矛盾しない組み合わせであってもよい。
As an amino acid sequence of an Ala non-rich site, for example, an amino acid sequence of a portion that satisfies the requirements for an Ala non-rich site as described above in the amino acid sequence of a fibroin-like protein can be mentioned. The fibroin-like protein is as described above. Of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, the portions satisfying the requirements for the Ala non-rich site as described above include amino acid numbers 62-91, 101-120, 130-151, 161-185, 195-218, 228- 257, 267-291, 301-325, 335-369, 379-438, 448-497, 507-536 are mentioned. That is, the Ala non-rich portion may have, for example, an amino acid sequence of a portion that satisfies the requirements for these Ala non-rich portions. In addition, specific examples of motifs included in a portion that satisfies the requirements for these Ala non-rich sites include, for example, GGYGPGSGQQG (SEQ ID NO: 11), GGNGPGSGQQG (SEQ ID NO: 12), GGYGPGYGQQG (SEQ ID NO: 13), GGYGPGSGQG (SEQ ID NO: 13). 14), PGQQG (SEQ ID NO: 15), AGQQG (SEQ ID NO: 16), SGQQG (SEQ ID NO: 17), PSQQG (SEQ ID NO: 18)
), PGGQG (SEQ ID NO: 19), PYGP (SEQ ID NO: 20), AYGP (SEQ ID NO: 21). The motifs shown in SEQ ID NOs: 11 to 14 are collectively called “motif A”, the motifs shown in SEQ ID NOs: 15 to 19 are collectively called “motif B”, and the motifs shown in SEQ ID NOs: 20 to 21 are collectively called “motif C”. Also called. That is, the Ala non-rich site may more generally have, for example, one or more selected from these motifs. Specifically, the Ala non-rich site may have, for example, motifs A and B, and may further have a motif C. When the Ala non-rich site has two or more motifs selected from these motifs, their order is not particularly limited. The Ala non-rich site may have, for example, motifs A and B from the N-terminus to the C-terminus, or may have motifs A, B, and C. The Ala non-rich site may have only one of these motifs, or may have two or more. If the Ala non-rich site has two or more of any motif, the motifs may or may not be tandem in the Ala non-rich site. The Ala non-rich site may have, for example, only one motif B or two or more. The number of motifs B contained in one Ala non-rich site may be, for example, 1 or more, 2 or more, 3 or more, 5 or more, or 7 or more,
It may be 15 or less, 10 or less, 7 or less, or 5 or less, or a combination that is consistent.
また、Ala非リッチ部位は、それらAla非リッチ部位の要件を満たす部分のアミノ酸配列のバリアントやそれらに含まれるモチーフのバリアントであってもよい。それらAla非リッチ部位の要件を満たす部分のアミノ酸配列のバリアントやそれらに含まれるモチーフのバリアントについては、フィブロイン様タンパク質の保存的バリアントについての記載を準用できる。Ala非リッチ部位は、例えば、それらAla非リッチ部位の要件を満たす部分のアミノ酸配列やそれらに含まれるモチーフにおいて、1若しくは数個の位置での1若しくは数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、および/または付加されたアミノ酸配列を有するものであってもよい。なお上記「1若しくは数個」とは、それらAla非リッチ部位の要件を満たす部分の長さ等にもよるが、例えば、1〜20個、1〜15個、1〜10個、1〜5個、1〜4個、1〜3個、1〜2個、または1個であってもよい。また、Ala非リッチ部位は、例えば、それらAla非リッチ部位の要件を満たす部分のアミノ酸配列全体やそれらに含まれるモチーフ全体に対して、80%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上、さらに好ましくは97%以上、特に好ましくは99%以上の同一性を有するアミノ酸配列を有するものであってもよい。それらAla非リッチ部位の要件を満たす部分のアミノ酸配列のバリアントやそれらに含まれるモチーフのバリアントについては、改変後のアミノ酸配列が上述したようなAla非リッチ部位の要件を満たす限り、特に制限されない。 The Ala non-rich site may be a variant of the amino acid sequence of a portion that satisfies the requirements of the Ala non-rich site or a variant of the motif included in them. The description of the conservative variant of the fibroin-like protein can be applied mutatis mutandis for the variant of the amino acid sequence of the portion satisfying the requirement of the Ala non-rich site and the variant of the motif contained therein. Ala non-rich sites are, for example, substitutions, deletions, or insertions of one or several amino acids at one or several positions in the amino acid sequences of the portions that satisfy the requirements of these Ala non-rich sites or the motifs contained in them. And / or having an added amino acid sequence. In addition, although it depends on the length etc. of the part which satisfy | fills the requirements of those Ala non-rich parts, the above "1 or several" is, for example, 1-20 pieces, 1-15 pieces, 1-10 pieces, 1-5 It may be one, one to four, one to three, one to two, or one. The Ala non-rich site is, for example, 80% or more, preferably 90% or more, more preferably 95%, with respect to the entire amino acid sequence of the portion that satisfies the requirements of the Ala non-rich site or the entire motif contained therein. More preferably, it may have an amino acid sequence having an identity of 97% or more, particularly preferably 99% or more. There are no particular limitations on the amino acid sequence variants of the portions that satisfy the requirements for these Ala non-rich sites and the motif variants contained therein, as long as the modified amino acid sequence satisfies the requirements for the Ala non-rich sites as described above.
<細胞接着配列>
「細胞接着配列」とは、幹細胞等の細胞に対する足場機能をフィブロイン様タンパク質等のタンパク質に付与できるアミノ酸配列を意味する。「細胞接着配列」とは、具体的には、フィブロイン様タンパク質等のタンパク質に挿入することにより幹細胞等の細胞に対する足場機能を同タンパク質に付与できるアミノ酸配列を意味する。このような性質(すなわち、幹細胞等の細胞に対する足場機能をフィブロイン様タンパク質等のタンパク質に付与できる性質)を「細胞接着配列としての性質」ともいう。
<Cell adhesion sequence>
“Cell adhesion sequence” means an amino acid sequence capable of imparting a scaffold function for cells such as stem cells to proteins such as fibroin-like proteins. The “cell adhesion sequence” specifically refers to an amino acid sequence that can impart a scaffold function to cells such as stem cells by inserting the protein into a protein such as a fibroin-like protein. Such a property (that is, a property capable of imparting a scaffold function for a cell such as a stem cell to a protein such as a fibroin-like protein) is also referred to as “a property as a cell adhesion sequence”.
細胞接着配列は、RGD(Arg−Gly−Asp)を含まない、5残基以上のアミノ酸配列からなる。すなわち、細胞接着配列の長さは、5残基以上である。細胞接着配列の長さは、例えば、50残基以下、30残基以下、または18残基以下であってもよい。細胞接着配列の長さは、上記の矛盾しない組み合わせの範囲であってもよい。細胞接着配列の長さは、具体的には、例えば、5残基〜50残基、5残基〜30残基、または5残基〜18残基であってもよい。細胞接着配列としては、細胞接着性タンパク質の部分アミノ酸配列(細胞接着性タンパク質のアミノ酸配列の一部)であってRGDを含まないもの(細胞接着性タンパク質の非RGD配列)が挙げられる。細胞接着性タンパク質として、具体的には、例えば、フィブロネクチン、ビトロネクチン、コラーゲン、オステオポンチン、ラミニンが挙げられる。細胞接着性タンパク質としては、特に、ラミニンやビトロネクチンが挙げられる。細胞接着性タンパク質として、さらに特には、ラミニンが挙げられる。ラミニンは、α鎖、β鎖、およびγ鎖からなるヘテロ三量体構造を有する。ヒトやマウス等の哺乳類のラミニンのサブユニット鎖としては、5種のα鎖(α1〜α5)、3種のβ鎖(β1〜β3)、3種のγ鎖(γ1〜γ3)が挙げられる。ラミニンは、これらサブユニット鎖の組み合わせによって種々のアイソフォームを構成する。ヒトラミニンとして、具体的には、α5β1γ1からなるヒトラミニン511、α5β2γ1からなるヒトラミニン521、α3β3γ2からなるヒトラミニン332が挙げられる。ヒトラミニンα1鎖(NP_005550)、ヒトラミニンα3鎖(NP_937762)、ヒトラミニンα5鎖(NP_005551
)、ヒトラミニンβ1鎖(NP_002282)、ヒトラミニンβ2鎖(NP_002283)、ヒトラミニンβ3鎖(NP_000219)、ヒトラミニンγ1鎖(NP_002284)、およびヒトラミニンγ2鎖(NP_005553)のアミノ酸配列を、配列番号71、5、6、22〜26にそれぞれ示す。
ヒトラミニンとして、具体的には、ヒトラミニン511−E8も挙げられる。ヒトラミニン511−E8は、ヒトラミニン511の部分断片であり、α5−E8断片、β1−E8断片、γ1−E8断片からなるヘテロ三量体構造を有する。α5−E8断片は、配列番号6のアミノ酸番号2534〜3327に相当する。β1−E8断片は、配列番号22のアミノ酸番号1561〜1786に相当する。γ1−E8断片は、配列番号25のアミノ酸番号1364〜1609に相当する。また、マウスラミニンα1鎖(NP_032506)、マウ
スラミニンα2鎖(NP_032507)、マウスラミニンα3鎖(NP_034810)、マウスラミニンα5鎖(NP_001074640)、マウスラミニンβ1鎖(NP_032508)、マウスラミニンβ3鎖
(NP_032510)のアミノ酸配列を、配列番号27〜32にそれぞれ示す。ビトロネクチン
しては、ヒトビトロネクチンが挙げられる。ヒトビトロネクチンのアミノ酸配列を、配列番号33に示す。細胞接着配列は、RGDを含まず、且つ、細胞接着配列としての性質を有する限り、これらの細胞接着性タンパク質のいずれの部分のアミノ酸配列を有するものであってもよい。
The cell adhesion sequence consists of an amino acid sequence of 5 residues or more that does not contain RGD (Arg-Gly-Asp). That is, the length of the cell adhesion sequence is 5 residues or more. The length of the cell adhesion sequence may be, for example, 50 residues or less, 30 residues or less, or 18 residues or less. The length of the cell adhesion sequence may be in the above-mentioned consistent range. Specifically, the length of the cell adhesion sequence may be, for example, 5 to 50 residues, 5 to 30 residues, or 5 to 18 residues. Examples of the cell adhesion sequence include a partial amino acid sequence of a cell adhesion protein (a part of the amino acid sequence of the cell adhesion protein) that does not contain RGD (a non-RGD sequence of the cell adhesion protein). Specific examples of the cell adhesion protein include fibronectin, vitronectin, collagen, osteopontin, and laminin. Examples of cell adhesion proteins include laminin and vitronectin. More particularly, examples of the cell adhesion protein include laminin. Laminin has a heterotrimeric structure consisting of an α chain, a β chain, and a γ chain. As subunit chains of laminins of mammals such as humans and mice, there are five types of α chains (α1 to α5), three types of β chains (β1 to β3), and three types of γ chains (γ1 to γ3). . Laminin forms various isoforms by combining these subunit chains. Specific examples of human laminin include human laminin 511 composed of α5β1γ1, human laminin 521 composed of α5β2γ1, and human laminin 332 composed of α3β3γ2. Human laminin α1 chain (NP_005550), human laminin α3 chain (NP_937762), human laminin α5 chain (NP_005551)
), Human laminin β1 chain (NP_002282), human laminin β2 chain (NP_002283), human laminin β3 chain (NP_000219), human laminin γ1 chain (NP_002284), and human laminin γ2 chain (NP_005553) are represented by SEQ ID NOs: 71, 5, 6, It shows to 22-26, respectively.
Specific examples of human laminin include human laminin 511-E8. Human laminin 511-E8 is a partial fragment of human laminin 511 and has a heterotrimeric structure consisting of an α5-E8 fragment, a β1-E8 fragment, and a γ1-E8 fragment. The α5-E8 fragment corresponds to amino acid numbers 2534-3327 of SEQ ID NO: 6. The β1-E8 fragment corresponds to amino acid numbers 1561 to 1786 of SEQ ID NO: 22. The γ1-E8 fragment corresponds to amino acid numbers 1364-1609 of SEQ ID NO: 25. In addition, mouse laminin α1 chain (NP_032506), mouse laminin α2 chain (NP_032507), mouse laminin α3 chain (NP_034810), mouse laminin α5 chain (NP_001074640), mouse laminin β1 chain (NP_032508), mouse laminin β3 chain (NP_032510) The amino acid sequences are shown in SEQ ID NOs: 27 to 32, respectively. Vitronectin includes human vitronectin. The amino acid sequence of human vitronectin is shown in SEQ ID NO: 33. The cell adhesion sequence may have an amino acid sequence of any part of these cell adhesion proteins as long as it does not contain RGD and has properties as a cell adhesion sequence.
細胞接着性タンパク質の非RGD配列としては、例えば、ヘパリン結合配列や抗インテグリン抗体阻害配列が挙げられる。細胞接着性タンパク質の非RGD配列として、具体的には、配列番号71に示すヒトラミニンα1鎖のアミノ酸配列の内、アミノ酸番号2113〜2124の部分;配列番号6に示すヒトラミニンα5鎖のアミノ酸配列の内、アミノ酸番号2866〜2880、2905〜2915、3102〜3111、3204〜3209、3260〜3270、3264〜3270、3276〜3286、3306〜3319の部分;配列番号22に示すヒトラミニンβ1鎖のアミノ酸配列の内、アミノ酸番号1567〜1581、1736〜1744の部分;配列番号25に示すヒトラミニンγ1鎖のアミノ酸配列の内、アミノ酸番号1411〜1419の部分;配列番号28に示すマウスラミニンα1鎖のアミノ酸配列の内、アミノ酸番号2210〜2216、2397〜2402、2742〜2753、2745〜2752の部分;配列番号33に示すヒトビトロネクチンのアミノ酸配列の内、アミノ酸番号367〜377の部分が挙げられる。それら細胞接着性タンパク質の非RGD配列として、具体的には、例えば、AASIKVAVSADR(配列番号73)、LLNLRPDDFVFYVGG(配列番号34)、LNEEVVSLYNF(配列番号35)、LKRLNTTGV(配列番号36)、VAFYSN(配列番号37)、GCISNVFVQRLL(配列番号72)、NVFVQRL(配列番号38)、VFDLQQNLGSV(配列番号39)、RGLQATARKASRRS(配列番号4
0)、DIARAEMLLEEAKRA(配列番号41)、KLQLLKDLE(配列番号42)、ALGSAAADA(配
列番号43)、SIYITRF(配列番号44)、IAFQRN(配列番号45)、LQVQLSIR(配列番
号46)、RKRLQVQLSIRT(配列番号47)、KKQRFRHRNRK(配列番号48)が挙げられる
。すなわち、細胞接着配列は、例えば、それら細胞接着性タンパク質の非RGD配列(例えば、配列番号34〜48、72、および73のいずれか)を有するものであってよい。
Examples of the non-RGD sequence of the cell adhesion protein include a heparin binding sequence and an anti-integrin antibody inhibitory sequence. Specifically, as the non-RGD sequence of the cell adhesion protein, the amino acid sequence of amino acid 2113 to 2124 in the amino acid sequence of human laminin α1 chain shown in SEQ ID NO: 71; the amino acid sequence of human laminin α5 chain shown in SEQ ID NO: 6 , Amino acid numbers 2866-2880, 2905-2915, 3102-3111, 3204-3209, 3260-3270, 3264-3270, 3276-3286, 3306-3319; within the amino acid sequence of human laminin β1 chain shown in SEQ ID NO: 22 , Amino acid numbers 1567 to 1581, 1736 to 1744; amino acid sequences of human laminin γ1 chain shown in SEQ ID NO: 25, amino acid numbers 1411 to 1419; amino acid sequence of mouse laminin α1 chain shown in SEQ ID NO: 28, Amino acid number 2210-2 216, 2397 to 2402, 2742 to 2753, 2745 to 2752; among amino acid sequences of human vitronectin shown in SEQ ID NO: 33, the amino acid numbers 367 to 377 are included. Specific examples of the non-RGD sequences of these cell adhesion proteins include, for example, AASIKVAVSADR (SEQ ID NO: 73), LLNLRPDDFVFYVGG (SEQ ID NO: 34), LNEEVVSLYNF (SEQ ID NO: 35), LKRLNTTGV (SEQ ID NO: 36), VAFYSN (SEQ ID NO: 36). 37), GCISNVFVQRLL (SEQ ID NO: 72), NVFVQRL (SEQ ID NO: 38), VFDLQQNLGSV (SEQ ID NO: 39), RGLQATARKASRRS (SEQ ID NO: 4)
0), DIARAEMLLEEAKRA (SEQ ID NO: 41), KLQLLKDLE (SEQ ID NO: 42), ALGSAAADA (SEQ ID NO: 43), SIYITRF (SEQ ID NO: 44), IAFQRN (SEQ ID NO: 45), LQVQLSIR (SEQ ID NO: 46), RKRLQVQLSIRT (SEQ ID NO: 47) ), KKQRFRHRNRK (SEQ ID NO: 48). That is, the cell adhesion sequence may have, for example, a non-RGD sequence (for example, any one of SEQ ID NOs: 34 to 48, 72, and 73) of these cell adhesion proteins.
また、上記例示した細胞接着性タンパク質の非RGD配列のアミノ酸番号の開始位置および/または終了位置は、1または数残基前後してもよい。すなわち、細胞接着配列は、例えば、それら細胞接着性タンパク質の非RGD配列のアミノ酸番号の開始位置および/または終了位置が1または数残基前後してなるアミノ酸配列を有するものであってもよい。「1または数残基」とは、例えば、1〜5残基、1〜4残基、1〜3残基、1〜2残基、または1残基であってよい。なお、例えば、「配列番号6に示すアミノ酸配列のアミノ酸番号2866〜2880の開始位置および/または終了位置がN残基前後してなるアミノ酸配列」(Nは正の整数)とは、配列番号6に示すアミノ酸配列のアミノ酸番号2866±N〜2880、2866〜2880±N、または2866±N〜2880±Nに示すアミノ酸配列を意味する。他のアミノ酸配列および他のアミノ酸番号についても同様である。 Moreover, the start position and / or end position of the amino acid number of the non-RGD sequence of the cell adhesion protein exemplified above may be around 1 or several residues. That is, the cell adhesion sequence may have, for example, an amino acid sequence in which the start position and / or the end position of the amino acid numbers of the non-RGD sequences of these cell adhesion proteins are around one or several residues. “One or several residues” may be, for example, 1 to 5 residues, 1 to 4 residues, 1 to 3 residues, 1 to 2 residues, or 1 residue. For example, “the amino acid sequence in which the start position and / or the end position of amino acid numbers 2866 to 2880 of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6 are about N residues” (N is a positive integer) means “SEQ ID NO: 6”. The amino acid sequence shown in amino acid numbers 2866 ± N to 2880, 2866 to 2880 ± N, or 2866 ± N to 2880 ± N of the amino acid sequence shown in FIG. The same applies to other amino acid sequences and other amino acid numbers.
また、細胞接着配列は、上記例示した細胞接着配列の組み合わせであってもよい。すなわち、細胞接着配列は、上記例示した細胞接着配列から選択される2つまたはそれ以上の
組み合わせであってもよい。なお、「細胞接着性タンパク質のアミノ酸配列」という用語(例えば、「細胞接着性タンパク質の部分アミノ酸配列」や「細胞接着性タンパク質の非RGD配列」)には、細胞接着性タンパク質のアミノ酸配列の組み合わせも包含されるものとする。組み合わせとして、具体的には、例えば、LQVQLSIRIAFQRN(配列番号49)が挙げられる。
Further, the cell adhesion sequence may be a combination of the cell adhesion sequences exemplified above. That is, the cell adhesion sequence may be a combination of two or more selected from the cell adhesion sequences exemplified above. The term “amino acid sequence of cell adhesive protein” (for example, “partial amino acid sequence of cell adhesive protein” or “non-RGD sequence of cell adhesive protein”) includes a combination of amino acid sequences of cell adhesive protein. Are also included. Specific examples of the combination include LQVQLSIRIAFQRN (SEQ ID NO: 49).
