JP2020198783A - アフィニティークロマトグラフィーリガンド - Google Patents
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Abstract
【課題】イムノグロブリンとの結合能の高いアフィニティークロマトグラフィーリガンド、及びそれを用いたイムノグロブリン精製効率の高いアフィニティークロマトグラフィー用担体の提供。【解決手段】リンカーで連結された2個以上のイムノグロブリンに対する親和性を有するドメインからなり、該リンカーが少なくとも1個のプロリンを含むポリペプチドからなる、タンパク質。及び固相担体に結合したタンパク質とを含む、アフィニティークロマトグラフィー用担体。前記リンカーが長さ8アミノ酸以上のポリペプチドからなり、Pro−Xaa及びXaa−Proから選択されることが好ましいタンパク質。XaaがPro以外のアミノ酸であることが好ましく、より好ましいのはAlaであるタンパク質。【選択図】なし
Description
本発明は、アフィニティークロマトグラフィーリガンドおよびイムノグロブリンを単離する方法に関する。
アフィニティークロマトグラフィーにおいては、分離すべき目的の物質と特異的に結合する物質(リガンド)を固定化した担体が使用される。黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)プロテインA(SpA)及びその変異体は、イムノグロブリンに対して特異的に結合するタンパク質であり、代表的なアフィニティークロマトグラフィーリガンドの1つである。天然のSpAには、イムノグロブリン結合ドメインとして、N末端から順にE、D、A、BおよびCの5つのドメインが含まれる。これらのドメイン、及びBドメインの改変型ドメインであるZドメインは、アフィニティークロマトグラフィーリガンドとして一般的に使用されている。さらに、アフィニティークロマトグラフィー担体のイムノグロブリン結合能を高める目的で、上記ドメインを複数連結させたものをリガンドとして用いることも一般的である。
複数のタンパク質を人工的に連結させる場合、各タンパク質の間にスペーサー又はリンカーと呼ばれる短いペプチド配列を挿入することがある。スペーサー又はリンカーは、連結されたタンパク質複合体の立体構造や活性の維持のために使用される。非特許文献1には、インターフェロンγ(INF-γ)−gp120融合タンパク質において、2つのタンパク質の間に10〜34残基のアラニン−プロリンリンカーを挿入したこと、及び、該融合タンパク質のINF-γ活性は、リンカーの長さが短い場合には低いが、リンカー長が34残基のときには本来の88%まで上昇したことが記載されている。非特許文献2には、ヒト血清アルブミン−IFN-α2b融合タンパク質の2つのタンパク質の間にリンカーを挿入したことにより、融合タンパク質の収率や安定性が向上したこと、リンカーなしの融合タンパク質に比べて抗ウイルス活性が上昇していること、リンカーの長さは5残基で充分であったことが記載されている。特許文献1には、イムノグロブリンのFc領域に結合するドメインを、GGSGGSの繰り返し単位からなるリンカーで複数個連結させたタンパク質が、アフィニティ精製の際、中性域ではイムノグロブリンに対する結合性を維持し、弱酸性域ではイムノグロブリンを解離することができることが記載されている。
The Journal of Infectious Diseases, 2001, 184:1423-30
Protein Expression and Purification, 2008, 61:73-77
アフィニティークロマトグラフィー担体上でのイムノグロブリン結合ドメイン数の増加は、それに比例した該担体のイムノグロブリン結合能又は精製効率の上昇には必ずしも結びついていなかった。これは、連結した複数のドメイン同士の干渉や、リガンドに結合したイムノグロブリンの影響で、ドメインとイムノグロブリンとの結合が阻害されることによるものと推測される。本発明は、イムノグロブリンとの結合能の高いアフィニティークロマトグラフィーリガンド、及びそれを用いたイムノグロブリン精製効率の高いアフィニティークロマトグラフィー用担体の提供に関する。
したがって、本発明は以下を提供する。
〔1〕リンカーで連結された2個以上のイムノグロブリンに対する親和性を有するドメインを含み、該リンカーが少なくとも1個のプロリンを含むポリペプチドからなる、タンパク質。
〔2〕前記2個以上のイムノグロブリンに対する親和性を有するドメインが前記リンカーで直列に連結されている、〔1〕記載のタンパク質。
〔3〕前記リンカーが長さ8アミノ酸以上のポリペプチドからなる、〔1〕又は〔2〕記載のタンパク質。
〔4〕前記リンカーが、Pro−Xaa及びXaa−Proからなる群より選択されるペプチド単位を合計で4個以上含む、〔3〕記載のタンパク質。
〔5〕XaaがPro以外のアミノ酸である、〔4〕記載のタンパク質。
〔6〕XaaがAlaである、〔4〕記載のタンパク質。
〔7〕前記リンカーが4個以上のAla−Pro単位からなる、〔4〕記載のタンパク質。
〔8〕前記リンカーのN末端が前記2個以上のドメインのいずれか1つのC末端に結合し、かつ該リンカーのC末端が別のドメインのN末端に結合する、〔1〕〜〔7〕のいずれか1項記載のタンパク質。
〔9〕前記2個以上のイムノグロブリンに対する親和性を有するドメインの各々が、プロテインAもしくはプロテインLのイムノグロブリン結合ドメイン又はその変異体である、〔1〕〜〔8〕のいずれか1項記載のタンパク質。
〔10〕前記2個以上のイムノグロブリンに対する親和性を有するドメインの各々が、配列番号3〜10のいずれかで示されるアミノ酸配列からなるポリペプチド、ならびに配列番号3〜10のいずれかで示されるアミノ酸配列と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列からなり、かつイムノグロブリン結合活性を有するポリペプチドからなる群より選択される、〔9〕記載のタンパク質。
〔11〕前記イムノグロブリンに対する親和性を有するドメインを3〜8個含む、〔1〕〜〔10〕のいずれか1項記載のタンパク質。
〔12〕アフィニティークロマトグラフィーリガンドである、〔1〕〜〔11〕のいずれか1項記載のタンパク質。
〔13〕〔1〕〜〔12〕のいずれか1項記載のタンパク質をコードするポリヌクレオチド。
〔14〕〔13〕記載のポリヌクレオチドを含むベクター。
〔15〕〔14〕記載のベクターを含むベクター形質転換体。
〔16〕固相担体と、該固相担体に結合した〔1〕〜〔12〕のいずれか1項記載のタンパク質とを含む、アフィニティークロマトグラフィー用担体。
〔17〕〔16〕記載のアフィニティークロマトグラフィー用担体を用いる、イムノグロブリンの単離方法。
〔1〕リンカーで連結された2個以上のイムノグロブリンに対する親和性を有するドメインを含み、該リンカーが少なくとも1個のプロリンを含むポリペプチドからなる、タンパク質。
〔2〕前記2個以上のイムノグロブリンに対する親和性を有するドメインが前記リンカーで直列に連結されている、〔1〕記載のタンパク質。
〔3〕前記リンカーが長さ8アミノ酸以上のポリペプチドからなる、〔1〕又は〔2〕記載のタンパク質。
〔4〕前記リンカーが、Pro−Xaa及びXaa−Proからなる群より選択されるペプチド単位を合計で4個以上含む、〔3〕記載のタンパク質。
