JP2020508983A5 - - Google Patents
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Description
そうでないことが明確に示されていない限り、2つ以上の工程または行為を含む本特許請求の範囲に記載の任意の方法において、方法の工程または行為の順序は方法の工程または行為が記載されている順序に限定されないことも理解されるべきである。
本発明は、以下の態様を包含し得る。
[1]
膜中に配置された修飾セクレチンナノポアであって、前記修飾セクレチンナノポアはシス開口部とトランス開口部との間で前記膜を通って延在する内腔を画定する内腔表面を含み、前記内腔表面が1つ以上のアミノ酸修飾を含む、修飾セクレチンナノポア。
[2]
前記1つ以上のアミノ酸修飾が、荷電改変修飾を含む、上記[1]に記載の修飾セクレチンナノポア。
[3]
前記荷電改変修飾が、正に荷電したアミノ酸での負に荷電したアミノ酸の置換である、上記[2]に記載の修飾セクレチンナノポア。
[4]
前記1つ以上のアミノ酸修飾が、疎水性アミノ酸での中性アミノ酸の置換を含む、上記[1]または[2]に記載の修飾セクレチンナノポア。
[5]
前記シス開口部が、60Å〜120Åの範囲の直径を有する、上記[1]〜[4]のいずれか一項に記載の修飾セクレチンナノポア。
[6]
前記トランス開口部が、40Å〜100Åの範囲の直径を有する、上記[1]〜[5]のいずれか一項に記載の修飾セクレチンナノポア。
[7]
前記セクレチンナノポアが、約7.5Å〜25Åの直径を有する狭窄部を含む、上記[1]〜[6]のいずれか一項に記載の修飾セクレチンナノポア。
[8]
前記セクレチンがII型分泌系である、上記[1]〜[7]のいずれか一項に記載の修飾セクレチンナノポア。
[9]
前記セクレチンがGspDである、上記[8]に記載の修飾セクレチンナノポア。
[10]
配列番号36に記載のアミノ酸配列と少なくとも95%同一であるアミノ酸配列を有するセクレチンドメインを含むサブユニットポリペプチドを含む、上記[9]に記載の修飾セクレチンナノポア。
[11]
配列番号34または35に記載のアミノ酸配列と少なくとも95%同一であるアミノ酸配列を有するサブユニットポリペプチドを含む、上記[9]または[10]に記載の修飾セクレチンナノポア。
[12]
前記GspDがキャップゲートを含まない、上記[9]〜[11]のいずれか一項に記載の修飾セクレチンナノポア。
[13]
前記GspDの中央ゲートが、アミノ酸をより小さな側基を有するアミノ酸で置換するように、かつ/または負に荷電したアミノ酸を中性アミノ酸もしくは正に荷電したアミノ酸で置換するように修飾されている、上記[9]〜[12]のいずれか一項に記載の修飾セクレチンナノポア。
[14]
配列番号36に記載のアミノ酸配列と少なくとも95%同一であるアミノ酸配列を有するセクレチンドメインを含むサブユニットポリペプチドを含み、(i)D55もしくはT56〜T77のアミノ酸の全部もしくは一部が欠失もしくは置換され、K60、D64、R71、およびE73のうちの1つ以上が荷電していないアミノ酸で置換され、ならびに/またはD55、T56、T77、およびK78のうちの1つ以上がPで置換され、かつ/あるいは(ii)F156がより小さいアミノ酸で置換され、N151および/またはN152がより小さいアミノ酸で置換され、D153が荷電していないアミノ酸で置換され、G137およびG165がそれぞれ独立して未修飾であるかまたはAもしくはVで置換されている、上記[13]に記載の修飾セクレチンナノポア。
[15]
Y63〜R71が欠失されおよび/またはGSGもしくはSGSで置換され、F156がAで置換され、D153がSで置換され、かつ/あるいはN151およびN152がそれぞれ独立してGまたはSで置換されている、上記[14]に記載の修飾セクレチンナノポア。
[16]
前記セクレチンがIV型分泌系である、上記[1]〜[7]のいずれか一項に記載の修飾セクレチンナノポア。
[17]
前記セクレチンがPilQである、上記[16]に記載の修飾セクレチンナノポア。
[18]
前記セクレチンがIII型分泌系である、上記[1]〜[7]のいずれか一項に記載の修飾セクレチンナノポア。
[19]
前記セクレチンがYscCである、上記[18]に記載の修飾セクレチンナノポア。
[20]
前記セクレチンがInvGである、上記[18]に記載の修飾セクレチンナノポア。
[21]
(N1またはN0ドメインを有しないInvGのアミノ酸配列に対応する)配列番号1に記載のアミノ酸配列と少なくとも95%同一であるアミノ酸配列を有するサブユニットポリペプチドを含む、上記[20]に記載の修飾セクレチンナノポア。
[22]
前記内腔表面が、前記内腔内の狭窄部をさらに画定し、前記狭窄部が、配列番号1のアミノ酸D28、E225、R226、および/またはE231において1つ以上のアミノ酸修飾(例えば、荷電改変修飾)を有する、上記[20]または[21]に記載の修飾セクレチンナノポア。
[23]
前記狭窄部の前記1つ以上のアミノ酸修飾(例えば、荷電改変修飾)が、以下のうちの1つ以上を含む、上記[22]に記載の修飾セクレチンナノポア:
i.D28N/Q/T/S/G/R/K、
ii.E225N/Q/T/A/S/G/P/H/F/Y/R/K、
iii.R226N/Q/T/A/S/G/P/H/F/Y/K/V、
iv.E225の欠失、
v.R226の欠失、および
