JP2021536570A - タンパク質検出のための組成物及び方法 - Google Patents

タンパク質検出のための組成物及び方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、一般的に、液体クロマトグラフィ連結タンデム質量分析多重反応モニタリング(MRM)によってトランスジェニック植物サンプルを含む生体サンプル中の1つ又は複数のトランスジェニック標的タンパク質を直接定量化するために特異的なイオン化特性を有するペプチドバイオマーカーに関する。MRMベースの方法と組み合わせたペプチドバイオマーカーは、選択されたペプチドバイオマーカーを単独で又は組み合わせて利用して、トウモロコシなどのスタックされたトランスジェニック作物内の単一のトランスジェニック標的タンパク質又は複数のトランスジェニック標的タンパク質を定量化するために使用され得る。本開示は、植物マトリックスを含む種々の生体マトリックスにおける広範囲にわたる信頼性のある定量化を可能にする。本発明のペプチドバイオマーカーはさらに、特定のトランスジェニックイベントの同定及び/又は選択を支援するために形質バイオマーカーとして使用することができる。また、本発明の方法を実施するために使用することができる種々のペプチドバイオマーカーの組合せも提供される。

Description

電子的に提出された配列表の参照
配列表の正式な写しは、2018年8月7日に作成された94キロバイトのサイズを有するファイル名「81319−US−L−ORG−NAT−1_SeqList_ST25.txt」のASCII形式の配列表として、EFS−Webを介して電子的に提出され、本明細書と同時に出願される。このASCII形式の文書に含まれる配列表は本明細書の一部であり、参照によってその全体が本明細書中に援用される。
本発明は、一般的に、複合生体サンプル中の標的トランスジェニックタンパク質を選択的に検出、定量化、及び特徴付けるための質量分析の使用に関する。
トランスジェニック作物は、「遺伝子スタック」又は「形質スタック」とも呼ばれる異なる形質を付与する複数の導入遺伝子を含む、ますます複雑化する遺伝子改変からなる。例えば、現在市場に出ている多数のトランスジェニックコーン製品は、広範囲の害虫を防除するための複数の殺虫性タンパク質、広範囲の化学除草剤への耐性を植物に付与する複数のタンパク質、及び植物形質転換プロセスの間に選択可能なマーカーとして使用される複数のタンパク質を同じ植物内に含有する。害虫を防除するために使用されるトランスジェニックタンパク質の多く、例えば、バチルス・チューリンゲンシス(Bacillus thuringiensis)からの結晶エンドトキシン(Cryタンパク質と呼ばれる)は構造的に密接に関連しており、同様の全アミノ酸配列同一性を有するか、或いは互いに著しい同一性のあるモチーフ又はドメインを含有し得る。多くのCryタンパク質は、鱗翅目又は鞘翅目の害虫に対して活性である。鱗翅目活性Cryタンパク質の例としては、Cry1A、Cry1B、Cry1C、Cry1D、Cry1E、Cry1F及びCry9が挙げられる。鞘翅目活性Cryタンパク質の例としては、Cry3A、Cry3B、Cry3C、Cry8、二成分Cry23−Cry37及び二成分Cry34−Cry35が挙げられる。ほとんどの個々のCryタンパク質は、所与の昆虫目内の狭い範囲の昆虫種に対して生物学的に活性である。
活性の範囲が増大されたハイブリッドCryタンパク質を作成するために、多くの成功した試みが文献に開示されている。例えば、Cry1Aaタンパク質からのカイコガ(ボムビクス・モリ(Bombyx mori))特異性ドメインがCry1Acタンパク質に移動され、したがって、得られたCry1Aa−Cry1Acキメラタンパク質に新しい殺虫活性が付与された(Ge et al.1989,PNAS 86:4037 4041)。Thompson et al.1996及び1997(米国特許第5,527,883号明細書及び同第5,593,881号明細書)は、野生型Cry1Fタンパク質及びCry1Cタンパク質のプロトキシンテール領域をCry1Abタンパク質のプロトキシンテール領域に置き換え、いずれも特定の発現宿主細胞における発現が改善されたCry1F−Cry1AbハイブリッドCryタンパク質及びCry1C−Cry1AbハイブリッドCryタンパク質を作製した。Bosch et al.1998(米国特許第5,736,131号明細書)は、Cry1Eaタンパク質及びCry1Abタンパク質のドメインIIIをCry1Caタンパク質のドメインIIIで置換することによって新しい鱗翅目活性タンパク質を作成し、したがって、G27と呼ばれるCry1E−Cry1CハイブリッドCryタンパク質、及びH04と呼ばれるCry1Ab−Cry1CハイブリッドCryタンパク質が生成された。これらはいずれも、野生型Cryタンパク質親分子よりも広範囲の鱗翅目活性を有する。Malvar et al.2001(米国特許第6,242,241号明細書)は、Cry1Acタンパク質のドメインIと、Cry1Fタンパク質のドメインII及びIII及びプロトキシンテールとを結合して、親の野生型Cryタンパク質よりも広い殺虫活性を有するCry1Ac−Cry1FハイブリッドCryタンパク質を作成した。Bogdanova et al.2011(米国特許第8,034,997号明細書)は、Cry1Abタンパク質のドメインI及びIIと、Cry1Faタンパク質のドメインIIIとを結合し、Cry1Acタンパク質プロトキシンテールを付加して、Cry1A.105と呼ばれる新しい鱗翅目活性ハイブリッドCryタンパク質を作成した。そして、Hart et al.2012(米国特許第8,309,516号明細書)は、Cry3Aタンパク質及び修飾Cry3Aタンパク質のドメインI及びIIと、Cry1Abタンパク質のドメインIIIとを結合し、Cry1Abタンパク質プロトキシンテールの一部を付加して、FR8aと呼ばれる(eCry3.1Abとも呼ばれる)鞘翅目活性ハイブリッドCryタンパク質を作成した。今まで報告されたハイブリッドCryタンパク質の大部分は、Cry1Aa、Cry1Ab、Cry1Ac、Cry1C、Cry1F及びCry3Aなどの同じ種類の野生型Cryタンパク質の全て又は一部を使用している。
いくつかの野生型Cryタンパク質、例えば、Cry1Ab、Cry1Ac、Cry1C、Cry1F、Cry2A、Cry2Ba、Cry3A、Cry3B、Cry9C及びCry34−Cry35、並びに植物性の殺虫性タンパク質、例えば、Vip3A(米国特許第5,877,012号明細書を参照)は、コーン、綿、米及び大豆を含むトランスジェニック作物植物において発現されており、これらのうちのいくつかは、特定の鱗翅目及び鞘翅目の害虫を防除するために、早くも1996年から商業的に活用されている。最近では、1つ又は複数のアミノ酸が置換、欠失又は挿入された改変Cryタンパク質、例えば修飾Cry3A(mCry3A;米国特許第7,230,167号明細書)、並びにハイブリッドCryタンパク質、例えば、上記のeCry3.1Ab及びCry1A.105を含有するトランスジェニック作物製品、例えばコーンが商業的に導入されている。
商業的及び工業的使用のためのトランスジェニック植物を生産するために組換えDNA技術の使用がますます増えることにより、トランスジェニック植物系統を分析する診断法の構築が必要とされる。このような方法は、育種の継続的世代を通してトランスジェニック植物種を維持するために、環境において又はトランスジェニック植物に由来する生体サンプルにおいてトランスジェニック植物又は植物部分の存在をモニターするために、そして望ましい又は最適な表現型を有する新しいトランスジェニック植物の迅速な作成及び開発を助けるために必要とされる。さらに、多くの国の規制機関からのトランスジェニック植物の安全性評価のための現在のガイドラインは、規制承認を獲得及び維持するためにDNA及びタンパク質レベルでの特徴付けを要求する。上記のようにトランスジェニック植物にスタックされた遺伝子及びタンパク質の複雑さの増大は、特に、スタックされたトランスジェニックタンパク質が互いに類似しているか、又は環境中の野生型非トランスジェニックタンパク質に類似しているか、又はトランスジェニック植物に内因性の非トランスジェニックタンパク質に類似している場合に、複雑な混合物内の任意の1つの標的タンパク質の特異的な検出及び定量化を困難にする。
イムノアッセイ、例えば、酵素結合免疫吸着検定法アッセイ(ELISA)は、植物の遺伝子改変によって導入されたタンパク質の検出及び定量化のために農産業において現在好ましい方法である。イムノアッセイの重大な構成要素は、標的タンパク質(抗原)に対する特異性を有する抗体である。イムノアッセイは非常に特異的であることができ、サンプルは、分析の前に簡単な調製しか必要としないことが多い。さらに、イムノアッセイは、広範囲の濃度にわたって定性的又は定量的に使用することができる。通常、イムノアッセイは、対象の各タンパク質に対して別の試験を必要とする。抗体は、動物において産生されるポリクローナル、又は細胞培養により生成されるモノクローナルであり得る。本質的に、ポリクローナル抗体の混合物は複数の認識エピトープを有することになり、存在する種々の抗体パラトープの数と共に他のタンパク質との配列及び構造的相同性の可能性が高まるので、感度を増大させることができるが、特異性を低下させる恐れもある。モノクローナル抗体は、単一のエピトープ又は抗原決定基に対して一定の親和性及び特異性を表し、そして大量に産生され得るので、ポリクローナル抗体と比べていくつかの利点を提供する。しかしながら、類似のトランスジェニック又は内因性タンパク質の複雑な混合物中の単一のトランスジェニックタンパク質の選択的な検出及び定量化などのより厳しい用途に対して、全ての抗体にはその使用を制限する固有の特性がある。さらに、ポリクローナル及びモノクローナル抗体はいずれも、アッセイにおいて感度を高め、バックグラウンドを低下させるためにさらなる精製ステップを必要とし得る。さらに、ELISAシステムは、その物理的及び生物学的特性に劇的な効果を及ぼし得る標的タンパク質のわずかな変化を検出することができない可能性がある。例えば、抗体は、リン酸化又はグリコシル化などの翻訳後修飾によって改変されているか、又は立体構造的に覆い隠されているか、又は部分分解によって修飾されている、特定の形態のタンパク質又はペプチドを認識できないかもしれない。これらのタンパク質の物理的及び生物学的特性の変化はその酵素的、臨床的又は他の生物学的活性において重要な役割を果たし得るので、このような修飾の同定は極めて重要である。このような変化は、ELISAベースの定量化法の信頼性及び有用性を制限し得る。
現在、トランスジェニックタンパク質を含有するトランスジェニック植物製品の有効な同定、又は市販の作物製品中のトランスジェニックタンパク質の定量化は、イムノアッセイの精度に依存している。成功したイムノアッセイの構築は、抗体の構築に使用される抗原の特定の特性、すなわち抗原のサイズ、疎水性及び三次構造、並びに抗体の品質及び精度に依存する。抗体の特異性は、偽陽性結果を生じ得る類似の物質との任意の交差反応性を解明するために、注意深く検査されなければならない。産業界の現在の問題は、市販の試験キット中の抗体の多くが、種々の製品中の類似のトランスジェニックタンパク質を区別しない、又はトランスジェニックタンパク質を野生型タンパク質から区別しないことであり、差別的な製品の同定及び定量化を困難又は不可能にする。例えば、同じ野生型Cryタンパク質、例えばCry1Ab、Cry1Ac、Cry1F及びCry3のうちの1つ又は複数を使用し、トランスジェニック作物製品中に既に存在する同じ野生型Cryタンパク質の全部又は一部から作られたハイブリッドCryタンパク質を発現する作物が導入されている、現在市販されている多くのトランスジェニック作物製品の場合、複合生体サンプル、例えば、トランスジェニック植物、トランスジェニック植物部分又はトランスジェニック微生物からのサンプル中に一緒に存在する場合に、野生型Cryタンパク質を互いに、そしてその同じ野生型Cryタンパク質の全部又は一部を含有するハイブリッドCryタンパク質から区別することができるように、新しい且つ改善された診断方法を構築することが継続的に必要とされている。
質量分析(MS)は、タンパク質分析のためのELISAの多数の制限を克服する代替のプラットフォームを提供する。MSベースの分析の分野は、タンデム質量分析と連結されたエレクトロスプレー液体クロマトグラフィ(LC−MS/MS)による多重反応モニタリング(MRM)などの、標的タンパク質分析の重要な進歩をもたらした。基礎にある概念は、タンパク質消化後にその特異的な構成ペプチド(サロゲートペプチド)を測定することによって、タンパク質が定量化され得ることである。選択されたペプチドのみのデータ収集は、より高い精度、感度、及びスループットの測定を可能にする。サロゲートペプチドのMRMベースの測定によるタンパク質の定量化は、タンパク質分析におけるMSの最も急成長している用途である。MRMベースのタンパク質アッセイは免疫ベースのアッセイと比べて2つの説得力のある利点を提供し、第1の利点は、抗体を使用することなく本質的に任意のタンパク質に対して特異的なアッセイを系統的に構成できることである。第2の利点は、標的MSアッセイが1回の分析で多数のペプチドの多重分析を実施できることである。さらに、MRMは直接分析であり、免疫ベースのアッセイは間接分析である。免疫ベースのアッセイは、特異的に結合する検出試薬と共に固相に固定化され得る連結試薬で構成される結合アッセイに依存し、適切に定量化可能なシグナルを発生するために酵素を使用する。
市販のトランスジェニック作物製品は、殺虫性タンパク質、除草剤耐性タンパク質及び選択可能なマーカータンパク質のスタックを含む。同じ野生型殺虫性Cryタンパク質、例えばCry1Ab、Cry1F及びCry3の1つ又は複数を使用し、トランスジェニック作物製品中に既に存在する同じ野生型Cryタンパク質の全部又は一部から作られたハイブリッドCry殺虫性タンパク質、例えば、mCry3A、eCry3.1Ab及びCry1A.105を発現する作物が導入されている、多くのこのような市販のトランスジェニック作物製品の場合、MRMベースのアッセイは、これらの密接に関連するトランスジェニック標的殺虫性タンパク質、並びに除草剤耐性及び選択可能なマーカータンパク質を区別できるはずである。したがって、MRMベースのアッセイにおいて機能するために必要な生化学的特性を全て有し、そしてそのアミノ酸配列の大部分が重複し得る標的トランスジェニックタンパク質に対して絶対的に特異的である付加的な特性を有するサロゲートペプチドを同定することが継続的に必要とされており、すなわち、サロゲートペプチドの遷移状態の1つ又は複数は、複数の複雑なマトリックスにわたって2つの密接に関連する標的タンパク質を妨害なしに明確に区別することができる。このような選択的サロゲートペプチド及びその遷移状態は、互いに類似しているか、又は環境中の野生型非トランスジェニックタンパク質に類似しているか、又はトランスジェニック植物に内因性の非トランスジェニックタンパク質に類似している標的トランスジェニックタンパク質を区別できるはずである。
本発明は、質量分析を用いて複合生体マトリックス中にある標的トランスジェニックタンパク質を選択的に検出又は定量化するのに有用である標識サロゲートペプチド及びそのそれぞれの遷移イオンを提供する。本発明はさらに、標識サロゲートペプチド及び遷移イオンを用いて、複合生体マトリックス中の標的トランスジェニックタンパク質を選択的に検出又は定量化するための方法及びシステムを提供する。
本発明の一態様において、内部標準ペプチドマーカーは、経験的分析及びコンピュータでの消化分析を通して設計され、重アミノ酸残基を用いて化学的に合成されるか、或いは安定同位体標識化されたアミノ酸又は代謝中間体の存在下で合成遺伝子を発現させることにより遺伝的に合成される。特定の実施形態では、内部標準は、タンデム質量分析(MS/MS)、より具体的には、液体クロマトグラフィ連結タンデム質量分析(LC−MS/MS)を含む質量分析(MS)によって個々に特徴付けされ得る。特徴付けの後、各ペプチドのモノアイソトピック質量、そのサロゲート電荷状態、サロゲートm/z値、m/z遷移イオン、及び各遷移イオンのイオンタイプなどの、予め選択されたペプチドのパラメータを収集することができる。他の検討事項には、ペプチドサイズの最適化、翻訳後修飾の回避、プロセス誘発性修飾の回避、及び高率のプロテアーゼ切断の誤りの回避が含まれる。
単一のトランスジェニックイベント、複数のイベントの育種スタック(breeding stack)、又は複数の標的トランスジェニックタンパク質の分子スタックを有する植物中に含まれ得る、殺虫性タンパク質Cry1Ab、eCry3.1Ab、mCry3A及びVip3、除草剤耐性タンパク質dmEPSPS及びPAT、並びに植物形質転換の選択可能なマーカータンパク質PMIからなる群から選択されるトランスジェニックタンパク質の選択的な検出又は定量化のために、配列番号1〜98のいずれか1つ又はこれらの組合わせを含むペプチドを含む、特有の安定同位体標識(SIL)サロゲートペプチドの例示的なリストが本明細書中に提供される。7つのタンパク質に由来する各ペプチドに対する各サロゲートペプチド配列及び遷移イオンは、質量分析ベースの多重反応モニタリング(MRM)アッセイにおいて有用である。
本発明の別の態様において、標識サロゲートペプチドはCry1Abタンパク質を選択的に検出又は定量化し、配列番号1〜26のいずれか1つのアミノ酸配列を含む。別の態様では、標識サロゲートペプチドはCry1Abタンパク質を選択的に検出又は定量化し、配列番号99〜141の少なくとも1つ又はペプチドPIR、TY、VW、HR、YR若しくはPPRから選択されるアミノ酸配列を有する遷移イオンを生成する。この態様の実施形態において、標識サロゲートペプチドはアミノ酸配列SAEFNNIIPSSQITQIPLTK(配列番号21)を含み、アミノ酸配列PLTK(配列番号132)又はSAEFNNII(配列番号133)からなる遷移イオンを生成する。
本発明の別の態様において、標識サロゲートペプチドはeCry3.1Abタンパク質を選択的に検出又は定量化し、配列番号27〜32のいずれか1つのアミノ酸配列を含む。本発明の別の態様において、標識サロゲートペプチドはeCry3.1Abタンパク質を選択的に検出又は定量化し、配列番号142〜150の少なくとも1つ又はペプチドDGR、IEF若しくはLERから選択されるアミノ酸配列を有する遷移イオンを生成する。この態様の実施形態において、標識サロゲートペプチドはアミノ酸配列TDVTDYHIDQV(配列番号27)を含み、アミノ酸配列TDYHIDQV(配列番号142)又はDYHIDQV(配列番号143)からなる遷移イオンを生成する。
本発明の別の態様において、標識サロゲートペプチドはmCry3Aタンパク質を選択的に検出又は定量化し、配列番号33〜35のいずれか1つのアミノ酸配列を含む。本発明の別の態様において、標識サロゲートペプチドはmCry3Aタンパク質を選択的に検出又は定量化し、配列番号151〜155の少なくとも1つ又はペプチドIDKから選択されるアミノ酸配列を有する遷移イオンを生成する。この態様の実施形態において、標識サロゲートペプチドはアミノ酸配列LQSGASVVAGPR(配列番号252)を含み、アミノ酸配列SGASVVAGPR(配列番号253)又はSVVAGPR(配列番号254)からなる遷移イオンを生成する。
本発明の別の態様において、標識サロゲートペプチドはVip3タンパク質を選択的に検出又は定量化し、配列番号36〜73のいずれか1つのアミノ酸配列を含む。本発明の別の態様において、標識サロゲートペプチドはVip3タンパク質を選択的に検出又は定量化し、配列番号156〜212の少なくとも1つ又はペプチドTCK、FEK、DVS、FTK、HK、VNI、MIV、EAK、HLK、NK、DNF、LLC、NAY、YE、SDK、NEK、DK若しくはVDKから選択されるアミノ酸配列を有する遷移イオンを生成する。この態様の実施形態において、標識サロゲートペプチドはアミノ酸配列DGGISQFIGDK(配列番号36)を含み、アミノ酸配列SQFIGDK(配列番号156)又はアミノ酸配列GDKからなる遷移イオンを生成する。
本発明の別の態様において、標識サロゲートペプチドはdmEPSPSタンパク質を選択的に検出又は定量化し、配列番号74〜77のいずれか1つのアミノ酸配列を含む。本発明の別の態様において、標識サロゲートペプチドはdmEPSPSタンパク質を選択的に検出又は定量化し、配列番号213〜219の少なくとも1つ又はペプチドPIKから選択されるアミノ酸配列を有する遷移イオンを生成する。この態様の実施形態において、標識サロゲートペプチドはアミノ酸配列SLTAAVTAAGGNATYVLDGVPR(配列番号257)を含み、アミノ酸配列GVPR(配列番号258)又はアミノ酸配列PRからなる遷移イオンを生成する。