〔5〕XaaがPro以外のアミノ酸である、〔4〕記載のタンパク質。
〔6〕XaaがAlaである、〔4〕記載のタンパク質。
〔7〕前記リンカーが4個以上のAla−Pro単位からなる、〔4〕記載のタンパク質。
〔8〕前記リンカーのN末端が前記2個以上のドメインのいずれか1つのC末端に結合し、かつ該リンカーのC末端が別のドメインのN末端に結合する、〔1〕〜〔7〕のいずれか1項記載のタンパク質。
〔9〕前記2個以上のイムノグロブリンに対する親和性を有するドメインの各々が、プロテインAもしくはプロテインLのイムノグロブリン結合ドメイン又はその変異体である、〔1〕〜〔8〕のいずれか1項記載のタンパク質。
〔10〕前記2個以上のイムノグロブリンに対する親和性を有するドメインの各々が、配列番号3〜10のいずれかで示されるアミノ酸配列からなるポリペプチド、ならびに配列番号3〜10のいずれかで示されるアミノ酸配列と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列からなり、かつイムノグロブリン結合活性を有するポリペプチドからなる群より選択される、〔9〕記載のタンパク質。
〔11〕前記イムノグロブリンに対する親和性を有するドメインを3〜8個含む、〔1〕〜〔10〕のいずれか1項記載のタンパク質。
〔12〕アフィニティークロマトグラフィーリガンドである、〔1〕〜〔11〕のいずれか1項記載のタンパク質。
〔13〕〔1〕〜〔12〕のいずれか1項記載のタンパク質をコードするポリヌクレオチド。
〔14〕〔13〕記載のポリヌクレオチドを含むベクター。
〔15〕〔14〕記載のベクターを含むベクター形質転換体。
〔16〕固相担体と、該固相担体に結合した〔1〕〜〔12〕のいずれか1項記載のタンパク質とを含む、アフィニティークロマトグラフィー用担体。
〔17〕〔16〕記載のアフィニティークロマトグラフィー用担体を用いる、イムノグロブリンの単離方法。
本発明のアフィニティークロマトグラフィー用担体においては、リガンド中のイムノグロブリン結合ドメイン間に特定のリンカーを介在させることで、リガンドのイムノグロブリン結合能を向上させ、アフィニティークロマトグラフィー用担体のイムノグロブリン精製効率を向上させることができる。
本明細書において、アミノ酸配列やヌクレオチド配列の同一性は、カーリンとアルチュールによるアルゴリズムBLAST(Pro. Natl. Acad. Sci. USA, 1993, 90:5873-5877)、またはFASTA(Methods Enzymol., 1990, 183:63-98)を用いて決定することができる。このBLASTアルゴリズムに基づいて、BLASTN、BLASTX、BLASTP、TBLASTN及びTBLASTXとよばれるプログラムが開発されている(J. Mol. Biol., 1990, 215:403-410)。BLASTNによってヌクレオチド配列を解析する場合には、パラメータは例えばScore=100、wordlength=12とすることができる。また、BLASTPによってアミノ酸配列を解析する場合には、パラメータは例えばscore=50、wordlength=3とする。BLASTとGapped BLASTプログラムを用いる場合には、各プログラムのデフォルトパラメーターを用いる。これらの解析方法の具体的な手法は公知である(www.ncbi.nlm.nih.gov参照)。
本明細書において、アミノ酸配列およびヌクレオチド配列に関する「少なくとも85%の同一性」とは、85%以上の同一性、好ましくは90%以上の同一性、より好ましくは95%以上の同一性、さらに好ましくは97%以上の同一性、さらに好ましくは98%以上の同一性、なお好ましくは99%以上の同一性をいう。
本明細書において、アミノ酸配列およびヌクレオチド配列上の「相当する位置」は、目的配列と参照配列(例えば、配列番号1で示されるアミノ酸配列)とを、各アミノ酸配列またはヌクレオチド配列中に存在する保存アミノ酸残基またはヌクレオチドに最大の相同性を与えるように整列(アラインメント)させることにより決定することができる。アラインメントは、公知のアルゴリズムを用いて実行することができ、その手順は当業者に公知である。例えば、アラインメントは、Clustal Wマルチプルアラインメントプログラム(Thompson, J. D. et al, 1994, Nucleic Acids Res., 22:4673-4680)をデフォルト設定で用いることにより行うことができる。あるいは、Clustal Wの改訂版であるClustal W2やClustal omegaを使用することもできる。Clustal W、Clustal W2およびClustal omegaは、例えば、欧州バイオインフォマティクス研究所(European Bioinformatics Institute: EBI [www.ebi.ac.uk/index.html])や、国立遺伝学研究所が運営する日本DNAデータバンク(DDBJ [www.ddbj.nig.ac.jp/Welcome-j.html])のウェブサイト上で利用することができる。
本明細書において、アミノ酸残基は次の略号でも記載される:アラニン(Ala又はA)、アルギニン(Arg又はR)、アスパラギン(Asn又はN)、アスパラギン酸(Asp又はD)、システイン(Cys又はC)、グルタミン(Gln又はQ)、グルタミン酸(Glu又はE)、グリシン(Gly又はG)、ヒスチジン(His又はH)、イソロイシン(Ile又はI)、ロイシン(Leu又はL)、リシン(Lys又はK)、メチオニン(Met又はM)、フェニルアラニン(Phe又はF)、プロリン(Pro又はP)、セリン(Ser又はS)、トレオニン(Thr又はT)、トリプトファン(Trp又はW)、チロシン(Tyr又はY)、バリン(Val又はV);及び任意のアミノ酸残基(Xaa又はX)。また本明細書において、ペプチドのアミノ酸配列は、常法に従って、アミノ末端(以下N末端という)が左側、カルボキシル末端(以下C末端という)が右側に位置するように記載される。
本明細書において、プロテインAとは、黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)の細胞壁成分であるプロテインAをいう。本明細書において、プロテインLとは、Finegoldia magnaによって生産される蛋白質の1種であるプロテインLをいう。
本明細書において、「イムノグロブリンに親和性を示すドメイン」又は「イムノグロブリン結合ドメイン」とは、タンパク質中に含まれる、単独でイムノグロブリン結合活性を有するポリペプチドの機能単位をいう。本明細書における「イムノグロブリン結合」とは、好ましくはイムノグロブリン分子の相補性決定領域(CDR)以外の領域への結合、より好ましくは少なくともFcフラグメントへの結合をいう。
本明細書における「イムノグロブリンに親和性を示すドメイン」又は「イムノグロブリン結合ドメイン」の好ましい例としては、Fc結合性タンパク、プロテインAのイムノグロブリン結合ドメイン、プロテインLのイムノグロブリン結合ドメイン、ならびにイムノグロブリン結合活性を有するそれらの変異体が挙げられる。このうち、プロテインAのイムノグロブリン結合ドメイン、プロテインLのイムノグロブリン結合ドメイン、ならびにイムノグロブリン結合活性を有するそれらの変異体がより好ましい例として挙げられる。