vi.E231N/Q/T/A/S/G/P/H/R/K。
[24]
前記内腔表面が、アミノ酸E41、Q45、またはE114において1つ以上のアミノ酸修飾を有する捕捉部分を含む、上記[20]〜[22]のいずれか一項に記載の修飾セクレチンナノポア。
[25]
前記捕捉部分が、以下のアミノ酸修飾のうちの1つ以上を含む、上記[24]に記載の修飾セクレチンナノポア:
i.Q45R/K、
ii.E41N/Q/T/S/G/R/K、および
iii.E114N/Q/T/S/G/R/K。
[26]
(N1またはN0ドメインを有しないInvGのアミノ酸配列に対応する)配列番号1に記載のアミノ酸配列と少なくとも95%同一であるアミノ酸配列を含む、修飾InvGナノポアサブユニットポリペプチドであって、前記修飾InvGナノポアサブユニットポリペプチドが、配列番号1のD28、E41、E114、Q45、E225、R226、およびE231から選択されるアミノ酸(複数可)において1つ以上のアミノ酸修飾(例えば、荷電改変アミノ酸修飾)を含む、修飾InvGナノポアサブユニットポリペプチド。
[27]
前記1つ以上のアミノ酸修飾(例えば、荷電改変アミノ酸修飾)が、以下のうちの1つ以上を含む、上記[26]に記載の修飾InvGナノポアサブユニットポリペプチド:
i.D28N/Q/T/S/G/R/K、
ii.E225N/Q/T/A/S/G/P/H/F/Y/R/K、
iii.R226N/Q/T/A/S/G/P/H/F/Y/K/V、
iv.E225の欠失、
v.R226の欠失、および
vi.E231N/Q/T/A/S/G/P/H/R/K。
[28]
以下のアミノ酸修飾のうちの1つ以上を含む、上記[26]または[27]に記載の修飾InvGナノポアサブユニットポリペプチド:
i.Q45R/K、
ii.E41N/Q/T/S/G/R/K、および
iii.E114N/Q/T/S/G/R/K。
[29]
(N1およびN0ドメインを含むWT InvGのアミノ酸配列に対応する)配列番号2に記載のアミノ酸配列と少なくとも95%同一であるアミノ酸配列を含む、修飾InvGナノポアサブユニットポリペプチドであって、前記修飾InvGナノポアサブユニットポリペプチドが、配列番号2のD199、E212、E285、Q216、E396、R397、およびE402から選択されるアミノ酸(複数可)において1つ以上のアミノ酸修飾(例えば、荷電改変アミノ酸修飾)を含み、かつ/またはエンドペプチダーゼ切断部位が配列番号2の170位と171位との間もしくは171位と172位との間に挿入されている、修飾InvGナノポアサブユニットポリペプチド。
[30]
前記1つ以上のアミノ酸修飾(例えば、荷電改変アミノ酸修飾)が、以下のうちの1つ以上を含む、上記[29]に記載の修飾InvGナノポアサブユニットポリペプチド:
i.D199N/Q/T/S/G/R/K、
ii.E396N/Q/T/A/S/G/P/H/F/Y/R/K、
iii.R397N/Q/T/A/S/G/P/H/F/Y/K/V、
iv.E396の欠失、
v.R397の欠失、および
vi.E402N/Q/T/A/S/G/P/H/R/K。
[31]
以下のアミノ酸修飾のうちの1つ以上を含む、上記[29]または[30]に記載の修飾InvGナノポアサブユニットポリペプチド:
i.Q216R/K、
ii.E212N/Q/T/S/G/R/K、および
iii.E285N/Q/T/S/G/R/K。
[32]
配列番号34に記載のアミノ酸配列と少なくとも95%同一であるアミノ酸配列を有するセクレチンドメインを含む、修飾GspDナノポアサブユニットポリペプチド。
[33]
配列番号33に記載のアミノ酸配列と少なくとも95%同一であるアミノ酸配列を有するサブユニットポリペプチドを含む、上記[32]に記載の修飾GspDナノポアサブユニットポリペプチド。
[34]
前記GspDがキャップゲートを含まない、上記[32]または[33]に記載の修飾GspDナノポアサブユニットポリペプチド。
[35]
前記GspDの中央ゲートが、アミノ酸をより小さな側基を有するアミノ酸で置換するように、かつ/または負に荷電したアミノ酸を中性もしくは正に荷電したアミノ酸で置換するように修飾されている、上記[32]〜[34]のいずれか一項に記載の修飾GspDナノポアサブユニットポリペプチド。
[36]
配列番号34に記載のアミノ酸配列と少なくとも95%同一であるアミノ酸配列を有するセクレチンドメインを含み、(i)D55もしくはT56〜T77のアミノ酸の全部もしくは一部が欠失もしくは置換され、K59、K60、R63、Q66、Q69、K71、Q74、およびQ75のうちの1つ以上が荷電していないアミノ酸で置換され、ならびに/またはD55、T56、T57、およびK394のうちの1つ以上がPで置換され、かつ/あるいは(ii)F157がより小さいアミノ酸で置換され、N152および/またはN153がより小さいアミノ酸で置換され、D154が荷電していないアミノ酸で置換され、G453およびG481がそれぞれ独立して未修飾であるかまたはAもしくはVで置換されている、上記[32]〜[35]のいずれか一項に記載の修飾GspDナノポアサブユニットポリペプチド。
[37]
Y379−GSG−R387またはY379−SGS−R387、F472A、D469S、N467G/N468S、N467S468G、N467G/N468S/D469Sである、上記[14]に記載の修飾セクレチンナノポア。
[38]