また、細胞接着配列は、RGDを含まない限り、それらアミノ酸配列(例えば、配列番号34〜49、72、73等の細胞接着性タンパク質の部分アミノ酸配列またはそれらの組み合わせ)のバリアントであってもよい。なお、「細胞接着性タンパク質のアミノ酸配列」という用語(例えば、「細胞接着性タンパク質の部分アミノ酸配列」や「細胞接着性タンパク質の非RGD配列」)には、実際に天然の細胞接着性タンパク質に見出されるアミノ酸配列に限られず、それらのバリアントも包含されるものとする。それらアミノ酸配列のバリアントについては、フィブロイン様タンパク質の保存的バリアントについての記載を準用できる。細胞接着配列は、例えば、それらアミノ酸配列(例えば、配列番号34〜49、72、73等の細胞接着性タンパク質の部分アミノ酸配列またはそれらの組み合わせ)において、RGD以外の1若しくは数個の位置での1若しくは数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、および/または付加され、且つRGDを含まないアミノ酸配列を有するものであってもよい。なお上記「1若しくは数個」とは、それら細胞接着配列の要件を満たす部分の長さ等にもよるが、例えば、1〜5個、1〜4個、1〜3個、1〜2個、または1個であってよい。また、細胞接着配列は、例えば、それら細胞接着配列の要件を満たす部分のアミノ酸配列(例えば、配列番号34〜49、72、73等の細胞接着性タンパク質の部分アミノ酸配列またはそれらの組み合わせ)全体に対して、80%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上、さらに好ましくは97%以上、特に好ましくは99%以上の同一性を有し、且つRGDを含まないアミノ酸配列を有するものであってもよい。それらアミノ酸配列のバリアントについては、RGDを含まず、且つ、同バリアントが細胞接着配列としての性質を有する(同バリアントが幹細胞等の細胞に対する足場機能をフィブロイン様タンパク質等のタンパク質に付与できる)限り、特に制限されない。バリアントとして、具体的には、例えば、KKQRFRHRNRK(配列番号48)の両端にGを付加してなるGKKQRFRHRNRKG(配列番号50)やヒトラミニンα1の部分配列のバリアン
トであるPGASIKVAVSAGPS(配列番号74)が挙げられる。また、細胞接着配列は、配列番号50または74に示すアミノ酸配列のさらなるバリアントであってもよい。
The cell adhesion sequence may be a variant of those amino acid sequences (for example, partial amino acid sequences of cell adhesion proteins such as SEQ ID NOs: 34 to 49, 72, 73, or combinations thereof) as long as RGD is not included. . The term “amino acid sequence of cell adhesive protein” (for example, “partial amino acid sequence of cell adhesive protein” or “non-RGD sequence of cell adhesive protein”) actually includes natural cell adhesive protein. It is not limited to the amino acid sequence to be found, and variants thereof are also included. Regarding the variants of these amino acid sequences, the description of the conservative variant of the fibroin-like protein can be applied correspondingly. Cell adhesion sequences are, for example, in one or several positions other than RGD in their amino acid sequences (for example, partial amino acid sequences of cell adhesion proteins such as SEQ ID NOs: 34 to 49, 72, 73, or combinations thereof). It may have an amino acid sequence in which one or several amino acids are substituted, deleted, inserted, and / or added and does not contain RGD. In addition, although it depends on the length etc. of the part which satisfy | fills the requirements of these cell adhesion arrangement | sequences, said "1 or several" is, for example, 1-5 pieces, 1-4 pieces, 1-3 pieces, 1-2 pieces Or one. In addition, the cell adhesion sequence is, for example, the entire amino acid sequence (for example, partial amino acid sequences of cell adhesion proteins such as SEQ ID NOs: 34 to 49, 72, 73, or combinations thereof) that satisfy the requirements for the cell adhesion sequences On the other hand, having an amino acid sequence having 80% or more, preferably 90% or more, more preferably 95% or more, still more preferably 97% or more, particularly preferably 99% or more, and does not contain RGD It may be. As long as these amino acid sequence variants do not include RGD and the variant has the property of a cell adhesion sequence (the variant can impart a scaffold function to cells such as stem cells to proteins such as fibroin-like proteins) There is no particular limitation. Specific examples of variants include GKKQRFRHRNRKG (SEQ ID NO: 50) obtained by adding G to both ends of KKQRFRHRNRK (SEQ ID NO: 48) and PGASIKVAVSAGPS (SEQ ID NO: 74) which is a variant of a partial sequence of human laminin α1. . The cell adhesion sequence may also be a further variant of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 50 or 74.
すなわち、細胞接着配列は、例えば、配列番号34〜50および72〜74のいずれかに示すアミノ酸配列を有するもの、またはそのバリアントであってもよい。また、細胞接着配列は、例えば、特に、配列番号34〜44、47、49、50、および72〜74のいずれかに示すアミノ酸配列を有するもの、またはそのバリアントであってもよい。 That is, the cell adhesion sequence may be, for example, one having the amino acid sequence shown in any of SEQ ID NOs: 34 to 50 and 72 to 74, or a variant thereof. The cell adhesion sequence may be, for example, one having an amino acid sequence shown in any of SEQ ID NOs: 34 to 44, 47, 49, 50, and 72 to 74, or a variant thereof.
或るアミノ酸配列が細胞接着配列としての性質を有するか否かは、例えば、当該アミノ酸配列が挿入されたフィブロイン様タンパク質が幹細胞等の細胞に対する足場機能を示すか否かを確認することにより、確認することができる。当該タンパク質が幹細胞等の細胞に対する足場機能を示すか否かは、例えば、当該タンパク質で細胞培養面をコーティングした培養容器を用いて幹細胞等の細胞を培養することにより、確認できる。すなわち、当該タンパク質で細胞培養面をコーティングすることにより幹細胞等の細胞の増殖が向上した場合に、当該タンパク質が幹細胞等の細胞に対する足場機能を示すと判断できる。 Whether or not a certain amino acid sequence has a property as a cell adhesion sequence is confirmed by, for example, confirming whether or not the fibroin-like protein into which the amino acid sequence is inserted exhibits a scaffold function for cells such as stem cells. can do. Whether or not the protein exhibits a scaffold function for cells such as stem cells can be confirmed, for example, by culturing cells such as stem cells using a culture vessel in which the cell culture surface is coated with the protein. That is, when the proliferation of cells such as stem cells is improved by coating the cell culture surface with the protein, it can be determined that the protein exhibits a scaffold function for cells such as stem cells.
また、或るアミノ酸配列が細胞接着配列としての性質を有するか否かは、例えば、当該アミノ酸配列が幹細胞等の細胞の細胞足場材への接着を阻害する機能(細胞接着阻害機能)を示すか否かを確認することにより、確認することができる。すなわち、当該アミノ酸配列が細胞接着配列としての性質を有する場合、当該アミノ酸配列を有するペプチドを細胞と共存させると、細胞表面の足場認識部位が当該ペプチドによりマスクされ、以て当該
細胞の細胞足場材への接着が阻害されると考えられる。当該アミノ酸配列が細胞接着阻害機能を示すか否かは、例えば、当該アミノ酸配列を有するペプチドの存在下または非存在下で、細胞足場材でコーティングした細胞培養プレートで細胞を培養し、生細胞数を比較することにより、確認することができる。すなわち、当該ペプチドによる生細胞数の低下が認められた場合に、当該アミノ酸配列が細胞接着阻害機能を示すと判断できる。細胞としては、例えば、201B7株等の人工多能性幹細胞(iPS細胞)を用いることができる。
細胞足場材としては、例えば、ラミニン等の細胞接着タンパク質やそれを含有する素材を用いることができる。そのような細胞足場材として、具体的には、iMatrix(ニッピ社製
)やマトリゲル(日本ベクトンディッキンソン社製)が挙げられる。細胞接着阻害機能の評価は、より具体的には、実施例に記載の条件で実施することができる。すなわち、細胞接着配列は、例えば、細胞接着阻害機能を示すアミノ酸配列を有するものであってよい。細胞接着配列は、具体的には、例えば、iPS細胞の細胞足場材への接着を阻害する機能を示すアミノ酸配列を有するものであってよい。細胞接着配列は、より具体的には、例えば、iPS細胞のラミニンへの接着を阻害する機能を示すアミノ酸配列を有するものであってよい。
Whether or not an amino acid sequence has a property as a cell adhesion sequence is, for example, whether the amino acid sequence exhibits a function of inhibiting adhesion of cells such as stem cells to a cell scaffold (cell adhesion inhibition function). It can be confirmed by confirming whether or not. That is, when the amino acid sequence has a property as a cell adhesion sequence, when a peptide having the amino acid sequence coexists with a cell, the scaffold recognition site on the cell surface is masked by the peptide, and thus the cell scaffold material of the cell. It is thought that the adhesion to is inhibited. Whether or not the amino acid sequence exhibits a cell adhesion inhibiting function is determined by, for example, culturing cells on a cell culture plate coated with a cell scaffold in the presence or absence of a peptide having the amino acid sequence, Can be confirmed by comparing. That is, when a decrease in the number of living cells due to the peptide is observed, it can be determined that the amino acid sequence exhibits a cell adhesion inhibitory function. As the cells, for example, artificial pluripotent stem cells (iPS cells) such as 201B7 strain can be used.
As the cell scaffold, for example, a cell adhesion protein such as laminin or a material containing the same can be used. Specific examples of such a cell scaffold include iMatrix (Nippi) and Matrigel (Nippon Becton Dickinson). More specifically, the cell adhesion inhibitory function can be evaluated under the conditions described in the examples. That is, the cell adhesion sequence may have, for example, an amino acid sequence that exhibits a cell adhesion inhibitory function. Specifically, the cell adhesion sequence may have, for example, an amino acid sequence showing a function of inhibiting adhesion of iPS cells to a cell scaffold. More specifically, the cell adhesion sequence may have, for example, an amino acid sequence that exhibits a function of inhibiting adhesion of iPS cells to laminin.
また、言い換えると、細胞接着阻害機能を指標として細胞接着配列をスクリーニングすることができる。具体的には、例えば、細胞接着タンパク質の部分アミノ酸配列やそのバリアントを含むペプチドライブラリーを対象として細胞接着阻害機能の評価を実施することにより、細胞接着配列をスクリーニングすることができる。すなわち、細胞接着配列は、例えば、細胞接着阻害機能を指標としてスクリーニングされたアミノ酸配列を有するものであってよい。 In other words, the cell adhesion sequence can be screened using the cell adhesion inhibitory function as an index. Specifically, for example, a cell adhesion sequence can be screened by evaluating a cell adhesion inhibitory function for a peptide library containing a partial amino acid sequence of a cell adhesion protein or a variant thereof. That is, the cell adhesion sequence may have an amino acid sequence screened using, for example, a cell adhesion inhibitory function as an index.
本発明のタンパク質は、繰り返し構造中に細胞接着配列を含む。すなわち、細胞接着配列は、繰り返し構造中に挿入されている。言い換えると、本発明のタンパク質が有する繰り返し構造は、細胞接着配列が挿入された繰り返し構造である。細胞接着配列は、具体的には、繰り返し構造を構成する繰り返し単位から選択される1つまたはそれ以上の繰り返し単位中に挿入されて(含まれて)いる。細胞接着配列は、例えば、繰り返し構造を構成する繰り返し単位から選択される2つ以上、3つ以上、4つ以上、5つ以上、6つ以上、または7つ以上の繰り返し単位中に挿入されて(含まれて)いてもよい。細胞接着配列は、例えば、繰り返し構造を構成する全ての繰り返し単位中に挿入されて(含まれて)いてもよい。1つの繰り返し単位は、細胞接着配列を、1個のみ有していてもよく、2個またはそれ以上有していてもよい。1つの繰り返し単位が細胞接着配列を2個またはそれ以上有する場合、同細胞接着配列は、繰り返し単位中で、タンデムに並んでいてもよく、そうでなくてもよい。1つの繰り返し単位に含まれる細胞接着配列の数は、例えば、1個以上、2個以上、または3個以上であってもよく、5個以下、3個以下、または2個以下であってもよく、それらの矛盾しない組み合わせであってもよい。1つの繰り返し単位に含まれる細胞接着配列の数は、具体的には、例えば、1個〜3個であってもよい。本発明のタンパク質に含まれる細胞接着配列の総数は、例えば、1個以上、2個以上、3個以上、4個以上、5個以上、6個以上、または7個以上であってもよく、50個以下、40個以下、30個以下、25個以下、20個以下、15個以下、または10個以下であってもよく、それらの組み合わせであってもよい。繰り返し構造に含まれる細胞接着配列の総数は、具体的には、例えば、1個〜50個、3個〜30個、または5個〜15個であってもよい。本発明のタンパク質が2個以上の細胞接着配列を含む場合、細胞接着配列の構成はそれぞれ独立に設定できる。すなわち、細胞接着配列としては、1種の細胞接着配列を用いてもよく、2種またはそれ以上の細胞接着配列を組み合わせて用いてもよい。 The protein of the present invention contains a cell adhesion sequence in a repeating structure. That is, the cell adhesion sequence is inserted into the repeated structure. In other words, the repeating structure of the protein of the present invention is a repeating structure in which a cell adhesion sequence is inserted. Specifically, the cell adhesion sequence is inserted (included) in one or more repeating units selected from repeating units constituting the repeating structure. The cell adhesion sequence is inserted into, for example, two or more, three or more, four or more, five or more, six or more, or seven or more repeating units selected from repeating units constituting the repeating structure. (Included). The cell adhesion sequence may be inserted (included) in all the repeating units constituting the repeating structure, for example. One repeating unit may have only one cell adhesion sequence, or may have two or more. When one repeating unit has two or more cell adhesion sequences, the cell adhesion sequences may or may not be arranged in tandem in the repeating unit. The number of cell adhesion sequences contained in one repeating unit may be, for example, 1 or more, 2 or more, or 3 or more, or 5 or less, 3 or less, or 2 or less. Of course, they may be a consistent combination. Specifically, the number of cell adhesion sequences included in one repeating unit may be, for example, 1 to 3. The total number of cell adhesion sequences contained in the protein of the present invention may be, for example, 1 or more, 2 or more, 3 or more, 4 or more, 5 or more, 6 or more, or 7 or more, It may be 50 or less, 40 or less, 30 or less, 25 or less, 20 or less, 15 or less, or 10 or less, or a combination thereof. Specifically, the total number of cell adhesion sequences included in the repeating structure may be, for example, 1 to 50, 3 to 30, or 5 to 15. When the protein of the present invention contains two or more cell adhesion sequences, the configuration of the cell adhesion sequences can be set independently. That is, as the cell adhesion sequence, one type of cell adhesion sequence may be used, or two or more types of cell adhesion sequences may be used in combination.
繰り返し単位における細胞接着配列の位置は、特に制限されない。各細胞接着配列は、例えば、Ala非リッチ部位中、またはAlaリッチ部位と前記Ala非リッチ部位の連結部に挿入されていてよい。細胞接着配列が挿入されるAla非リッチ部位としては、例
えば、配列番号2に示すアミノ酸配列の内、アミノ酸番号62〜91、101〜120、130〜151、161〜185、195〜218、228〜257、267〜291、301〜325、335〜369、379〜438、448〜497、507〜536の部分が挙げられる。細胞接着配列が挿入されるAla非リッチ部位として、より具体的には、例えば、配列番号2に示すアミノ酸配列の内、アミノ酸番号109と110、170と171、203と204、276と277、310と311、403と404、472と473の間が挙げられる。細胞接着配列が挿入されるAlaリッチ部位とAla非リッチ部位の連結部としては、例えば、配列番号2に示すアミノ酸配列の内、アミノ酸番号61と62、91と92、100と101、120と121、129と130、151と152、160と161、185と186、194と195、218と219、227と228、257と258、266と267、291と292、300と301、325と326、334と335、369と370、378と379、438と439、447と448、497と498、506と507の間が挙げられる。細胞接着配列は、Ala非リッチ部位中、および/またはAlaリッチ部位とAla非リッチ部位の連結部に挿入されることに加え、さらにその他の部位に挿入されてもよい。その他の部位としては、Alaリッチ部位や、後述のN末領域およびC末領域が挙げられる。
The position of the cell adhesion sequence in the repeating unit is not particularly limited. Each cell adhesion sequence may be inserted, for example, in an Ala non-rich site, or at a connection portion between an Ala-rich site and the Ala non-rich site. Examples of the Ala non-rich site into which the cell adhesion sequence is inserted include, for example, amino acid numbers 62 to 91, 101 to 120, 130 to 151, 161 to 185, 195 to 218, and 228 to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2. 257, 267-291, 301-325, 335-369, 379-438, 448-497, 507-536 are mentioned. More specifically, as an Ala non-rich site into which a cell adhesion sequence is inserted, for example, among amino acid sequences shown in SEQ ID NO: 2, amino acid numbers 109 and 110, 170 and 171, 203 and 204, 276 and 277, 310 And 311, 403 and 404, and 472 and 473. Examples of the linking portion between the Ala-rich portion and the non-Ala-rich portion into which the cell adhesion sequence is inserted include, for example, amino acid numbers 61 and 62, 91 and 92, 100 and 101, 120 and 121 in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2. 129 and 130, 151 and 152, 160 and 161, 185 and 186, 194 and 195, 218 and 219, 227 and 228, 257 and 258, 266 and 267, 291 and 292, 300 and 301, 325 and 326, 334 And 335, 369 and 370, 378 and 379, 438 and 439, 447 and 448, 497 and 498, and 506 and 507. In addition to being inserted into the Ala non-rich site and / or the junction between the Ala-rich site and the Ala non-rich site, the cell adhesion sequence may be inserted into another site. Examples of other parts include an Ala-rich part and an N-terminal region and a C-terminal region described later.
<その他の部位>
本発明のタンパク質は、最初の繰り返し単位の前に、すなわち繰り返し構造の前に、さらに、N末領域を含んでいてよい。N末領域のアミノ酸配列は特に制限されない。N末領域の長さは、例えば、1残基以上、3残基以上、5残基以上、10残基以上、30残基以上、50残基以上、または100残基以上であってもよく、200残基以下、150残基以下、100残基以下、80残基以下、60残基以下、または40残基以下であってもよく、それらの矛盾しない組み合わせであってもよい。N末領域は、具体的には、例えば、1残基〜200残基であってもよい。N末領域は、例えば、Ala非リッチ部位の要件を満たすアミノ酸配列を含んでいてよい。
<Other parts>
The protein of the present invention may further contain an N-terminal region before the first repeating unit, that is, before the repeating structure. The amino acid sequence of the N-terminal region is not particularly limited. The length of the N-terminal region may be, for example, 1 residue or more, 3 residues or more, 5 residues or more, 10 residues or more, 30 residues or more, 50 residues or more, or 100 residues or more 200 residues or less, 150 residues or less, 100 residues or less, 80 residues or less, 60 residues or less, or 40 residues or less, or a consistent combination thereof. Specifically, the N-terminal region may be, for example, 1 to 200 residues. The N-terminal region may include, for example, an amino acid sequence that satisfies the requirements for an Ala non-rich site.
本発明のタンパク質は、最後の繰り返し単位の後に、すなわち繰り返し構造の後に、さらに、C末領域を含んでいてよい。C末領域のアミノ酸配列は特に制限されない。C末領域の長さは、例えば、1残基以上、3残基以上、5残基以上、10残基以上、30残基以上、50残基以上、または100残基以上であってもよく、200残基以下、150残基以下、100残基以下、80残基以下、60残基以下、または40残基以下であってもよく、それらの矛盾しない組み合わせであってもよい。C末領域は、具体的には、例えば、1残基〜200残基であってもよい。C末領域は、例えば、Alaリッチ部位の要件を満たすアミノ酸配列を含んでいてよい。また、C末領域は、例えば、クモのフィブロインのC末端付近のアミノ酸配列と90%以上の相同性を有するアミノ酸配列を含んでいてよい。クモのフィブロインのC末端付近のアミノ酸配列としては、例えば、クモのフィブロインのC末端50残基のアミノ酸配列、C末端50残基からC末端20残基を除去したアミノ酸配列、C末端50残基からC末端29残基を除去したアミノ酸配列が挙げられる。クモのフィブロインのC末端付近のアミノ酸配列として、具体的には、例えば、ニワオニグモのADF3(partial;NCBI AAC47010.1 GI:1263287)の587位〜636位(C末端50
残基)のアミノ酸配列、587位〜616位のアミノ酸配列、587位〜607位のアミノ酸配列が挙げられる。C末端にニワオニグモのADF3(partial;NCBI AAC47010.1 GI:1263287)の587位〜636位のアミノ酸配列を有する本発明のタンパク質として、具体
的には、例えば、配列番号4および61〜70のいずれかに示すアミノ酸配列を有するタンパク質が挙げられる。
The protein of the present invention may further contain a C-terminal region after the last repeating unit, that is, after the repeating structure. The amino acid sequence in the C-terminal region is not particularly limited. The length of the C-terminal region may be, for example, 1 residue or more, 3 residues or more, 5 residues or more, 10 residues or more, 30 residues or more, 50 residues or more, or 100 residues or more. 200 residues or less, 150 residues or less, 100 residues or less, 80 residues or less, 60 residues or less, or 40 residues or less, or a consistent combination thereof. Specifically, the C-terminal region may be, for example, 1 to 200 residues. The C-terminal region may include, for example, an amino acid sequence that satisfies the requirements for an Ala-rich site. The C-terminal region may include, for example, an amino acid sequence having 90% or more homology with the amino acid sequence near the C-terminus of spider fibroin. Examples of the amino acid sequence near the C-terminal of spider fibroin include, for example, the amino acid sequence of C-terminal 50 residues of spider fibroin, the amino acid sequence obtained by removing C-terminal 20 residues from C-terminal 50 residues, C-terminal 50 residues An amino acid sequence obtained by removing 29 residues from the C-terminal. Specific examples of amino acid sequences near the C-terminal of spider fibroin include, for example, positions 587 to 636 (C-terminal 50) of ADF3 (partial; NCBI AAC47010.1 GI: 1263287)
Residue) amino acid sequence, amino acid sequence at positions 587 to 616, and amino acid sequence at positions 587 to 607. Specific examples of the protein of the present invention having the amino acid sequence of positions 587 to 636 of ADF3 (partial; NCBI AAC47010.1 GI: 1263287) of the spider spider at the C-terminus include, for example, any of SEQ ID NOs: 4 and 61 to 70 And a protein having the amino acid sequence shown above.