当該プロテインAのイムノグロブリン結合ドメインの例としては、プロテインAのAドメイン、Bドメイン、Cドメイン、Dドメイン、Eドメイン、及びBドメインの改変型ドメインであるZドメインが挙げられ、このうち、Bドメイン、Zドメイン、Cドメイン及びDドメインがより好ましい。プロテインAのAドメインは、配列番号1で示されるアミノ酸配列からなる。プロテインAのEドメインは、配列番号2で示されるアミノ酸配列からなる。プロテインAのBドメインは、配列番号3で示されるアミノ酸配列からなる。プロテインAのZドメインは、配列番号4で示されるアミノ酸配列からなる。プロテインAのCドメインは、配列番号5で示されるアミノ酸配列からなる。プロテインAのDドメインは、配列番号6で示されるアミノ酸配列からなる。
当該プロテインLのイムノグロブリン結合ドメインの例としては、Finegoldia magna 312株が産生するプロテインLのB1ドメイン、B2ドメイン、B3ドメイン、B4ドメイン、及びB5ドメインや、F.magna 3316株が産生するプロテインLのC1ドメイン、C2ドメイン、C3ドメイン、及びC4ドメインが挙げられ、このうち、C1ドメイン、C2ドメイン、C3ドメイン及びC4ドメインがより好ましい。プロテインLのC1ドメインは、配列番号7で示されるアミノ酸配列からなる。プロテインLのC2ドメインは、配列番号8で示されるアミノ酸配列からなる。プロテインLのC3ドメインは、配列番号9で示されるアミノ酸配列からなる。プロテインLのC4ドメインは、配列番号10で示されるアミノ酸配列からなる。プロテインLのB1ドメインは、配列番号11で示されるアミノ酸配列からなる。プロテインLのB2ドメインは、配列番号12で示されるアミノ酸配列からなる。プロテインLのB3ドメインは、配列番号13で示されるアミノ酸配列からなる。プロテインLのB4ドメインは、配列番号14で示されるアミノ酸配列からなる。プロテインLのB5ドメインは、配列番号15で示されるアミノ酸配列からなる。
当該プロテインAのイムノグロブリン結合ドメインの変異体の例としては、配列番号1〜6のいずれかで示されるアミノ酸配列と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列からなり、かつイムノグロブリン結合活性を有するポリペプチドが挙げられる。好ましくは、当該プロテインAのイムノグロブリン結合ドメインの変異体の例としては、配列番号3〜6のいずれかで示されるアミノ酸配列と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列からなり、かつイムノグロブリン結合活性を有するポリペプチドが挙げられる。当該プロテインLのイムノグロブリン結合ドメインの変異体の例としては、配列番号7〜15のいずれかで示されるアミノ酸配列と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列からなり、かつイムノグロブリン結合活性を有するポリペプチドが挙げられる。好ましくは、当該プロテインLのイムノグロブリン結合ドメインの変異体の例としては、配列番号7〜10のいずれかで示されるアミノ酸配列と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列からなり、かつイムノグロブリン結合活性を有するポリペプチドが挙げられる。
上記イムノグロブリン結合ドメインの変異体は、該ドメインのアミノ酸配列に対して、アミノ酸残基の付加、削除、置換または欠失や、アミノ酸残基の化学的修飾等の改変を施すことによって作製することができる。アミノ酸残基の付加、削除、置換または欠失の手段としては、上記ドメインをコードするポリヌクレオチドに対する部位特異的突然変異(Site−specific mutaion)等の公知の手段が挙げられる。
1.アフィニティークロマトグラフィーリガンド用タンパク質
一実施形態において、本発明は、アフィニティークロマトグラフィーリガンドとして機能するタンパク質を提供する。当該本発明のタンパク質は、リンカーで連結された2個以上のイムノグロブリンに対する親和性を有するドメインを含む。該ドメインを連結する該リンカーは、少なくとも1個のプロリンを含むペプチドリンカーである。
一実施形態において、本発明は、アフィニティークロマトグラフィーリガンドとして機能するタンパク質を提供する。当該本発明のタンパク質は、リンカーで連結された2個以上のイムノグロブリンに対する親和性を有するドメインを含む。該ドメインを連結する該リンカーは、少なくとも1個のプロリンを含むペプチドリンカーである。
本発明のタンパク質に含まれるリンカーは、そのN末端が、本発明のタンパク質を構成する該2個以上のイムノグロブリンに対する親和性を有するドメインのうちのいずれか1つと結合しており、かつそのC末端は、別のイムノグロブリンに対する親和性を有するドメインと結合している。該リンカーが結合する該ドメイン上の位置は特に限定されない。また、該ドメイン1個に対して結合する該リンカーの個数も特に限定されない。したがって、本発明のタンパク質は、該2個以上のイムノグロブリンに対する親和性を有するドメインが、該リンカーで直列に連結された構造を有していてもよく、又は該リンカーで並列に連結された構造を有していてもよい。
より好ましくは、本発明のタンパク質に含まれるリンカーは、そのN末端が、本発明のタンパク質を構成する該2個以上のイムノグロブリンに対する親和性を有するドメインのうちのいずれか1つのC末端と結合しており、かつそのC末端は、そのN末端が結合しているドメインとは別のイムノグロブリンに対する親和性を有するドメインのN末端と結合している。好ましくは、本発明のタンパク質の基本構造は、このドメイン−リンカー単位の繰り返しからなる。結果、本発明のタンパク質は、好ましくは、2個以上のイムノグロブリンに対する親和性を有するドメインが該リンカーを介して直列に連結された構造を有する。
好ましくは、本発明のタンパク質に含まれるリンカーは、長さ8アミノ酸以上のポリペプチドからなるポリペプチドリンカーである。より好ましくは、該リンカーの長さは10アミノ酸以上であり、さらに好ましくは12アミノ酸以上である。該リンカーの長さの上限は、好ましくは50アミノ酸以下、より好ましくは30アミノ酸以下、さらに好ましくは20アミノ酸以下、さらに好ましくは18アミノ酸以下である。好適には、該リンカーの長さは8〜50アミノ酸、好ましくは8〜30アミノ酸、より好ましくは10〜30アミノ酸、さらに好ましくは8〜20アミノ酸、さらに好ましくは10〜20アミノ酸、さらに好ましくは10〜18アミノ酸、さらに好ましくは12〜20アミノ酸、さらに好ましくは12〜18アミノ酸である。
本発明のタンパク質に含まれるリンカーは、少なくとも1個のプロリンを含み、好ましくは2個以上のプロリンを含み、より好ましくは4個以上のプロリンを含み、さらに好ましくはPro−Xaa及びXaa−Proからなる群より選択されるペプチド単位を合計で4個以上含む。該リンカーに含まれるXaaは、Proを含む任意のアミノ酸であればよいが、好ましくはPro以外の任意のアミノ酸(すなわちAla、Arg、Asn、Asp、Cys、Gln、Glu、Gly、His、Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Ser、Thr、Trp、Tyr又はVal)であり、より好ましくはAlaである。さらに好ましくは、該リンカーは、Pro−Ala及びAla−Proからなる群より選択されるペプチド単位を合計で4個以上含む。さらに好ましくは、該リンカーは、4個以上のAla−Pro単位からなる。さらに好ましくは、該リンカーは(Ala−Pro)nからなり、ここでnは、4〜25、好ましくは4〜15、より好ましくは5〜15、さらに好ましくは4〜10、さらに好ましくは5〜10、さらに好ましくは5〜9、さらに好ましくは6〜10、さらに好ましくは6〜9である。