上記[26]〜[31]のいずれか一項に記載の修飾InvGナノポアサブユニットポリペプチドまたは上記[32]〜[37]のいずれか一項に記載の修飾GspDナノポアサブユニットポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む、ポリヌクレオチド。
[39]
上記[26]〜[31]のいずれか一項に記載の複数の修飾セクレチンナノポアサブユニットポリペプチドまたは上記[32]〜[37]のいずれか一項に記載の複数の修飾GspDナノポアサブユニットポリペプチドを含む、修飾セクレチンナノポア。
[40]
9〜20個の前記修飾セクレチンナノポアサブユニットポリペプチドを含む、上記[39]に記載の修飾セクレチンナノポア。
[41]
各モノマーが、上記[26]〜[31]または[32]〜[37]のいずれか一項に記載の修飾セクレチンナノポアサブユニットポリペプチドである、上記[40]に記載の修飾セクレチンナノポア。
[42]
異なるモノマーを含み、前記モノマーのうちの少なくとも1つが上記[26]〜[31]または[32]〜[37]のいずれか一項に記載の修飾セクレチンナノポアサブユニットポリペプチドである、上記[40]に記載の修飾セクレチンナノポア。
[43]
セクレチンナノポアを含む膜が内部に配置された水溶液を収容するチャンバを含む装置であって、前記セクレチンナノポアがシス開口部とトランス開口部との間で前記膜を通って延在する内腔を画定する内腔表面を含む、装置。
[44]
前記セクレチンナノポアが修飾セクレチンナノポアであり、前記内腔表面が1つ以上のアミノ酸修飾を含む、上記[43]に記載の装置。
[45]
前記修飾セクレチンナノポアが、上記[1]〜[25]および[39]〜[42]のいずれか一項に記載の修飾セクレチンナノポアである、上記[44]に記載の装置。
[46]
前記水溶液中に存在する分析物をさらに含む、上記[43]〜[45]のいずれか一項に記載の装置。
[47]
前記分析物がポリヌクレオチドである、上記[46]に記載の装置。
[48]
前記ポリヌクレオチドに結合したポリヌクレオチド結合タンパク質をさらに含む、上記[47]に記載の装置。
[49]
前記ポリヌクレオチド結合タンパク質が、ヘリカーゼ、エキソヌクレアーゼ、またはポリメラーゼである、上記[48]に記載の装置。
[50]
前記ポリヌクレオチド結合タンパク質が前記膜の前記シス側にある、上記[48]または[49]に記載の装置。
[51]
前記ポリヌクレオチド結合タンパク質が、前記ナノポアの前記シス開口部と接触または共有結合している、上記[50]に記載の装置。
[52]
前記ポリヌクレオチド結合タンパク質が前記膜の前記トランス側にある、上記[48]または[49]に記載の装置。
[53]
前記ポリヌクレオチド結合タンパク質が、前記ナノポアの前記トランス開口部と接触または共有結合している、上記[52]に記載の装置。
[54]
上記[43]〜[45]のいずれか一項に記載の装置を得ることと、分析物を前記膜の前記シス側または前記トランス側で前記水溶液に添加することと、を含む、方法。
[55]
前記分析物がポリヌクレオチドである、上記[54]に記載の方法。
[56]
ポリヌクレオチド結合タンパク質を前記膜の前記シス側で前記水溶液に添加することをさらに含み、前記ポリヌクレオチド結合タンパク質が前記ポリヌクレオチドに結合する、上記[55]に記載の方法。
[57]
前記ポリヌクレオチド結合タンパク質が、前記ナノポアの前記シス開口部と接触もしくは共有結合しているか、または前記ナノポアのシス玄関部内にある、上記[56]に記載の方法。
[58]
ポリヌクレオチド結合タンパク質を前記膜の前記トランス側で前記水溶液に添加することをさらに含み、前記ポリヌクレオチド結合タンパク質が前記ポリヌクレオチドに結合する、上記[55]に記載の方法。
[59]
前記ポリヌクレオチド結合タンパク質が、前記ナノポアの前記トランス開口部と接触もしくは共有結合しているか、または前記ナノポアのトランス玄関部内にある、上記[58]に記載の方法。
[60]
前記ポリヌクレオチド結合タンパク質が、ヘリカーゼ、エキソヌクレアーゼ、またはポリメラーゼである、上記[54]〜[59]のいずれか一項に記載の方法。
[61]
前記膜にわたって電圧勾配を印加することによって前記ナノポアを通るイオン電流フローを誘導することをさらに含む、上記[54]〜[60]のいずれか一項に記載の方法。
[62]
前記印加された電圧勾配下で前記ナノポアを通るイオン電流フローを検出することをさらに含む、上記[61]に記載の方法。
[63]
前記検出されたイオン電流フローに基づいて前記分析物の存在を決定することをさらに含む、上記[62]に記載の方法。
[64]
セクレチンナノポアおよび前記セクレチンナノポアのシスまたはトランス玄関部内に提供される酵素を含む、組成物。
[65]
前記セクレチンナノポアが野生型セクレチンナノポアである、上記[64]に記載の組成物。
[66]
前記セクレチンナノポアが修飾セクレチンナノポアである、上記[64]に記載の組成物。
[67]
前記修飾セクレチンナノポアが、上記[1]〜[25]および[39]〜[42]のいずれか一項に記載の修飾セクレチンナノポアである、上記[66]に記載の組成物。
[68]
前記ナノポアが、膜内に提供され、シス開口部とトランス開口部との間で前記膜を通って延在する、上記[64]〜[67]のいずれか一項に記載の組成物。
[69]
分析物の検出および/または特徴付けのための、セクレチンナノポアの使用。