また、N末領域およびC末領域は、いずれも、例えば、ペプチドタグやプロテアーゼの認識配列等の機能性配列を含んでいてよい。機能性配列としては、1種の機能性配列を用いてもよく、2種またはそれ以上の機能性配列を組み合わせて用いてもよい。ペプチドタ
グとして、具体的には、Hisタグ、FLAGタグ、GSTタグ、Mycタグ、MBP(maltose binding protein)、CBP(cellulose binding protein)、TRX(thioredoxin)、GFP(green fluorescent protein)、HRP(horseradish peroxidase)、ALP(alkaline phosphatase)、
抗体のFc領域が挙げられる。ペプチドタグは、例えば、発現したタンパク質の検出や精製に利用できる。プロテアーゼの認識配列として、具体的には、HRV3Cプロテアーゼ認識配
列、Factor Xaプロテアーゼ認識配列、proTEVプロテアーゼ認識配列が挙げられる。プロ
テアーゼの認識配列は、例えば、発現したタンパク質の切断に利用できる。N末端にHis
タグとHRV3Cプロテアーゼ認識配列を有する本発明のタンパク質として、具体的には、例
えば、配列番号4および61〜70のいずれかに示すアミノ酸配列を有するタンパク質が挙げられる。
In addition, both the N-terminal region and the C-terminal region may include a functional sequence such as a peptide tag or a protease recognition sequence. As the functional sequence, one type of functional sequence may be used, or two or more types of functional sequences may be used in combination. Specific peptide tags include His tags, FLAG tags, GST tags, Myc tags, MBP (maltose binding protein), CBP (cellulose binding protein), TRX (thioredoxin), GFP (green fluorescent protein), HRP (horseradish) peroxidase), ALP (alkaline phosphatase),
Examples include the Fc region of an antibody. The peptide tag can be used, for example, for detection and purification of the expressed protein. Specific examples of the protease recognition sequence include HRV3C protease recognition sequence, Factor Xa protease recognition sequence, and proTEV protease recognition sequence. Protease recognition sequences can be used, for example, to cleave the expressed protein. His at the N-terminus
Specific examples of the protein of the present invention having a tag and an HRV3C protease recognition sequence include, for example, a protein having an amino acid sequence represented by any of SEQ ID NOs: 4 and 61 to 70.
<1−2>本発明のタンパク質の製造
本発明のタンパク質は、本発明のタンパク質をコードする遺伝子を有する宿主に本発明のタンパク質をコードする遺伝子を発現させることにより製造できる。なお、「本発明のタンパク質をコードする遺伝子を有する」ことを、「本発明のタンパク質を有する」ともいう。すなわち、例えば、本発明のタンパク質をコードする遺伝子を有する宿主を、「本発明のタンパク質を有する宿主」ともいう。また、本発明のタンパク質をコードする遺伝子の発現を、「本発明のタンパク質の発現」ともいう。また、本発明のタンパク質は、本発明のタンパク質をコードする遺伝子を無細胞タンパク質合成系で発現させることによっても製造できる。
<1-2> Production of the protein of the present invention The protein of the present invention can be produced by expressing a gene encoding the protein of the present invention in a host having the gene encoding the protein of the present invention. “Having a gene encoding the protein of the present invention” is also referred to as “having the protein of the present invention”. That is, for example, a host having a gene encoding the protein of the present invention is also referred to as a “host having the protein of the present invention”. The expression of the gene encoding the protein of the present invention is also referred to as “expression of the protein of the present invention”. The protein of the present invention can also be produced by expressing a gene encoding the protein of the present invention in a cell-free protein synthesis system.
本発明のタンパク質をコードする遺伝子を有する宿主は、適当な宿主に本発明のタンパク質をコードする遺伝子を導入することにより得られる。 A host having a gene encoding the protein of the present invention can be obtained by introducing a gene encoding the protein of the present invention into an appropriate host.
本発明のタンパク質をコードする遺伝子を導入する宿主は、本発明のタンパク質を発現できるものであれば特に制限されない。宿主としては、例えば、細菌、放線菌、酵母、真菌、植物細胞、昆虫細胞、および動物細胞が挙げられる。好ましい宿主としては、細菌や酵母等の微生物が挙げられる。より好ましい宿主としては、細菌が挙げられる。細菌としては、グラム陰性細菌やグラム陽性細菌が挙げられる。グラム陰性細菌としては、例えば、エシェリヒア(Escherichia)属細菌、エンテロバクター(Enterobacter)属細菌、パ
ントエア(Pantoea)属細菌等の腸内細菌科(Enterobacteriaceae)に属する細菌が挙げ
られる。グラム陽性細菌としては、バチルス(Bacillus)属細菌、コリネバクテリウム(Corynebacterium)属細菌等のコリネ型細菌が挙げられる。エシェリヒア属細菌としては
、例えば、エシェリヒア・コリ(Escherichia coli)が挙げられる。コリネ型細菌としては、例えば、コリネバクテリウム・グルタミカム(Corynebacterium glutamicum)やコリネバクテリウム・アンモニアゲネス(コリネバクテリウム・スタティオニス)(Corynebacterium ammoniagenes (Corynebacterium stationis))が挙げられる。宿主としては、中でも、エシェリヒア・コリ(Escherichia coli)を好適に用いることができる。エシェリヒア・コリとして、具体的には、例えば、W3110株(ATCC 27325)やMG1655株(ATCC 47076)等のエシェリヒア・コリK-12株;エシェリヒア・コリK5株(ATCC 23506);BL21(DE3)株やそのrecA-株であるBLR(DE3)株等のエシェリヒア・コリB株;およびそれらの派生株が挙げられる。
The host into which the gene encoding the protein of the present invention is introduced is not particularly limited as long as it can express the protein of the present invention. Examples of the host include bacteria, actinomycetes, yeast, fungi, plant cells, insect cells, and animal cells. Preferred hosts include microorganisms such as bacteria and yeast. More preferred hosts include bacteria. Examples of bacteria include gram negative bacteria and gram positive bacteria. Examples of Gram-negative bacteria include bacteria belonging to the family Enterobacteriaceae such as Escherichia bacteria, Enterobacter bacteria, Pantoea bacteria, and the like. Examples of Gram-positive bacteria include coryneform bacteria such as Bacillus bacteria and Corynebacterium bacteria. Examples of bacteria belonging to the genus Escherichia include Escherichia coli. Examples of coryneform bacteria include Corynebacterium glutamicum and Corynebacterium ammoniagenes (Corynebacterium stationis). Among them, Escherichia coli can be preferably used as the host. Specific examples of Escherichia coli include, for example, Escherichia coli K-12 strains such as W3110 strain (ATCC 27325) and MG1655 strain (ATCC 47076); Escherichia coli K5 strain (ATCC 23506); BL21 (DE3) strain And Escherichia coli B strains such as the BLR (DE3) strain, which is a recA-strain thereof, and derivatives thereof.
これらの菌株は、例えば、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション(住所12301 Parklawn Drive, Rockville, Maryland 20852 P.O. Box 1549, Manassas, VA 20108, United States of America)より分譲を受けることが出来る。すなわち各菌株に対応する
登録番号が付与されており、この登録番号を利用して分譲を受けることが出来る(http://www.atcc.org/参照)。各菌株に対応する登録番号は、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクションのカタログに記載されている。また、BL21(DE3)株は、例えば、ライフテ
クノロジーズ社より入手可能である(製品番号 C6000-03)。また、BLR(DE3)株は、例え
ば、メルクミリポア社より入手可能である(製品番号 69053)。
These strains can be sold, for example, from the American Type Culture Collection (address 12301 Parklawn Drive, Rockville, Maryland 20852 PO Box 1549, Manassas, VA 20108, United States of America). That is, a registration number corresponding to each strain is given, and it is possible to receive a sale using this registration number (see http://www.atcc.org/). The registration number corresponding to each strain is described in the catalog of American Type Culture Collection. The BL21 (DE3) strain is available, for example, from Life Technologies (product number C6000-03). The BLR (DE3) strain is available, for example, from Merck Millipore (product number 69053).
本発明のタンパク質をコードする遺伝子は、例えば、フィブロイン様タンパク質遺伝子に細胞接着配列をコードする塩基配列を挿入することにより取得できる。フィブロイン様タンパク質遺伝子は、クモやカイコ等のフィブロイン様タンパク質遺伝子を有する生物からのクローニングにより取得できる。クローニングには、同遺伝子を含むゲノムDNAやcDNA等の核酸を利用できる。取得したフィブロイン様タンパク質遺伝子は、そのまま、ある
いは適宜改変して、本発明のタンパク質をコードする遺伝子のベースとして利用できる。細胞接着配列をコードする塩基配列の挿入等の遺伝子の改変は、公知の手法により行うことができる。例えば、部位特異的変異法により、DNAの目的の部位に目的の変異を導入す
ることができる。すなわち、例えば、部位特異的変異法により、コードされるタンパク質の特定の部位のアミノ酸残基が置換、欠失、挿入、および/または付加を含むように、遺伝子のコード領域を改変することができる。部位特異的変異法としては、PCRを用いる方
法(Higuchi, R., 61, in PCR technology, Erlich, H. A. Eds., Stockton press (1989);Carter, P., Meth. in Enzymol., 154, 382 (1987))や、ファージを用いる方法(Kramer, W. and Frits, H. J., Meth. in Enzymol., 154, 350 (1987);Kunkel, T. A. et al., Meth. in Enzymol., 154, 367 (1987))が挙げられる。また、本発明のタンパク質をコードする遺伝子は、例えば、化学合成によっても取得できる(Gene, 60(1), 115-127 (1987))。
The gene encoding the protein of the present invention can be obtained, for example, by inserting a base sequence encoding a cell adhesion sequence into a fibroin-like protein gene. Fibroin-like protein genes can be obtained by cloning from organisms having fibroin-like protein genes such as spiders and silkworms. For cloning, nucleic acids such as genomic DNA and cDNA containing the same gene can be used. The obtained fibroin-like protein gene can be used as a base of the gene encoding the protein of the present invention as it is or after being appropriately modified. Modification of a gene such as insertion of a base sequence encoding a cell adhesion sequence can be performed by a known method. For example, a target mutation can be introduced into a target site of DNA by a site-specific mutation method. That is, the coding region of a gene can be altered, for example, by site-directed mutagenesis such that the amino acid residue at a particular site of the encoded protein includes substitutions, deletions, insertions, and / or additions. . As a site-specific mutation method, a method using PCR (Higuchi, R., 61, in PCR technology, Erlich, HA Eds., Stockton press (1989); Carter, P., Meth. In Enzymol., 154, 382 (1987)) and methods using phage (Kramer, W. and Frits, HJ, Meth. In Enzymol., 154, 350 (1987); Kunkel, TA et al., Meth. In Enzymol., 154, 367 ( 1987)). The gene encoding the protein of the present invention can also be obtained by, for example, chemical synthesis (Gene, 60 (1), 115-127 (1987)).
本発明のタンパク質をコードする遺伝子を宿主に導入する手法は特に制限されない。宿主において、本発明のタンパク質をコードする遺伝子は、当該宿主で機能するプロモーターの制御下で発現可能に保持されていればよい。宿主において、本発明のタンパク質をコードする遺伝子は、プラスミドのように染色体外で自律複製するベクター上に存在していてもよく、染色体上に導入されていてもよい。宿主は、本発明のタンパク質をコードする遺伝子を1コピーのみ有していてもよく、2またはそれ以上のコピーで有していてもよい。宿主は、1種類の本発明のタンパク質をコードする遺伝子のみを有していてもよく、2またはそれ以上の種類の本発明のタンパク質をコードする遺伝子を有していてもよい。 The technique for introducing the gene encoding the protein of the present invention into the host is not particularly limited. In the host, the gene encoding the protein of the present invention may be retained so that it can be expressed under the control of a promoter that functions in the host. In the host, the gene encoding the protein of the present invention may be present on a vector autonomously replicating outside the chromosome, such as a plasmid, or may be introduced on the chromosome. The host may have only one copy of the gene encoding the protein of the present invention, or may have two or more copies. The host may have only one gene encoding the protein of the present invention, or may have genes encoding two or more types of the protein of the present invention.
本発明のタンパク質をコードする遺伝子を発現させるためのプロモーターは、宿主において機能するものであれば特に制限されない。「宿主において機能するプロモーター」とは、宿主においてプロモーター活性を有するプロモーターをいう。プロモーターは、宿主由来のプロモーターであってもよく、異種由来のプロモーターであってもよい。プロモーターは、本発明のタンパク質をコードする遺伝子の固有のプロモーターであってもよく、他の遺伝子のプロモーターであってもよい。プロモーターは、本発明のタンパク質をコードする遺伝子の固有のプロモーターよりも強力なプロモーターであってもよい。エシェリヒア・コリ等の腸内細菌科の細菌において機能する強力なプロモーターとしては、例えば、T7プロモーター、trpプロモーター、trcプロモーター、lacプロモーター、tacプロモーター、tetプロモーター、araBADプロモーター、rpoHプロモーター、PRプロモーター、お
よびPLプロモーターが挙げられる。また、コリネ型細菌において機能する強力なプロモーターとしては、人為的に設計変更されたP54-6プロモーター(Appl. Microbiol. Biotechnolo., 53, 674-679(2000))、コリネ型細菌内で酢酸、エタノール、ピルビン酸等で誘導
できるpta、aceA、aceB、adh、amyEプロモーター、コリネ型細菌内で発現量が多い強力なプロモーターであるcspB、SOD、tuf(EF-Tu)プロモーター(Journal of Biotechnology 104 (2003) 311-323, Appl Environ Microbiol. 2005 Dec;71(12):8587-96.)、lacプロ
モーター、tacプロモーター、trcプロモーターが挙げられる。また、プロモーターとしては、各種レポーター遺伝子を用いることにより、在来のプロモーターの高活性型のものを取得し利用してもよい。例えば、プロモーター領域内の−35、−10領域をコンセンサス配列に近づけることにより、プロモーターの活性を高めることができる(国際公開第00/18935号)。高活性型プロモーターとしては、各種tac様プロモーター(Katashk
ina JI et al. Russian Federation Patent application 2006134574)やpnlp8プロモー
ター(WO2010/027045)が挙げられる。プロモーターの強度の評価法および強力なプロモ
ーターの例は、Goldsteinらの論文(Prokaryotic promoters in biotechnology. Biotechnol. Annu. Rev., 1, 105-128 (1995))等に記載されている。
The promoter for expressing the gene encoding the protein of the present invention is not particularly limited as long as it functions in the host. The “promoter that functions in the host” refers to a promoter having promoter activity in the host. The promoter may be a host-derived promoter or a heterologous promoter. The promoter may be a native promoter of a gene encoding the protein of the present invention, or may be a promoter of another gene. The promoter may be a stronger promoter than the native promoter of the gene encoding the protein of the present invention. Examples of strong promoters that function in Enterobacteriaceae bacteria such as Escherichia coli include, for example, T7 promoter, trp promoter, trc promoter, lac promoter, tac promoter, tet promoter, araBAD promoter, rpoH promoter, PR promoter, and PL promoter is mentioned. In addition, as a strong promoter that functions in coryneform bacteria, artificially modified P54-6 promoter (Appl. Microbiol. Biotechnolo., 53, 674-679 (2000)), acetic acid in coryneform bacteria, Pta, aceA, aceB, adh, amyE promoter that can be induced by ethanol, pyruvate, etc., cspB, SOD, tuf (EF-Tu) promoter (Journal of Biotechnology 104 ( 2003) 311-323, Appl Environ Microbiol. 2005 Dec; 71 (12): 8587-96.), Lac promoter, tac promoter, trc promoter. Moreover, as a promoter, you may acquire and utilize the highly active type of a conventional promoter by using various reporter genes. For example, the activity of the promoter can be increased by bringing the −35 and −10 regions in the promoter region closer to the consensus sequence (International Publication No. 00/18935). Highly active promoters include various tac-like promoters (Katashk
ina JI et al. Russian Federation Patent application 2006134574) and pnlp8 promoter (WO2010 / 027045). Methods for evaluating promoter strength and examples of strong promoters are described in Goldstein et al. (Prokaryotic promoters in biotechnology. Biotechnol. Annu. Rev., 1, 105-128 (1995)).
また、本発明のタンパク質をコードする遺伝子の下流には、転写終結用のターミネーターを配置することができる。ターミネーターは、宿主において機能するものであれば特に制限されない。ターミネーターは、宿主由来のターミネーターであってもよく、異種由来のターミネーターであってもよい。ターミネーターは、本発明のタンパク質をコードする遺伝子の固有のターミネーターであってもよく、他の遺伝子のターミネーターであってもよい。ターミネーターとして、具体的には、例えば、T7ターミネーター、T4ターミネーター、fdファージターミネーター、tetターミネーター、およびtrpAターミネーターが挙げ
られる。
Further, a terminator for termination of transcription can be arranged downstream of the gene encoding the protein of the present invention. The terminator is not particularly limited as long as it functions in the host. The terminator may be a host-derived terminator or a heterologous terminator. The terminator may be a terminator specific to the gene encoding the protein of the present invention, or may be a terminator of another gene. Specific examples of the terminator include T7 terminator, T4 terminator, fd phage terminator, tet terminator, and trpA terminator.
本発明のタンパク質をコードする遺伝子は、例えば、同遺伝子を含むベクターを用いて宿主に導入することができる。本発明のタンパク質をコードする遺伝子を含むベクターを、本発明のタンパク質をコードする遺伝子の発現ベクターまたは組み換えベクターともいう。本発明のタンパク質をコードする遺伝子の発現ベクターは、例えば、本発明のタンパク質をコードする遺伝子を含むDNA断片を宿主で機能するベクターと連結することにより、構築することができる。本発明のタンパク質をコードする遺伝子の発現ベクターで宿主を形質転換することにより、同ベクターが導入された形質転換体が得られる、すなわち、同遺伝子を宿主に導入することができる。ベクターとしては、宿主の細胞内において自律複製可能なベクターを用いることができる。ベクターは、マルチコピーベクターであるのが好ましい。また、ベクターは、形質転換体を選択するために、抗生物質耐性遺伝子などのマーカーを有することが好ましい。また、ベクターは、挿入された遺伝子を発現するためのプロモーターやターミネーターを備えていてもよい。ベクターは、例えば、細菌プラスミド由来のベクター、酵母プラスミド由来のベクター、バクテリオファージ由来のベクター、コスミド、またはファージミド等であってよい。エシェリヒア・コリ等の腸内細菌科の細菌において自律複製可能なベクターとして、具体的には、例えば、pUC19、pUC18、pHSG299、pHSG399、pHSG398、pBR322、pSTV29(いずれもタカラバイオ社より入手可)
、pACYC184、pMW219(ニッポンジーン社)、pTrc99A(ファルマシア社)、pPROK系ベクター(クロンテック社)、pKK233‐2(クロンテック社製)、pET系ベクター(ノバジェン社)、pQE系ベクター(キアゲン社)、pACYC、広宿主域ベクターRSF1010が挙げられる。コ
リネ型細菌で自律複製可能なベクターとして、具体的には、例えば、pHM1519(Agric. Biol. Chem., 48, 2901-2903(1984));pAM330(Agric. Biol. Chem., 48, 2901-2903(1984));これらを改良した薬剤耐性遺伝子を有するプラスミド;特開平3-210184号公報に記
載のプラスミドpCRY30;特開平2-72876号公報及び米国特許5,185,262号明細書公報に記載のプラスミドpCRY21、pCRY2KE、pCRY2KX、pCRY31、pCRY3KE及びpCRY3KX;特開平1-191686号公報に記載のプラスミドpCRY2およびpCRY3;特開昭58-192900号公報に記載のpAJ655、pAJ611及びpAJ1844;特開昭57-134500号公報に記載のpCG1;特開昭58-35197号公報に記載
のpCG2;特開昭57-183799号公報に記載のpCG4およびpCG11が挙げられる。発現ベクターの構築の際には、例えば、固有のプロモーター領域を含む本発明のタンパク質をコードする遺伝子をそのままベクターに組み込んでもよく、本発明のタンパク質のコード領域を上記のようなプロモーターの下流に結合してからベクターに組み込んでもよく、ベクター上にもともと備わっているプロモーターの下流に本発明のタンパク質のコード領域を組み込んでもよい。
The gene encoding the protein of the present invention can be introduced into a host using a vector containing the gene, for example. A vector containing a gene encoding the protein of the present invention is also referred to as an expression vector or a recombinant vector for the gene encoding the protein of the present invention. An expression vector for a gene encoding the protein of the present invention can be constructed, for example, by linking a DNA fragment containing the gene encoding the protein of the present invention to a vector that functions in the host. By transforming the host with the expression vector of the gene encoding the protein of the present invention, a transformant into which the vector has been introduced can be obtained, that is, the gene can be introduced into the host. As the vector, a vector capable of autonomous replication in a host cell can be used. The vector is preferably a multicopy vector. Further, the vector preferably has a marker such as an antibiotic resistance gene in order to select a transformant. Moreover, the vector may be equipped with a promoter or terminator for expressing the inserted gene. The vector may be, for example, a vector derived from a bacterial plasmid, a vector derived from a yeast plasmid, a vector derived from a bacteriophage, a cosmid, or a phagemid. Specific examples of vectors capable of autonomous replication in Enterobacteriaceae such as Escherichia coli include pUC19, pUC18, pHSG299, pHSG399, pHSG398, pBR322, and pSTV29 (all available from Takara Bio Inc.)