本発明のタンパク質に含まれるリンカーの数は、1個以上であればよく、ドメイン数に応じて変化する。典型的には、本発明のタンパク質に含まれるリンカーの数は、該タンパク質中のイムノグロブリンに対する親和性を有するドメインの数より1つ少ない。本発明のタンパク質が2個以上のリンカーを含む場合、各々のリンカーのアミノ酸配列又はその長さは、同一であっても異なっていてもよい。好ましくは、該各々のリンカーのアミノ酸配列及び長さは同一である。
本発明のタンパク質は、イムノグロブリンに対する親和性を有するドメインを2個以上、好ましくは2〜12個、より好ましくは3〜8個含む。本発明のタンパク質に含まれる該2個以上のイムノグロブリン結合ドメインの各々は、同一のドメインでも異なるドメインであってもよいが、好ましくは同一のドメインである。
好ましい実施形態において、当該イムノグロブリンに対する親和性を有するドメインの各々は、プロテインAもしくはプロテインLのイムノグロブリン結合ドメイン又はその変異体である。より好ましくは、当該イムノグロブリンに対する親和性を有するドメインの各々は、プロテインAのBドメイン、Zドメイン、Cドメイン及びDドメイン、プロテインLのC1ドメイン、C2ドメイン、C3ドメイン、及びC4ドメイン、ならびにそれらの変異体からなる群より選択される。
別の好ましい実施形態において、当該イムノグロブリンに対する親和性を有するドメインの各々は、配列番号3〜10のいずれかで示されるアミノ酸配列からなるポリペプチド、ならびに配列番号3〜10のいずれかで示されるアミノ酸配列と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列からなり、かつイムノグロブリン結合活性を有するポリペプチドからなる群より選択される。
別の好ましい実施形態において、当該イムノグロブリンに対する親和性を有するドメインの各々は、配列番号3〜10のいずれかで示されるアミノ酸配列又はこれと少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列からなるポリペプチドであって、ただし配列番号3〜10のいずれかで示されるアミノ酸配列の1位に相当する位置にValを有する、ポリペプチドである。別の好ましい実施形態において、当該イムノグロブリンに対する親和性を有するドメインの各々は、配列番号3〜10のいずれかで示されるアミノ酸配列又はこれと少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列からなるポリペプチドであって、ただし配列番号3〜10のいずれかで示されるアミノ酸配列の29位に相当する位置にAlaを有する、ポリペプチドである。さらに好ましい実施形態において、当該イムノグロブリンに対する親和性を有するドメインの各々は、配列番号3〜10のいずれかで示されるアミノ酸配列又はこれと少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列からなるポリペプチドのVal1/Ala29変異体である。
別の好ましい実施形態において、当該イムノグロブリンに対する親和性を有するドメインの各々は、配列番号3〜10のいずれかで示されるアミノ酸配列又はこれと少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列からなるポリペプチドであって、ただし配列番号3〜10のいずれかで示されるアミノ酸配列の3位に相当する位置と4位に相当する位置との間に1アミノ酸が挿入されている、ポリペプチドである。該挿入されるアミノ酸は、Ala、Arg、Asp、Gln、Glu、His、Met、Thr、Val、Phe、Leu、Ile、Pro、TrpおよびTyrからなる群より選択され、好ましくはLeuである。さらに好ましい実施形態において、当該イムノグロブリンに対する親和性を有するドメインの各々は、配列番号3〜10のいずれかで示されるアミノ酸配列又はこれと少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列からなるポリペプチドのN3K4_insL変異体である。さらに好ましい実施形態において、当該イムノグロブリンに対する親和性を有するドメインの各々は、配列番号3〜10のいずれかで示されるアミノ酸配列又はこれと少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列からなるポリペプチドのVal1/Ala29/N3K4_insL変異体である。さらに好ましい実施形態において、当該イムノグロブリンに対する親和性を有するドメインの各々は、配列番号16からなるポリペプチドである。
したがって、好ましい実施形態において、本発明のタンパク質は、[(P−L)m−P]で示されるポリペプチドを含む:Pは、上述したイムノグロブリンに対する親和性を有するドメインであり、好ましくは配列番号16で示されるアミノ酸配列からなるポリペプチドである;Lは、少なくとも1個のプロリンを含むペプチドリンカーであり、好ましくは、(Ala−Pro)n〔nは、4〜25、好ましくは4〜15、より好ましくは5〜15、さらに好ましくは4〜10、さらに好ましくは5〜10、さらに好ましくは5〜9、さらに好ましくは6〜10、さらに好ましくは6〜9〕で示される配列からなるポリペプチドである;mは1以上、好ましくは1〜11、より好ましくは2〜7である。
一実施形態において、本発明のタンパク質は、上記リンカーと2個以上のイムノグロブリンに対する親和性を有するドメインとからなり、好ましくは、上記[(P−L)m−P]で示されるポリペプチドからなる。別の実施形態において、本発明のタンパク質は、上記リンカーと2個以上のイムノグロブリンに対する親和性を有するドメイン、好ましくは該[(P−L)m−P]で示されるポリペプチド、に加えて、固相担体との結合のためのリンカーをさらに含んでいてもよい。例えば、該本発明のタンパク質と固相担体との結合のための1つ以上のリンカーのそれぞれが、該イムノグロブリンに対する親和性を有するドメインにおける任意の位置に結合されていればよい。該本発明のタンパク質と固相担体との結合のためのリンカーは、該イムノグロブリンに対する親和性を有するドメインのC末端もしくはN末端に結合されていてもよく、又は末端残基ではないアミノ酸残基に結合されてもよい。好ましくは、該本発明のタンパク質と固相担体との結合のためのリンカーは、該[(P−L)m−P]で示されるポリペプチドのアミノ酸配列のC末端又はN末端に結合される。あるいは、該固相担体との結合のための1つ以上のリンカーのそれぞれが、該[(P−L)m−P]で示されるポリペプチドのアミノ酸配列の両末端に各々結合されてもよく、又は、該固相担体との結合のためのリンカーは末端残基ではないアミノ酸残基に結合されてもよい。該本発明のタンパク質と固相担体との結合のためのリンカーの例としては、1個以上20個以下のGlyが挙げられる。