本発明の別の態様において、標識サロゲートペプチドはPATタンパク質を選択的に検出又は定量化し、配列番号78〜86のいずれか1つのアミノ酸配列を含む。本発明の別の態様において、標識サロゲートペプチドはPATタンパク質を選択的に検出又は定量化し、配列番号220〜231の少なくとも1つ又はペプチドDFE、DF、PER、SHR、GYK若しくはNFRから選択されるアミノ酸配列を有する遷移イオンを生成する。この態様の実施形態において、標識サロゲートペプチドはアミノ酸配列LGLGSTLYTHLLK(配列番号79)を含み、アミノ酸配列YTHLLK(配列番号220)又はTHLLK(配列番号221)からなる遷移イオンを生成する。
本発明の別の態様において、標識サロゲートペプチドはPMIタンパク質を選択的に検出又は定量化し、配列番号87〜98のいずれか1つのアミノ酸配列を含む。本発明の別の態様において、標識サロゲートペプチドはPMIタンパク質を選択的に検出又は定量化し、配列番号232〜251の少なくとも1つ又はペプチドLK、PVK、HN若しくはPNKから選択されるアミノ酸配列を有する遷移イオンを生成する。この態様の実施形態において、標識サロゲートペプチドはアミノ酸配列SALDSQQGEPWQTIR(配列番号89)を含み、アミノ酸配列PWQTIR(配列番号235)又はGEPWQTIR(配列番号236)からなる遷移イオンを生成する。
本発明の他の態様において、本発明の標識サロゲートペプチド及びそれから得られる遷移イオンは、配列番号259を含むCry1Abタンパク質、又は配列番号260を含むeCry3.1Abタンパク質、又は配列番号261を含むmCry3Aタンパク質、又は配列番号262を含むVip3タンパク質、又は配列番号263を含むdmEPSPSタンパク質、又は配列番号264を含むPATタンパク質、又はPMIタンパク質配列番号265又は配列番号266を選択的に検出又は定量化する。
他の態様において、本発明の標識サロゲートペプチドは、トランスジェニック植物からの生体サンプル中に標的タンパク質がある場合に、本発明の標的タンパク質を選択的に検出又は定量化する。この態様のいくつかの実施形態では、生体サンプルは、トランスジェニック植物の葉組織、種子、子実、花粉又は根組織からのものである。
本発明の他の態様において、本発明の標識サロゲートペプチド及びそれから得られる遷移イオンは、トランスジェニックイベントBt11を含むコーン植物からのCry1Abタンパク質、又はトランスジェニックイベント5307を含むコーン植物からのeCry3.1Abタンパク質、又はトランスジェニックイベントMIR604を含むコーン植物からのmCry3Aタンパク質、又はトランスジェニックイベントMIR162を含むコーン植物から、若しくはトランスジェニックイベントCOT102を含む綿植物からのVip3タンパク質、又はトランスジェニックイベントGA21を含むコーン植物からのdmEPSPSタンパク質、又はトランスジェニックイベントBt11、DAS−59122、TC1507、DP4114若しくはT25を含むコーン植物からのPATタンパク質、又はトランスジェニックイベントMIR162、MIR604、5307若しくは3272を含むコーン植物からのPMIタンパク質を選択的に検出又は定量化する。
サロゲートペプチド多数の異なる組合わせは、Cry1Ab、eCry3.1Ab、mCry3A、Vip3、dmEPSPS、PAT及び/又はPMIタンパク質からの特異的なサロゲートペプチドの1つ又は複数を用いるMRMアッセイによって同時にモニター及び定量化することができ、したがって、生体サンプルから得られる所与のタンパク質調製物中のこれらのタンパク質のそれぞれの総量を質量分析によって測定する手段を提供することができる。これらのペプチドはMRMベースのアッセイと併用して、トランスジェニック植物の異なる成長段階における発現レベルを決定するため、葉組織、種子及び子実、花粉及び根組織を含むがこれらに限定されない、異なるトランスジェニック植物組織及び器官における発現レベルを決定するため、規制リスク評価のための潜在的な曝露レベルを決定するため、食品加工、比較、及び世代研究における異なるレベルのタンパク質を決定するための定量的ペプチド/タンパク質分析を含む多数の用途を有する。最も広い意味では、7つのタンパク質のためのこれらの特有のサロゲートペプチドは、生体及び非生体マトリックスの全てのタイプにおける、農業用途、生物学的同等性試験、バイオマーカー、診断、発見、食品、環境、治療モニタリングを含む多数の用途のために、MRMアッセイと組み合わせて使用され得る。本発明のいくつかの態様において、配列番号1〜98のいずれかを含む本発明の1つ又は複数の標識サロゲートペプチドを含むアッセイカセットが提供され、これは、本発明の任意の1つ又は複数の標的タンパク質の同時及び選択的な検出又は定量化を可能にする。
本発明は、トランスジェニック標的タンパク質を発現するトランスジェニック植物からの生体サンプルなどの複合生体マトリックスにおいて、トランスジェニック標的タンパク質を選択的に検出又は定量化するための方法も提供する。このような方法は、トランスジェニック植物からのサンプル、例えば、葉、種子又は子実、花粉又は根からのサンプルを得るステップと、植物サンプルからタンパク質を抽出するステップと、抽出物中の非トランスジェニック不溶性タンパク質の量を低減することによって標的タンパク質プールを濃縮するステップと、選択された酵素、例えばトリプシンを用いて抽出物中の可溶性タンパク質を消化して、ペプチド断片を含む抽出物をもたらすステップであって、ペプチド断片が各標的トランスジェニックタンパク質に特異的な少なくとも1つのサロゲートペプチドを含むステップと、標的タンパク質を特異的に検出するSILペプチドのアッセイカセットを添加するステップであって、各標識サロゲートペプチドが、標的トランスジェニックタンパク質の各サロゲートペプチドと同じアミノ酸配列を有し、添加される標識サロゲートペプチドの数が、混合物中の標的トランスジェニックタンパク質の数に等しいステップと、混合物中の非サロゲートペプチドの量を低減することによって、サロゲートペプチド及び標識サロゲートペプチドを濃縮するステップと、液体クロマトグラフィを用いてペプチド断片混合物を分離するステップと、質量分析を用いてペプチド断片混合物を分析するステップであって、標識サロゲートペプチドの遷移イオン断片の検出が、サロゲートペプチドが由来する標的トランスジェニックタンパク質の存在を示すステップと、任意選択的に、遷移イオン断片から発生された質量分析シグナルと、標識サロゲートペプチドの遷移イオンにより発生された質量分析シグナルとを比較することによって、生体サンプル中の標的トランスジェニックタンパク質の量を計算するステップとを含む。本発明のトランスジェニックタンパク質に由来するSILサロゲートペプチドはそれぞれ、質量分析ベースの多重反応モニタリング(MRM)アッセイの間に、特有の遷移イオンを有する。したがって、これらのペプチドは、異なる度合いのイオン化をもたらす衝突エネルギーのわずかな変化のために、選択的なMSイオンを発生し得る。例えば、トリプル四重極MSを使用して、ペプチド特異的な高m/zイオンを生成することができる。結果として、本発明の方法は選択的利点を提供し、当該技術分野において知られているかもしれない、より低m/zの高強度イオンマーカーの使用と比べて、内因性バックグラウンドを低下させることができる。
本発明のいくつかの態様では、本発明の方法において選択的に検出又は定量化される標的タンパク質は、Cry1Abタンパク質、eCry3.1Abタンパク質、mCry3Aタンパク質、Vip3タンパク質、二重突然変異体5−エノールピルビルシキミ酸−3−リン酸シンターゼ(dmEPSPS)タンパク質、ホスフィノトリシンアセチルトランスフェラーゼ(PAT)タンパク質又はホスホマンノースイソメラーゼ(PMI)タンパク質である。
本発明の他の態様では、Cry1Abタンパク質、eCry3.1Abタンパク質、mCry3Aタンパク質、Vip3タンパク質、二重突然変異体5−エノールピルビルシキミ酸−3−リン酸シンターゼ(dmEPSPS)タンパク質、ホスフィノトリシンアセチルトランスフェラーゼ(PAT)タンパク質又はホスホマンノースイソメラーゼ(PMI)タンパク質を検出又は定量化するために本発明の方法において有用である標識サロゲートペプチドは、配列番号1〜98のいずれか1つを含む。
本発明の方法の別の態様では、標識サロゲートペプチドはCry1Abを選択的に検出又は定量化し、配列番号1〜26のいずれか1つのアミノ酸配列を含む。別の態様では、標識サロゲートペプチドはCry1Abを選択的に検出又は定量化し、配列番号99〜141の少なくとも1つ又はペプチドPIR、TY、VW、HR、YR若しくはPPRから選択されるアミノ酸配列を有する遷移イオンを生成する。この態様の実施形態において、標識サロゲートペプチドはアミノ酸配列SAEFNNIIPSSQITQIPLTK(配列番号21)を含み、アミノ酸配列PLTK(配列番号132)又はSAEFNNII(配列番号133)からなる遷移イオンを生成する。別の態様では、Cry1Ab標的タンパク質は、アミノ酸配列PLTK(配列番号132)からなる遷移イオン断片から発生される質量分析シグナルを比較することによって、生体サンプル中で定量化される。
本発明の方法の別の態様では、標識サロゲートペプチドはeCry3.1Abタンパク質を選択的に検出又は定量化し、配列番号27〜32のいずれか1つのアミノ酸配列を含む。本発明の別の態様において、標識サロゲートペプチドはeCry3.1Abタンパク質を選択的に検出又は定量化し、配列番号142〜150の少なくとも1つ又はペプチドDGR、IEF若しくはLERから選択されるアミノ酸配列を有する遷移イオンを生成する。この態様の実施形態において、標識サロゲートペプチドはアミノ酸配列TDVTDYHIDQV(配列番号27)を含み、アミノ酸配列TDYHIDQV(配列番号142)又はDYHIDQV(配列番号143)からなる遷移イオンを生成する。別の態様では、eCry3.1Ab標的タンパク質は、アミノ酸配列TDYHIDQV(配列番号142)からなる遷移イオン断片から発生される質量分析シグナルを比較することによって、生体サンプル中で定量化される。この態様の別の実施形態では、標識サロゲートペプチドはアミノ酸配列AVFNELFTSSNQIGLK(配列番号28)を含み、アミノ酸配列TSSNQIGLK(配列番号144)又はSSNQIGLK(配列番号145)からなる遷移イオンを生成する。別の態様では、eCry3.1Ab標的タンパク質は、アミノ酸配列TSSNQIGLK(配列番号144)からなる遷移イオン断片から発生される質量分析シグナルを比較することによって、生体サンプル中で定量化される。
本発明の方法の別の態様では、標識サロゲートペプチドはmCry3Aタンパク質を選択的に検出又は定量化し、配列番号33〜35のいずれか1つのアミノ酸配列を含む。本方法の別の態様では、標識サロゲートペプチドはmCry3Aタンパク質を選択的に検出又は定量化し、配列番号151〜155の少なくとも1つ又はペプチドIDKから選択されるアミノ酸配列を有する遷移イオンを生成する。この態様の実施形態において、標識サロゲートペプチドはアミノ酸配列LQSGASVVAGPR(配列番号252)を含み、アミノ酸配列SGASVVAGPR(配列番号253)又はSVVAGPR(配列番号254)からなる遷移イオンを生成する。別の態様では、mCry3A標的タンパク質は、アミノ酸配列SGASVVAGPR(配列番号253)からなる遷移イオン断片から発生される質量分析シグナルを比較することによって、生体サンプル中で定量化される。
本発明の方法の別の態様では、標識サロゲートペプチドはVip3タンパク質を選択的に検出又は定量化し、配列番号36〜73のいずれか1つのアミノ酸配列を含む。本方法の別の態様では、標識サロゲートペプチドはVip3タンパク質を選択的に検出又は定量化し、配列番号156〜212の少なくとも1つ又はペプチドTCK、FEK、DVS、FTK、HK、VNI、MIV、EAK、HLK、NK、DNF、LLC、NAY、YE、SDK、NEK、DK若しくはVDKから選択されるアミノ酸配列を有する遷移イオンを生成する。この態様の実施形態において、標識サロゲートペプチドはアミノ酸配列DGGISQFIGDK(配列番号36)を含み、アミノ酸配列SQFIGDK(配列番号156)又はアミノ酸配列GDKからなる遷移イオンを生成する。別の態様では、Vip3標的タンパク質は、アミノ酸配列SQFIGDK(配列番号156)からなる遷移イオン断片から発生される質量分析シグナルを比較することによって、生体サンプル中で定量化される。この態様の別の実施形態では、標識サロゲートペプチドはアミノ酸配列FTTGTDLK(配列番号255)を含み、アミノ酸配列TGTDLK(配列番号256)又はアミノ酸配列LKからなる遷移イオンを生成する。別の態様では、Vip3標的タンパク質は、アミノ酸配列TGTDLK(配列番号256)からなる遷移イオン断片から発生される質量分析シグナルを比較することによって、生体サンプル中で定量化される。
本発明の方法の別の態様では、標識サロゲートペプチドはdmEPSPSタンパク質を選択的に検出又は定量化し、配列番号74〜77のいずれか1つのアミノ酸配列を含む。本方法の別の態様では、標識サロゲートペプチドはdmEPSPSタンパク質を選択的に検出又は定量化し、配列番号213〜219の少なくとも1つから選択されるアミノ酸配列を有する遷移イオンを生成する。この態様の実施形態において、標識サロゲートペプチドはアミノ酸配列SLTAAVTAAGGNATYVLDGVPR(配列番号257)を含み、アミノ酸配列GVPR(配列番号258)又はアミノ酸配列PRからなる遷移イオンを生成する。別の態様では、dmEPSPS標的タンパク質は、アミノ酸配列PRからなる遷移イオン断片から発生される質量分析シグナルを比較することによって、生体サンプル中で定量化される。
本発明の方法の別の態様では、標識サロゲートペプチドはPATタンパク質を選択的に検出又は定量化し、配列番号78〜86のいずれか1つのアミノ酸配列を含む。本発明の別の態様において、標識サロゲートペプチドはPATタンパク質を選択的に検出又は定量化し、配列番号220〜231の少なくとも1つ又はペプチドDFE、DF、PER、SHR、GYK若しくはNFRから選択されるアミノ酸配列を有する遷移イオンを生成する。この態様の実施形態において、標識サロゲートペプチドはアミノ酸配列LGLGSTLYTHLLK(配列番号79)を含み、アミノ酸配列YTHLLK(配列番号220)又はTHLLK(配列番号221)からなる遷移イオンを生成する。別の態様では、dmEPSPS標的タンパク質は、アミノ酸配列YTHLLK(配列番号220)からなる遷移イオン断片から発生される質量分析シグナルを比較することによって、生体サンプル中で定量化される。
本発明の方法の別の態様では、標識サロゲートペプチドはPMIタンパク質を選択的に検出又は定量化し、配列番号87〜98のいずれか1つのアミノ酸配列を含む。本発明の別の態様において、標識サロゲートペプチドはPMIタンパク質を選択的に検出又は定量化し、配列番号232〜251の少なくとも1つ又はペプチドLK、PVK、HN若しくはPNKから選択されるアミノ酸配列を有する遷移イオンを生成する。この態様の実施形態において、標識サロゲートペプチドはアミノ酸配列SALDSQQGEPWQTIR(配列番号89)を含み、アミノ酸配列PWQTIR(配列番号235)又はGEPWQTIR(配列番号236)からなる遷移イオンを生成する。
本発明はさらに、トランスジェニック標的タンパク質のハイスループット検出又は定量化のためのシステムを提供する。このようなシステムは、トランスジェニック標的タンパク質に特異的である予め設計された標識サロゲートペプチドのカセットと、1つ又は複数の質量分析計とを含む。
本発明の種々の目的、特徴、態様、及び利点は、添付の図面及び配列表と共に、本発明の好ましい実施形態の以下の詳細な説明からより明らかになるであろう。
配列の簡単な説明
配列番号1〜26は、トランスジェニックCry1Abタンパク質の選択的な検出及び定量化のための安定同位体標識サロゲートペプチドのアミノ酸配列である。
配列番号27〜32は、トランスジェニックeCry3.1Abタンパク質の選択的な検出及び定量化のための安定同位体標識サロゲートペプチドのアミノ酸配列である。
配列番号33〜35は、トランスジェニックmCry3Aタンパク質の選択的な検出及び定量化のための安定同位体標識サロゲートペプチドのアミノ酸配列である。
配列番号36〜73は、トランスジェニックVip3タンパク質の選択的な検出及び定量化のための安定同位体標識サロゲートペプチドのアミノ酸配列である。
配列番号74〜77は、トランスジェニックdmEPSPSタンパク質の選択的な検出及び定量化のための安定同位体標識サロゲートペプチドのアミノ酸配列である。
配列番号78〜86は、トランスジェニックPATタンパク質の選択的な検出及び定量化のための安定同位体標識サロゲートペプチドのアミノ酸配列である。
配列番号87〜98は、トランスジェニックPMIタンパク質の選択的な検出及び定量化のための安定同位体標識サロゲートペプチドのアミノ酸配列である。
配列番号99〜141は、配列番号1〜26のSILサロゲートペプチドの遷移イオンのアミノ酸配列である。
配列番号142〜150は、配列番号27〜32のSILサロゲートペプチドの遷移生成物のアミノ酸配列である。
配列番号151〜155は、配列番号33〜35のSILサロゲートペプチドの遷移生成物のアミノ酸配列である。
配列番号156〜212は、配列番号36〜72のSILサロゲートペプチドの遷移生成物のアミノ酸配列である。
配列番号213〜219は、配列番号74〜77のSILサロゲートペプチドの遷移生成物のアミノ酸配列である。
配列番号220〜231は、配列番号79〜86のSILサロゲートペプチドの遷移生成物のアミノ酸配列である。
配列番号232〜251は、配列番号87〜98のSILサロゲートペプチドの遷移生成物のアミノ酸配列である。
配列番号252〜254は、トランスジェニックmCry3Aタンパク質の選択的な検出及び定量化のためのSILサロゲートペプチド及びその遷移生成物のアミノ酸配列である。
配列番号255〜256は、トランスジェニックVip3Aタンパク質の選択的な検出及び定量化のためのSILサロゲートペプチド及び遷移生成物のアミノ酸配列である。
配列番号257〜258は、トランスジェニックdmEPSPSタンパク質の選択的な検出及び定量化のためのSILサロゲートペプチド及び遷移生成物のアミノ酸配列である。
配列番号259〜270は、本発明の例示的な標的トランスジェニックタンパク質のアミノ酸配列である。
詳細な説明
この説明は、本発明が実施され得る種々の方法の全て、又は本発明に追加され得る特徴の全ての詳細な一覧であることを意図しない。例えば、1つの実施形態に関して説明される特徴を他の実施形態に組み込むことができ、特定の実施形態に関して説明される特徴をその実施形態から削除することができる。したがって、本発明は、本発明のいくつかの実施形態において、本明細書に記載される任意の特徴又は特徴の組合わせが排除又は省略され得ることを企図する。さらに、本明細書で示唆される種々の実施形態に対する多数の変化及び追加は、本開示に照らして当業者には明らかであり、本発明から逸脱するものではない。そのため、以下の記載は本発明のいくつかの特定の実施形態を説明することが意図され、それらの置換、組合わせ及び変化の全てを徹底的に特定することは意図されない。
他に定義されない限り、本明細書で使用される全ての科学技術用途は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。本明細書中の本発明の記載において使用される用語法は、特定の実施形態のみを説明するためのものであって、本発明の限定は意図されない。本明細書で使用される用語法は特定の実施形態のみを説明するためのものであって、本発明の範囲を限定することは意図されないことも理解されるべきである。本発明に関連する一般的な参考文献には、Alwine et al.(1977)Proc.Nat.Acad.Sci.74:5350−54;Baldwin(2004)Mol.Cell.Proteomics 3(1):1−9;Can and Annan(1997)Overview of peptide and protein analysis by mass spectrometry.In:Current Protocols in Molecular Biology,Ausubel,et al.編 New York:Wiley,p.10.21.1−10.21.27;Chang et al.(2000)Plant Physiol.122(2):295−317;Domon and Aebersold(2006)Science 312(5771):212−17;Nain et al.(2005)Plant Mol.Biol.Rep.23:59−65;Patterson(1998)Protein identification and characterization by mass spectrometry.In:Current Protocols in Molecular Biology,Ausubel,et al.編 New York:Wiley,p.10.22.1−10.22.24;Paterson and Aebersold(1995)Electrophoresis 16:1791−1814;Rajagopal and Ahern(2001)Science 294(5551):2571−73;Sesikeran and Vasanthi(2008)Asia Pac.J.Clin.Nutr.17 Suppl.1:241−44;及びToplak et al.(2004)Plant Mol.Biol.Rep.22:237−50が含まれる。