[70]
前記セクレチンナノポアが修飾セクレチンナノポアである、上記[69]に記載の使用。
[71]
前記修飾セクレチンナノポアが、上記[1]〜[25]および[39]〜[42]のいずれか一項に記載の修飾セクレチンナノポアである、上記[70]に記載の使用。
[72]
試料中の分析物の有無を検出し、かつ/または試料中の分析物を特徴付ける方法であって、膜中に配置されたセクレチンナノポアを前記試料と接触させることと、前記膜にわたって電圧勾配を印加することと、前記ナノポアを通るイオン電流フローを検出することと、を含む、方法。
[73]
前記セクレチンナノポアが修飾セクレチンナノポアである、上記[72]に記載の方法。
[74]
前記修飾セクレチンナノポアが、上記[1]〜[25]および[39]〜[42]のいずれか一項に記載の修飾セクレチンナノポアである、上記[73]に記載の使用。
本発明は、以下の態様を包含し得る。
[1]
膜中に配置された修飾セクレチンナノポアであって、前記修飾セクレチンナノポアはシス開口部とトランス開口部との間で前記膜を通って延在する内腔を画定する内腔表面を含み、前記内腔表面が1つ以上のアミノ酸修飾を含む、修飾セクレチンナノポア。
[2]
前記1つ以上のアミノ酸修飾が、荷電改変修飾を含む、上記[1]に記載の修飾セクレチンナノポア。
[3]
前記荷電改変修飾が、正に荷電したアミノ酸での負に荷電したアミノ酸の置換である、上記[2]に記載の修飾セクレチンナノポア。
[4]
前記1つ以上のアミノ酸修飾が、疎水性アミノ酸での中性アミノ酸の置換を含む、上記[1]または[2]に記載の修飾セクレチンナノポア。
[5]
前記シス開口部が、60Å〜120Åの範囲の直径を有する、上記[1]〜[4]のいずれか一項に記載の修飾セクレチンナノポア。
[6]
前記トランス開口部が、40Å〜100Åの範囲の直径を有する、上記[1]〜[5]のいずれか一項に記載の修飾セクレチンナノポア。
[7]
前記セクレチンナノポアが、約7.5Å〜25Åの直径を有する狭窄部を含む、上記[1]〜[6]のいずれか一項に記載の修飾セクレチンナノポア。
[8]
前記セクレチンがII型分泌系である、上記[1]〜[7]のいずれか一項に記載の修飾セクレチンナノポア。
[9]
前記セクレチンがGspDである、上記[8]に記載の修飾セクレチンナノポア。
[10]
配列番号36に記載のアミノ酸配列と少なくとも95%同一であるアミノ酸配列を有するセクレチンドメインを含むサブユニットポリペプチドを含む、上記[9]に記載の修飾セクレチンナノポア。
[11]
配列番号34または35に記載のアミノ酸配列と少なくとも95%同一であるアミノ酸配列を有するサブユニットポリペプチドを含む、上記[9]または[10]に記載の修飾セクレチンナノポア。
[12]
前記GspDがキャップゲートを含まない、上記[9]〜[11]のいずれか一項に記載の修飾セクレチンナノポア。
[13]
前記GspDの中央ゲートが、アミノ酸をより小さな側基を有するアミノ酸で置換するように、かつ/または負に荷電したアミノ酸を中性アミノ酸もしくは正に荷電したアミノ酸で置換するように修飾されている、上記[9]〜[12]のいずれか一項に記載の修飾セクレチンナノポア。
[14]
配列番号36に記載のアミノ酸配列と少なくとも95%同一であるアミノ酸配列を有するセクレチンドメインを含むサブユニットポリペプチドを含み、(i)D55もしくはT56〜T77のアミノ酸の全部もしくは一部が欠失もしくは置換され、K60、D64、R71、およびE73のうちの1つ以上が荷電していないアミノ酸で置換され、ならびに/またはD55、T56、T77、およびK78のうちの1つ以上がPで置換され、かつ/あるいは(ii)F156がより小さいアミノ酸で置換され、N151および/またはN152がより小さいアミノ酸で置換され、D153が荷電していないアミノ酸で置換され、G137およびG165がそれぞれ独立して未修飾であるかまたはAもしくはVで置換されている、上記[13]に記載の修飾セクレチンナノポア。
[15]
Y63〜R71が欠失されおよび/またはGSGもしくはSGSで置換され、F156がAで置換され、D153がSで置換され、かつ/あるいはN151およびN152がそれぞれ独立してGまたはSで置換されている、上記[14]に記載の修飾セクレチンナノポア。
[16]
前記セクレチンがIV型分泌系である、上記[1]〜[7]のいずれか一項に記載の修飾セクレチンナノポア。
[17]
前記セクレチンがPilQである、上記[16]に記載の修飾セクレチンナノポア。
[18]
前記セクレチンがIII型分泌系である、上記[1]〜[7]のいずれか一項に記載の修飾セクレチンナノポア。
[19]
前記セクレチンがYscCである、上記[18]に記載の修飾セクレチンナノポア。
[20]
前記セクレチンがInvGである、上記[18]に記載の修飾セクレチンナノポア。
[21]
(N1またはN0ドメインを有しないInvGのアミノ酸配列に対応する)配列番号1に記載のアミノ酸配列と少なくとも95%同一であるアミノ酸配列を有するサブユニットポリペプチドを含む、上記[20]に記載の修飾セクレチンナノポア。
[22]
前記内腔表面が、前記内腔内の狭窄部をさらに画定し、前記狭窄部が、配列番号1のアミノ酸D28、E225、R226、および/またはE231において1つ以上のアミノ酸修飾(例えば、荷電改変修飾)を有する、上記[20]または[21]に記載の修飾セクレチンナノポア。
[23]