本発明のタンパク質の好ましい例としては、配列番号17で示されるアミノ酸配列からなるポリペプチド、及び配列番号18で示されるアミノ酸配列からなるポリペプチドが挙げられる。しかしながら、本発明のタンパク質の好ましい例は、これらに限定されない。
2.アフィニティークロマトグラフィーリガンド用タンパク質の製造
本発明のタンパク質は、当該分野で公知の手法、例えばアミノ酸配列に基づく化学合成法や、リコンビナント法などにより製造することができる。例えば、本発明のタンパク質は、Frederick M. AusbelらによるCurrent Protocols In Molecular Biologyや、Sambrookら編集のMolecular Cloning(Cold Spring Harbor Laboratory Press,3rd edition,2001)などに記載されている公知の遺伝子組換え技術を利用して製造することができる。すなわち、上記本発明のタンパク質をコードするポリヌクレオチドを含有する発現ベクターを大腸菌などの宿主に形質転換し、得られた組換え体を適切な液体培地で培養することにより、培養後の細胞から、目的のタンパク質リガンドを大量かつ経済的に取得することができる。好ましい発現ベクターとしては、宿主細胞内で複製可能な既知のベクターのいずれをも用いることができ、例えば、米国特許第5,151,350号明細書に記載されているプラスミドや、Sambrookら編集のMolecular Cloning(Cold Spring Harbor Laboratory Press, 3rd edition, 2001)などに記載されているプラスミドが挙げられる。また、形質転換のための宿主としては、特に限定されないが、大腸菌などのバクテリア、真菌類、昆虫細胞、ほ乳類細胞等の組換えタンパク質を発現させるために用いられる公知の宿主を用いることができる。宿主中に核酸を導入することにより宿主を形質転換させるためには、各宿主に応じて当該技術分野において知られるいずれの方法を用いてもよく、例えば、Sambrookら編集のMolecular Cloning(Cold Spring Harbor Laboratory Press,3rd edition,2001)などに記載されている公知の方法を利用することができる。形質転換した組換え体(細菌等)を培養して発現されたタンパク質を回収する方法は、当業者によく知られている。
本発明のタンパク質は、当該分野で公知の手法、例えばアミノ酸配列に基づく化学合成法や、リコンビナント法などにより製造することができる。例えば、本発明のタンパク質は、Frederick M. AusbelらによるCurrent Protocols In Molecular Biologyや、Sambrookら編集のMolecular Cloning(Cold Spring Harbor Laboratory Press,3rd edition,2001)などに記載されている公知の遺伝子組換え技術を利用して製造することができる。すなわち、上記本発明のタンパク質をコードするポリヌクレオチドを含有する発現ベクターを大腸菌などの宿主に形質転換し、得られた組換え体を適切な液体培地で培養することにより、培養後の細胞から、目的のタンパク質リガンドを大量かつ経済的に取得することができる。好ましい発現ベクターとしては、宿主細胞内で複製可能な既知のベクターのいずれをも用いることができ、例えば、米国特許第5,151,350号明細書に記載されているプラスミドや、Sambrookら編集のMolecular Cloning(Cold Spring Harbor Laboratory Press, 3rd edition, 2001)などに記載されているプラスミドが挙げられる。また、形質転換のための宿主としては、特に限定されないが、大腸菌などのバクテリア、真菌類、昆虫細胞、ほ乳類細胞等の組換えタンパク質を発現させるために用いられる公知の宿主を用いることができる。宿主中に核酸を導入することにより宿主を形質転換させるためには、各宿主に応じて当該技術分野において知られるいずれの方法を用いてもよく、例えば、Sambrookら編集のMolecular Cloning(Cold Spring Harbor Laboratory Press,3rd edition,2001)などに記載されている公知の方法を利用することができる。形質転換した組換え体(細菌等)を培養して発現されたタンパク質を回収する方法は、当業者によく知られている。
したがって、本発明はまた、上記本発明のタンパク質をコードするポリヌクレオチド(DNA等)、それを含むベクター、及びそれらを含む形質転換体を提供する。
3.アフィニティークロマトグラフィー用担体
本発明のアフィニティークロマトグラフィーリガンド用タンパク質を固相担体に固定化することによって、アフィニティークロマトグラフィー用担体を製造することができる。
本発明のアフィニティークロマトグラフィーリガンド用タンパク質を固相担体に固定化することによって、アフィニティークロマトグラフィー用担体を製造することができる。
本発明のアフィニティークロマトグラフィー用担体に含まれる固相担体の形状としては、粒子の形態であることができ、かかる粒子は多孔性でも非多孔性でもよい。粒子状の担体は充填ベッドとして使用することもできるし、懸濁形態で使用することもできる。懸濁形態には流動層(expanded bed)および純然たる懸濁物として知られるものが包含され、該形態中では粒子が自由に運動できる。モノリス、充填床および流動層の場合、分離手順は一般に濃度勾配による従来のクロマトグラフィー法に従う。純然たる懸濁物の場合は、回分法が用いられる。好ましくは、当該担体は充填剤である。あるいは、担体は、チップ、キャピラリーまたはフィルターのような形態であってもよい。
一実施形態において、当該固相担体は、好ましくは20〜200μm、担体が合成ポリマーの場合、より好ましくは20〜100μm、さらに好ましくは30〜80μm、担体が多糖の場合、より好ましくは50〜200μm、さらに好ましくは60〜150μmの粒径を有する。粒径が20μm未満であると、高流速下でカラム圧力が高くなり、実用に耐えない。粒径が200μmを超えると、イムノグロブリンがアフィニティークロマトグラフィー用担体に結合する量(結合容量)に劣る場合がある。なお、本明細書における「粒径」とは、レーザ回折散乱式粒度分布測定装置により得られる体積平均粒径である。
一実施形態において、当該固相担体は、好ましくは、多孔質であり、50〜150m2/g、より好ましくは、80〜130m2/gの比表面積を有する。ここで、比表面積が50m2/g未満であると、結合容量が劣る場合があり、一方、150m2/gを超えると、担体の強度が劣るために高流速下で担体が破壊されて、カラム圧力が上昇する場合がある。なお、本明細書における「比表面積」とは、水銀ポロシメーターにより得られる細孔径10〜5000nmの細孔の有する表面積を粒子の乾燥重量で除した値である。
一実施形態において、当該固相担体は、好ましくは、100〜1400nm、担体が合成ポリマーの場合、より好ましくは100〜400nm、さらに好ましくは200〜300nm、担体が多糖の場合、より好ましくは500〜1400nm、さらに好ましくは800〜1200nmの体積平均細孔径を有する。ここで、体積平均細孔径が100nm未満であると、高流速下の結合容量低下が顕著になる場合があり、一方、1400nmを超えると、流速にかかわらず結合容量が低下する場合がある。なお、本明細書における「体積平均細孔径」とは、水銀ポロシメーターにより得られる細孔径10〜5000nmの細孔の体積平均細孔径である。