定義
本明細書及び特許請求の範囲で使用される場合、単数形「a」、「an」及び「the」は、1つ又は2つ以上を意味することができる。したがって、例えば、「植物」への言及は、単一の植物又は複数の植物を意味することができる。
本明細書で使用される場合、「及び/又は」は、関連の記載事項の1つ又は複数の任意及び全ての可能な組合わせ、並びに代替の「又は」で解釈される場合には組合わせの欠如を指し、これらを包含する。
「約」という用語は、本明細書では、およそ、大体、ほぼ、又は辺りを意味するために使用される。「約」という用語が数値の範囲と共に使用される場合、記載されるその数値よりも上及び下に境界を広げることによってその範囲は修正される。一般に、「約」という用語は、本明細書では、20パーセント、好ましくは10パーセント上方又は下方の(より高い又はより低い)変動によって、数値を記載される値よりも上及び下に修正するために使用される。温度に関しては、「約」という用語は、±1℃、好ましくは±0.5℃を意味する。本発明の文脈において(例えば、温度又は分子量の値と組み合わせて)「約」という用語が使用される場合、正確な値(すなわち、「約」を伴わない)が好ましい。
「含む(comprises)」及び/又は「含む(comprising)」という用語は、本明細書中で使用される場合、記載される特徴、整数、ステップ、操作、要素、及び/又は成分の存在を特定するが、1つ又は複数の他の特徴、整数、ステップ、操作、要素、成分、及び/又はこれらの群の存在又は追加を除外しない。
本明細書で使用される場合、移行句「から本質的になる(consisting essentially of)」(及び文法的な変形)は、特許請求の範囲が、特許請求の範囲に記載される特定の材料又はステップと、特許請求される本発明の「基本的及び新規の特徴を実質的に変更しないもの」とを包含すると解釈されるべきであることを意味する。したがって、「から本質的になる(consisting essentially of)」という用語は、本発明の特許請求の範囲で使用される場合、「含む(comprising)」と等価であると解釈されることは意図されない。
本明細書で使用される「Cryタンパク質」という用語は、バチルス(Bacillus)種、例えば、バチルス・チューリンゲンシス(Bacillus thuringiensis)の成長サイクルの胞子形成期の間に、天然条件下で結晶形態のプロトキシンとして蓄積する球状タンパク質分子である殺虫性タンパク質を指す。「Cry毒素」及び「デルタ−エンドトキシン」という用語は、「Cryタンパク質」という用語と互換的に使用することができる。Cryタンパク質及びCryタンパク質をコードする遺伝子の現在の命名法は、アミノ酸配列相同性に基づく(Crickmore et al.(1998)Microbiol.Mol.Biol.Rev.62:807−813)。この当該技術分野において承認されている分類において、各Cryタンパク質は、第1のランク(アラビア数字)、第2のランク(大文字)、第3のランク(小文字)、及び第4のランク(別のアラビア数字)を組み込んだ特有の名前が割り当てられる。例えば、Crickmoe et al.によると、45%未満の相同性を有する2つのCryタンパク質は特有の第1のランクが割り当てられ、例えば、Cry1及びCry2であり得る。45%超であるが70%未満である相同性を有する2つのCryタンパク質は同じ第1のランクが与えられるが、異なる第2のランクが割り当てられ、例えば、Cry1A及びCry1Bであり得る。70%〜95%の相同性を有する2つのCryタンパク質は同じ第1及び第2のランクが割り当てられるが、異なる第3のランクが割り当てられ、例えば、Cry1Aa及びCry1Abであり得る。そして95%超であるが100%未満である相同性を有する2つのCryタンパク質は同じ第1、第2及び第3のランクが割り当てられるが、異なる第4のランクが割り当てられ、例えば、Cry1Ab1及びCry1Ab2であり得る。
本明細書で使用される「Cry1Abタンパク質」は、Crickmore et al.(上記)に従い、インターネットウェブサイト「lifesci.sussex.ac.uk/home/Neil_Crickmore/Bt/」において受入番号AAA22330で開示されるホロタイプCry1Abアミノ酸配列に対して少なくとも96%の同一性を有するアミノ酸配列を含む、天然に存在するか又は合成であるバチルス・チューリンゲンシス(Bacillus thuringiensis)由来の殺虫性結晶タンパク質を意味する。Cry1Abタンパク質(受入番号を伴う)の例としては、制限なしに、Cry1Ab1(AAA22330)、Cry1Ab2(AAA22613)、Cry1Ab3(AAA22561)、Cry1Ab4(BAA00071)、Cry1Ab5(CAA28405)、Cry1Ab6(AAA22420)、Cry1Ab7(CAA31620)、Cry1Ab8(AAA22551)、Cry1Ab9(CAA38701)、Cry1Ab10(A29125)、Cry1Ab11(I12419)、Cry1Ab12(AAC64003)、Cry1Ab13(AAN76494)、Cry1Ab14(AAG16877)、Cry1Ab15(AAO13302)、Cry1Ab16(AAK55546)、Cry1Ab17(AAT46415)、Cry1Ab18(AAQ88259)、Cry1Ab19(AAW31761)、Cry1Ab20(ABB72460)、Cry1Ab21(ABS18384)、Cry1Ab22(ABW87320)、Cry1Ab23(HQ439777)、Cry1Ab24(HQ439778)、Cry1Ab25(HQ685122)、Cry1Ab26(HQ847729)、Cry1Ab27(JN135249)、Cry1Ab28(JN135250)、Cry1Ab29(JN135251)、Cry1Ab30(JN135252)、Cry1Ab31(JN135253)、Cry1Ab32(JN135254)、Cry1Ab33(AAS93798)、Cry1Ab34(KC156668)、Cry1Ab35(KT692985)、及びCry1Ab36(KY440260)が挙げられる。本発明のCry1Abタンパク質の例示的な例は、配列番号259によって表される。
本明細書で使用される「Cry3」という用語は、Crickmore et al.(上記)に従ってCry3に分類される前述の配列に対して高度の配列同一性又は類似性を共有する殺虫性タンパク質を指し、その例は、インターネットウェブサイト「lifesci.sussex.ac.uk/home/Neil_Crickmore/Bt/」において開示されており、Cry3Aa1(AAA22336)、Cry3Aa2(AAA22541)、Cry3Aa3(Caa68482)、Cry3Aa4(AAA22542)、Cry3Aa5(AAA50255)、Cry3Aa6(AAC43266)、Cry3Aa7(CAB41411)、Cry3Aa8(AAS79487)、Cry3Aa9(AAW05659)、Cry3Aa10(AAU29411)、Cry3Aa11(AAW82872)、Cry3Aa12(ABY49136)、Cry3Ba1(CAA34983)、Cry3Ba2(CAA00645)、Cry3Ba3(JQ397327)、Cry3Bb1(AAA22334)、Cry3Bb2(AAA74198)、Cry3Bb3(I15475)、及びCry3Ca1(CAA42469)が含まれる(受入番号を伴う)。アミノ酸の挿入、置換又は欠失によって改変されたCry3タンパク質は、本明細書では「修飾Cry3タンパク質」又は「mCry3タンパク質」と称される。このような「修飾Cry3タンパク質」は通常、「修飾Cry3タンパク質」が由来する野生型Cry3タンパク質と比較して、特定の害虫、例えばコーンルートワーム(ディアブロティカ(Diabrotica)種)に対して増強された活性を有する。「修飾Cry3タンパク質」の例は、配列番号262のアミノ酸配列によって表される「mCry3A」である。「修飾Cry3」タンパク質の他の例としては、制限なしに、米国特許第8,247,369号明細書に開示される「mCry3Aタンパク質」、米国特許第9,109,231号明細書に開示される「mCry3Aタンパク質」、及び米国特許第6,060,594号明細書に開示される「mCry3Bタンパク質」が挙げられる。
「eCry3.1Ab」という用語は、米国特許第8,309,516号明細書に記載されるように、N末端からC末端方向にCry1Aa又はCry1Abタンパク質のC末端領域に融合されたCry3Aタンパク質のN末端領域を含む、改変されたハイブリッド殺虫性タンパク質を指す。「eCry3.1Abタンパク質」の例は、配列番号260のアミノ酸配列によって表される。
本明細書で使用される場合、トランスジェニック「イベント」という用語は、異種DNA、例えば、対象の遺伝子を含む発現カセットによる単一の植物細胞の形質転換及び再生により産生された組換え植物を指す。「イベント」という用語は、異種DNAを含む元の形質転換体及び/又は形質転換体の子孫を指す。「イベント」という用語は、形質転換体と別のコーン系統との間の有性外交配(sexual outcross)によって生じる子孫も指す。反復親に対して戻し交配を繰り返した後でも、形質転換親からの挿入DNA及び隣接DNAは、同じ染色体位置において交配の子孫に存在する。通常、植物組織の形質転換は複数のイベントを生じ、そのそれぞれは、植物細胞のゲノムの異なる位置へのDNA構築物の挿入を表す。導入遺伝子又は他の望ましい特徴の発現に基づいて、特定のイベントが選択される。本発明のこのようなトランスジェニックイベントの非限定的な例としては、cry1Ab及びpat遺伝子を含み、米国特許第6114608号明細書に記載される「イベントBt11」(「Bt11イベント」又は単に「Bt11」ともいう)、eCry3.1Ab及びPMI遺伝子を含み、米国特許第8466346号明細書に記載される「イベント5307」(「5307イベント」又は単に「5307」ともいう)、mCry3A及びPMI遺伝子を含み、米国特許第7361813号明細書に記載される「イベントMIR604」(「MIR604イベント」又は単に「MIR604」ともいう)、Vip3A及びPMI遺伝子を含み、米国特許第8232456号明細書に記載される「イベントMIR162」(「イベントMIR162」又は単に「MIR162」ともいう)、dmEPSPS遺伝子を含み、米国特許第6566587号明細書に記載される「イベントGA21」(「GA21イベント」又は単に「GA21」ともいう)、アルファ−アミラーゼ797E及びPMI遺伝子を含み、米国特許第7635799号明細書に記載される「イベント3272」(「3272イベント」又は単に「3272」ともいう)、Cry1Abを含み、米国特許第6713259号明細書に記載される「イベントMON810」(「MON810イベント」又は単に「MON810」ともいう)、Cry1A.105及びCry2Ab遺伝子を含み、米国特許第8062840号明細書に記載される「イベントMON89034」(「MON89034イベント」又は単に「MON89034」ともいう)、Cry1F及びPAT遺伝子を含み、米国特許第7288643号明細書に記載される「イベントTC1507」(「TC1507イベント」又は単に「TC1507」ともいう)、Cry34/Cry35及びPAT遺伝子を含み、米国特許第7323556号明細書に記載される「イベントDAS59122」(「DAS59122イベント」又は単に「DAS59122」ともいう)、並びにCry1F、Cry34/Cry35及びPAT遺伝子を含み、米国特許第9790561号明細書に記載される「イベントDP4114」(「DP4114イベント」又は単に「DP4114」ともいう)が挙げられる。
本明細書で使用される場合、「ハイブリッドCryタンパク質」という用語は、天然に存在しない改変された殺虫性タンパク質であり、その少なくとも一部は、少なくとも、隣接する27%のCry1Abタンパク質のアミノ酸配列を含む。27%の限界は、ハイブリッドCryタンパク質中の隣接するCry1Abアミノ酸の数をハイブリッドCryタンパク質中のアミノ酸の総数で割ることによって計算される。例えば、ハイブリッドCryタンパク質eCry3.1Ab(配列番号261)は、174個のCry1Abアミノ酸(480位〜653位)、及び全部で653個のアミノ酸を有する。したがって、eCry3A.1Abは、少なくとも、隣接する27%のCry1Abタンパク質のアミノ酸配列を有する。本発明に従うハイブリッドCryタンパク質の別の例であるCry1A.105は、配列番号267によって表される。
「dmEPSPS」(5−エノールピルビルシキミ酸(enolpyruvulshikimate)−3−リン酸シンターゼ)は、PCT公開番号国際公開第97/04103号に記載されるように、グリホサート除草剤への耐性を植物に付与する改変タンパク質である。本発明のdmEPSPSの例示的な例は、配列番号263によって表される。
本明細書で使用される「高度に関連する殺虫性タンパク質」は、少なくとも95%の全配列同一性を有するか、又は少なくとも80%の配列同一性を有する共通のモチーフを有するタンパク質を指す。「高度に関連する」殺虫性タンパク質の例としては、少なくとも80%の配列同一性を有する共通のモチーフを有するCry1Ab(配列番号259)及びeCry3.1Ab(配列番号260)と、少なくとも80%の配列同一性を有する共通のモチーフを有するeCry3.1Ab(配列番号260)及びmCry3A(配列番号261)とが挙げられる。
「単離された」核酸分子、ポリヌクレオチド又は毒素という用語は、もはやその天然環境に存在しない核酸分子、ポリヌクレオチド又は毒性タンパク質である。本発明の単離された核酸分子、ポリヌクレオチド又は毒素は精製形態で存在してもよいし、或いはトランスジェニック細菌細胞又はトランスジェニック植物などの組換え宿主中に存在してもよい。
本明細書で使用される場合、「質量分析」という一般的な用語は、例えば、エレクトロスプレーイオン化法(ESI)、マトリックス支援レーザー脱離/イオン化(MALDI)MS、MALDI−飛行時間型(TOF)MS、大気圧(AP)MALDI MS、真空MALDI MS、タンデムMS、又はこれらの任意の組合わせを含む、任意の適切な質量分析方法、装置又は配置を指す。質量分析装置は、一連の磁場及び電場を通して分子の飛行経路を測定することによって、分子の分子質量(分子の質量対電荷比に応じて)を測定する。質量対電荷比は、帯電粒子の電気力学において広く使用される物理量である。特定のペプチドの質量対電荷比は、当業者により先験的に計算することができる。異なる質量対電荷比を有する2つの粒子は、同じ電場及び磁場にさらされたときに真空中で同じ経路で移動することはない。本発明は、とりわけ、高速液体クロマトグラフィ(HPLC)と、その後のペプチドタンデムMS分析との使用を含む。「タンデム質量分析」において、サロゲートペプチドはMS機器で選別され、サロゲートペプチドは続いて断片化されて1つ又は複数の「遷移イオン」を生じることができ、これは、第2のMS手順において分析(検出及び/又は定量化)される。
質量分析の方法論及び装置の詳細な概説は、参照によって本明細書に援用される以下の参考文献において見出すことができる:Can and Annan(1997)Overview of peptide and protein analysis by mass spectrometry.In:Current Protocols in Molecular Biology,Ausubel,et al.編 New York:Wiley,p.10.21.1−10.21.27;Paterson and Aebersold(1995)Electrophoresis 16:1791−1814;Patterson(1998)Protein identification and characterization by mass spectrometry.In:Current Protocols in Molecular Biology,Ausubel,et al.編 New York:Wiley,p.10.22.1−10.22.24;及びDomon and Aebersold(2006)Science 312(5771):212−17。
ペプチドは、アルファ−アミノ酸の規定の順番での連結から形成される短いポリマーである。またペプチドは、プロテアーゼによるポリペプチド、例えばタンパク質の消化によって生成され得る。
「植物」は、任意の発達段階の任意の植物であり、特に種子植物である。
「植物細胞」は、プロトプラスト及び細胞壁を含む、植物の構造的及び生理学的な単位である。植物細胞は、単離された単一の細胞又は培養された細胞の形態であってもよいし、或いは、例えば、植物組織、植物器官、又は植物全体などの高度に組織化された単位の一部としてであってもよい。
「植物細胞培養物」は、種々の発達段階における、例えば、プロトプラスト、細胞培養細胞、植物組織中の細胞、花粉、花粉管、胚珠、胚嚢、接合体及び胚などの植物単位の培養物を意味する。
「植物材料」は、葉、茎、根、花若しくは花部分、果実、花粉、卵細胞、接合体、種子、挿し木、細胞若しくは組織培養物、又は植物の任意の他の部分若しくは生成物を指す。
「植物器官」は、根、茎、葉、つぼみ、又は胚などの、明確に且つ視覚的に構造化及び分化した植物の部分である。
本明細書で使用される「植物組織」は、構造的及び機能的な単位に組織化された植物細胞の群を意味する。植物体又は培養物中の植物の任意の組織が含まれる。この用語には、植物全体、植物器官、植物種子、組織培養物、並びに構造的及び/又は機能的な単位に組織化された植物細胞の任意の群が含まれるが、これらに限定されない。上記に記載されるか又は他にこの定義に包含される任意の特定のタイプの植物組織と併用した、又は併用しないこの用語の使用は、任意の他のタイプの植物組織を除外することは意図されない。
本明細書で使用される場合、「サロゲートペプチド」という用語は、タンパク質消化、例えばトリプシン消化によって標的トランスジェニックタンパク質から誘導され、質量分析アッセイにおいて、1つ又は複数の遷移イオンを生成する機能を果たすペプチドを指し、遷移イオンは、サロゲートペプチドと共同して、標的トランスジェニックタンパク質がトランスジェニック植物からのサンプルなどの複合生体マトリックスにおいて1つ又は複数の他のトランスジェニックタンパク質及び/又は非トランスジェニックタンパク質の存在下にある場合に、標的トランスジェニックタンパク質を差別的に検出及び/又は定量化し、そして生体マトリックス中の1つ又は複数の他のトランスジェニックタンパク質又は非トランスジェニックタンパク質を検出及び/又は定量化しない。「サロゲートペプチド」は、標的トランスジェニックタンパク質の「シグネチャーペプチド」と呼ばれることもある。例えば、本発明のCry1Abサロゲートペプチドは1つ又は複数の遷移イオンを生成し、これは、Cry1Ab−サロゲートペプチドと共同して、Cry1Abトランスジェニックタンパク質が1つ又は複数の非Cry1Abトランスジェニックタンパク質、例えば、本発明のeCry3.1Ab殺虫性タンパク質又はmCry3A殺虫性タンパク質、及び/又は非トランスジェニックタンパク質の存在下にある場合に、複合生体マトリックス中の標的Cry1Abトランスジェニック殺虫性タンパク質を差別的に検出及び/又は定量化する。別の例では、本発明のeCry3.1Abサロゲートペプチドは1つ又は複数の遷移イオンを生成し、これは、eCry3.1Ab−サロゲートペプチドと共同して、eCry3.1Abトランスジェニックタンパク質が複合生体マトリックス中で1つ又は複数の非eCry3.1Abトランスジェニックタンパク質、例えば、本発明のCry1Ab又はmCry3A、及び/又は非トランスジェニックタンパク質の存在下にある場合に、複合生体マトリックス中の標的eCry3.1Abトランスジェニックタンパク質を差別的に検出及び/又は定量化する。本発明の実施形態によると、複合生体マトリックス中の2つ以上の標的トランスジェニックタンパク質を検出及び/又は定量化するために、本発明の2つ以上の標識サロゲートペプチドは、質量分析アッセイにおいて同時に使用され得る。