前記狭窄部の前記1つ以上のアミノ酸修飾(例えば、荷電改変修飾)が、以下のうちの1つ以上を含む、上記[22]に記載の修飾セクレチンナノポア:
i.D28N/Q/T/S/G/R/K、
ii.E225N/Q/T/A/S/G/P/H/F/Y/R/K、
iii.R226N/Q/T/A/S/G/P/H/F/Y/K/V、
iv.E225の欠失、
v.R226の欠失、および
vi.E231N/Q/T/A/S/G/P/H/R/K。
[24]
前記内腔表面が、アミノ酸E41、Q45、またはE114において1つ以上のアミノ酸修飾を有する捕捉部分を含む、上記[20]〜[22]のいずれか一項に記載の修飾セクレチンナノポア。
[25]
前記捕捉部分が、以下のアミノ酸修飾のうちの1つ以上を含む、上記[24]に記載の修飾セクレチンナノポア:
i.Q45R/K、
ii.E41N/Q/T/S/G/R/K、および
iii.E114N/Q/T/S/G/R/K。
[26]
(N1またはN0ドメインを有しないInvGのアミノ酸配列に対応する)配列番号1に記載のアミノ酸配列と少なくとも95%同一であるアミノ酸配列を含む、修飾InvGナノポアサブユニットポリペプチドであって、前記修飾InvGナノポアサブユニットポリペプチドが、配列番号1のD28、E41、E114、Q45、E225、R226、およびE231から選択されるアミノ酸(複数可)において1つ以上のアミノ酸修飾(例えば、荷電改変アミノ酸修飾)を含む、修飾InvGナノポアサブユニットポリペプチド。
[27]
前記1つ以上のアミノ酸修飾(例えば、荷電改変アミノ酸修飾)が、以下のうちの1つ以上を含む、上記[26]に記載の修飾InvGナノポアサブユニットポリペプチド:
i.D28N/Q/T/S/G/R/K、
ii.E225N/Q/T/A/S/G/P/H/F/Y/R/K、
iii.R226N/Q/T/A/S/G/P/H/F/Y/K/V、
iv.E225の欠失、
v.R226の欠失、および
vi.E231N/Q/T/A/S/G/P/H/R/K。
[28]
以下のアミノ酸修飾のうちの1つ以上を含む、上記[26]または[27]に記載の修飾InvGナノポアサブユニットポリペプチド:
i.Q45R/K、
ii.E41N/Q/T/S/G/R/K、および
iii.E114N/Q/T/S/G/R/K。
[29]
(N1およびN0ドメインを含むWT InvGのアミノ酸配列に対応する)配列番号2に記載のアミノ酸配列と少なくとも95%同一であるアミノ酸配列を含む、修飾InvGナノポアサブユニットポリペプチドであって、前記修飾InvGナノポアサブユニットポリペプチドが、配列番号2のD199、E212、E285、Q216、E396、R397、およびE402から選択されるアミノ酸(複数可)において1つ以上のアミノ酸修飾(例えば、荷電改変アミノ酸修飾)を含み、かつ/またはエンドペプチダーゼ切断部位が配列番号2の170位と171位との間もしくは171位と172位との間に挿入されている、修飾InvGナノポアサブユニットポリペプチド。
[30]
前記1つ以上のアミノ酸修飾(例えば、荷電改変アミノ酸修飾)が、以下のうちの1つ以上を含む、上記[29]に記載の修飾InvGナノポアサブユニットポリペプチド:
i.D199N/Q/T/S/G/R/K、
ii.E396N/Q/T/A/S/G/P/H/F/Y/R/K、
iii.R397N/Q/T/A/S/G/P/H/F/Y/K/V、
iv.E396の欠失、
v.R397の欠失、および
vi.E402N/Q/T/A/S/G/P/H/R/K。
[31]
以下のアミノ酸修飾のうちの1つ以上を含む、上記[29]または[30]に記載の修飾InvGナノポアサブユニットポリペプチド:
i.Q216R/K、
ii.E212N/Q/T/S/G/R/K、および
iii.E285N/Q/T/S/G/R/K。
[32]
配列番号34に記載のアミノ酸配列と少なくとも95%同一であるアミノ酸配列を有するセクレチンドメインを含む、修飾GspDナノポアサブユニットポリペプチド。
[33]
配列番号33に記載のアミノ酸配列と少なくとも95%同一であるアミノ酸配列を有するサブユニットポリペプチドを含む、上記[32]に記載の修飾GspDナノポアサブユニットポリペプチド。
[34]
前記GspDがキャップゲートを含まない、上記[32]または[33]に記載の修飾GspDナノポアサブユニットポリペプチド。
[35]
前記GspDの中央ゲートが、アミノ酸をより小さな側基を有するアミノ酸で置換するように、かつ/または負に荷電したアミノ酸を中性もしくは正に荷電したアミノ酸で置換するように修飾されている、上記[32]〜[34]のいずれか一項に記載の修飾GspDナノポアサブユニットポリペプチド。
[36]
配列番号34に記載のアミノ酸配列と少なくとも95%同一であるアミノ酸配列を有するセクレチンドメインを含み、(i)D55もしくはT56〜T77のアミノ酸の全部もしくは一部が欠失もしくは置換され、K59、K60、R63、Q66、Q69、K71、Q74、およびQ75のうちの1つ以上が荷電していないアミノ酸で置換され、ならびに/またはD55、T56、T57、およびK394のうちの1つ以上がPで置換され、かつ/あるいは(ii)F157がより小さいアミノ酸で置換され、N152および/またはN153がより小さいアミノ酸で置換され、D154が荷電していないアミノ酸で置換され、G453およびG481がそれぞれ独立して未修飾であるかまたはAもしくはVで置換されている、上記[32]〜[35]のいずれか一項に記載の修飾GspDナノポアサブユニットポリペプチド。