当該固相担体が上記範囲の粒径、比表面積、および細孔径分布を満たす場合、精製対象溶液の流路となる粒子間の隙間および粒子内の比較的大きな細孔径と、精製対象分子の結合表面積のバランスが最適化され、高流速下の結合容量が高いレベルに維持される。
当該固相担体の材質としては、例えば、親水性表面を有するポリマーであり、例えば、外表面に(および存在する場合には内表面にも)ヒドロキシ基(−OH)、カルボキシ基(−COOH)、アミノカルボニル基(−CONH2、またはN置換型)、アミノ基(−NH2、または置換型)、またはオリゴもしくはポリエチレンオキシ基を有するポリマーである。一実施形態において、該ポリマーは、ポリメタクリレート、ポリアクリルアミド、ポリスチレン、ポリビニルアルコール系等の合成ポリマーであり得、好ましくは、多官能(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼン等の多官能モノマーで架橋された共重合体のような合成ポリマーである。かかる合成ポリマーは公知の方法により容易に製造される(例えば、J.MATER.CHEM1991,1(3),371−374に記載の方法を参照されたい)。あるいは、トヨパール(東ソー社)のような市販品も使用される。他の実施形態におけるポリマーはデキストラン、デンプン、セルロース、プルラン、アガロース等の多糖類である。かかる多糖類は公知の方法により容易に製造される(例えば特許第4081143号に記載の方法を参照されたい)。あるいは、セファロース(GEヘルスケアバイオサイエンス社)のような市販品も使用される。その他の実施形態ではシリカ、酸化ジルコニウムなどの無機担体であってもよい。
一実施形態において、当該固相担体として使用される多孔性粒子の一具体例としては、例えば、20〜50質量%の架橋性ビニル単量体と3〜80質量%のエポキシ基含有ビニル単量体、20〜80質量%のジオール基含有ビニル単量体との共重合体を含有し、粒径が20〜80μmであり、比表面積が50〜150m2/gであり、体積平均細孔径が100〜400nmである多孔性有機重合体粒子が挙げられる。
なお、当該固相担体を水銀ポロシメーターで測定した場合の細孔径10〜5000nmの細孔の浸入体積(細孔体積)は、好ましくは、1.3〜7.0mL/g、担体が合成ポリマーの場合、より好ましくは1.3〜2.5mL/g、担体が多糖の場合、より好ましくは3.0〜6.0mL/gである。
当該固相担体へのリガンド(すなわち本発明のタンパク質)の結合方法としては、タンパク質を担体に固定化する一般的方法を用いて行うことができる。例えば、カルボキシ基を有する担体を用い、このカルボキシ基をN−ヒドロキシコハク酸イミドにより活性化させリガンドのアミノ基と反応させる方法;アミノ基又はカルボキシ基を有する担体を用い、水溶性カルボジイミド等の脱水縮合剤存在下でリガンドのカルボキシ基又はアミノ基と反応させアミド結合を形成する方法;水酸基を有する担体を用い、臭化シアン等のハロゲン化シアンで活性化させてリガンドのアミノ基と反応させる方法;担体の水酸基をトシル化又はトレシル化しリガンドのアミノ基と反応させる方法;ビスエポキシド、エピクロロヒドリン等によりエポキシ基を担体に導入し、リガンドのアミノ基、水酸基又はチオール基と反応させる方法;エポキシ基を有する担体を用い、リガンドのアミノ基又、水酸基又はチオール基と反応させる方法、などが挙げられる。上記のうち、反応を実施する水溶液中での安定性の観点からは、エポキシ基を介してリガンドを結合させる方法が望ましい。
エポキシ基が開環して生成する開環エポキシ基であるアルコール性水酸基は、担体表面を親水化し、タンパク質などの非特異吸着を防止すると共に、水中で担体の靱性を向上させ、高流速下の担体の破壊を防止する役割を果たす。したがって、リガンドを固定化させた後の担体中にリガンドと結合していない残余のエポキシ基が存在している場合、当該残余のエポキシ基を開環させることが好ましい。担体中のエポキシ基の開環方法としては、例えば、水溶媒中で、酸又はアルカリにより、加熱又は室温で該担体を撹拌する方法を挙げることができる。また、メルカプトエタノール、チオグリセロール等のメルカプト基を有するブロッキング剤やモノエタノールアミン等のアミノ基を有するブロッキング剤で、エポキシ基を開環させても良い。より好ましい開環エポキシ基は、担体に含まれるエポキシ基をチオグリセロールにより開環させて得られる開環エポキシ基である。チオグリセロールは、原料としてメルカプトエタノール等よりも毒性が低く、またチオグリセロールが付加したエポキシ開環基は、アミノ基を有するブロッキング剤による開環基よりも非特異吸着が低い上に、動的結合量が高くなる、といった利点を有する。
好ましくは、当該固相担体と本発明のタンパク質は、上述した本発明のタンパク質と固相担体との結合のためのリンカーを介して結合される。好ましくは、該リンカーは、上述したように本発明のタンパク質に含まれており、該リンカー部分が該固相担体と反応することで、該固相担体と本発明のタンパク質が結合される。あるいは、該固相担体に予め結合された該リンカーに、本発明のタンパク質を結合させることもできる。
当該本発明のアフィニティークロマトグラフィー用担体は、イムノグロブリン結合能の高いリガンドを有しているため、イムノグロブリン動的結合容量(DBC)及びリガンド利用効率が高い。
4.イムノグロブリンを単離する方法
本発明の一実施形態に係るイムノグロブリンを単離する方法を説明する。本実施形態に係るイムノグロブリンを単離する方法は、本発明のアフィニティークロマトグラフィーリガンド用タンパク質を固定化したアフィニティークロマトグラフィー用担体に、イムノグロブリンを含有する試料を通液し、該担体にイムノグロブリンを吸着させる工程(第一の工程)、および、該担体から該イムノグロブリンを溶出させる工程(第二の工程)を含む。
本発明の一実施形態に係るイムノグロブリンを単離する方法を説明する。本実施形態に係るイムノグロブリンを単離する方法は、本発明のアフィニティークロマトグラフィーリガンド用タンパク質を固定化したアフィニティークロマトグラフィー用担体に、イムノグロブリンを含有する試料を通液し、該担体にイムノグロブリンを吸着させる工程(第一の工程)、および、該担体から該イムノグロブリンを溶出させる工程(第二の工程)を含む。
当該第一の工程では、本発明のアフィニティークロマトグラフィー用担体を充填したカラム等にイムノグロブリンを含有する試料を、リガンド(本発明のタンパク質)にイムノグロブリンが吸着する条件にて流す。この第一の工程では、試料中のイムノグロブリン以外の物質のほとんどは、リガンドに吸着されずカラムを通過する。この後、必要に応じて、リガンドに弱く保持された一部の物質を除去するため、担体をNaClなどの塩を含む中性の緩衝液で洗浄してもよい。
当該第二の工程では、pH2〜5の適切な緩衝液を流し、リガンドに吸着されたイムノグロブリンを溶出させる。この溶出液を回収することで、試料からイムノグロブリンを単離することができる。
本発明のイムノグロブリン単離方法の一実施形態において、単離すべきイムノグロブリンは、抗体又はそれを含む医薬であり得る。したがって、一実施形態において、本発明は、本発明のアフィニティークロマトグラフィー用担体を用いる抗体医薬の製造方法を提供する。当該方法の手順は、目的とする抗体医薬を含有する試料を用いる以外は、基本的に上述したイムノグロブリン単離方法の手順と同様である。