, PACYC184, pMW219 (Nippon Gene), pTrc99A (Pharmacia), pPROK vector (Clontech), pKK233-2 (Clontech), pET vector (Novagen), pQE vector (Qiagen), pACYC, A broad host range vector RSF1010 is mentioned. Specific examples of vectors capable of autonomous replication in coryneform bacteria include, for example, pHM1519 (Agric. Biol. Chem., 48, 2901-2903 (1984)); pAM330 (Agric. Biol. Chem., 48, 2901- 2903 (1984)); plasmids having improved drug resistance genes; plasmid pCRY30 described in JP-A-3-210184; plasmid pCRY21 described in JP-A-2-72876 and US Pat. No. 5,185,262. PCRY2KE, pCRY2KX, pCRY31, pCRY3KE and pCRY3KX; plasmids pCRY2 and pCRY3 described in JP-A-1-91686; pAJ655, pAJ611 and pAJ1844 described in JP-A-58-192900; JP-A-57-134500 Examples include pCG1 described in the publication; pCG2 described in JP-A-58-35197; pCG4 and pCG11 described in JP-A-57-183799. When constructing an expression vector, for example, a gene encoding the protein of the present invention containing a unique promoter region may be directly incorporated into the vector, and the coding region of the protein of the present invention is linked downstream of the promoter as described above. Then, it may be incorporated into the vector, or the coding region of the protein of the present invention may be incorporated downstream of the promoter inherent in the vector.
各種微生物において利用可能なベクター、プロモーター、ターミネーターに関しては、例えば「微生物学基礎講座8 遺伝子工学、共立出版、1987年」に詳細に記載されており、それらを利用することが可能である。 Vectors, promoters, and terminators that can be used in various microorganisms are described in detail in, for example, “Basic Course of Microbiology 8 Genetic Engineering, Kyoritsu Shuppan, 1987”, and these can be used.
また、本発明のタンパク質をコードする遺伝子は、例えば、宿主の染色体上へ導入することができる。染色体への遺伝子の導入は、例えば、相同組み換えを利用して行うことができる(Miller, J. H. Experiments in Molecular Genetics, 1972, Cold Spring Harbor Laboratory)。相同組み換えを利用する遺伝子導入法としては、例えば、Redドリブン
インテグレーション(Red-driven integration)法(Datsenko, K. A, and Wanner, B. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. 97:6640-6645 (2000))等の直鎖状DNAを用いる方
法、温度感受性複製起点を含むプラスミドを用いる方法、接合伝達可能なプラスミドを用いる方法、宿主内で機能する複製起点を持たないスイサイドベクターを用いる方法、ファージを用いたtransduction法が挙げられる。遺伝子は、1コピーのみ導入されてもよく、2コピーまたはそれ以上導入されてもよい。例えば、染色体上に多数のコピーが存在する配列を標的として相同組み換えを行うことで、染色体へ遺伝子の多数のコピーを導入することができる。染色体上に多数のコピーが存在する配列としては、反復DNA配列(repetitive DNA)、トランスポゾンの両端に存在するインバーテッド・リピートが挙げられる。
また、本発明の実施に不要な遺伝子等の染色体上の適当な配列を標的として相同組み換えを行ってもよい。また、遺伝子は、トランスポゾンやMini-Muを用いて染色体上にランダ
ムに導入することもできる(特開平2-109985号公報、US5,882,888、EP805867B1)。染色
体への遺伝子の導入の際には、例えば、固有のプロモーター領域を含む本発明のタンパク質をコードする遺伝子をそのまま染色体に組み込んでもよく、本発明のタンパク質のコード領域を上記のようなプロモーターの下流に結合してから染色体に組み込んでもよく、染色体上にもともと存在するプロモーターの下流に本発明のタンパク質のコード領域を組み込んでもよい。
The gene encoding the protein of the present invention can be introduced, for example, onto the host chromosome. Introduction of a gene into a chromosome can be performed, for example, using homologous recombination (Miller, JH Experiments in Molecular Genetics, 1972, Cold Spring Harbor Laboratory). As a gene transfer method using homologous recombination, for example, the Red-driven integration method (Datsenko, KA, and Wanner, BL Proc. Natl. Acad. Sci. US A. 97: 6640-6645 (2000)), etc., a method using a linear DNA, a method using a plasmid containing a temperature-sensitive replication origin, a method using a plasmid capable of conjugation transfer, a method using a suicide vector that does not have a replication origin and functions in a host, A transduction method using a phage can be mentioned. Only one copy of the gene may be introduced, or two copies or more may be introduced. For example, multiple copies of a gene can be introduced into a chromosome by performing homologous recombination with a sequence having multiple copies on the chromosome as a target. Examples of sequences having multiple copies on a chromosome include repetitive DNA sequences and inverted repeats present at both ends of a transposon.
In addition, homologous recombination may be performed by targeting an appropriate sequence on a chromosome such as a gene unnecessary for carrying out the present invention. The gene can also be randomly introduced onto the chromosome using transposon or Mini-Mu (Japanese Patent Laid-Open No. 2-109985, US Pat. No. 5,882,888, EP805867B1). When the gene is introduced into the chromosome, for example, the gene encoding the protein of the present invention containing a unique promoter region may be directly incorporated into the chromosome, and the coding region of the protein of the present invention is downstream of the promoter as described above. May be incorporated into the chromosome after binding to the protein, or the coding region of the protein of the present invention may be incorporated downstream of the promoter originally present on the chromosome.
染色体上に遺伝子が導入されたことは、例えば、同遺伝子の全部又は一部と相補的な塩基配列を有するプローブを用いたサザンハイブリダイゼーション、または同遺伝子の塩基配列に基づいて作成したプライマーを用いたPCRによって確認できる。 The introduction of a gene onto a chromosome can be attributed to, for example, Southern hybridization using a probe having a base sequence complementary to all or part of the gene, or a primer prepared based on the base sequence of the gene. Can be confirmed by PCR.
形質転換法は特に限定されず、従来知られた方法を用いることができる。形質転換法としては、例えば、エシェリヒア・コリ K-12について報告されているような、受容菌細胞
を塩化カルシウムで処理してDNAの透過性を増す方法(Mandel, M. and Higa, A.,J. Mol.
Biol. 1970, 53, 159-162)、バチルス・ズブチリスについて報告されているような、増殖段階の細胞からコンピテントセルを調製してDNAを導入する方法(Duncan, C. H., Wilson, G. A. and Young, F. E.., 1997. Gene 1: 153-167)などが挙げられる。また、形質転換法としては、バチルス・ズブチリス、放線菌類及び酵母について知られているような、DNA受容菌の細胞を、組換えDNAを容易に取り込むプロトプラストまたはスフェロプラストの状態にして組換えDNAをDNA受容菌に導入する方法(Chang, S. and Choen, S. N., 1979. Mol. Gen. Genet. 168: 111-115; Bibb, M. J., Ward, J. M. and Hopwood, O. A. 1978. Nature 274: 398-400; Hinnen, A., Hicks, J. B. and Fink, G. R. 1978. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 75: 1929-1933)も応用できる。また、形質転換法としては、コリ
ネ型細菌について報告されているような、電気パルス法(特開平2-207791号公報)を利用することもできる。
The transformation method is not particularly limited, and a conventionally known method can be used. As a transformation method, for example, a method of increasing the permeability of DNA by treating a recipient cell with calcium chloride as reported for Escherichia coli K-12 (Mandel, M. and Higa, A., J. Mol.
Biol. 1970, 53, 159-162), as described for Bacillus subtilis, a method of preparing competent cells from proliferating cells and introducing DNA (Duncan, CH, Wilson, GA and Young, FE., 1997. Gene 1: 153-167). In addition, as a transformation method, recombinant DNA is prepared by transforming DNA-receptive cells, such as those known for Bacillus subtilis, actinomycetes, and yeast, into a protoplast or spheroplast state that easily incorporates recombinant DNA. (Chang, S. and Choen, SN, 1979. Mol. Gen. Genet. 168: 111-115; Bibb, MJ, Ward, JM and Hopwood, OA 1978. Nature 274: 398- 400; Hinnen, A., Hicks, JB and Fink, GR 1978. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 75: 1929-1933). As a transformation method, an electric pulse method (Japanese Patent Laid-Open No. 2-207791) as reported for coryneform bacteria can also be used.
本発明のタンパク質をコードする遺伝子を有する宿主を培養することにより、本発明のタンパク質を発現させることができる。その際、必要に応じて、遺伝子の発現誘導を行う。宿主の培養条件や遺伝子の発現誘導の条件は、マーカーの種類、プロモーターの種類、および宿主の種類等の諸条件に応じて適宜選択すればよい。培養に用いる培地は、宿主が増殖でき、且つ、本発明のタンパク質を発現できるものであれば特に制限されない。培地としては、例えば、炭素源、窒素源、イオウ源、無機イオン、及び必要に応じその他の有機成分を含有する通常の培地を用いることができる。 By culturing a host having a gene encoding the protein of the present invention, the protein of the present invention can be expressed. At that time, gene expression is induced as necessary. Host culture conditions and gene expression induction conditions may be appropriately selected according to various conditions such as marker type, promoter type, and host type. The medium used for the culture is not particularly limited as long as the host can proliferate and can express the protein of the present invention. As the medium, for example, a normal medium containing a carbon source, a nitrogen source, a sulfur source, inorganic ions, and other organic components as required can be used.
炭素源としては、グルコース、フラクトース、シュクロース、糖蜜、でんぷんの加水分解物等の糖類、グリセロール、エタノール等のアルコール類、フマル酸、クエン酸、コハク酸等の有機酸類が挙げられる。 Examples of the carbon source include sugars such as glucose, fructose, sucrose, molasses, and starch hydrolysates, alcohols such as glycerol and ethanol, and organic acids such as fumaric acid, citric acid, and succinic acid.
窒素源としては、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、リン酸アンモニウム等の無機アンモニウム塩、大豆加水分解物などの有機窒素、アンモニアガス、アンモニア水が挙げられる。 Examples of the nitrogen source include inorganic ammonium salts such as ammonium sulfate, ammonium chloride, and ammonium phosphate, organic nitrogen such as soybean hydrolysate, ammonia gas, and aqueous ammonia.
イオウ源としては、硫酸塩、亜硫酸塩、硫化物、次亜硫酸塩、チオ硫酸塩等の無機硫黄化合物が挙げられる。 Examples of the sulfur source include inorganic sulfur compounds such as sulfate, sulfite, sulfide, hyposulfite, and thiosulfate.
無機イオンとしては、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、マンガンイオン、カリウムイオン、鉄イオン、リン酸イオンが挙げられる。 Examples of inorganic ions include calcium ions, magnesium ions, manganese ions, potassium ions, iron ions, and phosphate ions.
その他の有機成分としては、有機微量栄養源が挙げられる。有機微量栄養源としては、ビタミンB1などの要求物質や、それらを含む酵母エキス等が挙げられる。 Other organic components include organic trace nutrient sources. Examples of organic micronutrients include required substances such as vitamin B1, yeast extract containing them, and the like.
培養温度は、例えば、20℃〜45℃、好ましくは24℃〜45℃、より好ましくは30℃〜37℃であってよい。培養は、通気培養が好ましい。その際の酸素濃度は、例えば、飽和濃度に対して5〜50%に、好ましくは20〜40%に調節してよい。培養中のpHは、5〜9が好ましい。尚、pH調整には無機あるいは有機の酸性あるいはアルカリ性物質、例えば炭酸カルシウム、アンモニアガス、アンモニア水等、を使用することができる。培養時間は、例えば、10時間〜120時間であってよい。 The culture temperature may be, for example, 20 ° C to 45 ° C, preferably 24 ° C to 45 ° C, more preferably 30 ° C to 37 ° C. The culture is preferably aeration culture. In this case, the oxygen concentration may be adjusted to, for example, 5 to 50%, preferably 20 to 40% with respect to the saturation concentration. The pH during the culture is preferably 5-9. In addition, inorganic or organic acidic or alkaline substances such as calcium carbonate, ammonia gas, aqueous ammonia, etc. can be used for pH adjustment. The culture time may be, for example, 10 hours to 120 hours.
特に、エシェリヒア・コリを宿主として用いる場合、本発明のタンパク質の発現誘導時の有機酸蓄積を低減させること(WO2015/178465)や本発明のタンパク質の発現誘導後の
菌体増殖を低減すること(WO2015/178466)により、本発明のタンパク質を効率的に製造
することができると期待される。
In particular, when Escherichia coli is used as a host, organic acid accumulation during induction of expression of the protein of the present invention is reduced (WO2015 / 178465) and cell growth after induction of expression of the protein of the present invention is reduced ( WO2015 / 178466) is expected to be able to produce the protein of the present invention efficiently.
上記のようにして本発明のタンパク質をコードする遺伝子を有する宿主を培養することにより、培地中および/または菌体内に本発明のタンパク質が蓄積する。本発明のタンパク質は、例えば、菌体内に封入体として蓄積し得る。 By culturing a host having a gene encoding the protein of the present invention as described above, the protein of the present invention accumulates in the medium and / or in the cells. The protein of the present invention can accumulate, for example, as inclusion bodies in the microbial cells.
本発明のタンパク質の回収および定量は、例えば、異種発現させたタンパク質を回収および定量する既知の方法(例えば、「新生化学実験講座 タンパク質VI 合成及び発現」日本生化学会編、東京化学同人(1992) pp183-184を参照)により行うことができる。 The recovery and quantification of the protein of the present invention can be performed, for example, by a known method for recovering and quantifying a heterologously expressed protein (for example, “Neurochemistry Experiment Course, Protein VI Synthesis and Expression”, Japanese Biochemical Society, Tokyo Kagaku Dojin (1992). pp 183-184).
以下、本発明のタンパク質が菌体内に封入体として蓄積する場合の回収および定量の手順について例示する。まず、培養液から菌体を遠心操作にて集菌後、緩衝液で懸濁する。菌体懸濁液を、超音波処理やフレンチプレス等の処理に供し、菌体を破砕する。菌体破砕の前に、菌体懸濁液にリゾチームを終濃度0-200mg/lで添加し、氷中に30分から20時間放
置してもよい。次いで、破砕物から、低速遠心分離(6000-15000 rpm, 5-10分、4℃)に
より、不溶性画分を沈殿として得る。不溶性画分は、必要により、適宜緩衝液で洗浄する。洗浄回数は特に制限されず、例えば、1回、2回、または3回以上であってもよい。不溶性画分を緩衝液で懸濁することにより、本発明のタンパク質の懸濁液が得られる。菌体や本発明のタンパク質の懸濁用の緩衝液としては、本発明のタンパク質の溶解性が低いものを好ましく用いることができる。そのような緩衝液としては、例えば、NaClを含むTris-HCl緩衝液が挙げられる。緩衝液のpHは、例えば、通常4〜12、好ましくは6〜9であっ
てよい。また、不溶性画分をSDS溶液や尿素溶液で溶解することにより、本発明のタンパ
ク質の溶液が得られる。回収される本発明のタンパク質は、本発明のタンパク質以外に、
細菌菌体、培地成分、及び細菌の代謝副産物等の成分を含んでいてもよい。本発明のタンパク質は、所望の程度に精製されていてよい。本発明のタンパク質の精製は、タンパク質の精製に用いられる公知の方法により行うことができる。そのような方法としては、例えば、硫安分画、イオン交換クロマトグラフィー、疎水クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー、ゲルろ過クロマトグラフィー、等電点沈殿、透析が挙げられる。これらの方法は、1種を単独で用いてもよく、2種またはそれ以上を適宜組み合わせて用いてもよい。本発明のタンパク質の量は、例えば、懸濁液や溶液等の本発明のタンパク質を含むサンプルをSDS-PAGEに供して染色し、目的の本発明のタンパク質の分子量に相当する位置のバンドの強度に基づいて決定することができる。染色は、CBB染色、蛍光染色、
銀染色等により行うことができる。定量の際には、濃度既知のタンパク質を標準として利用することができる。そのようなタンパク質としては、例えば、アルブミンや、別途濃度を決定した本発明のタンパク質が挙げられる。
Hereinafter, the procedure for recovery and quantification in the case where the protein of the present invention accumulates as inclusion bodies in the cells will be exemplified. First, cells are collected from the culture solution by centrifugation and then suspended in a buffer solution. The bacterial cell suspension is subjected to treatment such as ultrasonic treatment and French press to crush the bacterial cells. Prior to cell disruption, lysozyme may be added to the cell suspension at a final concentration of 0-200 mg / l and left in ice for 30 minutes to 20 hours. The insoluble fraction is then obtained as a precipitate from the crushed material by low-speed centrifugation (6000-15000 rpm, 5-10 minutes, 4 ° C.). The insoluble fraction is appropriately washed with a buffer as necessary. The number of times of washing is not particularly limited, and may be, for example, once, twice, or three times or more. A suspension of the protein of the present invention is obtained by suspending the insoluble fraction with a buffer. As a buffer for suspending bacterial cells or the protein of the present invention, a buffer solution having low solubility of the protein of the present invention can be preferably used. Examples of such a buffer include a Tris-HCl buffer containing NaCl. The pH of the buffer solution may be, for example, usually 4 to 12, preferably 6 to 9. Further, the protein solution of the present invention can be obtained by dissolving the insoluble fraction with an SDS solution or a urea solution. The protein of the present invention to be recovered is other than the protein of the present invention,
Components such as bacterial cells, medium components, and bacterial metabolic byproducts may be included. The protein of the present invention may be purified to a desired degree. The protein of the present invention can be purified by a known method used for protein purification. Examples of such a method include ammonium sulfate fractionation, ion exchange chromatography, hydrophobic chromatography, affinity chromatography, gel filtration chromatography, isoelectric precipitation, and dialysis. One of these methods may be used alone, or two or more thereof may be used in appropriate combination. The amount of the protein of the present invention is determined by, for example, subjecting a sample containing the protein of the present invention such as a suspension or a solution to SDS-PAGE and staining, and the intensity of the band corresponding to the molecular weight of the target protein of the present invention. Can be determined based on Staining includes CBB staining, fluorescent staining,
It can be performed by silver staining or the like. In quantification, a protein with a known concentration can be used as a standard. Examples of such a protein include albumin and the protein of the present invention whose concentration has been separately determined.
本発明のタンパク質の用途は、特に制限されない。本発明のタンパク質は、例えば、医療用途や研究用途に利用してよい。本発明のタンパク質は、幹細胞等の細胞に対する足場機能を示す。よって、本発明のタンパク質は、例えば、幹細胞等の細胞の培養に利用してよい。本発明のタンパク質は、具体的には、例えば、細胞培養用の足場タンパク質として利用してもよい。また、本発明のタンパク質は、例えば、細胞培養用器具等の器具の構成要素として利用してよい。本発明のタンパク質は、具体的には、例えば、細胞培養容器等の器具の表面にコーティングして利用してもよい。器具や細胞培養については、後述する本発明の器具や本発明の方法についての説明を準用できる。 The use of the protein of the present invention is not particularly limited. The protein of the present invention may be used, for example, for medical use or research use. The protein of the present invention exhibits a scaffold function for cells such as stem cells. Therefore, the protein of the present invention may be used for culturing cells such as stem cells. Specifically, the protein of the present invention may be used, for example, as a scaffold protein for cell culture. Moreover, you may utilize the protein of this invention as a component of instruments, such as a cell culture instrument. Specifically, the protein of the present invention may be used by coating the surface of a device such as a cell culture container. About an instrument and cell culture, description about the instrument of this invention mentioned later and the method of this invention can apply mutatis mutandis.