[37]
Y379−GSG−R387またはY379−SGS−R387、F472A、D469S、N467G/N468S、N467S468G、N467G/N468S/D469Sである、上記[14]に記載の修飾セクレチンナノポア。
[38]
上記[26]〜[31]のいずれか一項に記載の修飾InvGナノポアサブユニットポリペプチドまたは上記[32]〜[37]のいずれか一項に記載の修飾GspDナノポアサブユニットポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む、ポリヌクレオチド。
[39]
上記[26]〜[31]のいずれか一項に記載の複数の修飾セクレチンナノポアサブユニットポリペプチドまたは上記[32]〜[37]のいずれか一項に記載の複数の修飾GspDナノポアサブユニットポリペプチドを含む、修飾セクレチンナノポア。
[40]
9〜20個の前記修飾セクレチンナノポアサブユニットポリペプチドを含む、上記[39]に記載の修飾セクレチンナノポア。
[41]
各モノマーが、上記[26]〜[31]または[32]〜[37]のいずれか一項に記載の修飾セクレチンナノポアサブユニットポリペプチドである、上記[40]に記載の修飾セクレチンナノポア。
[42]
異なるモノマーを含み、前記モノマーのうちの少なくとも1つが上記[26]〜[31]または[32]〜[37]のいずれか一項に記載の修飾セクレチンナノポアサブユニットポリペプチドである、上記[40]に記載の修飾セクレチンナノポア。
[43]
セクレチンナノポアを含む膜が内部に配置された水溶液を収容するチャンバを含む装置であって、前記セクレチンナノポアがシス開口部とトランス開口部との間で前記膜を通って延在する内腔を画定する内腔表面を含む、装置。
[44]
前記セクレチンナノポアが修飾セクレチンナノポアであり、前記内腔表面が1つ以上のアミノ酸修飾を含む、上記[43]に記載の装置。
[45]
前記修飾セクレチンナノポアが、上記[1]〜[25]および[39]〜[42]のいずれか一項に記載の修飾セクレチンナノポアである、上記[44]に記載の装置。
[46]
前記水溶液中に存在する分析物をさらに含む、上記[43]〜[45]のいずれか一項に記載の装置。
[47]
前記分析物がポリヌクレオチドである、上記[46]に記載の装置。
[48]
前記ポリヌクレオチドに結合したポリヌクレオチド結合タンパク質をさらに含む、上記[47]に記載の装置。
[49]
前記ポリヌクレオチド結合タンパク質が、ヘリカーゼ、エキソヌクレアーゼ、またはポリメラーゼである、上記[48]に記載の装置。
[50]
前記ポリヌクレオチド結合タンパク質が前記膜の前記シス側にある、上記[48]または[49]に記載の装置。
[51]
前記ポリヌクレオチド結合タンパク質が、前記ナノポアの前記シス開口部と接触または共有結合している、上記[50]に記載の装置。
[52]
前記ポリヌクレオチド結合タンパク質が前記膜の前記トランス側にある、上記[48]または[49]に記載の装置。
[53]
前記ポリヌクレオチド結合タンパク質が、前記ナノポアの前記トランス開口部と接触または共有結合している、上記[52]に記載の装置。
[54]
上記[43]〜[45]のいずれか一項に記載の装置を得ることと、分析物を前記膜の前記シス側または前記トランス側で前記水溶液に添加することと、を含む、方法。
[55]
前記分析物がポリヌクレオチドである、上記[54]に記載の方法。
[56]
ポリヌクレオチド結合タンパク質を前記膜の前記シス側で前記水溶液に添加することをさらに含み、前記ポリヌクレオチド結合タンパク質が前記ポリヌクレオチドに結合する、上記[55]に記載の方法。
[57]
前記ポリヌクレオチド結合タンパク質が、前記ナノポアの前記シス開口部と接触もしくは共有結合しているか、または前記ナノポアのシス玄関部内にある、上記[56]に記載の方法。
[58]
ポリヌクレオチド結合タンパク質を前記膜の前記トランス側で前記水溶液に添加することをさらに含み、前記ポリヌクレオチド結合タンパク質が前記ポリヌクレオチドに結合する、上記[55]に記載の方法。
[59]
前記ポリヌクレオチド結合タンパク質が、前記ナノポアの前記トランス開口部と接触もしくは共有結合しているか、または前記ナノポアのトランス玄関部内にある、上記[58]に記載の方法。
[60]
前記ポリヌクレオチド結合タンパク質が、ヘリカーゼ、エキソヌクレアーゼ、またはポリメラーゼである、上記[54]〜[59]のいずれか一項に記載の方法。
[61]
前記膜にわたって電圧勾配を印加することによって前記ナノポアを通るイオン電流フローを誘導することをさらに含む、上記[54]〜[60]のいずれか一項に記載の方法。
[62]
前記印加された電圧勾配下で前記ナノポアを通るイオン電流フローを検出することをさらに含む、上記[61]に記載の方法。
[63]
前記検出されたイオン電流フローに基づいて前記分析物の存在を決定することをさらに含む、上記[62]に記載の方法。
[64]
セクレチンナノポアおよび前記セクレチンナノポアのシスまたはトランス玄関部内に提供される酵素を含む、組成物。
[65]
前記セクレチンナノポアが野生型セクレチンナノポアである、上記[64]に記載の組成物。
[66]
前記セクレチンナノポアが修飾セクレチンナノポアである、上記[64]に記載の組成物。
[67]