以下、本発明を、実施例を挙げてさらに具体的に説明する。また、以下の記載は本発明の態様を概括的に示すものであり、特に理由なく、かかる記載により本発明は限定されるものではない。
参考例1 多孔質粒子の合成
(1)360gの純水にポリビニルアルコール(クラレ社製 PVA−217)3.58gを添加し、加熱撹拌してポリビニルアルコールを溶解させ、冷却した後、ドデシル硫酸ナトリウム(和光純薬工業製)0.36g、硫酸ナトリウム(和光純薬工業製)0.36g、及び亜硝酸ナトリウム(和光純薬工業製)0.18gを添加し、撹拌して水溶液Sを調製した。
(2)グリシジルメタクリレート(三菱レーヨン社製)12.00g及びジビニルベンゼン(新日鐵化学社製)1.33gからなる単量体組成物を、ジイソブチルケトン(三井化学社製)24.43gに溶解させ、単量体溶液を調製した。
(3)該水溶液Sを、500mLセパラブルフラスコ内に全量投入し、温度計、撹拌翼及び冷却管を装着して、温水バスにセットし、窒素雰囲気下で撹拌を開始した。セパラブルフラスコ内に該単量体溶液を全量投入して、温水バスにより加温した。内温が85℃に到達したところで2,2’−アゾイソブチロニトリル(和光純薬工業社製)0.53gを添加した。
(4)得られた反応液を、86℃に温度を維持しながら、3時間撹拌した。次いで、反応液を冷却した後、ろ過し、純水とエタノールで洗浄した。洗浄した粒子を純水に分散させてデカンテーションを3回行い、小粒子を除いた。次いで、粒子の濃度が10質量%となるように粒子を純水に分散させ、多孔質粒子(PB)分散液を得た。
(1)360gの純水にポリビニルアルコール(クラレ社製 PVA−217)3.58gを添加し、加熱撹拌してポリビニルアルコールを溶解させ、冷却した後、ドデシル硫酸ナトリウム(和光純薬工業製)0.36g、硫酸ナトリウム(和光純薬工業製)0.36g、及び亜硝酸ナトリウム(和光純薬工業製)0.18gを添加し、撹拌して水溶液Sを調製した。
(2)グリシジルメタクリレート(三菱レーヨン社製)12.00g及びジビニルベンゼン(新日鐵化学社製)1.33gからなる単量体組成物を、ジイソブチルケトン(三井化学社製)24.43gに溶解させ、単量体溶液を調製した。
(3)該水溶液Sを、500mLセパラブルフラスコ内に全量投入し、温度計、撹拌翼及び冷却管を装着して、温水バスにセットし、窒素雰囲気下で撹拌を開始した。セパラブルフラスコ内に該単量体溶液を全量投入して、温水バスにより加温した。内温が85℃に到達したところで2,2’−アゾイソブチロニトリル(和光純薬工業社製)0.53gを添加した。
(4)得られた反応液を、86℃に温度を維持しながら、3時間撹拌した。次いで、反応液を冷却した後、ろ過し、純水とエタノールで洗浄した。洗浄した粒子を純水に分散させてデカンテーションを3回行い、小粒子を除いた。次いで、粒子の濃度が10質量%となるように粒子を純水に分散させ、多孔質粒子(PB)分散液を得た。
比較例1 組換えリガンドタンパク質:IgGBP0の作製
配列番号16で示されるアミノ酸配列の繰り返しを含む、配列番号19に示すアミノ酸配列からなる組換えリガンドタンパク質IgGBP0をコードするプラスミドを調製した。このプラスミドを用いて大腸菌コンピテントセルBL21(DE3)(NEW ENGLAND BIOLABS製)を形質転換した。得られた組換え体を、吸光度(OD600)が約10に到達するまで37℃でインキュベートし、その後、終濃度で1mMになるようにIPTG(和光純薬工業製)を添加し、さらに5時間37℃でインキュベートして、組換えタンパク質を発現させた。タンパク質発現後、細胞を遠心分離により回収し、pH8.5のトリス緩衝液中に分散させた。これにTritonX−100を添加し、大腸菌を破壊した。得られた菌体破壊液から、陽イオン交換クロマトグラフィー(BioProS75、YMC製)及び陰イオン交換クロマトグラフィー(BioProQ75、YMC製)によって組換えタンパク質を精製した。精製したタンパク質を、10mMクエン酸緩衝液に対してTangential Flow Filterationにより、濃縮・脱塩した。得られた組換えリガンドタンパク質の理論分子量[Da]をExPASy([web.expasy.org/protparam/])を用いて求めた。また、該組換えリガンドタンパク質の純度及び分子量は、LC−MS(Waters社)を用いて測定した。
配列番号16で示されるアミノ酸配列の繰り返しを含む、配列番号19に示すアミノ酸配列からなる組換えリガンドタンパク質IgGBP0をコードするプラスミドを調製した。このプラスミドを用いて大腸菌コンピテントセルBL21(DE3)(NEW ENGLAND BIOLABS製)を形質転換した。得られた組換え体を、吸光度(OD600)が約10に到達するまで37℃でインキュベートし、その後、終濃度で1mMになるようにIPTG(和光純薬工業製)を添加し、さらに5時間37℃でインキュベートして、組換えタンパク質を発現させた。タンパク質発現後、細胞を遠心分離により回収し、pH8.5のトリス緩衝液中に分散させた。これにTritonX−100を添加し、大腸菌を破壊した。得られた菌体破壊液から、陽イオン交換クロマトグラフィー(BioProS75、YMC製)及び陰イオン交換クロマトグラフィー(BioProQ75、YMC製)によって組換えタンパク質を精製した。精製したタンパク質を、10mMクエン酸緩衝液に対してTangential Flow Filterationにより、濃縮・脱塩した。得られた組換えリガンドタンパク質の理論分子量[Da]をExPASy([web.expasy.org/protparam/])を用いて求めた。また、該組換えリガンドタンパク質の純度及び分子量は、LC−MS(Waters社)を用いて測定した。
実施例1〜2 組換えリガンドタンパク質:IgGBP1及びIgGBP2の作製
配列番号17に示すアミノ酸配列からなる組換えリガンドタンパク質IgGBP1をコードするプラスミド、及び配列番号18に示すアミノ酸配列からなる組換えリガンドタンパク質IgGBP2をコードするプラスミドを調製した。これらのプラスミドを用いて、比較例1と同様の手順で組換えリガンドタンパク質を調製した。IgGBP1と2は、それぞれ表1に示すドメイン間リンカーで連結された配列番号16で示されるアミノ酸配列を含む。得られた組換えリガンドタンパク質の理論分子量、純度、測定分子量は比較例1と同様に測定した。
配列番号17に示すアミノ酸配列からなる組換えリガンドタンパク質IgGBP1をコードするプラスミド、及び配列番号18に示すアミノ酸配列からなる組換えリガンドタンパク質IgGBP2をコードするプラスミドを調製した。これらのプラスミドを用いて、比較例1と同様の手順で組換えリガンドタンパク質を調製した。IgGBP1と2は、それぞれ表1に示すドメイン間リンカーで連結された配列番号16で示されるアミノ酸配列を含む。得られた組換えリガンドタンパク質の理論分子量、純度、測定分子量は比較例1と同様に測定した。
比較例1及び実施例1〜2の組換えリガンドタンパク質のLC純度及び分子量を表1に示す。
試験例1
(1)リガンドタンパク質固定化多孔質粒子の調製