「標識サロゲートペプチド」は、質量分析アッセイにおいてサロゲートペプチドを検出しやすくするために標識化された天然に存在しないサロゲートペプチドである。例えば、標識は、リジン、イソロイシン、バリン又はアルギニンなどの安定同位体標識アミノ酸(SIL)であり得る。したがって、SIL標識サロゲートペプチドは、サロゲートペプチドのアミノ酸の1つ又は複数が重同位体によって標識化されていることを除いて、非標識サロゲートペプチドと同じアミノ酸配列を有する。例えば、本明細書に記載されるように、サロゲートペプチドSAEFNNIIPSSQITQIPLTK(配列番号21)は重リジン(K)によって標識化されており、SAEFNNIIPSSQITQIPLTK[C13N15−K]と呼ぶことができる;サロゲートペプチドTDVTDYHIDQV(配列番号27)は重バリン(V)によって標識化されており、TDVTDYHIDQV[C13N15−V]と呼ぶことができる;サロゲートペプチドLQSGASVVAGPR(配列番号252)はアルギニン(R)によって標識化されており、LQSGASVVAGPR[C13N15−R]と呼ぶことができる;サロゲートペプチドDGGISQFIGDK(配列番号36)は重リジン(K)によって標識化されており、DGGISQFIGDK[C13N15−K]と呼ぶことができる;サロゲートペプチドFTTGTDLK(配列番号255)は重リジン(K)によって標識化されており、FTTGTDLK[C13N15−K]と呼ぶことができる;サロゲートペプチドSLTAAVTAAGGNATYVLDDGVPR(配列番号257)は重アルギニン(R)によって標識化されており、SLTAAVTAAGGNATYVLDDGVPR[C13N15−R]と呼ぶことができる;サロゲートペプチドLGLGSTLYTHLLK(配列番号79)は重リジンによって標識化されており、LGLGSTLYTHLLK[C13N15−K]と呼ぶことができる;サロゲートペプチドSALDSQQGEPWQTIR(配列番号89は重アルギニン(R)によって標識化されており、SALDSQQGEPWQTIR[C13N15−R]と呼ぶことができる、などである。
「PAT」(ホスフィノトリシンN−アセチルトランスフェラーゼ)タンパク質は、PCT公開番号国際公開第87/05629号に記載されるように、グルホシネート除草剤への耐性を植物に付与する。本発明のPATタンパク質の例示的な例は、配列番号264によって表される。
「PMI」(マンノース6−リン酸イソメラーゼ)タンパク質は、米国特許第5767378号明細書に記載されるように、マンノースを利用する能力を植物細胞に付与する。本発明のPMIタンパク質の例示的な例は、配列番号265及び配列番号266によって表される。
本明細書で使用される場合、「スタックされた」又は「スタッキング」という用語は、植物のゲノム中に取り込まれた複数の異種ポリヌクレオチド又はトランスジェニックタンパク質又はトランスジェニックイベントの存在を指す。
本明細書で使用される「標的タンパク質」は、標的タンパク質が複合生体マトリックス中にあるときに、標識サロゲートペプチドによって選択的に検出及び/又は定量化されることが意図されるタンパク質、通常はトランスジェニックタンパク質を意味する。
本明細書で使用される場合、「トランスジェニックタンパク質」という用語は、非天然の形態、位置、生物などにおいて産生されるタンパク質又はペプチドを意味する。したがって、「トランスジェニックタンパク質」は、天然に存在するタンパク質と同一のアミノ酸配列を有するタンパク質であってもよいし、或いは天然に存在しないアミノ酸配列を有するタンパク質であってもよい。例えば、天然のCry1Ab産生生物であるバチルス・チューリンゲンシス(Bacillus thuringiensis)からの野生型Cry1Abタンパク質と同一のアミノ酸配列を有するCry1Abタンパク質は、トランスジェニック植物又は細菌内で産生される場合に「トランスジェニックタンパク質」である。
ヌクレオチドは本明細書では以下の標準的な略語によって示される:アデニン(A)、シトシン(C)、チミン(T)、及びグアニン(G)。アミノ酸は同様に以下の標準的な略語によって示される:アラニン(Ala;A)、アルギニン(Arg;R)、アスパラギン(Asn;N)、アスパラギン酸(Asp;D)、システイン(Cys;C)、グルタミン(Gln;Q)、グルタミン酸(Glu;E)、グリシン(Gly;G)、ヒスチジン(His;H)、イソロイシン(Ile;1)、ロイシン(Leu;L)、リジン(Lys;K)、メチオニン(Met;M)、フェニルアラニン(Phe;F)、プロリン(Pro;P)、セリン(Ser;S)、スレオニン(Thr;T)、トリプトファン(Trp;W)、チロシン(Tyr;Y)、及びバリン(Val;V)。
本発明は、それぞれが質量分析アッセイの結果に異なる影響を与え得る、トランスジェニック及び非トランスジェニックタンパク質の混合物を含むトランスジェニック植物に由来する複合生体サンプル、例えば、1つ又は複数のトランスジェニック植物の葉、茎、根、花粉及び種子からの生体サンプルにおいて、1つ又は複数の標的トランスジェニックタンパク質の差別的な検出及び/又は定量化のために質量分析を実行するのに有用な組成物、方法及びシステムを包含する。本発明の組成物、方法及びシステムは、例えば他家受粉によって近隣の植物からの導入遺伝子で汚染されている危険性がある非トランスジェニック植物を試験するためにも有用である。これらの実施形態により、導入遺伝子の偶発的な存在がモニター及び制限され得る。他の実施形態では、本明細書に開示される方法は、植物形質転換手順の結果をスクリーニングして、トランスジェニックタンパク質の望ましい発現特徴を示す形質転換体を同定するために使用され得る。
分析すべき特定の標的タンパク質の優先度は当業者の判断による。このようなタンパク質は植物、動物、細菌、酵母などに由来するものであり得るが、これらに限定されず、非形質転換細胞において見出されないか又は形質転換細胞において見出されるタンパク質のいずれかであり得る。トランスジェニック植物において発現される特に適切なタンパク質は、除草剤、昆虫、又はウィルスへの耐性を付与するもの、及び栄養価の改善、収量増大、乾燥耐性、窒素利用、有用な工業化合物の製造、植物の加工特性、又はバイオレメディエーションの可能性を提供する遺伝子である。このようなタンパク質の例としては、殺虫性結晶タンパク質、すなわちCryタンパク質、及び植物性の殺虫性タンパク質、すなわちバチルス・チューリンゲンシス(Bacillus thuringiensis)からのVips、又はそれに由来する昆虫耐性を付与するための改変タンパク質、5’−エノールピルビル−3’−ホスホシキミ酸シンターゼ(EPSPS)若しくはホスフィノトリシンアセチルトランスフェラーゼ(PAT)などの除草剤耐性タンパク質、又はホスホマンノースイソメラーゼ(PMI)などの選択可能なマーカータンパク質が挙げられる。当業者には容易に理解されるように、所望の形質を付与するタンパク質はどれも組換えDNA技術を用いて植物細胞において発現させることができ、したがって、本発明に従う標的トランスジェニックタンパク質であり得る。
より具体的には、本発明は、葉、根、茎、花粉、種子又は子実などのトランスジェニック植物組織のサンプルからの複合生体マトリックス中のCry1Ab、eCry3.1Ab、mCry3A、Vip3、dmEPSPS、PAT及びPMIトランスジェニックタンパク質の特異的な差別的検出及び/又は定量化を可能にする組成物、診断法、及び診断法を実行するのに有用なシステムを提供する。本発明の組成物、診断法及びシステムは、トランスジェニック殺虫性タンパク質を含む複合生体サンプル中の、非常に類似しているトランスジェニック殺虫性タンパク質、例えば、Cry1Ab、mCry3A及びeCry3.1Abの差別的な検出及び/又は定量化のために特に有用である。現在の最先端技術では、2つのタンパク質が同じ生体サンプル中にある場合、2つのタイプのタンパク質間で抗体の高い交差反応性があるので、抗体に基づく市販のイムノアッセイは、かなりの量のCry1Abタンパク質のアミノ酸配列を用いて改変されたハイブリッドCryタンパク質からCry1Abタンパク質を差別的に検出するのに有用でない。例えば、Cry1Ab検出イムノアッセイで使用するために野生型Cry1Abに対して産生させた抗体は、2つのタンパク質が同じ生体サンプル中にある場合に、野生型Cry1Abタンパク質に由来するそのアミノ酸をわずか27%しか有さないハイブリッドCryタンパク質と交差反応する。したがって、例えば、このような複合生体サンプル中の野生型Cry1Abの定量化は、1つ又は複数の非標的野生型Cryタンパク質又は非標的ハイブリッドCryタンパク質の存在によって混乱され得る。さらに、野生型Cry1Ab及び本発明の1つ又は複数のハイブリッドCryタンパク質を含む市販のトランスジェニック植物製品の同一性保持のための発現タンパク質の検出の使用は、トランスジェニック植物製品中のCry1Abタンパク質及びハイブリッドCryタンパク質の両方に対する抗体の交差反応性のために困難である。本明細書に開示される方法及び組成物はこれらの問題に対する解決法を提供し、標的タンパク質が他の非常に密接に関連するトランスジェニックタンパク質及び非トランスジェニックタンパク質の混合物中にある場合でも標的タンパク質を差別的に検出及び/又は定量化するために、標的トランスジェニックタンパク質からのサロゲートペプチド及びサロゲートペプチドに由来する遷移イオンに依存する。
質量分析多重反応モニタリングアッセイ(MRM)による標的タンパク質の定量化の精度は、適切なサロゲートペプチドの選択と、サロゲートペプチド/遷移イオンの組合わせが標的タンパク質を区別する能力とに完全に依存する。本発明のサロゲートペプチドの多数の異なる組合わせは、Cry1Ab、eCry3.1Ab、mCry3A、Vip3、dmEPSPS、PAT及び/又はPMIタンパク質からの特異的なペプチドのうちの1つ又は複数を用いるMRMアッセイによって同時にモニター及び定量化することができ、したがって、所与の生体サンプル内の標的タンパク質のそれぞれを質量分析によって同定及び定量化する手段を提供する。7つの標的タンパク質のサロゲートペプチは、それぞれの対応する標的タンパク質、すなわちCry1Ab、eCry3.1Ab、mCry3A、Vip3、dmEPSPS、PAT及び/又はPMIを定量化するためにカセットを構成することができる。カセットを構成する利用可能なサロゲートペプチドは、単一のMRMアッセイにおいて単独又は任意の組合わせで分析されてもよいし、或いは複数のMRMアッセイにおいて分析されてもよい。
本発明のサロゲートペプチドは、MRMベースのアッセイと併用して、異なる成長段階において発現レベルを決定するため、環境リスク評価のための潜在的な曝露レベルを決定するため、食品加工において異なるレベルの標的タンパク質を決定するため、比較研究において発現レベルを決定するため、そして世代研究において発現レベルを比較するための定量的ペプチド/タンパク質分析を含む、多数の用途を有する。最も広い意味では、7つのタンパク質のこれらの特有のサロゲートペプチドは、MRMアッセイと併用して、特定の組織(すなわち、葉、根、穀粒、花粉)内の単一のトランスジェニックイベント、又は複数のトランスジェニックイベントの育種スタックのいずれかであり得る、選択可能なマーカー、除草耐性又は殺虫性形質のいずれかをモニター又は定量化するために使用され得る。
MRMベースのアッセイは、Cry1Ab、eCry3.1Ab、mCry3A、Vip3、dmEPSPS、PAT及び/又はPMIを含むタンパク質からの特異的なサロゲートペプチドの相対レベル又は絶対レベルのいずれかを定量化又は測定し得る。これらのタンパク質の相対的な定量レベルは、シグネチャーピーク面積を互いに比較することによってMRMアッセイにより決定することができる。個々のCry1Ab、eCry3.1Ab、mCry3A、Vip3、dmEPSPS、PAT及び/又はPMIサロゲートペプチドの相対レベルは、異なるサンプル又は組織タイプから定量化することができる。一般に、相対的な定量レベルは、各標的サロゲートペプチドに対する内部標準として安定同位体標識(SIL)合成ペプチド類似体を用いるMRM測定においてペプチド存在量を比較することによって決定される。当該技術分野において通常教示されることに反して、通常、SILペプチドは[136 152]リジン又は[136 154]アルギニンの取込みによって標識化されるが、イソロイシン及びバリンなどの他のアミノ酸を含むこともできる。SIL標準物は高純度を有することが必要であり、アミノ酸分析によって定量的に標準化されなければならない。当該技術分野において通常教示されることに反して、本発明のSILはタンパク質消化の直後にサンプル中に添加され、したがって、その後の分析ステップを補正する働きをする。SILは液体クロマトグラフィ分離において非標識サロゲートペプチドと共溶出し、同一のMS/MS断片化パターンを示すが、同位体標識化のために質量のみが異なる。標識サロゲートペプチド及び生成物イオンの両方において結果として生じるこの質量シフトにより、質量分析計は非標識ペプチド及び標識ペプチドを区別することができる。複雑なペプチド消化は、標的ペプチドと間違えられる可能性のある共溶出遷移物の複数のセットを含有することが多いので、同位体標識された標準物の共溶出により、正しいシグナルが同定され、偽陽性の定量化からの最良の防御が提供される。既知の濃度の添加SIL標準物が各サンプルに添加されるので、Cry1Ab、eCry3.1Ab、mCry3A、Vip3、dmEPSPS、PAT及び/又はPMIについて、異なる標的タンパク質からの対応するサロゲートペプチドのそれぞれの定量的な相対量が決定され得る。個々のペプチド(単数又は複数)の相対的な定量化は、サンプル内又はサンプル間で、別のペプチド(単数又は複数)の量に対して実施され得るので、ピーク面積が生体サンプル内で互いに関連しているかどうかを決定することによって、存在するペプチドの相対量を決定することが可能である。異なるサンプル間の個々のシグネチャーピーク面積から得られる相対的な定量データは、通常、サンプルごとに分析されるタンパク質の量に対して正規化される。相対的な定量化は、単一のサンプル中で同時に複数のタンパク質からの多数のペプチドにわたって、及び/又は他のペプチド/タンパク質に関する1つのペプチド/タンパク質の相対的なタンパク質量へのさらなる洞察を得るために多数のサンプルにわたって実施することができる。
Cry1Ab、eCry3.1Ab、mCry3A、Vip3、mEPSPS、PAT及び/又はPMIについての絶対的な定量レベルは、1つの生体サンプル中の対応するタンパク質からの個々のサロゲートペプチドのシグネチャーピーク面積を、サンプル中の既知の量の1つ又は複数の内部標準と比較することによってMRMベースのアッセイにより決定することができる。これは、標的タンパク質を含有しない負の対照マトリックスに、既知の濃度のこれらのタンパク質を添加することによって達成され得る。多重反応モニタリング(MRM)アッセイは、正確な添加濃度の7つのタンパク質のそれぞれを有する非トランスジェニックサンプルを秤量し;サンプルを溶解緩衝液中に抽出及び均質化し;サンプルを遠心分離して、可溶性及び不溶性タンパク質を濃縮するために分離して、抽出の複雑さを低減し;可溶性タンパク質サンプルをトリプシンで消化し(組織又は生体サンプルは、トリプシン、キモトリプシン、ペプシン、エンドプロテアーゼAsp−N及びLys−Cを含むがこれらに限定されない1つ又は複数のプロテアーゼによって、サンプルを十分に消化する時間の間、処理され得る);サンプルを遠心分離し、固定濃度のSILペプチド(絶対的な定量化においてSILは指標として使用される)を添加し;カチオン交換を利用する固相抽出によって脱塩して、マトリックス効果又は妨害を最小限にし、イオン抑制を低減し;そしてタンデム質量分析に連結された液体クロマトグラフィによってサンプルを分析することを含む。通常、イオントラップ質量分析計、又は単一の複合タンパク質/ペプチドライセートからできるだけ多くのペプチドを同定するための包括的なプロファイリングを実施することができる別の形態の質量分析計が、通常、分析のために実施される。MRMベースのアッセイは任意のタイプの質量分析計において構築及び実施することができるが、MRMアッセイのための最も有利な機器プラットフォームは、トリプル四重極機器プラットフォームであると考えられることが多い。7つのタンパク質に特有の対象のサロゲートペプチド及びSILは、LC−MS/MSによって測定される。ピーク面積比(サロゲートペプチドのピーク面積/対応するSILペプチドのピーク面積)は、対象の各ペプチドに対して決定される。対象の7つのタンパク質の濃度は、ピーク面積比を用いて較正曲線から逆に計算される。絶対的な定量化は、多数のペプチドにわたって(これは、単一のサンプルにおいて同時に複数のタンパク質の定量的決定を可能する)、及び/又は個々の生体サンプル又は大きいサンプルセットにおける絶対的なタンパク質量への洞察を得るために複数のサンプルにわたって実施することができる。
いくつかの実施形態では、本発明は、1つ又は複数のトランスジェニック植物からの1つ又は複数の生体サンプル中のトランスジェニックタンパク質及び非トランスジェニックタンパク質の混合物において、Cry1Abタンパク質、eCry3.1Abタンパク質、mCry3Aタンパク質、Vip3タンパク質、二重突然変異体5−エノールピルビルシキミ酸−3−リン酸シンターゼ(dmEPSPS)タンパク質、ホスフィノトリシンアセチルトランスフェラーゼ(PAT)タンパク質及びホスホマンノースイソメラーゼ(PMI)タンパク質からなる群から選択される標的トランスジェニックタンパクを、質量分析アッセイ、例えば、多重反応モニタリングアッセイで選択的に検出又は定量化する機能を果たす標識サロゲートペプチドを包含し、サロゲートペプチドは、標識と、GSAQGIEGSIR(配列番号1)、IVAQLGQGVYR(配列番号2)、TLSSTLYR(配列番号3)、DVSVFGQR(配列番号4)、TYPIR(配列番号5)、TVSQLTR(配列番号6)、WYNTGLER(配列番号7)、EWEADPTNPALR(配列番号8)、VWGPDSR(配列番号9)、APMFSWIHR(配列番号10)、WGFDAATINSR(配列番号11)、NQAISR(配列番号12)、IEEFAR(配列番号13)、SGFSNSSVSIIR(配列番号14)、LSHVSMFR(配列番号15)、EIYTNPVLENFDGSFR(配列番号16)、LEGLSNLYQIYAESFR(配列番号17)、YNQFR(配列番号18)、YNDLTR(配列番号19)、SPHLMDILNSITIYTDAHR(配列番号20)、SAEFNNIIPSSQITQIPLTK(配列番号21)、QGFSHR(配列番号22)、MDNNPNINECIPYNCLSNPEVEVLGGER(配列番号23)、ELTLTVLDIVSLFPNYDSR(配列番号24)、RPFNIGINNQQLSVLDGTEFAYGTSSNLPSAVYR(配列番号25)、SGTVDSLDEIPPQNNNVPPR(配列番号26)、TDVTDYHIDQV(配列番号27)、AVNELFTSSNQIGLK(配列番号28)、ITQLPLTK(配列番号29)、GLDSSTTK(配列番号30)、QCAGIRPYDGR(配列番号31)、IEFVPAEVTFEAEYDLER(配列番号32)、ITQLPLVK(配列番号33)、MTADNNTEALDSSTTK(配列番号34)、VYIDK(配列番号35)、DGGISQFIGDK(配列番号36)、LITLTCK(配列番号37)、ELLLATDLSNK(配列番号38)、FEELTFATETSSK(配列番号39)、EVLFEK(配列番号40)、TASELITK(配列番号41)、DVSEMFTTK(配列番号42)、LLGLADIDYTSIMNEHLNK(配列番号43)、IDFTK(配列番号44)、TDTGGDLTLDEILK(配列番号45)、DIMNMIFK(配列番号46)、ALYVHK(配列番号47)、VNILPTLSNTFSNPNYAK(配列番号48)、ITSMLSDVIK(配列番号49)、QNLQLDSFSTYR(配列番号50)、DSLSEVIYGDMDK(配列番号51)、MIVEAKPGHALIGFEISNDSITVLK(配列番号52)、VYFSVSGDANVR(配列番号53)、NQQLLNDISGK(配列番号54)、VESSEAEYR(配列番号55)、YMSGAK(配列番号56)、DGSPADILDELTELTELAK(配列番号57)、VYEAK(配列番号58)、LDAINTMLR(配列番号59)、GKPSIHLK(配列番号60)、DENTGYIHYEDTNNNLEDYQTINK(配列番号61)、DNFYIELSQGNNLYGGPIVHFYDVSIK(配列番号62)、LLCPDQSEQIYYTNNIVFPNEYVITK(配列番号63)、SQNGDEAWGDNFIILEISPSEK(配列番号64)、NAYVDHTGGVNGTK(配列番号65)、LDGVNGSLNDLIAQGNLNTELSK(配列番号66)、IANEQNQVLNDVNNK(配列番号67)、YEVTANFYDSSTGEIDLNK(配列番号68)、QNYALSLQIEYLSK(配列番号69)、QLQEISDK(配列番号70)、LLSPELINTNNWTSTGSTNISGNTLTLYQGGR(配列番号71)、YVNEK(配列番号72)、QNYQVDK(配列番号73)、MAGAEEIVLQPIK(配列番号74)、FPVEDAK(配列番号75)、EISGTVK(配列番号76)、ILLLAALSEGTTVVDNLLNSEDVHYMLGALR(配列番号77)、DFELPAPPRPVRPVTQI(配列番号78)、LGLGSTLYTHLLK(配列番号79)、MSPER(配列番号80)、HGGWHDVGFWQR(配列番号81)、NAYDWTVESTVYVSHR(配列番号82)、TEPQTPQEWIDDLER(配列番号83)、AAGYK(配列番号84)、YPWLVAEVEGVVAGIAYAGPWK(配列番号85)、RPVEIRPATAADMAAVCDIVNHYIETSTVNFR(配列番号86)、ENAAGIPMDAAER(配列番号87)、ALAILK(配列番号88)、SALDSQQGEPWQTIR(配列番号89)、GSQQLQLKPGESAFIAANESPVTVK(配列番号90)、FEAKPANQLLTQPVK(配列番号91)、STLLGEAVAK(配列番号92)、LINSVQNYAWGSK(配列番号93)、HNSEIGFAK(配列番号94)、VLCAAQPLSIQVHPNK(配列番号95)、TALTELYGMENPSSQPMAELWMGAHPK(配列番号96)、LSELFASLLNMQGEEK(配列番号97)及びQGAELDFPIPVDDFAFSLHDLSDK(配列番号98)からなる群から選択されるアミノ酸配列とを含む。他の実施形態では、サロゲートペプチドは、安定同位体標識(SIL)アミノ酸の取込みによって標識化される。他の実施形態では、SILペプチドは、[136 152]リジン、[136 152]イソロイシン、[136 152]バリン又は[136 152]アルギニンの取込みによって標識化される。