<2>本発明の組成物
本発明の組成物は、本発明のタンパク質を含有する組成物である。本発明の組成物の用途は、特に制限されない。本発明の組成物は、例えば、医療用途や研究用途に利用してよい。すなわち、本発明の組成物は、例えば、医療用または研究用の組成物であってよい。本発明の組成物は、具体的には、例えば、幹細胞等の細胞の培養に利用してよい。すなわち、本発明の組成物は、具体的には、例えば、細胞培養用の組成物であってよい。本発明の組成物は、より具体的には、例えば、細胞足場材料であってもよい。「細胞足場材料」とは、細胞の足場として機能する構造物をいい、具体的には、細胞培養時に細胞の足場として機能する構造物をいう。細胞足場材料は、例えば、細胞培養に利用できる。すなわち、細胞足場材料を足場として細胞を培養することができる。細胞足場材料を利用して得られた細胞培養の結果物(培養細胞、細胞シート、組織、臓器、等)は、例えば、細胞足場材料から回収して、あるいは細胞足場材料ごと、治療等の所望の用途に利用することができる。また、細胞足場材料は、生体内にインプラントされ、生体内での細胞の培養(細胞の接着および増殖を介した組織形成、等)に利用されてもよい。また、本発明の組成物は、より具体的には、例えば、細胞培養容器等の器具のコーティング剤であってもよい。器具や細胞培養については、後述する本発明の器具や本発明の方法についての説明を準用できる。
<2> Composition of the present invention The composition of the present invention is a composition containing the protein of the present invention. The use of the composition of the present invention is not particularly limited. The composition of the present invention may be used, for example, for medical use or research use. That is, the composition of the present invention may be, for example, a medical or research composition. Specifically, the composition of the present invention may be used, for example, for culturing cells such as stem cells. That is, the composition of the present invention may specifically be a composition for cell culture, for example. More specifically, the composition of the present invention may be, for example, a cell scaffold material. “Cell scaffold material” refers to a structure that functions as a cell scaffold, and specifically refers to a structure that functions as a cell scaffold during cell culture. The cell scaffold material can be used for cell culture, for example. That is, cells can be cultured using a cell scaffold material as a scaffold. Cell culture results (cultured cells, cell sheets, tissues, organs, etc.) obtained using cell scaffold materials can be collected from, for example, cell scaffold materials or desired for treatment, etc. It can be used for Further, the cell scaffold material may be implanted into a living body and used for culturing cells in a living body (tissue formation through cell adhesion and proliferation, etc.). More specifically, the composition of the present invention may be a coating agent for an instrument such as a cell culture container. About an instrument and cell culture, description about the instrument of this invention mentioned later and the method of this invention can apply mutatis mutandis.
本発明の組成物は、本発明のタンパク質からなるものであってもよく、そうでなくてもよい。本発明の組成物は、本発明のタンパク質と他の成分との組み合わせからなるものであってもよい。すなわち、本発明のタンパク質は、単独で、あるいは他の成分を組み合わせて、本発明の組成物として利用できる。他の成分は、本発明の組成物の利用態様に応じた許容可能な性質を有するものであれば特に制限されない。他の成分としては、例えば、医薬品や試薬に配合して利用されるものが挙げられる。そのような成分として、具体的には、例えば、賦形剤、結合剤、崩壊剤、滑沢剤、安定化剤、矯味剤、矯臭剤、香料、希釈剤、界面活性剤等の添加剤が挙げられる。 The composition of the present invention may or may not consist of the protein of the present invention. The composition of the present invention may be a combination of the protein of the present invention and other components. That is, the protein of the present invention can be used as the composition of the present invention alone or in combination with other components. The other components are not particularly limited as long as they have acceptable properties according to the use mode of the composition of the present invention. Examples of other components include those used by blending with pharmaceuticals and reagents. Specific examples of such components include additives such as excipients, binders, disintegrants, lubricants, stabilizers, corrigents, flavoring agents, fragrances, diluents, and surfactants. Can be mentioned.
本発明の組成物における本発明のタンパク質の濃度(含有量)は、特に制限されない。
本発明の組成物における本発明のタンパク質の濃度は、本発明の組成物の利用態様等の諸条件に応じて適宜設定できる。本発明の組成物における本発明のタンパク質の濃度は、例えば、0.01%(w/w)以上、0.1%(w/w)以上、1%(w/w)以上、5%(w/w)以上、または10%(w/w)以上であってもよく、100%(w/w)以下、99.9%(w/w)以下、70%(w/w)以下、50%(w/w)以下、30%(w/w)以下、10%(w/w)以下、または5%(w/w)以下、または1%(w/w)以下であってもよく、それらの矛盾しない組み合わせであってもよい。
The concentration (content) of the protein of the present invention in the composition of the present invention is not particularly limited.
The concentration of the protein of the present invention in the composition of the present invention can be appropriately set according to various conditions such as the mode of use of the composition of the present invention. The concentration of the protein of the present invention in the composition of the present invention is, for example, 0.01% (w / w) or more, 0.1% (w / w) or more, 1% (w / w) or more, 5% ( w / w) or more, or 10% (w / w) or more, 100% (w / w) or less, 99.9% (w / w) or less, 70% (w / w) or less, 50% (w / w) or less, 30% (w / w) or less, 10% (w / w) or less, or 5% (w / w) or less, or 1% (w / w) or less Of course, they may be a consistent combination.
本発明の組成物の形状は、特に制限されない。本発明の組成物の形状は、本発明の組成物の利用態様等の諸条件に応じて適宜設定できる。本発明の組成物は、所望の形状で製剤化されていてもよい。本発明の組成物の形状として、具体的には、例えば、液体(溶液や懸濁液、等)、ペースト、粉末、顆粒、球体、タブレット、泡沫、スポンジ、繊維、フィルム、シート、メンブレン、メッシュ、チューブが挙げられる。 The shape of the composition of the present invention is not particularly limited. The shape of the composition of this invention can be suitably set according to various conditions, such as the utilization aspect of the composition of this invention. The composition of the present invention may be formulated in a desired shape. Specifically, as the shape of the composition of the present invention, for example, liquid (solution or suspension, etc.), paste, powder, granule, sphere, tablet, foam, sponge, fiber, film, sheet, membrane, mesh Tube.
本発明の組成物は、例えば、そのまま、あるいは適宜、水や水性緩衝液等の媒体を用いて希釈、分散、又は溶解等し、所望の用途(例えば器具のコーティング)に用いてよい。このように希釈、分散、又は溶解等した場合にも、本発明の組成物の範囲に含まれることは言うまでもない。 The composition of the present invention may be used for a desired application (for example, coating of an instrument), for example, as it is, or appropriately diluted, dispersed, or dissolved in a medium such as water or an aqueous buffer. Needless to say, such dilution, dispersion, or dissolution is also included in the scope of the composition of the present invention.
<3>本発明の器具
本発明の器具は、本発明のタンパク質を備える器具である。本発明の器具の用途は、特に制限されない。本発明の器具は、例えば、医療用途や研究用途に利用してよい。すなわち、本発明の器具は、例えば、医療用または研究用の器具であってよい。本発明の器具は、具体的には、例えば、幹細胞等の細胞の培養に利用してよい。すなわち、本発明の器具は、具体的には、例えば、細胞培養用器具であってよい。細胞培養用器具としては、細胞培養容器や細胞足場材料が挙げられる。細胞培養容器である本発明の器具を、特に「本発明の培養容器」ともいう。また、細胞足場材料である本発明の器具を、特に「本発明の細胞足場材料」ともいう。本発明の器具は、本発明のタンパク質を、本発明のタンパク質の機能が発揮される態様で備えていればよい。本発明の器具は、例えば、本発明のタンパク質を表面に備えていてよい。すなわち、本発明の器具は、具体的には、例えば、本発明のタンパク質で表面がコーティングされた器具であってよい。また、本発明のタンパク質や本発明の組成物がそのまま器具として使用可能な態様に構成されている場合は、本発明のタンパク質や本発明の組成物をそのまま本発明の器具として利用してもよい。具体的には、例えば、本発明の組成物が細胞足場材料として構成されている場合は、本発明の組成物をそのまま本発明の細胞足場材料として利用してもよい。細胞培養については、後述する本発明の方法についての説明を準用できる。
<3> Instrument of the Present Invention The instrument of the present invention is an instrument comprising the protein of the present invention. The application of the instrument of the present invention is not particularly limited. The device of the present invention may be used, for example, for medical use or research use. That is, the device of the present invention may be, for example, a medical device or a research device. Specifically, the device of the present invention may be used, for example, for culturing cells such as stem cells. That is, the instrument of the present invention may specifically be a cell culture instrument, for example. Cell culture devices include cell culture containers and cell scaffold materials. The device of the present invention which is a cell culture container is also referred to as “the culture container of the present invention”. The device of the present invention which is a cell scaffold material is also particularly referred to as “cell scaffold material of the present invention”. The instrument of the present invention may be provided with the protein of the present invention in an embodiment in which the function of the protein of the present invention is exhibited. The device of the present invention may have, for example, the protein of the present invention on its surface. That is, the device of the present invention may specifically be, for example, a device whose surface is coated with the protein of the present invention. In addition, when the protein of the present invention or the composition of the present invention is configured in a form that can be used as a device as it is, the protein of the present invention or the composition of the present invention may be used as it is as the device of the present invention. . Specifically, for example, when the composition of the present invention is configured as a cell scaffold material, the composition of the present invention may be used as it is as the cell scaffold material of the present invention. For cell culture, the description of the method of the present invention described later can be applied mutatis mutandis.
以下、主に培養容器を参照して本発明の器具について説明するが、当該説明は他の器具にも準用できる。すなわち、以下の説明は、そのまま、あるいは器具の態様や用途等の諸条件に応じて適宜変更して、他の器具にも適用できる。 Hereinafter, although the instrument of the present invention will be described mainly with reference to the culture vessel, the description can be applied to other instruments. That is, the following description can be applied to other appliances as they are, or appropriately changed according to various conditions such as the aspect and use of the appliance.
培養容器は、細胞を培養できる材質と形状を有する限り、特に制限されない。培養容器は、例えば、細胞と培地を保持できる材質と形状を有していてよい。培養容器の形状として、具体的には、例えば、ディッシュ、マルチウェルプレート、フラスコ、セルインサート、メンブレンが挙げられる。培養容器の材質として、具体的には、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリスチレン(PS)、ポリカーボネート(PC)、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリイミド(PI)、ナイロン(Ny)、低密度ポリエチレン(LDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)、塩化ビニル、塩化ビニリデン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルサルフォン、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、ウレタンアクリレート等のプラスチック類、ポリ乳酸、ポリグリコール酸
、ポリカプロラクタン、それらの共重合体等の生分解性ポリマー類、ガラス、改質ガラス等のガラス類、セラミックス類、金属類、セルロース、その他各種高分子化合物が挙げられる。
The culture vessel is not particularly limited as long as it has a material and shape capable of culturing cells. The culture container may have, for example, a material and a shape that can hold cells and a culture medium. Specific examples of the shape of the culture vessel include a dish, a multiwell plate, a flask, a cell insert, and a membrane. Specific examples of the culture vessel material include polyethylene terephthalate (PET), polystyrene (PS), polycarbonate (PC), triacetyl cellulose (TAC), polyimide (PI), nylon (Ny), low density polyethylene ( LDPE), medium density polyethylene (MDPE), vinyl chloride, vinylidene chloride, polyphenylene sulfide, polyether sulfone, polyethylene naphthalate, polypropylene, urethane acrylate and other plastics, polylactic acid, polyglycolic acid, polycaprolactan, etc. And biodegradable polymers such as copolymers, glasses such as glass and modified glass, ceramics, metals, cellulose, and other various polymer compounds.
本発明の培養容器は、少なくともその細胞培養面に本発明のタンパク質を備える。すなわち、本発明の培養容器は、例えば、その細胞培養面が本発明のタンパク質でコーティングされていてよい。「細胞培養面」とは、細胞の培養が実施される面をいい、具体的には、細胞培養時に細胞と接触し得る部位をいう。本発明のタンパク質は、本発明の培養容器を利用して幹細胞等の細胞を培養できる限り、培養容器の細胞培養面の全体をコーティングしていてもよく、そうでなくてもよい。培養容器の細胞培養面の総面積に対する本発明のタンパク質にコーティングされている部分の面積の比率は、例えば、50%以上、70%以上、80%以上、90%以上、または95%以上であってよい。本発明のタンパク質は、通常は、培養容器の細胞培養面全体をコーティングしているのが好ましい。例えば、培養容器がディッシュ形状であれば、底面全体を本発明のタンパク質でコーティングするのが好ましい。 The culture container of the present invention comprises the protein of the present invention at least on the cell culture surface. That is, for example, the cell culture surface of the culture container of the present invention may be coated with the protein of the present invention. The “cell culture surface” refers to a surface on which cell culture is performed, and specifically refers to a site that can come into contact with cells during cell culture. The protein of the present invention may or may not coat the entire cell culture surface of the culture container as long as cells such as stem cells can be cultured using the culture container of the present invention. The ratio of the area of the portion coated with the protein of the present invention to the total area of the cell culture surface of the culture vessel is, for example, 50% or more, 70% or more, 80% or more, 90% or more, or 95% or more. It's okay. In general, the protein of the present invention preferably coats the entire cell culture surface of the culture vessel. For example, if the culture vessel is in a dish shape, the entire bottom surface is preferably coated with the protein of the present invention.
培養容器の細胞培養面を本発明のタンパク質でコーティングする手法は、特に制限されない。培養容器の細胞培養面を本発明のタンパク質でコーティングすることは、例えば、培養容器表面を機能性材料でコーティングする公知の手法を利用して実施できる。例えば、本発明のタンパク質を含有する溶液を培養容器の細胞培養面にアプライすることにより、培養容器の細胞培養面を本発明のタンパク質でコーティングすることができる。具体的には、例えば、本発明のタンパク質を含有する溶液を培養容器の細胞培養面にアプライして乾燥(溶媒を揮発)させることにより、培養容器の細胞培養面を本発明のタンパク質でコーティングすることができる。また、具体的には、例えば、本発明のタンパク質を含有する溶液を培養容器の細胞培養面にアプライして時間(以下、「コーティング時間」ともいう)が経過することにより、培養容器の細胞培養面を本発明のタンパク質でコーティングすることができる。コーティング時間は、所望の程度に培養容器の細胞培養面を本発明のタンパク質でコーティングできる限り、特に制限されない。コーティング時間は、例えば、30分以上、1時間以上、6時間以上、12時間以上、または18時間以上であってもよく、72時間以下、48時間以下、または30時間以下であってもよく、それらの組み合わせであってもよい。コーティング時間の経過後は、適宜、残存する溶液を除去することができ、また、乾燥させることができる。培養容器は、適宜滅菌することができる。培養容器は、例えば、培養容器の細胞培養面を本発明のタンパク質でコーティングした後に滅菌することができる。滅菌には、例えば、エタノールや2−プロパノール等のアルコールを用いることができる。アルコールは、例えば、70%エタノール等の含水アルコールとして利用してもよい。滅菌は、例えば、細胞培養面にアルコールをアプライすることや、培養容器をアルコールに浸漬することにより、実施できる。このように細胞培養前の滅菌はアルコールを用いて実施できるが、より万全を期すために、本発明のタンパク質を含有する溶液をフィルター滅菌等により滅菌してから培養容器の細胞培養面にアプライし、以降の操作を無菌条件下で行ってもよい。フィルター滅菌には、例えば、メルクミリポア社製マイレクス等のフィルターを用いることができる。適宜無菌操作を行うことができる。本発明の培養容器は、製造後(本発明のタンパク質のコーティング後)すぐに利用してもよいし、適宜保存してから利用してもよい。本発明の培養容器は、製造後すぐに利用しない場合にも、幹細胞等の細胞の培養に有効である。保存温度は、例えば、0℃〜50℃、0℃〜40℃、0℃〜25℃、または0℃〜10℃であってよい。保存期間は、例えば、1年以下、6月以下、または1月以下であってよい。本発明の培養容器は、乾燥状態で保存してもよいし、湿潤状態で保存してもよい。例えば、細胞培養面をPBS等の緩衝液で湿潤させた状態で保存してもよい。 The technique for coating the cell culture surface of the culture vessel with the protein of the present invention is not particularly limited. Coating the cell culture surface of the culture vessel with the protein of the present invention can be carried out, for example, using a known technique for coating the surface of the culture vessel with a functional material. For example, the cell culture surface of the culture container can be coated with the protein of the present invention by applying a solution containing the protein of the present invention to the cell culture surface of the culture container. Specifically, for example, the cell culture surface of the culture container is coated with the protein of the present invention by applying a solution containing the protein of the present invention to the cell culture surface of the culture container and drying (vaporizing the solvent). be able to. More specifically, for example, when a time (hereinafter also referred to as “coating time”) elapses after the solution containing the protein of the present invention is applied to the cell culture surface of the culture vessel, cell culture in the culture vessel is performed. The surface can be coated with the protein of the invention. The coating time is not particularly limited as long as the cell culture surface of the culture vessel can be coated with the protein of the present invention to a desired degree. The coating time may be, for example, 30 minutes or more, 1 hour or more, 6 hours or more, 12 hours or more, or 18 hours or more, 72 hours or less, 48 hours or less, or 30 hours or less, A combination thereof may also be used. After the coating time has elapsed, the remaining solution can be removed as appropriate and can be dried. The culture container can be sterilized as appropriate. The culture container can be sterilized, for example, after the cell culture surface of the culture container is coated with the protein of the present invention. For sterilization, for example, alcohol such as ethanol or 2-propanol can be used. The alcohol may be used as a hydrous alcohol such as 70% ethanol. Sterilization can be performed, for example, by applying alcohol to the cell culture surface or immersing the culture container in alcohol. As described above, sterilization before cell culture can be performed using alcohol. However, in order to ensure completeness, the solution containing the protein of the present invention is sterilized by filter sterilization or the like and then applied to the cell culture surface of the culture vessel. The subsequent operations may be performed under aseptic conditions. For filter sterilization, for example, a filter such as Milex manufactured by Merck Millipore can be used. Aseptic operations can be performed as appropriate. The culture container of the present invention may be used immediately after production (after the coating of the protein of the present invention), or may be used after being properly stored. The culture container of the present invention is effective for culturing cells such as stem cells even when not used immediately after production. The storage temperature may be, for example, 0 ° C to 50 ° C, 0 ° C to 40 ° C, 0 ° C to 25 ° C, or 0 ° C to 10 ° C. The storage period may be, for example, 1 year or less, 6 months or less, or 1 month or less. The culture container of the present invention may be stored in a dry state or in a wet state. For example, the cell culture surface may be stored in a state wetted with a buffer solution such as PBS.
培養容器表面への本発明のタンパク質のコーティング量は、本発明の培養容器を利用し
て幹細胞等の細胞を培養できる限り、特に制限されない。培養容器表面への本発明のタンパク質のコーティング量は、例えば、0.1μg/cm2以上、0.2μg/cm2以上、0.4μg/cm2以上、1μg/cm2以上、または5μg/cm2以上であってもよく
、500μg/cm2以下、250μg/cm2以下、100μg/cm2以下、または5
0μg/cm2以下であってもよく、それらの組み合わせであってもよい。培養容器表面
への本発明のタンパク質のコーティング量は、具体的には、例えば、0.1μg/cm2
〜500μg/cm2、好ましくは0.2μg/cm2〜250μg/cm2、より好まし
くは0.4μg/cm2〜100μg/cm2であってもよい。
The coating amount of the protein of the present invention on the surface of the culture container is not particularly limited as long as cells such as stem cells can be cultured using the culture container of the present invention. Coating amount of the protein of the present invention to the culture vessel surface is, for example, 0.1 [mu] g / cm 2 or more, 0.2 [mu] g / cm 2 or more, 0.4 [mu] g / cm 2 or more, 1 [mu] g / cm 2 or more, or 5 [mu] g / cm 2 or more, 500 μg / cm 2 or less, 250 μg / cm 2 or less, 100 μg / cm 2 or less, or 5
It may be 0 μg / cm 2 or less, or a combination thereof. Specifically, the coating amount of the protein of the present invention on the surface of the culture container is, for example, 0.1 μg / cm 2.
~500μg / cm 2, preferably from 0.2μg / cm 2 ~250μg / cm 2 , more preferably may be 0.4μg / cm 2 ~100μg / cm 2 .
同様に、本発明の細胞足場材料も適宜取得できる。細胞足場材料は、細胞を培養できる材質と形状を有する限り、特に制限されない。細胞足場材料は、例えば、目的とする細胞培養の結果物(細胞シート、組織、臓器、等)の形状に応じた形状を有していてよい。細胞足場材料は、例えば、細胞足場材料の内部に細胞が充填されるよう、多孔質等の空隙を有する形態に構成されていてよい。細胞足場材料の材質としては、例えば、生体内にインプラントするのに適している等の観点から、生体吸収性高分子が好ましく挙げられる。生体吸収性高分子として、具体的には、例えば、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、乳酸とグリコール酸の共重合体、ポリカプロラクトン、コラーゲン、ゼラチン、グリコサミノグリカン、キチン、キトサン、ヒアルロン酸、ポリペプチドが挙げられる。本発明の細胞足場材料は、例えば、細胞足場材料の表面(具体的には、細胞培養面)を本発明のタンパク質でコーティングすることにより得られる。なお、「細胞足場材料の表面」には、細胞足場材料が空隙を有する形態に構成されている場合は、空隙内部の表面も含まれる。また、例えば、上述の通り、細胞足場材料として構成された本発明の組成物をそのまま本発明の細胞足場材料として用いてもよい。 Similarly, the cell scaffold material of the present invention can be appropriately obtained. The cell scaffold material is not particularly limited as long as it has a material and shape capable of culturing cells. The cell scaffold material may have, for example, a shape corresponding to the shape of a target cell culture result (cell sheet, tissue, organ, etc.). The cell scaffold material may be configured, for example, in a form having voids such as porous so that cells are filled in the cell scaffold material. The material of the cell scaffold material is preferably a bioabsorbable polymer from the viewpoint of being suitable for implantation in a living body, for example. Specific examples of bioabsorbable polymers include polylactic acid, polyglycolic acid, copolymers of lactic acid and glycolic acid, polycaprolactone, collagen, gelatin, glycosaminoglycan, chitin, chitosan, hyaluronic acid, poly Peptides are mentioned. The cell scaffold material of the present invention can be obtained, for example, by coating the surface of the cell scaffold material (specifically, the cell culture surface) with the protein of the present invention. It should be noted that the “surface of the cell scaffold material” includes the surface inside the void when the cell scaffold material is configured in a form having voids. For example, as described above, the composition of the present invention configured as a cell scaffold material may be used as it is as the cell scaffold material of the present invention.