参考例1で取得した多孔質粒子PBに対して、粒子1gあたりのリガンドタンパク質量が0.15gになるように、1.2M硫酸ナトリウム/0.1M炭酸ナトリウムバッファー(pH8.8)を含む液に実施例1〜2又は比較例1のリガンドタンパク質とPBを混和し、25℃で5時間振盪して、リガンドタンパク質固定化多孔質粒子(IgGBP0/PB、IgGBP1/PB、及びIgGBP2/PB)を得た。これら粒子に残存するエポキシ基をチオグリセロールを用いてブロッキングした。その後、0.5M NaOH及び0.1Mクエン酸バッファー(pH3.2)を用いて粒子を洗浄し、最終的にPBSに懸濁した。
(1)リガンドタンパク質固定化多孔質粒子の調製
参考例1で取得した多孔質粒子PBに対して、粒子1gあたりのリガンドタンパク質量が0.15gになるように、1.2M硫酸ナトリウム/0.1M炭酸ナトリウムバッファー(pH8.8)を含む液に実施例1〜2又は比較例1のリガンドタンパク質とPBを混和し、25℃で5時間振盪して、リガンドタンパク質固定化多孔質粒子(IgGBP0/PB、IgGBP1/PB、及びIgGBP2/PB)を得た。これら粒子に残存するエポキシ基をチオグリセロールを用いてブロッキングした。その後、0.5M NaOH及び0.1Mクエン酸バッファー(pH3.2)を用いて粒子を洗浄し、最終的にPBSに懸濁した。
(2)リガンド結合量の測定
1mgのIgGBP0/PBを含む150μLの懸濁液について、BCA Assayキット(PIERCE社)を用いて、粒子に結合したリガンドタンパク質の量を測定した。同様の手順で、IgGBP1/PB及びIgGBP2/PBにおける粒子に対するリガンドタンパク質の結合量を測定した。
1mgのIgGBP0/PBを含む150μLの懸濁液について、BCA Assayキット(PIERCE社)を用いて、粒子に結合したリガンドタンパク質の量を測定した。同様の手順で、IgGBP1/PB及びIgGBP2/PBにおける粒子に対するリガンドタンパク質の結合量を測定した。
(3)IgG動的結合容量(DBC)の測定
IgGBP0/BPを内径0.5cmのカラムにベッド高20cmまで充填した。カラムを20mMリン酸バッファー(pH7.5)で平衡化した後、ヒトポリクローナルIgG(5mg/mL)を含む20mMリン酸バッファー(pH7.5)を、線流速300cm/時間で流し、吸光度モニターで溶出液中のヒトポリクローナルIgG濃度が10%ブレークスルー(破過)のときのヒトポリクローナルIgG吸着量と担体体積から動的結合容量(DBC)を求めた。同様の手順で、IgGBP1/PB及びIgGBP2/PBのDBCを求めた。さらに各粒子について、DBCをリガンド結合量で除し、得られた値の比較例1の値に対する相対値(%)を求め、リガンド利用効率を算出した。
IgGBP0/BPを内径0.5cmのカラムにベッド高20cmまで充填した。カラムを20mMリン酸バッファー(pH7.5)で平衡化した後、ヒトポリクローナルIgG(5mg/mL)を含む20mMリン酸バッファー(pH7.5)を、線流速300cm/時間で流し、吸光度モニターで溶出液中のヒトポリクローナルIgG濃度が10%ブレークスルー(破過)のときのヒトポリクローナルIgG吸着量と担体体積から動的結合容量(DBC)を求めた。同様の手順で、IgGBP1/PB及びIgGBP2/PBのDBCを求めた。さらに各粒子について、DBCをリガンド結合量で除し、得られた値の比較例1の値に対する相対値(%)を求め、リガンド利用効率を算出した。
表2に示すとおり、実施例1又は2のドメイン間リンカーを含むリガンドタンパク質であるIgGBP1又は2が固定化された粒子は、比較例1のリンカーを含まないリガンドタンパク質であるIgGBP0が固定化された粒子に比べて、DBC及びリガンド利用効率が向上していた。さらに実施例1と2の比較から、ドメイン間リンカーの長さが長くなるとリガンド利用効率がより上昇する傾向にあることが分かった。
本発明の実施形態に係る説明は以上である。しかしながら、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明のさらなる種々の変形が可能である。また本発明は、上記で説明した実施形態の構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および結果が同一の構成)を含む。また、本発明は、上記で説明した実施形態の構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、上記で説明した実施形態の構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、上記で説明した実施形態の構成に公知技術を付加した構成を含む。
Claims (17)
- リンカーで連結された2個以上のイムノグロブリンに対する親和性を有するドメインを含み、該リンカーが少なくとも1個のプロリンを含むポリペプチドからなる、タンパク質。
- 前記2個以上のイムノグロブリンに対する親和性を有するドメインが前記リンカーで直列に連結されている、請求項1記載のタンパク質。
- 前記リンカーが長さ8アミノ酸以上のポリペプチドからなる、請求項1又は2記載のタンパク質。
- 前記リンカーが、Pro−Xaa及びXaa−Proからなる群より選択されるペプチド単位を合計で4個以上含む、請求項3記載のタンパク質。
- XaaがPro以外のアミノ酸である、請求項4記載のタンパク質。
- XaaがAlaである、請求項4記載のタンパク質。
- 前記リンカーが4個以上のAla−Pro単位からなる、請求項4記載のタンパク質。
- 前記リンカーのN末端が前記2個以上のドメインのいずれか1つのC末端に結合し、かつ該リンカーのC末端が別のドメインのN末端に結合する、請求項1〜7のいずれか1項記載のタンパク質。
- 前記2個以上のイムノグロブリンに対する親和性を有するドメインの各々が、プロテインAもしくはプロテインLのイムノグロブリン結合ドメイン又はその変異体である、請求項1〜8のいずれか1項記載のタンパク質。
- 前記2個以上のイムノグロブリンに対する親和性を有するドメインの各々が、配列番号3〜10のいずれかで示されるアミノ酸配列からなるポリペプチド、ならびに配列番号3〜10のいずれかで示されるアミノ酸配列と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列からなり、かつイムノグロブリン結合活性を有するポリペプチドからなる群より選択される、請求項9記載のタンパク質。
- 前記イムノグロブリンに対する親和性を有するドメインを3〜8個含む、請求項1〜10のいずれか1項記載のタンパク質。
- アフィニティークロマトグラフィーリガンドである、請求項1〜11のいずれか1項記載のタンパク質。
- 請求項1〜12のいずれか1項記載のタンパク質をコードするポリヌクレオチド。
- 請求項13記載のポリヌクレオチドを含むベクター。
- 請求項14記載のベクターを含むベクター形質転換体。
- 固相担体と、該固相担体に結合した請求項1〜12のいずれか1項記載のタンパク質とを含む、アフィニティークロマトグラフィー用担体。
- 請求項16記載のアフィニティークロマトグラフィー用担体を用いる、イムノグロブリンの単離方法。
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JP2017160840A JP2020198783A (ja) | 2017-08-24 | 2017-08-24 | アフィニティークロマトグラフィーリガンド |
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