いくつかの実施形態では、標識サロゲートペプチドはトランスジェニック及び非トランスジェニックタンパク質の混合物中のCry1Abタンパク質を選択的に検出又は定量化し、GSAQGIEGSIR(配列番号1)、IVAQLGQGVYR(配列番号2)、TLSSTLYR(配列番号3)、DVSVFGQR(配列番号4)、TYPIR(配列番号5)、TVSQLTR(配列番号6)、WYNTGLER(配列番号7)、EWEADPTNPALR(配列番号8)、VWGPDSR(配列番号9)、APMFSWIHR(配列番号10)、WGFDAATINSR(配列番号11)、NQAISR(配列番号12)、IEEFAR(配列番号13)、SGFSNSSVSIIR(配列番号14)、LSHVSMFR(配列番号15)、EIYTNPVLENFDGSFR(配列番号16)、LEGLSNLYQIYAESFR(配列番号17)、YNQFR(配列番号18)、YNDLTR(配列番号19)、SPHLMDILNSITIYTDAHR(配列番号20)、SAEFNNIIPSSQITQIPLTK(配列番号21)、QGFSHR(配列番号22)、MDNNPNINECIPYNCLSNPEVEVLGGER(配列番号23)、ELTLTVLDIVSLFPNYDSR(配列番号24)、RPFNIGINNQQLSVLDGTEFAYGTSSNLPSAVYR(配列番号25)及びSGTVDSLDEIPPQNNNVPPR(配列番号26)からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む。
他の実施形態では、本発明のCry1Ab特異的な標識サロゲートペプチドは、GIEGSIR(配列番号99)、EGSIR(配列番号100)、AQLGQGVYR(配列番号101)、GQGVYR(配列番号102);SSTLYR(配列番号103)、STLYR(配列番号104)、SVFGQR(配列番号105)、FGQR(配列番号106)、PIR、TY、SQLTR(配列番号107)、QLTR(配列番号108)、NTGLER(配列番号109)、YNTGLER(配列番号110)、PTNPALR(配列番号111)、DPTNPALR(配列番号112)、GPDSR(配列番号113)、VW、HR、SWIHR(配列番号114)、ATINSR(配列番号115)、DAATINSR(配列番号116)、AISR(配列番号117)、ISR、EFAR(配列番号118)、EEFAR(配列番号119)、SNSSVSIIR(配列番号120)、SSVSIIR(配列番号121)、SMFR(配列番号122)、VSMFR(配列番号123)、ENFDGSFR(配列番号124)、GSFR(配列番号125)、YAESFR(配列番号126)、LEG、NQFR(配列番号127)、QFR、DLTR(配列番号128)、NDLTR(配列番号129)、TIYTDAHR(配列番号130)、YTDAHR(配列番号131)、PLTK(配列番号132)、SAEFNNII(配列番号133)、FSHR(配列番号134)、GFSHR(配列番号135)、EVLGGER(配列番号136)、GGER(配列番号137)、FPNYDSR(配列番号138)、PNYDSR(配列番号139)、PSAVYR(配列番号140)、YR、PPR、及びSGTVDSLDE(配列番号141)からなる群から選択されるアミノ酸配列を有する遷移イオンを生成する。
さらに他の実施形態では、本発明のCry1Ab特異的な標識サロゲートペプチドはアミノ酸配列SAEFNNIIPSSQITQIPLTK(配列番号21)を含み、アミノ酸配列PLTK(配列番号132)又はSAEFNNII(配列番号133)からなる遷移イオンを生成する。
いくつかの実施形態では、本発明の標識サロゲートペプチドはeCry3.1Abタンパク質を選択的に検出又は定量化し、TDVTDYHIDQV(配列番号27)、AVNELFTSSNQIGLK(配列番号28)、ITQLPLTK(配列番号29)、GLDSSTTK(配列番号30)、QCAGIRPYDGR(配列番号31)及びIEFVPAEVTFEAEYDLER(配列番号32)からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む。
他の実施形態では、eCry3.1Ab特異的な標識サロゲートペプチドは、TDYHIDQV(配列番号142)、DYHIDQV(配列番号143)、TSSNQIGLK(配列番号144)、SSNQIGLK(配列番号145)、QLPLTK(配列番号146)、TQLPLTK(配列番号147)、DSSTTK(配列番号148)、SSTTK(配列番号149)、PYDGR(配列番号150)、DGR、IEF、及びLERからなる群から選択されるアミノ酸配列を有する遷移イオンを生成する。
さらに他の実施形態では、本発明のeCry3.1Ab特異的な標識サロゲートペプチドはアミノ酸配列TDVTDYHIDQV(配列番号27)を含み、アミノ酸配列TDYHIDQV(配列番号142)又はDYHIDQV(配列番号143)からなる遷移イオンを生成する。
いくつかの実施形態では、標識サロゲートペプチドはmCry3Aタンパク質を選択的に検出又は定量化し、ITQLPLVK(配列番号33)、MTADNNTEALDSSTTK(配列番号34)、VYIDK(配列番号35)及びLQSGASVVAGPR(配列番号252)からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む。
他の実施形態では、mCry3A特異的なサロゲートペプチドは、QLPLVK(配列番号151)、TQLPLVK(配列番号152)、ALDSSTTK(配列番号153)、EALDSSTTK(配列番号154)、YIDK(配列番号155)及びIDKからなる群から選択されるアミノ酸配列を有する遷移イオンを生成する。
さらに他の実施形態では、本発明のmCry3A特異的な標識サロゲートペプチドはアミノ酸配列LQSGASVVAGPR(配列番号252)を含み、アミノ酸配列SGASVVAGPR(配列番号253)及びSVVAGPR(配列番号254)からなる遷移イオンを生成する。
いくつかの実施形態では、本発明の標識サロゲートペプチドはVip3Aタンパク質を選択的に検出又は定量化し、DGGISQFIGDK(配列番号36)、LITLTCK(配列番号37)、ELLLATDLSNK(配列番号38)、FEELTFATETSSK(配列番号39)、EVLFEK(配列番号40)、TASELITK(配列番号41)、DVSEMFTTK(配列番号42)、LLGLADIDYTSIMNEHLNK(配列番号43)、IDFTK(配列番号44)、TDTGGDLTLDEILK(配列番号45)、DIMNMIFK(配列番号46)、ALYVHK(配列番号47)、VNILPTLSNTFSNPNYAK(配列番号48)、ITSMLSDVIK(配列番号49)、QNLQLDSFSTYR(配列番号50)、DSLSEVIYGDMDK(配列番号51)、MIVEAKPGHALIGFEISNDSITVLK(配列番号52)、VYFSVSGDANVR(配列番号53)、NQQLLNDISGK(配列番号54)、VESSEAEYR(配列番号55)、YMSGAK(配列番号56)、DGSPADILDELTELTELAK(配列番号57)、VYEAK(配列番号58)、LDAINTMLR(配列番号59)、GKPSIHLK(配列番号60)、DENTGYIHYEDTNNNLEDYQTINK(配列番号61)、DNFYIELSQGNNLYGGPIVHFYDVSIK(配列番号62)、LLCPDQSEQIYYTNNIVFPNEYVITK(配列番号63)、SQNGDEAWGDNFIILEISPSEK(配列番号64)、NAYVDHTGGVNGTK(配列番号65)、LDGVNGSLNDLIAQGNLNTELSK(配列番号66)、IANEQNQVLNDVNNK(配列番号67)、YEVTANFYDSSTGEIDLNK(配列番号68)、QNYALSLQIEYLSK(配列番号69)、QLQEISDK(配列番号70)、LLSPELINTNNWTSTGSTNISGNTLTLYQGGR(配列番号71)、YVNEK(配列番号72)、QNYQVDK(配列番号73)及びFTTGTDLK(配列番号255)からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む。
他の実施形態では、Vip3A特異的な標識サロゲートペプチドは、SQFIGDK(配列番号156)、GDK、TLTCK(配列番号157)、TCK、ATDLSNK(配列番号158)、LATDLSNK(配列番号159)、TFATETSSK(配列番号160)、FATETSSK(配列番号161)、FEK、LFEK(配列番号162)、SELITK(配列番号163)、ASELITK(配列番号164)、SEMFTTK(配列番号165)、DVS、IMNEHLNK(配列番号166)、MNEHLNK(配列番号167)、DFTK(配列番号168)、FTK、TLDEILK(配列番号169)、LTLDEILK(配列番号170)、MNMIFK(配列番号171)、NMIFK(配列番号172)、YVHK(配列番号173)、HK、VNI、VNIL(配列番号174)、SMLSDVIK(配列番号175)、TSMLSDVIK(配列番号176)、DSFSTYR(配列番号177)、LDSFSTYR(配列番号178)、IYGDMDK(配列番号179)、VIYGDMDK(配列番号180)、SNDSITVLK(配列番号181)、MIV、SGDANVR(配列番号182)、SVSGDANVR(配列番号183)、LLNDISGK(配列番号184)、LNDISGK(配列番号185)、SSEAEYR(配列番号186)、ESSEAEYR(配列番号187)、SGAK(配列番号188)、MSGAK(配列番号189)、TELTELAK(配列番号190)、DGSPADI(配列番号191)、YEAK(配列番号192)、EAK、NTMLR(配列番号193)、AINTMLR(配列番号194)、PSIHLK(配列番号195)、HLK、DYQTINK(配列番号196)、NK、DNF、DNFY(配列番号197)、PNEYVITK(配列番号198)、LLC、SPSEK(配列番号199)、LEISPSEK(配列番号200)、NAY、DHTGGVNGTK(配列番号201)、GNLNTELSK(配列番号202)、NTELSK(配列番号203)、LNDVNNK(配列番号204)、NDVNNK(配列番号205)、YE、DLNK(配列番号206)、QIEYLSK(配列番号207)、LQIEYLSK(配列番号208)、SDK、QEISDK(配列番号209)、YQGGR(配列番号210)、TLYQGGR(配列番号211)、NEK、VNEK(配列番号212)、DK、及びVDKからなる群から選択されるアミノ酸配列を有する遷移イオンを生成する。
さらに他の実施形態では、本発明のVip3A特異的な標識サロゲートペプチドはアミノ酸配列FTTGTDLK(配列番号255)を含み、アミノ酸配列TGTDLK(配列番号256)及びLKからなる遷移イオンを生成する。
いくつかの実施形態では、本発明の標識サロゲートペプチドはdmEPSPSタンパク質を選択的に検出又は定量化し、MAGAEEIVLQPIK(配列番号74)、FPVEDAK(配列番号75)、EISGTVK(配列番号76)、ILLLAALSEGTTVVDNLLNSEDVHYMLGALR(配列番号77)及びSLTAAVTAAGGNATYVLDGVPR(配列番号257)からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む。
他の実施形態では、EPSPS特異的な標識サロゲートペプチドは、PIK、EIVLQPIK(配列番号213)、PVEDAK(配列番号214)、VEDAK(配列番号215)、SGTVK(配列番号216)、GTVK(配列番号217)、ILLLAA(配列番号218)、及びHYMLGALR(配列番号219)からなる群から選択されるアミノ酸配列を有する遷移イオンを生成する。
さらに他の実施形態では、本発明のdmEPSPS特異的な標識サロゲートペプチドは、アミノ酸配列SLTAAVTAAGGNATYVLDGVPR(配列番号257)を含み、アミノ酸配列PR及びGVPR(配列番号258)からなる遷移イオンを生成する。
いくつかの実施形態では、本発明の標識サロゲートペプチドはPATタンパク質を選択的に検出又は定量化し、DFELPAPPRPVRPVTQI(配列番号78)、LGLGSTLYTHLLK(配列番号79)、MSPER(配列番号80)、HGGWHDVGFWQR(配列番号81)、NAYDWTVESTVYVSHR(配列番号82)、TEPQTPQEWIDDLER(配列番号83)、AAGYK(配列番号84)、YPWLVAEVEGVVAGIAYAGPWK(配列番号85)及びRPVEIRPATAADMAAVCDIVNHYIETSTVNFR(配列番号86)からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む。
他の実施形態では、PAT特異的な標識サロゲートペプチドは、DFE、DF、YTHLLK(配列番号220)、THLLK(配列番号221)、PER、SPER(配列番号222)、GFWQR(配列番号223)、VGFWQR(配列番号224)、STVYVSHR(配列番号225)、SHR、TEPQT(配列番号226)、DLER(配列番号227)、GYK、AGYK(配列番号228)、GPWK(配列番号229)GIAYAGPWK(配列番号230)、TSTVNFR(配列番号231)、及びNFRからなる群から選択されるアミノ酸配列を有する遷移イオンを生成する。
さらに他の実施形態では、PAT特異的な標識サロゲートペプチドはアミノ酸配列LGLGSTLYTHLLK(配列番号79)を含み、アミノ酸配列YTHLLK(配列番号220)又はTHLLK(配列番号221)からなる遷移イオンを生成する。
いくつかの実施形態では、本発明の標識サロゲートペプチドはPMIタンパク質を選択的に検出又は定量化し、ENAAGIPMDAAER(配列番号87)、ALAILK(配列番号88)、SALDSQQGEPWQTIR(配列番号89)、GSQQLQLKPGESAFIAANESPVTVK(配列番号90)、FEAKPANQLLTQPVK(配列番号91)、STLLGEAVAK(配列番号92)、LINSVQNYAWGSK(配列番号93)、HNSEIGFAK(配列番号94)、VLCAAQPLSIQVHPNK(配列番号95)、TALTELYGMENPSSQPMAELWMGAHPK(配列番号96)、LSELFASLLNMQGEEK(配列番号97)及びQGAELDFPIPVDDFAFSLHDLSDK(配列番号98)からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む。
他の実施形態では、PMI特異的な標識サロゲートペプチドは、PMDAAER(配列番号232)、GIPMDAAER(配列番号233)、AILK(配列番号234)、LK、PWQTIR(配列番号235)、GEPWQTIR(配列番号236)、ANESPVTVK(配列番号237)、PVTVK(配列番号238)、LTQPVK(配列番号239)、PVK、GEAVAK(配列番号240)、LGEAVAK(配列番号241)、QNYAWGSK(配列番号242)、NYAWGSK(配列番号243)、NSEIGFAK(配列番号244)、HN、VLCAAQ(配列番号245)、PNK、WMGAHPK(配列番号246)、TALTE(配列番号247)、NMQGEEK(配列番号248)LNMQGEEK(配列番号249)、SLHDLSDK(配列番号250)、及びHDLSDK(配列番号251)からなる群から選択されるアミノ酸配列を有する遷移イオンを生成する。
さらに他の実施形態では、PMI特異的なサロゲートペプチドはアミノ酸配列SALDSQQGEPWQTIR(配列番号89)を含み、アミノ酸配列PWQTIR(配列番号235)又はGEPWQTIR(配列番号236)からなる遷移イオンを生成する。
いくつかの実施形態によると、本発明のCry1Ab特異的な標識サロゲートペプチドは、配列番号259のアミノ酸配列を含むCry1Abタンパク質を検出及び/又は定量化する。他の実施形態では、Cry1Abタンパク質は、トランスジェニックコーンイベントBt11からのものである。
いくつかの実施形態では、本発明のeCry3.1Ab特異的な標識サロゲートペプチドは、配列番号260のアミノ酸配列を含むeCry3.1Abタンパク質を検出及び/又は定量化する。他の実施形態では、eCry3.1Abタンパク質は、トランスジェニックコーンイベント5307からのものである。
いくつかの実施形態によると、本発明のmCry3A特異的な標識サロゲートペプチドは、配列番号261のアミノ酸配列を含むmCry3Aタンパク質を検出及び/又は定量化する。他の実施形態では、mCry3Aタンパク質は、トランスジェニックコーンイベントMIR604からのものである。
いくつかの実施形態によると、本発明のVip3特異的な標識サロゲートペプチドは、配列番号262のアミノ酸配列を含むVip3Aaタンパク質を検出及び/又は定量化する。他の実施形態では、Vip3Aaタンパク質は、トランスジェニックコーンイベントMIR162からのものである。
いくつかの実施形態によると、本発明のdmEPSPS特異的な標識サロゲートペプチドは、配列番号263のアミノ酸配列を含むdmEPSPSタンパク質を検出及び/又は定量化する。他の実施形態では、dmEPSPSタンパク質は、トランスジェニックコーンイベントGA21からのものである。
いくつかの実施形態によると、本発明のPAT特異的な標識サロゲートペプチドは、配列番号264のアミノ酸配列を含むPATタンパク質を検出及び/又は定量化する。他の実施形態では、PATタンパク質は、トランスジェニックコーンイベントBt11、59122、TC1507、DP4114又はT25からのものである。
いくつかの実施形態によると、本発明のPMI特異的な標識サロゲートペプチドは、配列番号265又は配列番号266のアミノ酸配列を含むPMIタンパク質を検出及び/又は定量化する。他の実施形態では、PMIタンパク質は、トランスジェニックコーンイベントMIR162、MIR604、5307又は3272からのものである。