<4>本発明の方法
本発明のタンパク質を利用して、幹細胞等の細胞を効率よく培養することができる。具体的には、本発明のタンパク質を備える器具(本発明の器具)を利用して、幹細胞等の細胞を効率よく培養することができる。より具体的には、本発明の培養容器や本発明の細胞足場材料等の、本発明のタンパク質を備える培養器具を利用して、幹細胞等の細胞を効率よく培養することができる。すなわち、本発明は、本発明の培養容器や本発明の細胞足場材料等の本発明の器具で細胞を培養することを含む、細胞を培養する方法を提供する。同方法を、「本発明の方法」ともいう。本発明のタンパク質は、特に、iPS細胞等の幹細胞
の増殖に高い効果を示す。すなわち、本発明のタンパク質およびそれを備える細胞培養容器や細胞足場材料等の細胞培養用器具は、例えば、iPS細胞等の幹細胞を増殖させるため
に使用することが可能である。また、本発明のタンパク質およびそれを備える細胞培養容器や細胞足場材料等の細胞培養用器具は、iPS細胞等の幹細胞の増殖に限られず、例えば
、その前段階であるiPS細胞等の幹細胞の樹立、ならびに、その後段階であるiPS細胞等の幹細胞の分化にも使用することが可能である。すなわち、本発明において、「細胞の培養」には、細胞の増殖に限られず、例えば、幹細胞や前駆細胞等の分化能を有する細胞の樹立、幹細胞や前駆細胞等の分化能を有する細胞から他の細胞への分化も包含される。具体的には、「幹細胞の培養」には、幹細胞の増殖に限られず、例えば、幹細胞の樹立(例えば、iPS細胞やES細胞等の万能性幹細胞または多能性幹細胞の樹立)や幹細胞の分化(例
えば、iPS細胞やES細胞等の幹細胞からのその他の幹細胞、前駆細胞、または成熟細胞へ
の分化)も包含される。本発明の方法により、培養された細胞(培養細胞)が得られる。すなわち、本発明の方法の一態様は、本発明の培養容器や本発明の細胞足場材料等の本発明の器具で細胞を培養することを含む、培養細胞を製造する方法である。本発明の方法により得られる培養細胞は、分化していてもよく、していなくてもよい。すなわち、本発明の方法により得られる培養細胞は、例えば、未分化状態が維持されていてもよく、未分化状態を獲得していてもよい。本発明の方法により得られる培養細胞は、例えば、幹細胞や前駆細胞等の分化能を有する細胞であってもよいし、前駆細胞や成熟細胞等の分化した細
胞であってもよい。本発明の方法により得られる培養細胞は、例えば、遊離の細胞(個々の独立した細胞)であってもよいし、細胞シート、組織、臓器、等の組織化した細胞であってもよい。
<4> Method of the Present Invention Cells such as stem cells can be efficiently cultured using the protein of the present invention. Specifically, cells such as stem cells can be efficiently cultured using a device (the device of the present invention) provided with the protein of the present invention. More specifically, cells such as stem cells can be efficiently cultured using a culture instrument comprising the protein of the present invention, such as the culture container of the present invention or the cell scaffold material of the present invention. That is, this invention provides the method of culture | cultivating a cell including culturing a cell with the instrument of this invention, such as the culture container of this invention, and the cell scaffold material of this invention. This method is also referred to as “the method of the present invention”. The protein of the present invention is particularly effective for the proliferation of stem cells such as iPS cells. That is, the protein of the present invention and a cell culture instrument such as a cell culture container or a cell scaffold material provided with the protein can be used, for example, for growing stem cells such as iPS cells. In addition, the protein of the present invention and cell culture devices such as cell culture containers and cell scaffold materials provided with the protein are not limited to the proliferation of stem cells such as iPS cells. For example, the establishment of stem cells such as iPS cells in the previous stage In addition, it can also be used for differentiation of stem cells such as iPS cells in the subsequent stage. That is, in the present invention, “culture of cells” is not limited to cell proliferation, but includes, for example, establishment of cells having differentiation ability such as stem cells and progenitor cells, and other cells having differentiation ability such as stem cells and precursor cells. Is also included. Specifically, “culture of stem cells” is not limited to the proliferation of stem cells. For example, establishment of stem cells (for example, establishment of universal stem cells such as iPS cells and ES cells or pluripotent stem cells) and differentiation of stem cells (For example, differentiation from stem cells such as iPS cells and ES cells into other stem cells, progenitor cells, or mature cells) is also included. By the method of the present invention, cultured cells (cultured cells) can be obtained. That is, one aspect of the method of the present invention is a method for producing cultured cells, comprising culturing cells with the device of the present invention such as the culture container of the present invention and the cell scaffold material of the present invention. The cultured cells obtained by the method of the present invention may or may not be differentiated. That is, the cultured cells obtained by the method of the present invention may be maintained in an undifferentiated state or may have acquired an undifferentiated state, for example. The cultured cells obtained by the method of the present invention may be, for example, cells having differentiation ability such as stem cells and progenitor cells, or may be differentiated cells such as progenitor cells and mature cells. The cultured cells obtained by the method of the present invention may be, for example, free cells (individual independent cells) or organized cells such as cell sheets, tissues, organs and the like.
培養される細胞の種類は特に制限されない。本発明の方法は、特に、幹細胞の培養に好適に利用できる。幹細胞として、具体的には、例えば、胚性幹細胞(ES細胞)、人工多能性幹細胞(iPS細胞)、多能性生殖幹細胞(mGS細胞)、神経幹細胞、間葉系幹細胞、造血幹細胞が挙げられる。幹細胞として、より具体的には、例えば、胚性幹細胞(ES細胞)や人工多能性幹細胞(iPS細胞)が挙げられる。細胞は、いずれの生体組織に由来するもの
であってもよい。生体組織としては、皮膚、角膜、肝臓、消化器官、乳腺、前立腺、毛根、気管、口腔粘膜が挙げられる。細胞が由来する生物は特に制限されず、使用目的等に応じて適宜選択することができる。細胞が由来する生物として、例えば、哺乳類が挙げられる。哺乳類として、具体的には、例えば、ヒト、ラット、マウス、モルモット、マーモセット、ウサギ、イヌ、ネコ、ヒツジ、ブタ、チンパンジーが挙げられる。哺乳類は、免疫不全動物であってもよい。培養した細胞をヒトの治療に用いる場合、細胞が由来する生物としては、例えば、ヒト、ブタ、チンパンジーから選択される哺乳類が好ましい。本発明の方法においては、1種の細胞のみを培養してもよく、2種またはそれ以上の細胞を共培養してもよい。
The type of cells to be cultured is not particularly limited. The method of the present invention can be suitably used particularly for stem cell culture. Specific examples of stem cells include embryonic stem cells (ES cells), induced pluripotent stem cells (iPS cells), pluripotent germ stem cells (mGS cells), neural stem cells, mesenchymal stem cells, and hematopoietic stem cells. It is done. More specifically, examples of the stem cells include embryonic stem cells (ES cells) and induced pluripotent stem cells (iPS cells). The cell may be derived from any living tissue. Examples of biological tissues include skin, cornea, liver, digestive organs, mammary gland, prostate, hair root, trachea, and oral mucosa. The organism from which the cells are derived is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose of use. Examples of organisms from which cells are derived include mammals. Specific examples of mammals include human, rat, mouse, guinea pig, marmoset, rabbit, dog, cat, sheep, pig and chimpanzee. The mammal may be an immunodeficient animal. When cultured cells are used for human therapy, the organism from which the cells are derived is preferably, for example, a mammal selected from humans, pigs, and chimpanzees. In the method of the present invention, only one type of cell may be cultured, or two or more types of cells may be co-cultured.
培養条件は、所望の培養結果(細胞の増殖、幹細胞の樹立、細胞の分化、等)が得られる条件であれば特に制限されない。培養条件は、本発明の培養容器や本発明の細胞足場材料等の本発明の器具を用いること以外は、例えば、ES細胞やiPS細胞等の細胞の培養に用
いられる通常の条件と同じであってよい。培養条件は、本発明の器具の態様、細胞の種類、細胞が由来する生物種等の諸条件に応じて適宜設定できる。
The culture conditions are not particularly limited as long as desired culture results (cell proliferation, stem cell establishment, cell differentiation, etc.) can be obtained. The culture conditions are the same as, for example, normal conditions used for culturing cells such as ES cells and iPS cells, except that the device of the present invention such as the culture container of the present invention and the cell scaffold material of the present invention is used. It's okay. The culture conditions can be appropriately set according to various conditions such as the aspect of the device of the present invention, the type of cells, the biological species from which the cells are derived.
培地の組成は、培養する細胞の性質等の諸条件に応じて適宜設定できる。培地成分としては、例えば、グルコース等の炭素源、アミノ酸、ビタミン、リン酸塩、緩衝剤、成長因子、血清、血清アルブミンが挙げられる。細胞の培養に用いられる通常の培地として、具体的には、例えば、α−MEM、DMEM、KCMが挙げられる。また、胚性幹細胞(ES細胞)や人工多能性幹細胞(iPS細胞)の培養に用いられる通常の培地として、具体的に
は、例えば、Essential 8培地(インビトロジェン社製)、StemFit(R)培地(味の素社製
)、その他実施例で用いた培地が挙げられる。
The composition of the medium can be appropriately set according to various conditions such as the properties of cells to be cultured. Examples of the medium components include carbon sources such as glucose, amino acids, vitamins, phosphates, buffers, growth factors, serum, and serum albumin. Specific examples of the normal medium used for cell culture include α-MEM, DMEM, and KCM. Further, as a normal medium used for culturing embryonic stem cells (ES cells) and induced pluripotent stem cells (iPS cells), specifically, for example, Essential 8 medium (manufactured by Invitrogen), StemFit (R) medium (Made by Ajinomoto Co., Inc.) and other media used in the examples.
本発明の方法によれば、フィーダー細胞や他の細胞接着タンパク質(本発明のタンパク質以外の細胞接着タンパク質)を使用することなく、幹細胞等の細胞を効率よく培養することができる。しかしながら、このことは、フィーダー細胞や他の細胞接着タンパク質を使用することを妨げるものではない。すなわち、本発明の方法においては、フィーダー細胞や他の細胞接着タンパク質(本発明のタンパク質以外の細胞接着タンパク質)を使用してもよいし、しなくてもよい。本発明の方法においては、フィーダー細胞や他の細胞接着タンパク質の使用量を、細胞の培養に使用される通常の量と比較して低減するのが好ましい。本発明の方法においては、フィーダー細胞や他の細胞接着タンパク質を使用しないのがより好ましい。 According to the method of the present invention, cells such as stem cells can be efficiently cultured without using feeder cells or other cell adhesion proteins (cell adhesion proteins other than the protein of the present invention). However, this does not preclude the use of feeder cells or other cell adhesion proteins. That is, in the method of the present invention, feeder cells and other cell adhesion proteins (cell adhesion proteins other than the protein of the present invention) may or may not be used. In the method of the present invention, it is preferable to reduce the amount of feeder cells and other cell adhesion proteins used compared to the usual amount used for cell culture. In the method of the present invention, it is more preferable not to use feeder cells or other cell adhesion proteins.
培養開始時に播種する細胞数は、例えば、1×103cells/cm2以上、1×104cells/cm2以上、または2×104cells/cm2以上であってもよく、1×106cells/cm2以下、1×105cells/cm2以下、または5×104ce
lls/cm2以下であってもよく、それらの組み合わせであってもよい。培養温度は、
例えば、36℃〜38℃であってよく、好ましくは約37℃であってよい。培養pHは、例えば、pH6.8〜7.2であってよい。培養時の気相は、例えば、空気と炭酸ガスの混合ガスであってよい。具体的には、例えば、5%炭酸ガスと95%空気の雰囲気下で培
養を行ってよい。培養期間は、例えば、5〜30日、好ましくは7〜16日であってよい。培養中、培地交換を実施してもよい。
The number of cells to be seeded at the start of the culture may be, for example, 1 × 10 3 cells / cm 2 or more, 1 × 10 4 cells / cm 2 or more, or 2 × 10 4 cells / cm 2 or more, and 1 × 10 6 cells / cm 2 or less, 1 × 10 5 cells / cm 2 or less, or 5 × 10 4 ce
lls / cm 2 or less or a combination thereof. The culture temperature is
For example, it may be 36 ° C to 38 ° C, preferably about 37 ° C. The culture pH may be, for example, pH 6.8 to 7.2. The gas phase at the time of culture may be, for example, a mixed gas of air and carbon dioxide. Specifically, for example, the culture may be performed in an atmosphere of 5% carbon dioxide gas and 95% air. The culture period may be, for example, 5 to 30 days, preferably 7 to 16 days. During the culture, the medium may be changed.
このようにして細胞培養を実施することにより、培養細胞が得られる。 By performing cell culture in this manner, cultured cells are obtained.
以下、本発明を実施例に基づいて更に具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on examples.
実施例1:ラミニン部分配列挿入フィブロイン様タンパク質の作製
<1>ラミニン部分配列挿入フィブロイン様タンパク質発現株の構築
フィブロイン様タンパク質ADF3をコードする遺伝子を発現するプラスミドpET22b-ADF3
は、pET22b(+)ベクター(Novagen)を制限酵素NdeIとEcoRIによって切断した後、全合成
したフィブロイン様タンパク質遺伝子ADF3をDNA Ligation Kit(TaKaRa)を用いて挿入して構築した。ADF3遺伝子の塩基配列を配列番号1に、同遺伝子がコードするフィブロイン様タンパク質ADF3のアミノ酸配列を配列番号2に示す。なお、配列番号2に示すADF3タンパク質は、N末端にHisタグとHRV3Cプロテアーゼ認識配列を有する。
Example 1: Preparation of laminin partial sequence insertion fibroin-like protein <1> Construction of laminin partial sequence insertion fibroin-like protein expression strain Plasmid pET22b-ADF3 expressing a gene encoding fibroin-like protein ADF3
Was constructed by cleaving the pET22b (+) vector (Novagen) with restriction enzymes NdeI and EcoRI, and then inserting the fully synthesized fibroin-like protein gene ADF3 using DNA Ligation Kit (TaKaRa). The base sequence of the ADF3 gene is shown in SEQ ID NO: 1, and the amino acid sequence of the fibroin-like protein ADF3 encoded by the same gene is shown in SEQ ID NO: 2. The ADF3 protein shown in SEQ ID NO: 2 has a His tag and an HRV3C protease recognition sequence at the N-terminus.
ラミニン部分配列挿入フィブロイン様タンパク質ADF3Laminin#39をコードする遺伝子を発現するプラスミドpET22b-ADF3Laminin#39は、pET22b(+)ベクター(Novagen)を制限酵
素NdeIとEcoRIによって切断した後、全合成したフィブロイン様タンパク質遺伝子ADF3Laminin#39をDNA Ligation Kit(TaKaRa)を用いて挿入して構築した。ADF3Laminin#39遺伝
子の塩基配列を配列番号3に、同遺伝子がコードするフィブロイン様タンパク質ADF3Laminin#39のアミノ酸配列を配列番号4に示す。ADF3Laminin#39は、配列番号2に示すADF3タンパク質のAla非リッチ部位10個の内7個にラミニン部分配列「RGLDATARKASRRS」(配列番号40)が1個ずつ(計7個)挿入されてなるものである。
The plasmid pET22b-ADF3Laminin # 39, which expresses the gene encoding the laminin partial sequence insertion fibroin-like protein ADF3Laminin # 39, is a fibroin-like protein that is fully synthesized after cleaving the pET22b (+) vector (Novagen) with restriction enzymes NdeI and EcoRI. The gene ADF3Laminin # 39 was constructed using the DNA Ligation Kit (TaKaRa). The base sequence of the ADF3Laminin # 39 gene is shown in SEQ ID NO: 3, and the amino acid sequence of the fibroin-like protein ADF3Laminin # 39 encoded by the same gene is shown in SEQ ID NO: 4. ADF3Laminin # 39 is composed of one laminin partial sequence “RGLDATARKASRRS” (SEQ ID NO: 40) inserted into 7 of 10 ADF non-rich sites of ADF3 protein shown in SEQ ID NO: 2 (7 in total). is there.
同様に、ラミニン部分配列挿入フィブロイン様タンパク質ADF3Laminin#34、ADF3Laminin#37、ADF3Laminin#38、ADF3Laminin#42、ADF3Laminin#43、ADF3Laminin#44、ADF3Laminin#45、ADF3Laminin#46、ADF3Laminin#47、およびADF3Laminin#48をコードする遺伝子をそれぞれ全合成し、pET22b(+)ベクターに導入して、これらの遺伝子を発現するプラスミドpET22b-ADF3Laminin#34、pET22b-ADF3Laminin#37、pET22b-ADF3Laminin#38、pET22b-ADF3Laminin#42、pET22b-ADF3Laminin#43、pET22b-ADF3Laminin#44、pET22b-ADF3Laminin#45、pET22b-ADF3Laminin#46、pET22b-ADF3Laminin#47、およびpET22b-ADF3Laminin#48を構築
した。これらの遺伝子の塩基配列を配列番号51〜60に、同遺伝子がコードするフィブロイン様タンパク質のアミノ酸配列を配列番号61〜70に示す。これらのフィブロイン様タンパク質は、配列番号2に示すADF3タンパク質のAla非リッチ部位10個の内7個に、それぞれ、ラミニン部分配列であるSIYITRF(配列番号44)、NVFVQRL(配列番号38)、VAFYSN(配列番号37)、LLNLRPDDFVFYVGG(配列番号34)、LKRLNTTGV(配列番号36)、VFDLQQNLGSV(配列番号39)、LNEEVVSLYNF(配列番号35)、DIARAEMLLEEAKRA(配列番号41)、KLQLLKDLE(配列番号42)、ALGSAAADA(配列番号43)が1個
ずつ(計7個)挿入されてなるものである。
Similarly, laminin partial sequence insertion fibroin-like protein ADF3Laminin # 34, ADF3Laminin # 37, ADF3Laminin # 38, ADF3Laminin # 42, ADF3Laminin # 43, ADF3Laminin # 44, ADF3Laminin # 45, ADF3Laminin # 46, ADF3Laminin # 47, and ADF3Laminin # 47 The genes encoding each of these are fully synthesized and introduced into the pET22b (+) vector, and plasmids pET22b-ADF3Laminin # 34, pET22b-ADF3Laminin # 37, pET22b-ADF3Laminin # 38, pET22b-ADF3Laminin # 42 that express these genes , PET22b-ADF3Laminin # 43, pET22b-ADF3Laminin # 44, pET22b-ADF3Laminin # 45, pET22b-ADF3Laminin # 46, pET22b-ADF3Laminin # 47, and pET22b-ADF3Laminin # 48 were constructed. The nucleotide sequences of these genes are shown in SEQ ID NOs: 51 to 60, and the amino acid sequences of fibroin-like proteins encoded by the genes are shown in SEQ ID NOs: 61 to 70. These fibroin-like proteins are composed of 7 laminin partial sequences SIYITRF (SEQ ID NO: 44), NVFVQRL (SEQ ID NO: 38), VAFYSN (SEQ ID NO: 38) in 10 of the 10 ADF non-rich sites of ADF3 protein shown in SEQ ID NO: 2, respectively. SEQ ID NO: 37), LLNLRPDDFVFYVGG (SEQ ID NO: 34), LKRLNTTGV (SEQ ID NO: 36), VFDLQQNLGSV (SEQ ID NO: 39), LNEEVVSLYNF (SEQ ID NO: 35), DIARAEMLLEEAKRA (SEQ ID NO: 41), KLQLLKDLE (SEQ ID NO: 42), ALGSAAADA (sequence) Number 43) is inserted one by one (a total of seven).
なお、ADF3Laminin#39を「ADF3#39」と略記する場合がある。他のラミニン部分配列挿
入フィブロイン様タンパク質についても同様である。
ADF3Laminin # 39 may be abbreviated as “ADF3 # 39”. The same applies to other laminin partial sequence insertion fibroin-like proteins.