前記修飾セクレチンナノポアが、上記[1]〜[25]および[39]〜[42]のいずれか一項に記載の修飾セクレチンナノポアである、上記[66]に記載の組成物。
[68]
前記ナノポアが、膜内に提供され、シス開口部とトランス開口部との間で前記膜を通って延在する、上記[64]〜[67]のいずれか一項に記載の組成物。
[69]
分析物の検出および/または特徴付けのための、セクレチンナノポアの使用。
[70]
前記セクレチンナノポアが修飾セクレチンナノポアである、上記[69]に記載の使用。
[71]
前記修飾セクレチンナノポアが、上記[1]〜[25]および[39]〜[42]のいずれか一項に記載の修飾セクレチンナノポアである、上記[70]に記載の使用。
[72]
試料中の分析物の有無を検出し、かつ/または試料中の分析物を特徴付ける方法であって、膜中に配置されたセクレチンナノポアを前記試料と接触させることと、前記膜にわたって電圧勾配を印加することと、前記ナノポアを通るイオン電流フローを検出することと、を含む、方法。
[73]
前記セクレチンナノポアが修飾セクレチンナノポアである、上記[72]に記載の方法。
[74]
前記修飾セクレチンナノポアが、上記[1]〜[25]および[39]〜[42]のいずれか一項に記載の修飾セクレチンナノポアである、上記[73]に記載の使用。
Claims (32)
- 試料中の分析物の有無を検出し、かつ/または試料中の分析物を特徴付ける方法であって、膜中に配置されたセクレチンナノポアを前記試料と接触させることと、前記膜にわたって電圧勾配を印加することと、前記ナノポアを通るイオン電流フローを検出することと、を含む、方法。
- 前記セクレチンナノポアが、シス開口部とトランス開口部との間で前記膜を通って延在する内腔を画定する内腔表面を含む修飾セクレチンナノポアであり、前記内腔表面が1つ以上のアミノ酸修飾を含む、請求項1に記載の方法。
- − 前記シス開口部が、60Å〜120Åの範囲の直径を有する;および/または
− 前記トランス開口部が、40Å〜100Åの範囲の直径を有する;および/または
− 前記セクレチンナノポアが、約7.5Å〜25Åの直径を有する狭窄部を含む、
請求項1または2に記載の方法。 - 前記セクレチンナノポアが、1つ以上のアミノ酸修飾を含む修飾セクレチンナノポアであり、前記1つ以上のアミノ酸修飾が、荷電改変修飾を含む、請求項2または3に記載の方法。
- 前記荷電改変修飾が、正に荷電したアミノ酸での負に荷電したアミノ酸の置換である、請求項4に記載の方法。
- 前記セクレチンナノポアが、1つ以上のアミノ酸修飾を含む修飾セクレチンナノポアであり、前記1つ以上のアミノ酸修飾が、疎水性アミノ酸での中性アミノ酸の置換を含む、請求項2〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記セクレチンナノポアがII型分泌系である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記セクレチンナノポアがGspDである、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記セクレチンナノポアが、
(i)配列番号36に記載のアミノ酸配列と少なくとも95%同一であるアミノ酸配列を有するセクレチンドメインを含むサブユニットポリペプチド;または
(ii)配列番号33、34または35に記載のアミノ酸配列と少なくとも95%同一であるアミノ酸配列を有するサブユニットポリペプチド
を含む、請求項8に記載の方法。 - (i)前記GspDがキャップゲートを含まない、および/または
(ii)前記GspDの中央ゲートが、アミノ酸をより小さな側基を有するアミノ酸で置換するように、かつ/または負に荷電したアミノ酸を中性アミノ酸もしくは正に荷電したアミノ酸で置換するように修飾されている、
請求項8または9に記載の方法。 - 前記セクレチンナノポアが、配列番号36に記載のアミノ酸配列と少なくとも95%同一であるアミノ酸配列を有するセクレチンドメインを含むサブユニットポリペプチドを含み、ここで、
(i)D55もしくはT56〜T77のアミノ酸の全部もしくは一部が欠失もしくは置換され、K60、D64、R71、およびE73のうちの1つ以上が荷電していないアミノ酸で置換され、ならびに/またはD55、T56、T77、およびK78のうちの1つ以上がPで置換されている;かつ/または
(ii)F156がより小さいアミノ酸で置換され、N151および/またはN152がより小さいアミノ酸で置換され、D153が荷電していないアミノ酸で置換され、G137およびG165がそれぞれ独立して未修飾であるかまたはAもしくはVで置換されている;かつ/または
(iii)Y63〜R71が欠失されおよび/またはGSGもしくはSGSで置換され、F156がAで置換され、D153がSで置換され、かつ/あるいはN151およびN152がそれぞれ独立してGまたはSで置換されている
請求項8〜10のいずれか一項に記載の方法。 - 前記セクレチンナノポアが、配列番号34に記載のアミノ酸配列と少なくとも95%同一であるアミノ酸配列を有するセクレチンドメインを含み、ここで、
(i)D55もしくはT56〜T77のアミノ酸の全部もしくは一部が欠失もしくは置換され、K59、K60、R63、Q66、Q69、K71、Q74、およびQ75のうちの1つ以上が荷電していないアミノ酸で置換され、ならびに/またはD55、T56、T57、およびK394のうちの1つ以上がPで置換されている;かつ/または