いくつかの実施形態では、本発明の標識サロゲートペプチドは、Cry1Abタンパク質、eCry3.1Abタンパク質、mCry3Aタンパク質、Vip3Aタンパク質、dmEPSPSタンパク質、PATタンパク質及びPMIタンパク質からなる群から選択される少なくとも2つのトランスジェニックタンパク質を含むトランスジェニックタンパク質の混合物において、Cry1Abタンパク質、eCry3.1Abタンパク質、mCry3Aタンパク質、Vip3タンパク質、dmEPSPSタンパク質、PATタンパク質又はPMIタンパク質を特異的に検出又は定量化する。他の実施形態では、トランスジェニックタンパク質の混合物は、Cry1Abタンパク質、eCry3.1Abタンパク質、mCry3Aタンパク質、Vip3Aタンパク質、dmEPSPSタンパク質、PATタンパク質及びPMIタンパク質を含む。さらに他の実施形態では、トランスジェニックタンパク質の混合物はさらに、Cry1A.105タンパク質(配列番号267)、Cry1Fタンパク質(配列番号268)、Cry34タンパク質(配列番号269)及びCry35タンパク質(配列番号270)からなる群から選択される少なくとも1つのトランスジェニックタンパク質を含む。
いくつかの実施形態では、本発明の標識サロゲートペプチドは、トランスジェニック植物からの生体サンプル中のトランスジェニックタンパク質の混合物において、Cry1Abタンパク質、eCry3.1Abタンパク質、mCry3Aタンパク質、Vip3タンパク質、dmEPSPSタンパク質、PATタンパク質又はPMIタンパク質を特異的に検出又は定量化し、ここで、トランスジェニック植物は、コーン植物、大豆植物、綿植物、米植物、小麦植物又はキャノーラ植物である。他の実施形態では、トランスジェニック植物は、イベントBt11、イベント5307、イベントMIR604、イベントMIR162、イベント3272及びイベントGA21からなる群から選択されるトランスジェニックイベントを含むコーン植物である。さらに他の実施形態では、トランスジェニックコーン植物はさらに、イベントMON89034、イベントDP4114、イベントTC1507、イベント59122又はイベントT25を含む。
いくつかの実施形態では、本発明の標識サロゲートペプチドは、トランスジェニック植物からの葉組織、種子、子実、花粉、又は根組織からの生体サンプルにおいて、Cry1Abタンパク質、eCry3.1Abタンパク質、mCry3Aタンパク質、Vip3タンパク質、dmEPSPSタンパク質、PATタンパク質又はPMIタンパク質を特異的に検出又は定量化する。他の実施形態では、葉組織、種子、子実、花粉又は根組織は、トランスジェニックコーンイベントBt11、5307、MIR604、MIR162、GA21、3272、59122、DP4114、TC1507及びT25の1つ又は複数を含むトランスジェニックコーン植物からのものである。
例えば、Mead et al.2009.Mol.Cell.Proteomics 8:696−705及び米国特許第8,227,252号明細書など、当該技術分野の多数の参考文献が、どのサロゲートペプチドが任意の所与の標的タンパク質に最適であるかを予測する多数の異なる方法を示唆しており、多数の参考文献が、質量分析を用いて標的タンパク質を定量化する近道を示唆している。しかしながら、予測不能な因子が質量分析ベースのアッセイを妨げ、したがって、感度の損失及び不正確な定量化を引き起こし得るので、このような予測方法及び近道への依存は、混乱した結果をもたらし得る。少なくとも1つの主要な因子は生体マトリックス自体にある。例えば、トランスジェニック植物からの葉、根、花粉及び種子からの生体サンプルと共に等しくうまく機能し得るサロゲートペプチドからの単一の遷移イオンを同定することは非常に予測不能であり、困難である。マトリックスの化学組成、pH、又はイオン強度の差異は、MS機器におけるタンパク質分解、ペプチド安定性、凝集、又はイオン化に影響を与え得る。したがって、関連のあるマトリックス、特にトランスジェニック植物のものの全てにわたって、サロゲートペプチド及び特異的なサロゲートペプチド/遷移イオンの組合わせを同定及び実験的に試験することは、このようなアッセイの予測不能な性質を克服するために必須である。本発明は、標的トランスジェニックタンパク質を特異的に検出及び/又は定量化するための質量分析アッセイの構築において、1)タンパク質分解的に切断された標的タンパク質から得られるペプチドのプールからサロゲートペプチドを試験及び選択し、SILサロゲートペプチド及び遷移イオンペプチドの組合わせを試験し、全ての生体マトリックス、例えば、トランスジェニック植物の葉、根、花粉又は種子からの生体サンプルにわたって標的タンパク質を特異的に検出及び定量化する組合わせを選択することと、2)トランスジェニック植物、特にトランスジェニックコーン植物の葉、根、花粉及び種子を含む全ての生体マトリックス中の全てのサロゲートペプチド及びサロゲートペプチド/遷移イオンの組合わせのために役立つ、サンプル調製の適切な方法及び質量分析計の条件を実験的に決定することとを含む、2段階アプローチを使用する。
したがって、いくつかの実施形態では、本発明は、標的トランスジェニックタンパク質及び非トランスジェニックタンパク質の混合物を含むトランスジェニック植物からの複合生体サンプル中の1つ又は複数の標的トランスジェニックタンパク質を同時に検出及び/又は定量化する方法を包含し、本方法は、以下のステップを含む:a)トランスジェニック植物から生体サンプルを得るステップ;b)生体サンプルからタンパク質を抽出し、タンパク質の混合物を含む抽出物をもたらすステップ;c)ステップbの抽出物中の非トランスジェニック不溶性タンパク質の量を低減し、濃縮可溶性タンパク質の抽出物をもたらすステップ;d)ステップcの抽出物中の可溶性タンパク質を消化して、ペプチド断片を含む抽出物をもたらすステップであって、ペプチド断片が、各標的トランスジェニックタンパク質に特異的な少なくとも1つの非標識サロゲートペプチドを含むステップ;e)ステップdの抽出物中のペプチド断片を濃縮するステップ;f)本発明の1つ又は複数の標識サロゲートペプチドを添加するステップであって、各標識サロゲートペプチドが、標的トランスジェニックタンパク質に由来する各非標識サロゲートペプチドと同じアミノ酸配列を有し、添加される標識サロゲートペプチドの数が、混合物中の標的トランスジェニックタンパク質の数に等しいステップ;g)混合物中の非サロゲートペプチドの量を低減することによって、非標識サロゲートペプチド及び標識サロゲートペプチドを濃縮するステップ;h)ステップgからのペプチド断片混合物を液体クロマトグラフィにより分離するステップ;i)ステップhから得られたペプチド断片混合物を質量分析により分析するステップであって、非標識サロゲートペプチドの遷移イオン断片の検出が、サロゲートペプチドが由来する標的トランスジェニックタンパク質の存在を示すステップ;並びに任意選択的に、j)ステップiの遷移イオン断片から発生された質量分析シグナルと、標識サロゲートペプチドの遷移イオンにより発生された質量分析シグナルとを比較することによって、生体サンプル中の標的トランスジェニックタンパク質の量を計算するステップ。
いくつかの実施形態では、上記の方法によって検出及び/又は定量化される標的トランスジェニックタンパク質は、Cry1Abタンパク質、eCry3.1Abタンパク質、mCry3Aタンパク質、Vip3タンパク質、二重突然変異体5−エノールピルビルシキミ酸−3−リン酸シンターゼ(dmEPSPS)タンパク質、ホスフィノトリシンアセチルトランスフェラーゼ(PAT)タンパク質又はホスホマンノースイソメラーゼ(PMI)タンパク質である。
本発明の方法により包含される他の実施形態では、標的トランスジェニックタンパク質はCry1Abであり、標識サロゲートペプチドはアミノ酸配列SAEFNNIIPSSQITQIPLTK(配列番号21)を含み、アミノ酸配列PLTK(配列番号132)又はSAEFNNII(配列番号133)からなる遷移イオンを生成する。さらに他の実施形態では、Cry1Ab標的タンパク質は、アミノ酸配列PLTK(配列番号132)からなる非標識及び標識遷移イオンから発生される質量分析シグナルを比較することによって定量化される。
本発明の方法により包含される他の実施形態では、標的トランスジェニックタンパク質はeCry3.1Abであり、標識サロゲートペプチドはアミノ酸配列TDVTDYHIDQV(配列番号27)を含み、アミノ酸配列TDYHIDQV(配列番号142)又はDYHIDQV(配列番号143)からなる遷移イオンを生成する。さらに他の実施形態では、eCry3.1Ab標的タンパク質は、アミノ酸配列TDYHIDQV(配列番号142)からなる非標識及び標識遷移イオンから発生される質量分析シグナルを比較することによって定量化される。
本発明の方法により包含される他の実施形態では、標的トランスジェニックタンパク質はmCry3Aであり、標識サロゲートペプチドはアミノ酸配列LQSGASVVAGPR(配列番号252)を含み、アミノ酸配列SGASVVAGPR(配列番号253)又はSVVAGPR(配列番号254)からなる遷移イオンを生成する。さらに他の実施形態では、mCry3A標的タンパク質は、アミノ酸配列SGASVVAGPR(配列番号253)からなる非標識及び標識遷移イオンから発生される質量分析シグナルを比較することによって定量化される。
本発明の方法により包含される他の実施形態では、標的トランスジェニックタンパク質はVip3Aであり、標識サロゲートペプチドはアミノ酸配列FTTGTDLK(配列番号255)を含み、アミノ酸配列TGTDLK(配列番号256)又はLKからなる遷移イオンを生成する。さらに他の実施形態では、Vip3A標的タンパク質は、アミノ酸配列TGTDLK(配列番号256)からなる非標識及び標識遷移イオンから発生される質量分析シグナルを比較することによって定量化される。
本発明の方法により包含される他の実施形態では、標的トランスジェニックタンパク質はdmEPSPSであり、標識サロゲートペプチドはアミノ酸配列SLTAAVTAAGGNATYVLDGVPR(配列番号257)を含み、アミノ酸配列PR又はGVPR(配列番号258)からなる遷移イオンを生成する。さらに他の実施形態では、eCry3.1Ab標的タンパク質は、アミノ酸配列PRからなる非標識及び標識遷移イオンから発生される質量分析シグナルを比較することによって定量化される。
本発明の方法により包含される他の実施形態では、標的トランスジェニックタンパク質はPATであり、標識サロゲートペプチドはアミノ酸配列LGLGSTLYTHLLK(配列番号79)を含み、アミノ酸配列YTHLLK(配列番号220)又はTHLLK(配列番号221)からなる遷移イオンを生成する。さらに他の実施形態では、PAT標的タンパク質は、アミノ酸配列YTHLLK(配列番号220)からなる非標識及び標識遷移イオンから発生される質量分析シグナルを比較することによって定量化される。
本発明の方法により包含される他の実施形態では、標的トランスジェニックタンパク質はPMIであり、標識サロゲートペプチドはアミノ酸配列SALDSQQGEPWQTIR(配列番号89)を含み、アミノ酸配列PWQTIR(配列番号235)又はGEPWQTIR(配列番号236)からなる遷移イオンを生成する。さらに他の実施形態では、PMI標的タンパク質は、アミノ酸配列PWQTIR(配列番号235)からなる非標識及び標識遷移イオンから発生される質量分析シグナルを比較することによって定量化される。
他の実施形態では、本発明は、トランスジェニック標的タンパク質のハイスループット検出又は定量化のためのシステムを包含する。このようなシステムは、トランスジェニック標的タンパク質に特異的である予め設計された標識サロゲートペプチドのカセットと、1つ又は複数の質量分析計とを含む。この実施形態の1つの態様では、カセットは、Cry1Ab、eCry3.1Ab、mCry3A、Vip3、dmEPSPS、PAT及びPMIからなる群から選択される標的タンパク質に特異的な標識サロゲートペプチドを含む。この実施形態の他の態様では、標識サロゲートペプチドは、配列番号1〜98のいずれか1つを含む。この実施形態の他の態様では、標識サロゲートペプチドは、配列番号99〜251の少なくとも1つ、配列番号254、255、256、ペプチドPIR、TY、VW、HR、ISR、LEG、QFR、YR、PPR、DGR、IEF、LER、IDK、GDK、TCK、FEK、DVS、FTK、HK、VNI、MIV、EAK、HLK、NK、DNF、LLC、NAY、YE、SDK、NEK、DK、VDK、PIK、DFE、DF、PER、SHR、GYK、NFR、LK、PVK、HN、PNK及びPRからなる群から選択されるペプチド配列を含む1つ又は複数の遷移イオンを生成する。
以下の特定の実施例は、本発明の好ましい実施形態を実証するために含まれる。以下の実施例において開示される技術は本発明の実施においてうまく機能することが本発明者らにより発見された技術を表し、したがって、その実施のための好ましいモードを構成すると考えられ得ることは、当業者により認識されるべきである。しかしながら、当業者は本開示を考慮して、本発明の概念、趣旨及び範囲から逸脱することなく、開示された特定の実施形態において多数の変化がなされ、同様又は類似の結果を依然として得ることができることを認識するべきである。より具体的には、同じ又は類似の結果を達成しながら、本明細書に記載される薬剤の代わりに化学的にも生理学的にも関連する特定の薬剤が使用され得ることは認識されるであろう。当業者に明らかなこのような類似の置換及び修正は全て、添付の特許請求の範囲により定義されるような本発明の趣旨、範囲及び概念の範囲内であると見なされる。
実施例1−サロゲートペプチドの選択
MRMベースのアッセイは予め決定されたペプチドセットの選択に頼り、選択された各サロゲートペプチドに対して特異的な断片化/遷移イオンに依存する。適切なサロゲート又はシグネチャーペプチドを選択するためにいくつかの基準が必要とされる。第1に、標的タンパク質カセットを構成するタンパク質を選択しなければならない。第2に、各標的タンパク質に対して、良好な質量分析応答を提示し、標的タンパク質又はその特異的な修飾(すなわち、翻訳後修飾)を独特に同定するペプチドを同定しなければならない。第3に、質量分析に適した各ペプチドに対して、最適なシグナル強度を提供し、サロゲートペプチドを、サンプル中に存在する他のペプチド種から独特に区別する遷移イオンを同定しなければならない。これらの基準は、MRMベースのアッセイを実施するのに不可欠である。
MRMベースのアッセイのために、7つのトランスジェニックタンパク質、Cry1Ab、eCry3.1Ab、mCry3A、Vip3A、dmEPSPS、PAT及びPMIからのサロゲートペプチドを同定及び選択した。トリプシンにより消化される、微生物が産生するタンパク質を用いて、MRMアッセイを構築した。微生物産生タンパク質は、水を用いて個々に再構成した。次に、トリフルオロエタノール(TFE)を各タンパク質のアリコートに添加した後、100mMの重炭酸アンモニウム及びトリプシン(1:10(w:w)酵素:タンパク質比)を添加した。サンプルを約37℃で一晩消化した後、約0.05Mのトリス(2−カルボキシエチル)ホスフィン(TCEP)を添加した。各タンパク質のアリコートを取って、約200pmol/μLの最終濃度を有するプールを作成した。このペプチド混合物を用いて、QTRAP6500質量分析計(AB Sciex LLC,Framingham,MA USA)においてMRMアッセイを構築した。選択反応モニタリングMS/MSを用いて、ペプチド当たり最適な2つの遷移状態(質量分析計によりモニターされる、ペプチドサロゲート及び断片イオン質量対電荷(m/z)比の組合わせ)を決定した。各ペプチドに対して、二重及び三重荷電ペプチドイオンのシグネチャー質量、並びに[m/z(サロゲート)+20Da]よりも大きいm/zを有する第1及び第2のy断片イオンを計算することにより、MS/MS法を構築した。MRMスキャンの間にこれらの計算された遷移状態が観察されたら、機器は自動的にMS/MSモードに切り替わり、サロゲートペプチドイオンの全MS/MSスペクトルが獲得された。獲得された各ペプチドについて、MS/MSスペクトルの2つの最も高強度の断片イオン(b又はy断片イオンのみ)及びその溶出時間を決定した。次に、選択された遷移状態のそれぞれに対して衝突エネルギー(CE)を最適化した。構築されたMRMアッセイを較正曲線サンプルの分析のために利用した。
MRMアッセイでは、7つのトランスジェニックタンパク質から193個のプロテオタイプペプチドを標的とした。これらのうち、111個のペプチドが7つのタンパク質に特有であり、既知のトウモロコシタンパク質と重複しなかった。表1は、アミノ酸配列(少なくとも4つのアミノ酸を含むペプチドに対して配列表識別子を含む)、モノアイソトピック質量、シグネチャー電荷状態、シグネチャーm/z、及び生成物遷移m/zを含む、各標的タンパク質のサロゲートペプチド及び遷移イオンの特徴を記載する。7つのタンパク質;Cry1Ab(26)、eCry3.1Ab(6)、mCry3A(4)、Vip3Aa20(39)、dmEPSPS(5)、PAT(9)及びPMI(12)の全てに対して特有のサロゲートペプチドが同定された。Cry1Ab、eCry3.1Ab、mCry3A、Vip3A、dmEPSPS、PAT及びPMIからのこれらのサロゲートペプチドは、Cry1Ab、eCry3.1Ab、mCry3A、Vip3A、dmEPSPS、PAT及びPMIトランスジェニックタンパク質の絶対量又は相対量の決定において有用であると特定された。これらのペプチドのそれぞれ又は表1に記載されるペプチドの組合わせはライセートにおける質量分析によって検出されたものであり、Cry1Ab、eCry3.1Ab、mCry3A、Vip3A、dmEPSPS、PAT及びPMIの定量化のためにMRMベースのアッセイにおいて使用するための潜在的な候補である。
Figure 2021536570
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標的タンパク質Cry1Ab、eCry3.1Ab、mCry3A、Vip3A、dmEPSPS、PAT及びPMIの複数の潜在的なサロゲートペプチドの同定の後、最適なシグナル強度を提供すると共に、標的サロゲートペプチドを生体サンプルマトリックス(例えば、トウモロコシの葉、根、花粉、又は穀粒(種子))中に存在する他の種から区別する能力を有する遷移イオンに基づいて、個々のサロゲートペプチドをさらに選択した。これは、マトリックス妨害(すなわち、マトリックス妨害は、対象のペプチドにおいて又はその近くで検出されるマトリックス内の1つ又は複数の特定の構成要素である)と、潜在的なキャリーオーバー(すなわち、キャリーオーバーは、サンプル分析システムの化学/物理特性又はその両方のために、前に注入されたサンプルがその後の分析において溶出する結果である)との両方を含む。個々のサロゲートペプチドを含有するカセットのこれらの最適化された遷移状態は、MRMアッセイ全体を構成する。本開示において、最高感度(最も高強度の断片)を提供し、且つ所望の特異性を有する、Cry1Ab、eCry3.1Ab、mCry3A、Vip3A、dmEPSPS、PAT及びPMIからのサロゲートペプチドをさらに選択して、7つの標的タンパク質を定量化するためのサロゲートペプチドのカセットを構成した。表2は、各標的タンパク質Cry1Ab、eCry3.1Ab、mCry3A、Vip3Aa20dmEPSPS、PAT及びPMIの好ましいサロゲートペプチドと、対応する安定同位体標識(SIL)ペプチドとを記載する。サロゲートペプチドのカセットは、同時にモニター及び/又は定量化されるペプチドの1つ又は複数を含む。各ペプチドに特異的な断片化/遷移イオンを有するサロゲートペプチドのこのカセットは、対応する標的タンパク質を定量化するためにMRMアッセイにおいて使用され得る。
Figure 2021536570
実施例2−トランスジェニック植物組織中のトランスジェニックタンパク質の検出のためのアッセイ
標的タンパク質を直接モニターするための高感度の方法の構築は、トランスジェニック植物の組織、例えば、葉、穀粒、根及び花粉組織などからの生体マトリックスにおける定量的評価のために非常に望ましい。多重反応モニタリング(MRM)質量分析は、タンデム質量分析(MS/MS/)と連結された液体クロマトグラフィ(LC)によって所与のサンプル内の複数のタンパク質を定量化するために有望なプラットフォームとして出現した。MRMアッセイはタンパク質分解性ペプチドの配列特異的なタンデムMS断片化を利用し、そのため、別個の標的タンパク質に対する高度に選択性及び特異的な測定を提供する。これらの進歩にもかかわらず、低含量のタンパク質又は分離に影響を与える特異的な物理化学特性を有するものにおいて正確な定量的測定を得ることは依然として困難なままである。
MRMアッセイは通常トリプル四重極質量分析計において実施されるが、この方法論は、シグネチャーイオンが断片化されると規定の質量範囲又は全質量範囲の断片イオンにおいてMS/MSデータが収集されるイオントラップ機器にも適用され得る。一連の遷移状態(シグネチャー/断片イオンm/z対)は、標的ペプチドの保持時間と組み合わせてMRMアッセイを構成することができる。最適MRMアッセイを達成するために、(1)標的タンパク質/ペプチドが選択される必要があり、(2)サロゲートペプチドは良好なMS及びMS/MSシグナルを発生しなければならず、(3)選択された各ペプチド断片イオンは最適シグナル強度を提供し、標的ペプチドを複合生体サンプル中に存在する他のペプチド種から区別しなければならない。まとめると、所望の遷移状態だけが記録され、サンプル中に存在する他のシグナルが無視されるので、サロゲートペプチド及び断片イオンはペプチド選択に対して高い特異性を提供する。