上記pET22b-ADF3、pET22b-ADF3Laminin#39、pET22b-ADF3Laminin#34、pET22b-ADF3Laminin#37、pET22b-ADF3Laminin#38、pET22b-ADF3Laminin#42、pET22b-ADF3Laminin#43、pET22b-ADF3Laminin#44、pET22b-ADF3Laminin#45、pET22b-ADF3Laminin#46、pET22b-ADF3Laminin#47、およびpET22b-ADF3Laminin#48でそれぞれエシェリヒア・コリBL21(DE3)ΔrecA
株を形質転換することにより、フィブロイン様タンパク質生産菌BL21(DE3)ΔrecA/pET22b
-ADF3、BL21(DE3)ΔrecA/pET22b-ADF3Laminin#39、BL21(DE3)ΔrecA/pET22b-ADF3Laminin#34、BL21(DE3)ΔrecA/pET22b-ADF3Laminin#37、BL21(DE3)ΔrecA/pET22b-ADF3Laminin#38、BL21(DE3)ΔrecA/pET22b-ADF3Laminin#42、BL21(DE3)ΔrecA/pET22b-ADF3Laminin#43
、BL21(DE3)ΔrecA/pET22b-ADF3Laminin#44、BL21(DE3)ΔrecA/pET22b-ADF3Laminin#45、BL21(DE3)ΔrecA/pET22b-ADF3Laminin#46、BL21(DE3)ΔrecA/pET22b-ADF3Laminin#47、およびBL21(DE3)ΔrecA/pET22b-ADF3Laminin#48を得た。BL21(DE3)ΔrecA株は、BL21(DE3)
株からλRed法によりrecA遺伝子を欠損することで得られる。
PET22b-ADF3, pET22b-ADF3Laminin # 39, pET22b-ADF3Laminin # 34, pET22b-ADF3Laminin # 37, pET22b-ADF3Laminin # 38, pET22b-ADF3Laminin # 42, pET22b-ADF3Laminin # 43, AET3Laminin # 43, pET22b-ADF3 Escherichia coli BL21 (DE3) ΔrecA for # 45, pET22b-ADF3Laminin # 46, pET22b-ADF3Laminin # 47, and pET22b-ADF3Laminin # 48, respectively
By transforming the strain, fibroin-like protein producing bacteria BL21 (DE3) ΔrecA / pET22b
-ADF3, BL21 (DE3) ΔrecA / pET22b-ADF3Laminin # 39, BL21 (DE3) ΔrecA / pET22b-ADF3Laminin # 34, BL21 (DE3) ΔrecA / pET22b-ADF3Laminin # 37, BL21 (DE3) ΔrecA / pET22b-ADF3Lainin # 39 , BL21 (DE3) ΔrecA / pET22b-ADF3Laminin # 42, BL21 (DE3) ΔrecA / pET22b-ADF3Laminin # 43
, BL21 (DE3) ΔrecA / pET22b-ADF3Laminin # 44, BL21 (DE3) ΔrecA / pET22b-ADF3Laminin # 45, BL21 (DE3) ΔrecA / pET22b-ADF3Laminin # 46, BL21 (DE3) ΔrecA / pET22b-ADF3Laminin # 44 BL21 (DE3) ΔrecA / pET22b-ADF3Laminin # 48 was obtained. BL21 (DE3) ΔrecA strain is BL21 (DE3)
It is obtained by deleting the recA gene from the strain by the λRed method.
<2>ラミニン部分配列挿入フィブロイン様タンパク質の発現
上記で得られたフィブロイン様タンパク質発現株BL21(DE3)ΔrecA/pET22b-ADF3、BL21
ΔrecA/pET22b-ADF3Laminin#39、BL21(DE3)ΔrecA/pET22b-ADF3Laminin#34、BL21(DE3)ΔrecA/pET22b-ADF3Laminin#37、BL21(DE3)ΔrecA/pET22b-ADF3Laminin#38、BL21(DE3)ΔrecA/pET22b-ADF3Laminin#42、BL21(DE3)ΔrecA/pET22b-ADF3Laminin#43、BL21(DE3)ΔrecA/pET22b-ADF3Laminin#44、BL21(DE3)ΔrecA/pET22b-ADF3Laminin#45、BL21(DE3)ΔrecA/pET22b-ADF3Laminin#46、BL21(DE3)ΔrecA/pET22b-ADF3Laminin#47、およびBL21(DE3)ΔrecA/pET22b-ADF3Laminin#48を、(1)に示すシード培地を用いて、1vvm、37℃、1500rpm、pH6.7の条件下でグルコースを全て消費するまで培養し、種培養液を得た。その後、種培
養液45mLを(2)に示す生産培地255mLに添加し、1vvm、37℃、700rpm、pH6.9の条件下で
本培養を実施した。培養30分後に(3)に示すフィード培地を2.6mL/hの流速で添加し、培養液の620nmでのOD値が50になるまで培養した。その後、培養温度を30℃に下げ、イソプ
ロピル−β−チオガラクトピラノシド(IPTG)を1mM添加してタンパク質発現を誘導した
。IPTG添加後24時間で培養を終了し、培養液を得た。菌体破砕液を調製してSDS-PAGEに供したところ、目的サイズのバンドが観察され、フィブロイン様タンパク質が菌体内に発現していることが確認された。
<2> Expression of laminin partial sequence inserted fibroin-like protein Fibroin-like protein expression strain BL21 (DE3) ΔrecA / pET22b-ADF3, BL21 obtained above
ΔrecA / pET22b-ADF3Laminin # 39, BL21 (DE3) ΔrecA / pET22b-ADF3Laminin # 34, BL21 (DE3) ΔrecA / pET22b-ADF3Laminin # 37, BL21 (DE3) ΔrecA / pET22b-ADF3Laminin # 38, BL21 (DE3) A21 pET22b-ADF3Laminin # 42, BL21 (DE3) ΔrecA / pET22b-ADF3Laminin # 43, BL21 (DE3) ΔrecA / pET22b-ADF3Laminin # 44, BL21 (DE3) ΔrecA / pET22b-ADF3Laminin # 45, BL21 (DE3) ΔrecA / p22 ADF3Laminin # 46, BL21 (DE3) ΔrecA / pET22b-ADF3Laminin # 47, and BL21 (DE3) ΔrecA / pET22b-ADF3Laminin # 48 were used at 1 vvm, 37 ° C, 1500 rpm, pH 6. Culturing was carried out under the conditions of 7 until all the glucose was consumed to obtain a seed culture solution. Thereafter, 45 mL of the seed culture solution was added to 255 mL of the production medium shown in (2), and main culture was performed under conditions of 1 vvm, 37 ° C., 700 rpm, and pH 6.9. After 30 minutes of culture, the feed medium shown in (3) was added at a flow rate of 2.6 mL / h, and the culture was cultured until the OD value at 620 nm reached 50. Thereafter, the culture temperature was lowered to 30 ° C., and 1 mM isopropyl-β-thiogalactopyranoside (IPTG) was added to induce protein expression. The culture was terminated 24 hours after the addition of IPTG to obtain a culture solution. When a cell disruption solution was prepared and subjected to SDS-PAGE, a band of the desired size was observed, confirming that fibroin-like protein was expressed in the cell.
(1)シード培地
グルコース40g/L、硫酸マグネシウム七水和物1.0g/L、コーンスティープリカー1.0g/L(
窒素重量換算)、リン酸二水素カリウム2.0g/L、硫酸鉄七水和物10mg/L、硫酸マンガン七水和物10mg/L、GD-113(消泡剤)0.1ml/L、アンピシリン100mg/L
(1) Seed medium glucose 40 g / L, magnesium sulfate heptahydrate 1.0 g / L, corn steep liquor 1.0 g / L (
Nitrogen weight conversion), potassium dihydrogen phosphate 2.0g / L, iron sulfate heptahydrate 10mg / L, manganese sulfate heptahydrate 10mg / L, GD-113 (antifoaming agent) 0.1ml / L, ampicillin 100mg / L
(2)生産培地
グルコース2.5g/L、硫酸マグネシウム七水和物2.4g/L、コーンスティープリカー1.0g/L(窒素重量換算)、リン酸二水素カリウム5.4g/L、硫酸鉄七水和物40mg/L、硫酸マンガン七水和物40mg/L、塩化カルシウム二水和物40mg/L、GD-113(消泡剤)0.1ml/L、アンピシリ
ン100mg/L
(2) Production medium glucose 2.5 g / L, magnesium sulfate heptahydrate 2.4 g / L, corn steep liquor 1.0 g / L (nitrogen weight conversion), potassium dihydrogen phosphate 5.4 g / L, iron sulfate heptahydrate 40mg / L, manganese sulfate heptahydrate 40mg / L, calcium chloride dihydrate 40mg / L, GD-113 (antifoam) 0.1ml / L, ampicillin 100mg / L
(3)フィード培地
グルコース700g/L、アンピシリン100mg/L
(3) Feed medium glucose 700g / L, ampicillin 100mg / L
<3>ラミニン部分配列挿入フィブロイン様タンパク質の精製
上記で得られた培養液をOD値が30となるように(1)に示すLysisバッファーで希釈し、超音波処理した。処理液を遠心し、沈殿のみを回収した。沈殿に遠心前の処理液と等量の3%SDS溶液を添加し、ホモジナイザーで30 min懸濁した。懸濁液を遠心し、再度沈殿のみを回収した。沈殿に(2)に示す可溶化バッファーを目的タンパク質濃度が5 mg/mlとなるように添加し、ボルテックスで懸濁した。懸濁液を遠心し、上清のみを回収した。
<3> Purification of laminin partial sequence-inserted fibroin-like protein The culture solution obtained above was diluted with the Lysis buffer shown in (1) so that the OD value was 30, and sonicated. The treatment solution was centrifuged and only the precipitate was collected. To the precipitate, an equal volume of 3% SDS solution was added to the pre-centrifugation treatment solution, and suspended for 30 min with a homogenizer. The suspension was centrifuged and only the precipitate was collected again. The solubilization buffer shown in (2) was added to the precipitate so that the target protein concentration was 5 mg / ml and suspended by vortexing. The suspension was centrifuged and only the supernatant was collected.
得られた上清について、500-1000Daの透析膜を用いて、外液をNaOH水(pH10)として透析を実施し、フィブロイン様タンパク質ADF3、ADF3Laminin#39、ADF3Laminin#34、ADF3Laminin#37、ADF3Laminin#38、ADF3Laminin#42、ADF3Laminin#43、ADF3Laminin#44、ADF3Laminin#45、ADF3Laminin#46、ADF3Laminin#47、およびADF3Laminin#48の水溶液を得た。 The resulting supernatant was dialyzed with a 500-1000 Da dialysis membrane using NaOH solution (pH 10) as the external solution, and fibroin-like proteins ADF3, ADF3Laminin # 39, ADF3Laminin # 34, ADF3Laminin # 37, ADF3Laminin # 38, ADF3Laminin # 42, ADF3Laminin # 43, ADF3Laminin # 44, ADF3Laminin # 45, ADF3Laminin # 46, ADF3Laminin # 47, and ADF3Laminin # 48 were obtained.
(1)Lysis バッファー
30 mM Tris-HCl、100 mM NaCl、pH7.5
(1) Lysis buffer
30 mM Tris-HCl, 100 mM NaCl, pH 7.5
(2)可溶化バッファー
50 mM NaOH
(2) Solubilization buffer
50 mM NaOH
実施例2:フィブロイン様タンパク質の細胞足場機能の評価
<1>細胞培養プレートへのコーティング
上記実施例1<3>で得た透析後のフィブロイン様タンパク質の水溶液を6ウェル細胞
培養プレート(コーニング社Falcon培養プレート)に1〜4ml/ウェル投入し、室温で一
昼夜もしくは二昼夜放置して水を揮発させた。細胞培養プレートを70%エタノール水溶液
に浸漬した後、リン酸緩衝生理食塩水(ナカライテスク社)で洗浄した。
Example 2 Evaluation of Cell Scaffold Function of Fibroin-like Protein <1> Coating on Cell Culture Plate An aqueous solution of fibroin-like protein obtained after dialysis obtained in Example 1 <3> above was added to a 6-well cell culture plate (Corning Falcon). 1 to 4 ml / well was added to the culture plate) and left at room temperature for one day or two nights to volatilize water. The cell culture plate was immersed in a 70% aqueous ethanol solution and then washed with phosphate buffered saline (Nacalai Tesque).
<2>コーティングの確認
島津製作所社製IR Prestige-21ならびにATR測定機器であるSmiths社製Dura Sampl IR IIを用いて、コーティング表面のFT-IR全反射測定(FT-IR-ATR)を行った。得られたスペ
クトルにおいて、タンパク質主鎖アミド基(αアミド結合)由来のピークが1620〜1700cm-1の範囲に現れていることにより、フィブロイン様タンパク質が細胞培養プレート上にコーティングされたことを確認した。なお、フィブロイン様タンパク質のコーティング量は、10μg/cm2程度であると考えられる。
<2> Confirmation of coating FT-IR total reflection measurement (FT-IR-ATR) of the coating surface was performed using Shimadzu IR Prestige-21 and Smiths Dura Sampl IR II, an ATR measuring device. . In the obtained spectrum, the peak derived from the protein main chain amide group (α amide bond) appeared in the range of 1620-1700 cm −1 , confirming that the fibroin-like protein was coated on the cell culture plate. . The coating amount of fibroin-like protein is considered to be about 10 μg / cm 2 .
<3>iPS細胞増殖系での評価
フィブロイン様タンパク質をコーティングした表面での人工多能性幹細胞(iPS細胞)の接着増殖効果を評価した。iPS細胞は、iPSポータル社より購入した201B7株を用いた。細胞培養は、iPS細胞用培地であるEssential 8培地(インビトロジェン社製
)にヒト血清アルブミンを添加(最終濃度2.6mg/ml、シグマアルドリッチ社製)した培地、または、StemFit(R)培地(味の素社製)を用いて、5%CO2/37℃の条件で行った。フィブロイン様タンパク質を細胞培養プレート上にコーティングして直ちに培養に用いることにより、その効果を検討した。1ウェルあたり10万個の生細胞をシングルセル播種した。培
地にはY-27632を添加(最終濃度10μM、ナカライテスク社製)し、2〜4日毎に培地交換を行った。6〜7日間の培養後、細胞解離酵素(ライフテクノロジーズ社TrypLE Select)処
理により剥離した細胞の個数を、細胞数測定装置(ベックマン・コールター社ViCell)を用いて測定した。
<3> Evaluation in iPS cell proliferation system The adhesion proliferation effect of artificial pluripotent stem cells (iPS cells) on the surface coated with fibroin-like protein was evaluated. The 201B7 strain purchased from iPS Portal was used as the iPS cell. Cell culture is a medium obtained by adding human serum albumin (final concentration 2.6 mg / ml, Sigma-Aldrich) to Essential 8 medium (manufactured by Invitrogen), which is a medium for iPS cells, or StemFit (R) medium (Ajinomoto Co., Inc.). Ltd.) was used to perform under the conditions of 5% CO 2/37 ℃. The effect was examined by coating a fibroin-like protein on a cell culture plate and using it immediately in culture. A single cell was seeded with 100,000 live cells per well. Y-27632 was added to the medium (final concentration 10 μM, manufactured by Nacalai Tesque), and the medium was changed every 2 to 4 days. After culturing for 6 to 7 days, the number of cells detached by treatment with a cell dissociating enzyme (Life Technologies TrypLE Select) was measured using a cell number measuring device (Beckman Coulter ViCell).
結果を図1および図2に示す。 The results are shown in FIG. 1 and FIG.
図1に示すように、ラミニンの部分配列を挿入したフィブロイン様タンパク質は、何れも、6日後の生細胞数が播種時に比べ2〜11倍に増大しており、良好なiPS細胞足場
機能を有していること(すなわち、これらラミニン部分配列が細胞接着配列としての性質を有していること)が明らかとなった。
As shown in FIG. 1, all fibroin-like proteins into which a laminin partial sequence has been inserted have a viable cell count of 2 to 11 times that after seeding and have a good iPS cell scaffolding function. (That is, these laminin partial sequences have properties as cell adhesion sequences).
また、ラミニンの部分配列が挿入されていないフィブロイン様タンパク質であるADF3を、同様の方法で評価したところ、播種した細胞が殆ど接着せず、播種して6日後の生細胞
数は皆無であった(図示せず)。これは、ラミニンの部分配列を挿入することでiPS細胞足場機能が発現することを示すものである。
Moreover, when ADF3, a fibroin-like protein into which no partial sequence of laminin was inserted, was evaluated by the same method, almost no seeded cells adhered, and there were no viable cell counts 6 days after seeding. (Not shown). This indicates that the iPS cell scaffold function is expressed by inserting a partial sequence of laminin.
また、足場タンパク質であるフィブロネクチンのRGDを含む細胞接着配列を挿入したカイコのフィブロインであるプロネクチン(三洋化成工業)を、同様の方法で評価したところ、ADF3と同様、播種して6日後の生細胞数は皆無であった(図示せず)。これは、本
発明が予見困難であることを示すものである。
In addition, pronectin (Sanyo Kasei Kogyo), a silkworm fibroin inserted with a cell adhesion sequence containing RGD of fibronectin, a scaffold protein, was evaluated by the same method. As in ADF3, 6 days after seeding, There were no numbers (not shown). This indicates that the present invention is difficult to predict.
図2に示すように、ラミニンの部分配列を挿入したフィブロイン様タンパク質であるADF3#39は、途中1回の継代により2週間にわたって培養を行うことができた。2週間の培養を行った後、アルカリフォスファターゼ染色キット(シグマアルドリッチ社:86-R)を用いて染色を行った結果、細胞の未分化状態が維持されていることを確認した。これは、本発明品を利用することにより、長期培養において、iPS細胞の未分化状態を維持した状態で増殖することが可能であることを示すものである。 As shown in FIG. 2, ADF3 # 39, a fibroin-like protein into which a laminin partial sequence was inserted, could be cultured for 2 weeks by one passage in the middle. After culturing for 2 weeks, staining was performed using an alkaline phosphatase staining kit (Sigma Aldrich: 86-R). As a result, it was confirmed that the undifferentiated state of the cells was maintained. This indicates that by utilizing the product of the present invention, it is possible to proliferate while maintaining the undifferentiated state of iPS cells in long-term culture.
実施例3:各種ペプチドの細胞接着阻害機能の評価
<1>各種ペプチドの調製
各種ペプチドを、ペプチド合成受託機関において通常の固相合成法により調製した。
Example 3 Evaluation of Cell Adhesion Inhibiting Function of Various Peptides <1> Preparation of Various Peptides Various peptides were prepared by an ordinary solid phase synthesis method at a peptide synthesis commissioned organization.
<2>iPS細胞接着阻害機能の評価
各種ペプチドの人工多能性幹細胞(iPS細胞)接着阻害機能を評価した。iPS細胞は、iPSポータル社より購入した201B7株を用いた。細胞培養は、iPS細胞用培地で
あるEssential 8培地(インビトロジェン社製)にヒト血清アルブミンを添加(最終濃度2.6mg/ml、シグマアルドリッチ社製)した培地、または、StemFit(R)培地(味の素社製)
を用いて、5%CO2/37℃の条件で行った。各種ペプチドを所定量含んだ培地にiPS細胞を5分〜2時間懸濁させた後、iMatrix(ニッピ社製)やマトリゲル(日本ベクトンディッキ
ンソン社製)等の細胞足場材を製品プロトコルの方法に従いコートした細胞培養プレートに、1ウェルあたりの生細胞数が13,000〜40,000個となるようにシングルセル播種した。
培地にはY-27632(最終濃度10μM、ナカライテスク社製)を添加し、翌日以降はY-27632
および各種ペプチドともに添加していない培地で培養した。1〜3日毎に培地交換を行い、5〜7日間の培養後、細胞解離酵素TrypLE Select(ライフテクノロジーズ社)処理により
剥離した細胞の個数を、細胞数測定装置ViCell(ベックマン・コールター社)を用いて測定した。
<2> Evaluation of iPS Cell Adhesion Inhibitory Function The artificial pluripotent stem cell (iPS cell) adhesion inhibitory function of various peptides was evaluated. The 201B7 strain purchased from iPS Portal was used as the iPS cell. Cell culture is a medium obtained by adding human serum albumin (final concentration 2.6 mg / ml, Sigma-Aldrich) to Essential 8 medium (manufactured by Invitrogen), which is a medium for iPS cells, or StemFit (R) medium (Ajinomoto Co., Inc.). Made)
Was used to carried out under the conditions of 5% CO 2/37 ℃. After suspending iPS cells for 5 minutes to 2 hours in a medium containing various amounts of various peptides, coat cell scaffolds such as iMatrix (Nippi) or Matrigel (Nippon Becton Dickinson) according to the method of the product protocol. The cell culture plate was seeded with a single cell so that the number of viable cells per well was 13,000 to 40,000.
Y-27632 (final concentration 10 μM, manufactured by Nacalai Tesque) is added to the medium.
And it culture | cultivated in the culture medium which did not add any peptide. The culture medium is changed every 1 to 3 days, and after culturing for 5 to 7 days, the number of cells detached by treatment with cell dissociation enzyme TrypLE Select (Life Technologies) is measured using ViCell (Beckman Coulter) Measured.