(ii)F157がより小さいアミノ酸で置換され、N152および/またはN153がより小さいアミノ酸で置換され、D154が荷電していないアミノ酸で置換され、G453およびG481がそれぞれ独立して未修飾であるかまたはAもしくはVで置換されている;かつ/または
(iii)前記セクレチンサブユニットポリペプチドが、
− Y379−GSG−R387またはY379−SGS−R387、
− F472A、
− D469S、
− N467G/N468S、
− N467S/N468G、または
− N467G/N468S/D469Sを含む、
請求項8〜11のいずれか一項に記載の方法。 - 前記セクレチンナノポアがIV型分泌系である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記セクレチンナノポアがPilQである、請求項13に記載の方法。
- 前記セクレチンナノポアがIII型分泌系である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記セクレチンナノポアがYscCまたはInvGである、請求項15に記載の方法。
- 前記セクレチンナノポアが、(N1またはN0ドメインを有しないInvGのアミノ酸配列に対応する)配列番号1に記載のアミノ酸配列と少なくとも95%同一であるアミノ酸配列を有するサブユニットポリペプチドを含む修飾InvGである、請求項16に記載の方法。
- 前記セクレチンナノポアが、配列番号1のD28、E41、Q45、E114、E225、R226、および/またはE231のアミノ酸において1つ以上のアミノ酸修飾(例えば、荷電改変修飾)を含む、請求項17に記載の方法。
- 前記1つ以上のアミノ酸修飾(例えば、荷電改変修飾)が、以下のうちの1つ以上を含む、請求項18に記載の方法:
i. D28N/Q/T/S/G/R/K、
ii. E225N/Q/T/A/S/G/P/H/F/Y/R/K、
iii. R226N/Q/T/A/S/G/P/H/F/Y/K/V、
iv. E225の欠失、
v. R226の欠失、
vi. E231N/Q/T/A/S/G/P/H/R/K、
vii. Q45R/K、
viii.E41N/Q/T/S/G/R/K、および
ix. E114N/Q/T/S/G/R/K。 - 前記セクレチンナノポアが、(N1およびN0ドメインを含むWT InvGのアミノ酸配列に対応する)配列番号2に記載のアミノ酸配列と少なくとも95%同一であるアミノ酸配列を含む、修飾InvGであって、前記修飾InvGナノポアサブユニットポリペプチドが、配列番号2のD199、E212、E285、Q216、E396、R397、およびE402から選択されるアミノ酸(複数可)において1つ以上のアミノ酸修飾(例えば、荷電改変アミノ酸修飾)を含み、かつ/またはエンドペプチダーゼ切断部位が配列番号2の170位と171位との間もしくは171位と172位との間に挿入されている、請求項16に記載の方法。
- 前記1つ以上のアミノ酸修飾(例えば、荷電改変アミノ酸修飾)が、以下のうちの1つ以上を含む、請求項20に記載の方法:
i. D199N/Q/T/S/G/R/K、
ii. E396N/Q/T/A/S/G/P/H/F/Y/R/K、
iii. R397N/Q/T/A/S/G/P/H/F/Y/K/V、
iv. E396の欠失、
v. R397の欠失、
vi. E402N/Q/T/A/S/G/P/H/R/K、
vii. Q216R/K、
viii.E212N/Q/T/S/G/R/K、および
ix. E285N/Q/T/S/G/R/K。 - 請求項11、12、18、19、20および21のいずれか一項に記載の複数の修飾セクレチンナノポアサブユニットポリペプチドを含む、修飾セクレチンナノポア。
- 請求項11、12、18、19、20および21のいずれか一項に記載の修飾InvGナノポアサブユニットポリペプチドまたは修飾GspDナノポアサブユニットポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む、ポリヌクレオチド。
- セクレチンナノポアを含む膜が内部に配置された水溶液を収容するチャンバを含む装置であって、前記セクレチンナノポアがシス開口部とトランス開口部との間で前記膜を通って延在する内腔を画定する内腔表面を含む、装置。
- 前記セクレチンナノポアが、請求項2〜21のいずれか一項に記載の修飾セクレチンナノポアである、請求項24に記載の装置。
- 前記水溶液中に存在する分析物をさらに含む、請求項24または25に記載の装置。
- 前記分析物がポリヌクレオチドである、請求項26に記載の装置。
- 前記ポリヌクレオチドに結合したポリヌクレオチド結合タンパク質をさらに含む、請求項27に記載の装置。
- 前記ポリヌクレオチド結合タンパク質が、ヘリカーゼ、エキソヌクレアーゼ、またはポリメラーゼである、請求項28に記載の装置。
- 前記ポリヌクレオチド結合タンパク質が、前記ナノポアの前記シス開口部またはトランス開口部と接触または共有結合している、請求項28または29に記載の装置。
- 分析物の検出および/または特徴付けのための、セクレチンナノポアの使用。
- 前記セクレチンナノポアが、請求項2〜21のいずれか一項に記載の修飾セクレチンナノポアである、請求項31に記載の使用。
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