当該技術分野における一般的な誤解は、MRMアッセイが特異性及び感度を保証し、サンプル調製が簡易化され、さらには除去されることができ、クロマトグラフ分離が全く又はほとんど必要とされないことである。しかしながら、この誤った認知に反して、MRMアッセイはサンプルの複雑さによって大きく影響される傾向があり、したがって、特定の標的ペプチドの感度が低減される。特異性及び感度は、マトリックス効果、例えば、葉、花粉、根、茎の間の差異によって影響され、MS分析の間に起こるイオン抑制をもたらし得る。一般に、ほとんどの帯電した又はイオン化可能な分子、例えば、塩、カオトロープ、洗剤、ポリマー、全ての不揮発性イオン化合物は、所望の分析物、すなわちペプチド/タンパク質のイオン化を妨害し、したがって競合し、シグナル抑制及び/又はバックグラウンドノイズの上昇を引き起こす。イオン抑制は、検出能力、正確さび精度などのいくつかの分析パラメータに悪影響を与える。したがって、当該技術分野のMRM質量分析法におけるこれらの欠損の全てを克服するために、複合生体サンプル、例えばトランスジェニック植物サンプルから標的タンパク質を効率的に抽出して、標的タンパク質を濃縮し、そして/或いは、標的タンパク質/ペプチドのイオン強度を低減し、アッセイの再現性及び精度に影響し得る妨害を除去するための方法を構築することが必要とされている。
一般に、サンプル調製の改善は、マトリックス効果を低減し、そしてイオン抑制を回避する最も有効な方法であり得る。本方法は、妨害を強くすることなく、選択された標的タンパク質及びペプチドを濃縮する能力を可能にする。低標的タンパク質濃度における正確及び精密な定量化が可能になる。
サロゲートペプチド(表1又は表2のいずれかから)のカセットを利用するMRMベースのアッセイを使用して、7つのタンパク質の少なくとも1つを含有する種々のトランスジェニックイベントにおけるCry1Ab、eCry3.1Ab、mCry3A、Vip3A、dmEPSPS、PAT及びPMIを測定した(表4)。研究で評価したトランスジェニックイベントは次の通りであった:Bt11(Cry1Ab及びPAT);5307(eCry3.1Ab及びPMI);MIR604(mCry3A及びPMI);MIR162(Vip3Aa20及びPMI)及びGA21(dmEPSPS)。
組織抽出−12〜15mgの凍結乾燥した組織(葉、根、花粉 穀粒及び植物全体)を2μLのLysing Matrix A FastPrep管(MP Biomedicals,Santa Ana,CA)に入れた。次に、0.1%のRapiGestを含む1.0〜1.5μL(w/v)のPBSを添加した。次に、Lysing Matrix A(ガーネットマトリックス及び1/4インチのセラミック球ビーズ)を有するFastPrep−24組織ホモジナイザー(MP Biomedicals,Santa Ana,CA)において、周囲温度で1サイクル(40秒、速度設定6)の間サンプルを抽出した。タンパク質は、凍結乾燥組織1mgにつき50μlの抽出緩衝液(6Mの尿素、2Mのチオ尿素、5mMのEDTA、0.1MのHEPES)中で、選択された組織から抽出した。
遠心分離−組織抽出の後、サンプルを4℃において15,000gで約5分間遠心分離する。このステップは不溶性タンパク質、例えばヒストン及びアクチンを取り出し、したがって、消化の前に抽出物の複雑さを低減する。したがって、可溶性タンパク質のみが酵素消化ステップに移る。
トリプシン消化−遠心分離ステップからの上澄みの総タンパク質濃度は、均質化緩衝液中での希釈により、約0.2μg/μlに調整される。30μgに相当するタンパク質をウェルプレートに移す。1体積のトリフルオロエタノールをサンプルに添加し、低速で振とうさせながら室温で約30分間インキュベートする。4体積の100mMの重炭酸アンモニウムを添加する。約12μlのトリプシン(0.1μg/μl)を次に添加する。サンプルを37℃で一晩インキュベートする。次に、サンプルを20%のギ酸(1%最終)でクエンチする。次に、20μlの安定同位体標識ペプチドを添加する。
遠心分離−次に、前のステップからのサンプルを4℃において15,000gで約5分間遠心分離する。
MCXによる脱塩−遠心分離の後、サンプルを脱塩する。このステップは、イオン交換カラムにおいて実施される。この脱塩ステップは、ウォッシュスルー(wash−through)において対象でないペプチドを廃棄することによって、対象のペプチドを濃縮する。対象でないペプチドを除去することに加えて、このステップは、対象のサロゲートペプチドのイオン化及び検出を妨害し得る塩及び小分子も除去する。対象のペプチドの濃縮、並びに妨害となる塩及び小分子の除去は、当該技術分野において既知の他の方法と比べて本発明のMRMアッセイの感度を上昇させる。
QTRAP−MRM−MRM分析は、Halo Peptide ES−C18カラムを有するNanoAcquity UPLCに連結されたQTRAP 6500を用いて実施される。流速は約18μl/分である。溶媒Aは約97/3の水/DMSO+0.2%のギ酸(FA)であり、溶媒Bは約97/3のアセトニトリル(CAN)/DMSO+0.2%のFAである。オートサンプラーの温度は、分析の間約4℃に保持される。周囲温度に保持されたカラムに全部で8μlのサンプルを注入する。
データ分析−データ収集はAnalystソフトウェア(AB SCIEX,Ontario,Canada)を用いて実施され、データ分析はMultiquantソフトウェア(AB SCIEX)を用いて実施される。
本発明の好ましい標識サロゲートペプチドを用いて標的トランスジェニックタンパク質の検出のレベル(LOD)を決定するために、7つの標的タンパク質、Cry1Ab、eCry3.1Ab、mCry3A、Vip3A、dmEPSPS、PAT及びPMIの全てを混ぜ合わせ、非トランスジェニックコーン植物の葉、根、穀粒及び花粉組織に添加した。表3〜6は、MRMによる標的タンパク質の検出のレベル(LOD)を示し、各標識サロゲートペプチド及び結果として生じるその遷移イオンが、全ての植物マトリックスにわたって標的タンパク質が他のトランスジェニック及び非トランスジェニックタンパク質の存在下にある場合に、標的タンパク質を選択的に検出及び定量化できることを実証する。表2のそれぞれの好ましいサロゲートペプチドについて良好な直線性(r=0.988〜0.998)が達成された。各サロゲートペプチドのLODはELISAにより確立された定量範囲よりも低く、本発明の組成物及び方法が、植物中のトランスジェニックタンパク質を定量化するために使用される現在の標準と等しいか、又はそれよりも優れていることが示された。
Figure 2021536570
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次に、Bt11(Cry1Ab及びPATを含む)、5307(eCry3.1Ab及びPMIを含む)、MIR604(mCry3A及びPMIを含む)、MIR162(Vip3A及びPMIを含む)及びGA21(dmEPSPSを含む)からなる群から選択されるトランスジェニックイベントを含むトランスジェニックコーン植物からの葉、穀粒、根及び花粉組織中の標的タンパク質を特異的に検出するその能力を決定するために、好ましい標識サロゲートペプチド(表2)及びその遷移イオンを試験した。7つの好ましいサロゲートペプチドのそれぞれをトランスジェニックイベントのそれぞれに対して試験した。表7は、標的タンパク質の定量化の結果を示す。結果は、Cry1Ab及びPATサロゲートペプチド並びに標識サロゲートペプチドが、イベントBt11を含むトランスジェニックコーン植物からの葉、穀粒、根及び花粉中のCry1Ab及びPATを検出及び/又は定量化できることを実証する。試験した植物について、Cry1Abタンパク質は花粉組織においてLODよりも低く(表5を参照)、PATタンパク質は穀粒及び花粉においてLOD(表4及び5を参照)よりも低かった。eCry3.1Ab及びPMIサロゲートペプチド並びに標識サロゲートペプチドは、イベント5307を含むトランスジェニックコーン植物からの葉、穀粒、根及び花粉中のeCry3.1Ab及びPMIを検出することができる。eCry3.1Abタンパク質は、試験した植物の花粉においてLODよりも低かった(表5を参照)。mCry3A及びPMIサロゲートペプチド並びに標識サロゲートペプチドは、イベントMIR604を含むトランスジェニックコーン植物からの葉、穀粒、根及び花粉中のmCry3A及びPMIタンパク質を検出することができる。mCry3Aタンパク質は、試験した植物の花粉においてLODよりも低かった(表5を参照)。Vip3Aa20及びPMIサロゲートペプチド並びに標識サロゲートペプチドは、イベントMIR162を含むトランスジェニックコーン植物からの葉、穀粒、根及び花粉中のVip3Aa20及びPMIタンパク質を検出することができる。dmEPSPSサロゲートペプチド及び標識サロゲートペプチドは、イベントGA21を含むトランスジェニックコーン植物からの葉、穀粒、根及び花粉中のdmEPSPSタンパク質を検出することができる。
本発明の好ましい標識サロゲートペプチドの能力をさらに特徴付けるために、7つのタンパク質、Cry1Ab、eCry3.1Ab、mCry3A、Vip3A、dmEPSPS、PAT及びPMIを全て発現する育種スタックにおいて上記のアッセイを実行した。結果は、育種スタックに含有される7つのタンパク質が全て、LC−SRMによって同時に検出及び定量化され得ることを実証する。
表1及び/又は表2に記載されるサロゲートペプチド及び標識サロゲートペプチドは、本発明の標的タンパク質を検出及び/又は定量化することができる。これらのペプチドのそれぞれ又はこれらのペプチドの組合わせは、標的タンパク質の定量的MRMアッセイにおける使用の候補であり得る。
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本発明はその特定の実施形態に関連して記載されたが、本発明のデバイスがさらに修正可能であることは理解されるであろう。本特許出願は、一般的に本発明の原理に従い、且つ本開示からのこのような逸脱を含む本発明の任意の変化、使用、又は適応を、本発明が関連する技術分野内の既知又は通例の実施の範囲内に入り、上記で本明細書中に示される本質的な特徴に適用され、そして添付の特許請求の範囲の範囲内で行なわれるように包含することが意図される。
本明細書中で言及される全ての刊行物及び特許出願は、本発明が関連する技術分野の当業者の技能のレベルを示すものである。全ての刊行物及び特許出願は、個々の刊行物又は特許出願がそれぞれ参照によって援用されると具体的及び個別に示されているのと同程度まで参照によって本明細書に援用される。

Claims (55)

  1. 1つ又は複数のトランスジェニック植物からの1つ又は複数の生体サンプル中のトランスジェニックタンパク質及び非トランスジェニックタンパク質の混合物において、Cry1Abタンパク質、eCry3.1Abタンパク質、mCry3Aタンパク質、Vip3タンパク質、二重突然変異体5−エノールピルビルシキミ酸−3−リン酸シンターゼ(dmEPSPS)タンパク質、ホスフィノトリシンアセチルトランスフェラーゼ(PAT)タンパク質及びホスホマンノースイソメラーゼ(PMI)タンパク質からなる群から選択される標的トランスジェニックタンパク質を、質量分析アッセイで選択的に検出又は定量化する機能を果たす標識サロゲートペプチドであって、前記サロゲートペプチドが、標識と、GSAQGIEGSIR(配列番号1)、IVAQLGQGVYR(配列番号2)、TLSSTLYR(配列番号3)、DVSVFGQR(配列番号4)、TYPIR(配列番号5)、TVSQLTR(配列番号6)、WYNTGLER(配列番号7)、EWEADPTNPALR(配列番号8)、VWGPDSR(配列番号9)、APMFSWIHR(配列番号10)、WGFDAATINSR(配列番号11)、NQAISR(配列番号12)、IEEFAR(配列番号13)、SGFSNSSVSIIR(配列番号14)、LSHVSMFR(配列番号15)、EIYTNPVLENFDGSFR(配列番号16)、LEGLSNLYQIYAESFR(配列番号17)、YNQFR(配列番号18)、YNDLTR(配列番号19)、SPHLMDILNSITIYTDAHR(配列番号20)、SAEFNNIIPSSQITQIPLTK(配列番号21)、QGFSHR(配列番号22)、MDNNPNINECIPYNCLSNPEVEVLGGER(配列番号23)、ELTLTVLDIVSLFPNYDSR(配列番号24)、RPFNIGINNQQLSVLDGTEFAYGTSSNLPSAVYR(配列番号25)、SGTVDSLDEIPPQNNNVPPR(配列番号26)、TDVTDYHIDQV(配列番号27)、AVNELFTSSNQIGLK(配列番号28)、ITQLPLTK(配列番号29)、GLDSSTTK(配列番号30)、QCAGIRPYDGR(配列番号31)、IEFVPAEVTFEAEYDLER(配列番号32)、ITQLPLVK(配列番号33)、MTADNNTEALDSSTTK(配列番号34)、VYIDK(配列番号35)、DGGISQFIGDK(配列番号36)、LITLTCK(配列番号37)、ELLLATDLSNK(配列番号38)、FEELTFATETSSK(配列番号39)、EVLFEK(配列番号40)、TASELITK(配列番号41)、DVSEMFTTK(配列番号42)、LLGLADIDYTSIMNEHLNK(配列番号43)、IDFTK(配列番号44)、TDTGGDLTLDEILK(配列番号45)、DIMNMIFK(配列番号46)、ALYVHK(配列番号47)、VNILPTLSNTFSNPNYAK(配列番号48)、ITSMLSDVIK(配列番号49)、QNLQLDSFSTYR(配列番号50)、DSLSEVIYGDMDK(配列番号51)、MIVEAKPGHALIGFEISNDSITVLK(配列番号52)、VYFSVSGDANVR(配列番号53)、NQQLLNDISGK(配列番号54)、VESSEAEYR(配列番号55)、YMSGAK(配列番号56)、DGSPADILDELTELTELAK(配列番号57)、VYEAK(配列番号58)、LDAINTMLR(配列番号59)、GKPSIHLK(配列番号60)、DENTGYIHYEDTNNNLEDYQTINK(配列番号61)、DNFYIELSQGNNLYGGPIVHFYDVSIK(配列番号62)、LLCPDQSEQIYYTNNIVFPNEYVITK(配列番号63)、SQNGDEAWGDNFIILEISPSEK(配列番号64)、NAYVDHTGGVNGTK(配列番号65)、LDGVNGSLNDLIAQGNLNTELSK(配列番号66)、IANEQNQVLNDVNNK(配列番号67)、YEVTANFYDSSTGEIDLNK(配列番号68)、QNYALSLQIEYLSK(配列番号69)、QLQEISDK(配列番号70)、LLSPELINTNNWTSTGSTNISGNTLTLYQGGR(配列番号71)、YVNEK(配列番号72)、QNYQVDK(配列番号73)、MAGAEEIVLQPIK(配列番号74)、FPVEDAK(配列番号75)、EISGTVK(配列番号76)、ILLLAALSEGTTVVDNLLNSEDVHYMLGALR(配列番号77)、DFELPAPPRPVRPVTQI(配列番号78)、LGLGSTLYTHLLK(配列番号79)、MSPER(配列番号80)、HGGWHDVGFWQR(配列番号81)、NAYDWTVESTVYVSHR(配列番号82)、TEPQTPQEWIDDLER(配列番号83)、AAGYK(配列番号84)、YPWLVAEVEGVVAGIAYAGPWK(配列番号85)、RPVEIRPATAADMAAVCDIVNHYIETSTVNFR(配列番号86)、ENAAGIPMDAAER(配列番号87)、ALAILK(配列番号88)、SALDSQQGEPWQTIR(配列番号89)、GSQQLQLKPGESAFIAANESPVTVK(配列番号90)、FEAKPANQLLTQPVK(配列番号91)、STLLGEAVAK(配列番号92)、LINSVQNYAWGSK(配列番号93)、HNSEIGFAK(配列番号94)、VLCAAQPLSIQVHPNK(配列番号95)、TALTELYGMENPSSQPMAELWMGAHPK(配列番号96)、LSELFASLLNMQGEEK(配列番号97)及びQGAELDFPIPVDDFAFSLHDLSDK(配列番号98)からなる群から選択されるアミノ酸配列とを含む、標識サロゲートペプチド。
  2. 前記ペプチドが、安定同位体標識(SIL)アミノ酸の取込みによって標識化される、請求項1に記載の標識サロゲートペプチド。
  3. 前記SILアミノ酸が、リジン、イソロイシン、バリン又はアルギニンである、請求項2に記載の標識サロゲートペプチド。
  4. 前記ペプチドが前記混合物中のCry1Abタンパク質を選択的に検出又は定量化し、且つ、GSAQGIEGSIR(配列番号1)、IVAQLGQGVYR(配列番号2)、TLSSTLYR(配列番号3)、DVSVFGQR(配列番号4)、TYPIR(配列番号5)、TVSQLTR(配列番号6)、WYNTGLER(配列番号7)、EWEADPTNPALR(配列番号8)、VWGPDSR(配列番号9)、APMFSWIHR(配列番号10)、WGFDAATINSR(配列番号11)、NQAISR(配列番号12)、IEEFAR(配列番号13)、SGFSNSSVSIIR(配列番号14)、LSHVSMFR(配列番号15)、EIYTNPVLENFDGSFR(配列番号16)、LEGLSNLYQIYAESFR(配列番号17)、YNQFR(配列番号18)、YNDLTR(配列番号19)、SPHLMDILNSITIYTDAHR(配列番号20)、SAEFNNIIPSSQITQIPLTK(配列番号21)、QGFSHR(配列番号22)、MDNNPNINECIPYNCLSNPEVEVLGGER(配列番号23)、ELTLTVLDIVSLFPNYDSR(配列番号24)、RPFNIGINNQQLSVLDGTEFAYGTSSNLPSAVYR(配列番号25)及びSGTVDSLDEIPPQNNNVPPR(配列番号26)からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む、請求項1に記載の標識サロゲートペプチド。
  5. 前記ペプチドが、GIEGSIR(配列番号99)、EGSIR(配列番号100)、AQLGQGVYR(配列番号101)、GQGVYR(配列番号102);SSTLYR(配列番号103)、STLYR(配列番号104)、SVFGQR(配列番号105)、FGQR(配列番号106)、PIR、TY、SQLTR(配列番号107)、QLTR(配列番号108)、NTGLER(配列番号109)、YNTGLER(配列番号110)、PTNPALR(配列番号111)、DPTNPALR(配列番号112)、GPDSR(配列番号113)、VW、HR、SWIHR(配列番号114)、ATINSR(配列番号115)、DAATINSR(配列番号116)、AISR(配列番号117)、ISR、EFAR(配列番号118)、EEFAR(配列番号119)、SNSSVSIIR(配列番号120)、SSVSIIR(配列番号121)、SMFR(配列番号122)、VSMFR(配列番号123)、ENFDGSFR(配列番号124)、GSFR(配列番号125)、YAESFR(配列番号126)、LEG、NQFR(配列番号127)、QFR、DLTR(配列番号128)、NDLTR(配列番号129)、TIYTDAHR(配列番号130)、YTDAHR(配列番号131)、PLTK(配列番号132)、SAEFNNII(配列番号133)、FSHR(配列番号134)、GFSHR(配列番号135)、EVLGGER(配列番号136)、GGER(配列番号137)、FPNYDSR(配列番号138)、PNYDSR(配列番号139)、PSAVYR(配列番号140)、YR、PPR、及びSGTVDSLDE(配列番号141)からなる群から選択されるアミノ酸配列を有する遷移イオンを生成する、請求項4に記載のサロゲートペプチド。
  6. 前記ペプチドがアミノ酸配列SAEFNNIIPSSQITQIPLTK(配列番号21)を含み、且つ、アミノ酸配列PLTK(配列番号132)又はSAEFNNII(配列番号133)からなる遷移イオンを生成する、請求項4に記載のサロゲートペプチド。
  7. 前記ペプチドがeCry3.1Abタンパク質を選択的に検出又は定量化し、且つ、TDVTDYHIDQV(配列番号27)、AVNELFTSSNQIGLK(配列番号28)、ITQLPLTK(配列番号29)、GLDSSTTK(配列番号30)、QCAGIRPYDGR(配列番号31)及びIEFVPAEVTFEAEYDLER(配列番号32)からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む、請求項1に記載のサロゲートペプチド。