図3および図4に、マウスラミニンα1の部分配列ペプチドであるRKRLQVQLSIRT(配列番号47)を0〜100μM含んだ培地にiPS細胞を懸濁させた後、iMatrix(図3)またはマトリゲル(図4)をコートした細胞培養プレートに、1ウェルあたりの生細胞数が13,000個(図3)または40,000個(図4)となるようにシングルセル播種して5日間培養を行った結果を示す。RKRLQVQLSIRTは、いずれの細胞足場材をコートした細胞培養プレートに対しても細胞接着増殖を阻害する効果を示したことから、RKRLQVQLSIRTを挿入したフィブロイン様タンパク質は、良好なiPS細胞足場機能を有することが期待できる。 3 and 4, iPS cells were suspended in a medium containing 0-100 μM of RKRLQVQLSIRT (SEQ ID NO: 47), which is a partial peptide of mouse laminin α1, and then iMatrix (FIG. 3) or Matrigel (FIG. 4). 5 shows the results of culturing for 5 days after seeding a single cell so that the number of viable cells per well is 13,000 (FIG. 3) or 40,000 (FIG. 4) on a cell culture plate coated with. Since RKRLQVQLSIRT showed the effect of inhibiting cell adhesion growth on cell culture plates coated with any cell scaffold, fibroin-like protein inserted with RKRLQVQLSIRT may have a good iPS cell scaffold function. I can expect.
図5に、ヒトラミニンα5の部分配列ペプチドであるGCISNVFVQRLL(配列番号72)を0〜100μM含んだ培地にiPS細胞を懸濁させた後、iMatrixをコートした細胞培養プレートに、1ウェルあたりの生細胞数が13,000個となるようにシングルセル播種して5日間培養を行った結果を示す。 In FIG. 5, iPS cells were suspended in a medium containing 0-100 μM of GCISNVFVQRLL (SEQ ID NO: 72), a partial peptide of human laminin α5, and then viable cells per well were coated on a cell culture plate coated with iMatrix. The results of single cell seeding so that the number is 13,000 and culturing for 5 days are shown.
図6に、ヒトラミニンα1の部分配列ペプチドであるAASIKVAVSADR(配列番号73)を0〜100μM含んだ培地にiPS細胞を懸濁させた後、iMatrixをコートした細胞培養プレートに、1ウェルあたりの生細胞数が13,000個となるようにシングルセル播種して5日間培養を行った結果を示す。 In FIG. 6, iPS cells are suspended in a medium containing 0-100 μM of AASIKVAVSADR (SEQ ID NO: 73), which is a partial peptide of human laminin α1, and then viable cells per well are coated on a cell culture plate coated with iMatrix. The results of single cell seeding so that the number is 13,000 and culturing for 5 days are shown.
図7に、ヒトラミニンα1の部分配列を改変したアミノ酸配列からなるペプチドであって、特開2010-220611に記載のプロネクチンL等の部分配列ペプチドでもあるPGASIKVAVSAGPS(配列番号74)を0〜100μM含んだ培地にiPS細胞を懸濁させた後、iMatrixをコートした細胞培養プレートに、1ウェルあたりの生細胞数が13,000個となるようにシングル
セル播種して5日間培養を行った結果を示す。
FIG. 7 includes 0-100 μM of PGASIKVAVSAGPS (SEQ ID NO: 74), which is a peptide consisting of an amino acid sequence obtained by modifying a partial sequence of human laminin α1, and which is also a partial sequence peptide such as Pronectin L described in JP-A 2010-220611 The result of suspending iPS cells in a medium and then seeding them on a cell culture plate coated with iMatrix so that the number of viable cells per well is 13,000 and culturing for 5 days is shown.
これらのペプチドも細胞接着増殖を阻害する効果を示したことから、これらのペプチドを挿入したフィブロイン様タンパク質は、良好なiPS細胞足場機能を有することが期待できる。 Since these peptides also showed an effect of inhibiting cell adhesion proliferation, it can be expected that fibroin-like proteins inserted with these peptides have a good iPS cell scaffold function.
<配列表の説明>
配列番号1:フィブロイン様タンパク質遺伝子ADF3の塩基配列
配列番号2:フィブロイン様タンパク質ADF3のアミノ酸配列
配列番号3:ラミニン部分配列挿入フィブロイン様タンパク質遺伝子ADF3Laminin#39の塩基配列
配列番号4:ラミニン部分配列挿入フィブロイン様タンパク質ADF3Laminin#39のアミノ酸配列
配列番号5:ヒトラミニンα3鎖のアミノ酸配列
配列番号6:ヒトラミニンα5鎖のアミノ酸配列
配列番号7〜10:Alaリッチ部位の要件を満たす部分のアミノ酸配列
配列番号11〜21:Ala非リッチ部位の要件を満たす部分に含まれるモチーフのアミノ酸配列
配列番号22:ヒトラミニンβ1鎖のアミノ酸配列
配列番号23:ヒトラミニンβ2鎖のアミノ酸配列
配列番号24:ヒトラミニンβ3鎖のアミノ酸配列
配列番号25:ヒトラミニンγ1鎖のアミノ酸配列
配列番号26:ヒトラミニンγ2鎖のアミノ酸配列
配列番号27:マウスラミニンα1鎖のアミノ酸配列
配列番号28:マウスラミニンα2鎖のアミノ酸配列
配列番号29:マウスラミニンα3鎖のアミノ酸配列
配列番号30:マウスラミニンα5鎖のアミノ酸配列
配列番号31:マウスラミニンβ1鎖のアミノ酸配列
配列番号32:マウスラミニンβ3鎖のアミノ酸配列
配列番号33:ヒトビトロネクチンのアミノ酸配列
配列番号34〜50:RGDを含まない細胞接着配列のアミノ酸配列
配列番号51:ラミニン部分配列挿入フィブロイン様タンパク質遺伝子ADF3Laminin#34の塩基配列
配列番号52:ラミニン部分配列挿入フィブロイン様タンパク質遺伝子ADF3Laminin#37の塩基配列
配列番号53:ラミニン部分配列挿入フィブロイン様タンパク質遺伝子ADF3Laminin#38の塩基配列
配列番号54:ラミニン部分配列挿入フィブロイン様タンパク質遺伝子ADF3Laminin#42の塩基配列
配列番号55:ラミニン部分配列挿入フィブロイン様タンパク質遺伝子ADF3Laminin#43の塩基配列
配列番号56:ラミニン部分配列挿入フィブロイン様タンパク質遺伝子ADF3Laminin#44の塩基配列
配列番号57:ラミニン部分配列挿入フィブロイン様タンパク質遺伝子ADF3Laminin#45の塩基配列
配列番号58:ラミニン部分配列挿入フィブロイン様タンパク質遺伝子ADF3Laminin#46の塩基配列
配列番号59:ラミニン部分配列挿入フィブロイン様タンパク質遺伝子ADF3Laminin#47の塩基配列
配列番号60:ラミニン部分配列挿入フィブロイン様タンパク質遺伝子ADF3Laminin#48の
塩基配列
配列番号61:ラミニン部分配列挿入フィブロイン様タンパク質ADF3Laminin#34のアミノ酸配列
配列番号62:ラミニン部分配列挿入フィブロイン様タンパク質ADF3Laminin#37のアミノ酸配列
配列番号63:ラミニン部分配列挿入フィブロイン様タンパク質ADF3Laminin#38のアミノ酸配列
配列番号64:ラミニン部分配列挿入フィブロイン様タンパク質ADF3Laminin#42のアミノ酸配列
配列番号65:ラミニン部分配列挿入フィブロイン様タンパク質ADF3Laminin#43のアミノ酸配列
配列番号66:ラミニン部分配列挿入フィブロイン様タンパク質ADF3Laminin#44のアミノ酸配列
配列番号67:ラミニン部分配列挿入フィブロイン様タンパク質ADF3Laminin#45のアミノ酸配列
配列番号68:ラミニン部分配列挿入フィブロイン様タンパク質ADF3Laminin#46のアミノ酸配列
配列番号69:ラミニン部分配列挿入フィブロイン様タンパク質ADF3Laminin#47のアミノ酸配列
配列番号70:ラミニン部分配列挿入フィブロイン様タンパク質ADF3Laminin#48のアミノ酸配列
配列番号71:ヒトラミニンα1鎖のアミノ酸配列
配列番号72〜74:RGDを含まない細胞接着配列のアミノ酸配列
<Explanation of Sequence Listing>
SEQ ID NO: 1: Fibroin-like protein gene ADF3 base sequence SEQ ID NO: 2: Fibroin-like protein ADF3 amino acid sequence SEQ ID NO: 3: Laminin partial sequence insertion fibroin-like protein gene ADF3 Laminin # 39 base sequence SEQ ID NO: 4: Laminin partial sequence insertion fibroin Amino acid sequence of the like protein ADF3Laminin # 39 SEQ ID NO: 5: amino acid sequence of human laminin α3 chain SEQ ID NO: 6: amino acid sequence of human laminin α5 chain SEQ ID NO: 7-10: amino acid sequence SEQ ID NO: 11-21 of the portion satisfying the requirements of Ala-rich site : Amino acid sequence of a motif contained in a portion satisfying the requirements of Ala non-rich site SEQ ID NO: 22: Amino acid sequence of human laminin β1 chain SEQ ID NO: 23: Amino acid sequence of human laminin β2 chain SEQ ID NO: 24: Amino acid sequence of human laminin β3 chain SEQ ID NO: 25 : Hitomi Amino acid sequence of nin γ1 chain SEQ ID NO: 26: Amino acid sequence of human laminin γ2 chain SEQ ID NO: 27: Amino acid sequence of mouse laminin α1 chain SEQ ID NO: 28: Amino acid sequence of mouse laminin α2 chain SEQ ID NO: 29: Amino acid sequence of mouse laminin α3 chain No. 30: amino acid sequence of mouse laminin α5 chain SEQ ID NO: 31 amino acid sequence of mouse laminin β1 chain SEQ ID NO: 32 amino acid sequence of mouse laminin β3 chain SEQ ID NO: 33: amino acid sequence of human vitronectin SEQ ID NOs: 34 to 50: RGD included No amino acid sequence of cell adhesion sequence SEQ ID NO: 51: base sequence of laminin partial sequence inserted fibroin-like protein gene ADF3Laminin # 34 52: base sequence of laminin partial sequence inserted fibroin-like protein gene ADF3Laminin # 37 SEQ ID NO: 53: laminin partial sequence Insertion fee Loin-like protein gene ADF3Laminin # 38 nucleotide sequence SEQ ID NO: 54: Laminin partial sequence inserted fibroin-like protein gene ADF3Laminin # 42 nucleotide sequence SEQ ID NO: 55: Laminin partial sequence-inserted fibroin-like protein gene ADF3Laminin # 43 nucleotide sequence SEQ ID NO: 56: Laminin partial sequence insertion fibroin-like protein gene ADF3Laminin # 44 nucleotide sequence SEQ ID NO: 57: Laminin partial sequence insertion fibroin-like protein gene ADF3Laminin # 45 nucleotide sequence SEQ ID NO: 58: Laminin partial sequence insertion fibroin-like protein gene ADF3Laminin # 46 SEQ ID NO: 59: Laminin partial sequence insertion fibroin-like protein gene ADF3Laminin # 47 base sequence SEQ ID NO: 60: Laminin partial sequence insertion fibroin-like protein gene ADF3 Laminin # 48 base sequence SEQ ID NO: 61: Laminin partial sequence insertion fibre Amino acid sequence of loin-like protein ADF3Laminin # 34 SEQ ID NO: 62: amino acid sequence of laminin partial sequence insertion fibroin-like protein ADF3Laminin # 37 63: amino acid sequence of laminin partial sequence insertion fibroin-like protein ADF3Laminin # 38 SEQ ID NO: 64: laminin partial sequence Amino acid sequence of the inserted fibroin-like protein ADF3Laminin # 42 SEQ ID NO: 65: Amino acid sequence of the inserted fibroin-like protein ADF3Laminin # 43 SEQ ID NO: 66: Amino acid sequence of the inserted fibroin-like protein ADF3Laminin # 44 SEQ ID NO: 67: Laminin portion Amino acid sequence of sequence insertion fibroin-like protein ADF3Laminin # 45 SEQ ID NO: 68: Amino acid sequence of fibroin-like protein insertion ADF3 Laminin # 46 SEQ ID NO: 69: Fibroin-like tamper insertion of laminin partial sequence Quality ADF3Laminin # 47 amino acid sequence SEQ ID NO 70: laminin partial sequence inserted fibroin-like protein ADF3Laminin # 48 amino acid sequence SEQ ID NO: 71: human laminin α1 chain amino acid sequence SEQ ID NO 72 to 74: the amino acid sequence of the cell adhesion sequence without the RGD
Claims (39)
前記繰り返し構造が、繰り返し単位の3回〜15回の繰り返しからなり、
各繰り返し単位が、Alaリッチ部位とAla非リッチ部位が連結してなり、
各Alaリッチ部位が、8残基〜54残基のアミノ酸配列からなり、
各Alaリッチ部位におけるAla残基の比率が、30%以上であり、
各Alaリッチ部位が、同部位中のいずれの連続する4アミノ酸残基中にも少なくとも1個のAla残基を含み、
各Ala非リッチ部位が、4残基以上のアミノ酸配列からなり、
各Ala非リッチ部位におけるAla残基の比率が、20%以下であり、
前記細胞接着配列が、前記繰り返し構造を構成する繰り返し単位から選択される1つまたはそれ以上の繰り返し単位中に含まれており、
各細胞接着配列が、細胞接着性タンパク質の部分アミノ酸配列であって、Arg−Gly−Aspを含まない、5残基以上のアミノ酸配列からなる、タンパク質。 A protein comprising a repetitive structure and a cell adhesion sequence,
The repeating structure consists of 3 to 15 repetitions of the repeating unit,
Each repeating unit is formed by connecting an Ala-rich part and an Ala-non-rich part,
Each Ala-rich site consists of an amino acid sequence of 8 to 54 residues,
The ratio of Ala residues in each Ala-rich site is 30% or more,
Each Ala-rich site contains at least one Ala residue in any four consecutive amino acid residues in the same site;
Each non-Ala-rich site consists of an amino acid sequence of 4 residues or more,
The ratio of Ala residues in each Ala non-rich site is 20% or less,
The cell adhesion sequence is contained in one or more repeating units selected from repeating units constituting the repeating structure;
A protein in which each cell adhesion sequence is a partial amino acid sequence of a cell adhesion protein and comprises an amino acid sequence of 5 or more residues that does not contain Arg-Gly-Asp.
(a)配列番号71のアミノ酸番号2113〜2124に示すアミノ酸配列;配列番号6のアミノ酸番号2866〜2880、2905〜2915、3102〜3111、3204〜3209、3260〜3270、3264〜3270、3276〜3286、または3306〜3319に示すアミノ酸配列;配列番号22のアミノ酸番号1567〜1581、または1736〜1744に示すアミノ酸配列;配列番号25のアミノ酸番号1411〜1419に示すアミノ酸配列;配列番号28のアミノ酸番号2210〜2216、2397〜2402、2742〜2753、または2745〜2752に示すアミノ酸配列;配列番号33のアミノ酸番号367〜377に示すアミノ酸配列;それらのアミノ酸番号の開始位置および/または終了位置が1〜5残基前後してなるアミノ酸配列;またはそれらのアミノ酸配列の組み合わせ;
(b)前記(a)に示すアミノ酸配列において1〜3個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入、および/または付加を含み、且つArg−Gly−Aspを含まないアミノ酸配列;(c)前記(a)に示すアミノ酸配列に対して80%以上の同一性を有し、且つArg−Gly−Aspを含まないアミノ酸配列。 The protein according to any one of claims 1 to 5, wherein each cell adhesion sequence consists of the amino acid sequence described in (a), (b), or (c) below:
(A) amino acid sequence represented by amino acid numbers 2113 to 2124 of SEQ ID NO: 71; amino acid numbers 2866 to 2880, 2905 to 2915, 3102 to 3111, 3204 to 3209, 3260 to 3270, 3264 to 3270, 3264 to 3286 of SEQ ID NO: 6 , Or the amino acid sequence shown in 3306-3319; the amino acid sequence shown in amino acid number 1567-1581 of SEQ ID NO: 22, or the amino acid sequence shown in amino acid number 1411-1419 of SEQ ID NO: 25; ˜2216, 2397 to 2402, 2742 to 2753, or 2745 to 2752; the amino acid sequence shown to amino acid numbers 367 to 377 of SEQ ID NO: 33; the starting position of these amino acid numbers and / or Or a combination of their amino acid sequence; amino acid sequence completion position is one behind 1-5 residues;
(B) an amino acid sequence comprising 1 to 3 amino acid residue substitutions, deletions, insertions, and / or additions in the amino acid sequence shown in (a), and does not contain Arg-Gly-Asp; (c) An amino acid sequence having 80% or more identity to the amino acid sequence shown in (a) and not containing Arg-Gly-Asp.
(a)配列番号34〜44、47、49、50、および72〜74のいずれかに示すアミノ酸配列;
(b)配列番号34〜44、47、49、50、および72〜74のいずれかに示すアミ
ノ酸配列において1〜3個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入、および/または付加を含み、且つArg−Gly−Aspを含まないアミノ酸配列;
(c)配列番号34〜44、47、49、50、および72〜74のいずれかに示すアミノ酸配列に対して80%以上の同一性を有し、且つArg−Gly−Aspを含まないアミノ酸配列。 The protein according to any one of claims 1 to 6, wherein each cell adhesion sequence consists of the amino acid sequence described in the following (a), (b), or (c):
(A) the amino acid sequence shown in any one of SEQ ID NOs: 34 to 44, 47, 49, 50, and 72 to 74;
(B) including substitution, deletion, insertion, and / or addition of 1 to 3 amino acid residues in the amino acid sequence shown in any of SEQ ID NOs: 34 to 44, 47, 49, 50, and 72 to 74, And an amino acid sequence not containing Arg-Gly-Asp;
(C) an amino acid sequence having 80% or more identity to the amino acid sequence shown in any of SEQ ID NOs: 34 to 44, 47, 49, 50, and 72 to 74 and not containing Arg-Gly-Asp .
(a)配列番号7、8、9、または10に示すアミノ酸配列;
(b)配列番号7、8、9、または10に示すアミノ酸配列において、1〜3個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入、および/または付加を含むアミノ酸配列;
(c)配列番号7、8、9、または10に示すアミノ酸配列に対して80%以上の同一性を有するアミノ酸配列。 The protein according to any one of claims 1 to 13, wherein each Ala-rich site consists of the amino acid sequence described in (a), (b), or (c) below:
(A) the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 7, 8, 9, or 10;
(B) an amino acid sequence comprising substitution, deletion, insertion, and / or addition of 1 to 3 amino acid residues in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 7, 8, 9, or 10;
(C) an amino acid sequence having 80% or more identity to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 7, 8, 9, or 10.
(a)配列番号11〜21に示すアミノ酸配列;
(b)配列番号11〜21に示すアミノ酸配列において、1〜3個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入、および/または付加を含むアミノ酸配列;
(c)配列番号11〜21に示すアミノ酸配列に対して80%以上の同一性を有するアミノ酸配列。 18. Each Ala non-rich site includes one or more amino acid sequences selected from the amino acid sequences set forth in (a), (b), and (c) below: Proteins described in:
(A) the amino acid sequence shown in SEQ ID NOs: 11 to 21;
(B) an amino acid sequence comprising substitution, deletion, insertion and / or addition of 1 to 3 amino acid residues in the amino acid sequence shown in SEQ ID NOs: 11 to 21;
(C) An amino acid sequence having 80% or more identity to the amino acid sequences shown in SEQ ID NOs: 11 to 21.
(a)配列番号2のアミノ酸番号62〜91、101〜120、130〜151、161〜185、195〜218、228〜257、267〜291、301〜325、335〜369、379〜438、448〜497、または507〜536に示すアミノ酸配列;
(b)配列番号2のアミノ酸番号62〜91、101〜120、130〜151、161〜185、195〜218、228〜257、267〜291、301〜325、335〜369、379〜438、448〜497、または507〜536に示すアミノ酸配列において、1〜10個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入、および/または付加を含むアミノ酸配列;
(c)配列番号2のアミノ酸番号62〜91、101〜120、130〜151、161〜185、195〜218、228〜257、267〜291、301〜325、335〜369、379〜438、448〜497、または507〜536に示すアミノ酸配列に対して90%以上の同一性を有するアミノ酸配列。 The protein according to any one of claims 1 to 18, wherein each Ala non-rich site consists of an amino acid sequence described in (a), (b), or (c) below:
(A) amino acid numbers 62-91, 101-120, 130-151, 161-185, 195-218, 228-257, 267-291, 301-325, 335-369, 379-438, 448 of SEQ ID NO: 2. The amino acid sequence shown in ~ 497 or 507-536;
(B) amino acid numbers 62-91, 101-120, 130-151, 161-185, 195-218, 228-257, 267-291, 301-325, 335-369, 379-438, 448 of SEQ ID NO: 2. An amino acid sequence comprising substitutions, deletions, insertions and / or additions of 1 to 10 amino acid residues in the amino acid sequence shown in ˜497 or 507 to 536;
(C) amino acid numbers 62-91, 101-120, 130-151, 161-185, 195-218, 228-257, 267-291, 301-325, 335-369, 379-438, 448 of SEQ ID NO: 2. An amino acid sequence having 90% or more identity to the amino acid sequence shown in ˜497 or 507 to 536.
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