  8. 前記ペプチドが、TDYHIDQV(配列番号142)、DYHIDQV(配列番号143)、TSSNQIGLK(配列番号144)、SSNQIGLK(配列番号145)、QLPLTK(配列番号146)、TQLPLTK(配列番号147)、DSSTTK(配列番号148)、SSTTK(配列番号149)、PYDGR(配列番号150)、DGR、IEF、及びLERからなる群から選択されるアミノ酸配列を有する遷移イオンを生成する、請求項7に記載のサロゲートペプチド。
  9. 前記ペプチドがアミノ酸配列TDVTDYHIDQV(配列番号27)を含み、且つ、アミノ酸配列TDYHIDQV(配列番号142)又はDYHIDQV(配列番号143)からなる遷移イオンを生成する、請求項7に記載のサロゲートペプチド。
  10. 前記ペプチドがmCry3Aタンパク質を選択的に検出又は定量化し、且つ、ITQLPLVK(配列番号33)、MTADNNTEALDSSTTK(配列番号34)及びVYIDK(配列番号35)からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む、請求項1に記載のサロゲートペプチド。
  11. 前記ペプチドが、QLPLVK(配列番号151)、TQLPLVK(配列番号152)、ALDSSTTK(配列番号153)、EALDSSTTK(配列番号154)、YIDK(配列番号155)及びIDKからなる群から選択されるアミノ酸配列を有する遷移イオンを生成する、請求項10に記載のサロゲートペプチド。
  12. 前記ペプチドがVip3Aタンパク質を選択的に検出又は定量化し、且つ、DGGISQFIGDK(配列番号36)、LITLTCK(配列番号37)、ELLLATDLSNK(配列番号38)、FEELTFATETSSK(配列番号39)、EVLFEK(配列番号40)、TASELITK(配列番号41)、DVSEMFTTK(配列番号42)、LLGLADIDYTSIMNEHLNK(配列番号43)、IDFTK(配列番号44)、TDTGGDLTLDEILK(配列番号45)、DIMNMIFK(配列番号46)、ALYVHK(配列番号47)、VNILPTLSNTFSNPNYAK(配列番号48)、ITSMLSDVIK(配列番号49)、QNLQLDSFSTYR(配列番号50)、DSLSEVIYGDMDK(配列番号51)、MIVEAKPGHALIGFEISNDSITVLK(配列番号52)、VYFSVSGDANVR(配列番号53)、NQQLLNDISGK(配列番号54)、VESSEAEYR(配列番号55)、YMSGAK(配列番号56)、DGSPADILDELTELTELAK(配列番号57)、VYEAK(配列番号58)、LDAINTMLR(配列番号59)、GKPSIHLK(配列番号60)、DENTGYIHYEDTNNNLEDYQTINK(配列番号61)、DNFYIELSQGNNLYGGPIVHFYDVSIK(配列番号62)、LLCPDQSEQIYYTNNIVFPNEYVITK(配列番号63)、SQNGDEAWGDNFIILEISPSEK(配列番号64)、NAYVDHTGGVNGTK(配列番号65)、LDGVNGSLNDLIAQGNLNTELSK(配列番号66)、IANEQNQVLNDVNNK(配列番号67)、YEVTANFYDSSTGEIDLNK(配列番号68)、QNYALSLQIEYLSK(配列番号69)、QLQEISDK(配列番号70)、LLSPELINTNNWTSTGSTNISGNTLTLYQGGR(配列番号71)、YVNEK(配列番号72)及びQNYQVDK(配列番号73)からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む、請求項1に記載のサロゲートペプチド。
  13. 前記ペプチドが、SQFIGDK(配列番号156)、GDK、TLTCK(配列番号157)、TCK、ATDLSNK(配列番号158)、LATDLSNK(配列番号159)、TFATETSSK(配列番号160)、FATETSSK(配列番号161)、FEK、LFEK(配列番号162)、SELITK(配列番号163)、ASELITK(配列番号164)、SEMFTTK(配列番号165)、DVS、IMNEHLNK(配列番号166)、MNEHLNK(配列番号167)、DFTK(配列番号168)、FTK、TLDEILK(配列番号169)、LTLDEILK(配列番号170)、MNMIFK(配列番号171)、NMIFK(配列番号172)、YVHK(配列番号173)、HK、VNI、VNIL(配列番号174)、SMLSDVIK(配列番号175)、TSMLSDVIK(配列番号176)、DSFSTYR(配列番号177)、LDSFSTYR(配列番号178)、IYGDMDK(配列番号179)、VIYGDMDK(配列番号180)、SNDSITVLK(配列番号181)、MIV、SGDANVR(配列番号182)、SVSGDANVR(配列番号183)、LLNDISGK(配列番号184)、LNDISGK(配列番号185)、SSEAEYR(配列番号186)、ESSEAEYR(配列番号187)、SGAK(配列番号188)、MSGAK(配列番号189)、TELTELAK(配列番号190)、DGSPADI(配列番号191)、YEAK(配列番号192)、EAK、NTMLR(配列番号193)、AINTMLR(配列番号194)、PSIHLK(配列番号195)、HLK、DYQTINK(配列番号196)、NK、DNF、DNFY(配列番号197)、PNEYVITK(配列番号198)、LLC、SPSEK(配列番号199)、LEISPSEK(配列番号200)、NAY、DHTGGVNGTK(配列番号201)、GNLNTELSK(配列番号202)、NTELSK(配列番号203)、LNDVNNK(配列番号204)、NDVNNK(配列番号205)、YE、DLNK(配列番号206)、QIEYLSK(配列番号207)、LQIEYLSK(配列番号208)、SDK、QEISDK(配列番号209)、YQGGR(配列番号210)、TLYQGGR(配列番号211)、NEK、VNEK(配列番号212)、DK、及びVDKからなる群から選択されるアミノ酸配列を有する遷移イオンを生成する、請求項12に記載のサロゲートペプチド。
  14. 前記ペプチドがdmEPSPSタンパク質を選択的に検出又は定量化し、且つ、MAGAEEIVLQPIK(配列番号74)、FPVEDAK(配列番号75)、EISGTVK(配列番号76)及びILLLAALSEGTTVVDNLLNSEDVHYMLGALR(配列番号77)からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む、請求項1に記載のサロゲートペプチド。
  15. 前記ペプチドが、PIK、EIVLQPIK(配列番号213)、PVEDAK(配列番号214)、VEDAK(配列番号215)、SGTVK(配列番号216)、GTVK(配列番号217)、ILLLAA(配列番号218)、及びHYMLGALR(配列番号219)からなる群から選択されるアミノ酸配列を有する遷移イオンを生成する、請求項14に記載のサロゲートペプチド。
  16. 前記ペプチドがPATタンパク質を選択的に検出又は定量化し、且つ、DFELPAPPRPVRPVTQI(配列番号78)、LGLGSTLYTHLLK(配列番号79)、MSPER(配列番号80)、HGGWHDVGFWQR(配列番号81)、NAYDWTVESTVYVSHR(配列番号82)、TEPQTPQEWIDDLER(配列番号83)、AAGYK(配列番号84)、YPWLVAEVEGVVAGIAYAGPWK(配列番号85)及びRPVEIRPATAADMAAVCDIVNHYIETSTVNFR(配列番号86)からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む、請求項1に記載のサロゲートペプチド。
  17. 前記ペプチドが、DFE、DF、YTHLLK(配列番号220)、THLLK(配列番号221)、PER、SPER(配列番号222)、GFWQR(配列番号223)、VGFWQR(配列番号224)、STVYVSHR(配列番号225)、SHR、TEPQT(配列番号226)、DLER(配列番号227)、GYK、AGYK(配列番号228)、GPWK(配列番号229)GIAYAGPWK(配列番号230)、TSTVNFR(配列番号231)、及びNFRからなる群から選択されるアミノ酸配列を有する遷移イオンを生成する、請求項16に記載のサロゲートペプチド。
  18. 前記ペプチドがアミノ酸配列LGLGSTLYTHLLK(配列番号79)を含み、且つ、アミノ酸配列YTHLLK(配列番号220)又はTHLLK(配列番号221)からなる遷移イオンを生成する、請求項16に記載のサロゲートペプチド。
  19. 前記ペプチドがPMIタンパク質を選択的に検出又は定量化し、且つ、ENAAGIPMDAAER(配列番号87)、ALAILK(配列番号88)、SALDSQQGEPWQTIR(配列番号89)、GSQQLQLKPGESAFIAANESPVTVK(配列番号90)、FEAKPANQLLTQPVK(配列番号91)、STLLGEAVAK(配列番号92)、LINSVQNYAWGSK(配列番号93)、HNSEIGFAK(配列番号94)、VLCAAQPLSIQVHPNK(配列番号95)、TALTELYGMENPSSQPMAELWMGAHPK(配列番号96)、LSELFASLLNMQGEEK(配列番号97)及びQGAELDFPIPVDDFAFSLHDLSDK(配列番号98)からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む、請求項1に記載のサロゲートペプチド。
  20. 前記ペプチドが、PMDAAER(配列番号232)、GIPMDAAER(配列番号233)、AILK(配列番号234)、LK、PWQTIR(配列番号235)、GEPWQTIR(配列番号236)、ANESPVTVK(配列番号237)、PVTVK(配列番号238)、LTQPVK(配列番号239)、PVK、GEAVAK(配列番号240)、LGEAVAK(配列番号241)、QNYAWGSK(配列番号242)、NYAWGSK(配列番号243)、NSEIGFAK(配列番号244)、HN、VLCAAQ(配列番号245)、PNK、WMGAHPK(配列番号246)、TALTE(配列番号247)、NMQGEEK(配列番号248)LNMQGEEK(配列番号249)、SLHDLSDK(配列番号250)、及びHDLSDK(配列番号251)からなる群から選択されるアミノ酸配列を有する遷移イオンを生成する、請求項19に記載のサロゲートペプチド。
  21. 前記ペプチドがアミノ酸配列SALDSQQGEPWQTIR(配列番号89)を含み、且つ、アミノ酸配列PWQTIR(配列番号235)又はGEPWQTIR(配列番号236)からなる遷移イオンを生成する、請求項19に記載のサロゲートペプチド。
  22. 前記Cry1Abタンパク質が配列番号259のアミノ酸配列を含む、請求項4に記載のサロゲートペプチド。
  23. 前記Cry1Abタンパク質がイベントBt11からのものである、請求項22に記載のサロゲートペプチド。
  24. 前記eCry3.1Abタンパク質が配列番号260のアミノ酸配列を含む、請求項7に記載のサロゲートペプチド。
  25. 前記eCry3.1Abタンパク質がイベント5307からのものである、請求項24に記載のサロゲートペプチド。
  26. 前記mCry3Aタンパク質が配列番号261のアミノ酸配列を含む、請求項10に記載のサロゲートペプチド。
  27. 前記mCry3Aタンパク質がイベントMIR604からのものである、請求項26に記載のサロゲートペプチド。
  28. 前記Vip3Aタンパク質が配列番号262のアミノ酸配列を含む、請求項12に記載のサロゲートペプチド。
  29. 前記Vip3Aタンパク質がイベントMIR162からのものである、請求項28に記載のサロゲートペプチド。
  30. 前記dmEPSPSタンパク質が配列番号263のアミノ酸配列を含む、請求項14に記載のサロゲートペプチド。
  31. 前記dmEPSPSタンパク質がイベントGA21からのものである、請求項30に記載のサロゲートペプチド。
  32. 前記PATタンパク質が配列番号264のアミノ酸配列を含む、請求項16に記載のサロゲートペプチド。
  33. 前記PATタンパク質がイベントBt11、59122、TC1507、DP4114又はT25からのものである、請求項32に記載のサロゲートペプチド。
  34. 前記PMIタンパク質が配列番号265又は配列番号266のアミノ酸配列を含む、請求項19に記載のサロゲートペプチド。
  35. 前記PMIタンパク質がイベントMIR162、イベントMIR604、イベント5307又はイベント3272からのものである、請求項34に記載のサロゲートペプチド。
  36. 前記トランスジェニックタンパク質の混合物が、Cry1Abタンパク質、eCry3.1Abタンパク質、mCry3Aタンパク質、Vip3Aタンパク質、dmEPSPSタンパク質、PATタンパク質及びPMIタンパク質からなる群から選択される少なくとも2つのトランスジェニックタンパク質を含む、請求項1〜35のいずれか一項に記載のサロゲートペプチド。
  37. 前記トランスジェニックタンパク質の混合物が、Cry1Abタンパク質、eCry3.1Abタンパク質、mCry3Aタンパク質、Vip3Aタンパク質、dmEPSPSタンパク質、PATタンパク質及びPMIタンパク質を含む、請求項36に記載の標識サロゲートペプチド。
  38. 前記トランスジェニックタンパク質の混合物がさらに、Cry1A.105タンパク質(配列番号267)、Cry2Abタンパク質(配列番号268)、Cry1Fタンパク質(配列番号269)、Cry34タンパク質(配列番号270)及びCry35タンパク質(配列番号271)からなる群から選択される少なくとも1つのトランスジェニックタンパク質を含む、請求項37に記載の標識サロゲートペプチド。
  39. 前記トランスジェニック植物が、コーン、大豆、綿、米、小麦、キャノーラ及びナスからなる群から選択される、請求項1に記載のサロゲートペプチド。
  40. 前記トランスジェニックコーン植物が、イベントBt11、イベント5307、イベントMIR604及びイベントGA21からなる群から選択されるトランスジェニックコーンイベントを含む、請求項39に記載のサロゲートペプチド。
  41. 前記トランスジェニックコーン植物が、イベントBt11、イベント5307、MIR604及びイベントGA21を含む、請求項40に記載のサロゲートペプチド。
  42. 前記トランスジェニックコーン植物がさらに、イベント3272、イベントMON89034、イベントDP4114、イベント1577又はイベント59122を含む、請求項41に記載のサロゲートペプチド。
  43. 前記生体サンプルが、葉組織、種子、子実、花粉、又は根組織からのものである、請求項1に記載のサロゲートペプチド。
  44. 前記生体サンプルが、イベントBt11からのCry1Abタンパク質、イベント5307からのeCry3.1Abタンパク質、イベントMIR604からのmCry3Aタンパク質、イベントGA21からのEPSPSタンパク質、Bt11、59122、DP4114、TC1507若しくはT25からのPATタンパク質、又はイベントMIR162、イベントMIR604、イベント5307若しくはイベント3272からのPMIタンパク質を含む、請求項43に記載のサロゲートペプチド。
  45. 前記生体サンプルがさらに、イベントMON89034からのCry1A.105タンパク質、イベント1507からのCry1Fタンパク質又はイベント59122からのCry34及びCry35タンパク質を含む、請求項44に記載のサロゲートペプチド。
  46. 請求項1に記載の少なくとも2つの標識サロゲートペプチドを含むアッセイカセット。
  47. 標的トランスジェニックタンパク質及び非トランスジェニックタンパク質の混合物を含むトランスジェニック植物からの複合生体サンプル中の1つ又は複数の標的トランスジェニックタンパク質を同時に検出又は定量化する方法であって、
    a.トランスジェニック植物から生体サンプルを得るステップと、
    b.前記生体サンプルからタンパク質を抽出し、タンパク質の混合物を含む抽出物をもたらすステップと、
    c.前記ステップbの抽出物中の非トランスジェニック不溶性タンパク質の量を低減し、濃縮可溶性タンパク質の抽出物をもたらすステップと、
    d.前記ステップcの抽出物中の前記可溶性タンパク質を消化して、ペプチド断片を含む抽出物をもたらすステップであって、前記ペプチド断片が、各標的トランスジェニックタンパク質に特異的な少なくとも1つのサロゲートペプチドを含む、ステップと、
    e.前記ステップdの抽出物中の前記ペプチド断片を濃縮するステップと、
    f.請求項1に記載の1つ又は複数の標識サロゲートペプチドを添加するステップであって、各標識サロゲートペプチドが、前記標的トランスジェニックタンパク質の各サロゲートペプチドと同じアミノ酸配列を有し、添加される標識サロゲートペプチドの数が、前記混合物中の標的トランスジェニックタンパク質の数に等しい、ステップと、
    g.前記混合物中の非サロゲートペプチドの量を低減することによって、前記サロゲートペプチド及び前記標識サロゲートペプチドを濃縮するステップと、
    h.前記ステップgからのペプチド断片混合物を液体クロマトグラフィにより分離するステップと、
    i.前記ステップhから得られたペプチド断片混合物を質量分析により分析するステップであって、標識サロゲートペプチドの遷移イオン断片の検出が、前記サロゲートペプチドが由来する標的トランスジェニックタンパク質の存在を示す、ステップと、任意選択的に、
    j.前記ステップiの遷移イオン断片から発生された質量分析シグナルと、標識サロゲートペプチドの遷移イオンにより発生された質量分析シグナルとを比較することによって、前記生体サンプル中の標的トランスジェニックタンパク質の量を計算するステップと
    を含む方法。
  48. 前記標的トランスジェニックタンパク質が、Cry1Abタンパク質、eCry3.1Abタンパク質、mCry3Aタンパク質、Vip3タンパク質、二重突然変異体5−エノールピルビルシキミ酸−3−リン酸シンターゼ(dmEPSPS)タンパク質、ホスフィノトリシンアセチルトランスフェラーゼ(PAT)タンパク質又はホスホマンノースイソメラーゼ(PMI)タンパク質である、請求項47に記載の方法。
  49. 前記標的トランスジェニックタンパク質がCry1Abであり、前記標識サロゲートペプチドがアミノ酸配列SAEFNNIIPSSQITQIPLTK(配列番号21)を含み、且つ、アミノ酸配列PLTK(配列番号132)又はSAEFNNII(配列番号133)からなる遷移イオンを生成する、請求項48に記載の方法。
  50. 前記Cry1Ab標的タンパク質が、アミノ酸配列PLTK(配列番号132)からなる遷移イオン断片から発生される質量分析シグナルを比較することによって前記生体サンプル中で定量化される、請求項49に記載の方法。
  51. 前記標的トランスジェニックタンパク質がeCry3.1Abタンパク質であり、前記標識サロゲートペプチドがアミノ酸配列TDVTDYHIDQV(配列番号27)を含み、且つ、アミノ酸配列TDYHIDQV(配列番号142)又はDYHIDQV(配列番号143)からなる遷移イオンを生成する、請求項47に記載の方法。
  52. 前記eCry3.1Abトランスジェニックタンパク質が、アミノ酸配列からなる遷移イオン断片から発生される質量分析シグナルを比較することによって前記生体サンプル中で定量化される、請求項51に記載の方法。
  53. 前記標識サロゲートペプチドがアミノ酸配列DGGISQFIGDK(配列番号36)を含み、且つ、アミノ酸配列SQFIGDK(配列番号156)又はGDKからなる遷移イオンを生成する、請求項38に記載の方法。
  54. 前記標識サロゲートペプチドがアミノ酸配列LGLGSTLYTHLLK(配列番号79)を含み、且つ、アミノ酸配列YTHLLK(配列番号220)又はTHLLK(配列番号221)からなる遷移イオンを生成する、請求項38に記載の方法。
  55. 前記標識サロゲートペプチドがアミノ酸配列SALDSQQGEPWQTIR(配列番号89)を含み、且つ、アミノ酸配列PWQTIR(配列番号235)又はGEPWQTIR(配列番号236)からなる遷移イオンを生成する、請求項38に記載の方法。
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