JP2721323B2 - Immobilization reagent for screening protein crystallization conditions - Google Patents

Immobilization reagent for screening protein crystallization conditions

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JP2721323B2
JP2721323B2 JP25090495A JP25090495A JP2721323B2 JP 2721323 B2 JP2721323 B2 JP 2721323B2 JP 25090495 A JP25090495 A JP 25090495A JP 25090495 A JP25090495 A JP 25090495A JP 2721323 B2 JP2721323 B2 JP 2721323B2
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耿右 森川
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は蛋白質含有試料から
所望の蛋白質を結晶化するための条件をスクリーニング
し、策定するための固定化試薬に関する。
[0001] The present invention relates to an immobilization reagent for screening and determining conditions for crystallizing a desired protein from a protein-containing sample.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】様々な
生体機能を持つ蛋白質について、その純粋な蛋白質結晶
を得ることは構造解析を行う上で、生化学、蛋白工学の
分野において強く要求されている。即ち、酵素、ホルモ
ン、抗体などの有用な蛋白質が遺伝子組換え法により大
量生産され、また、天然の蛋白質を人為的に修飾した新
規蛋白質が創製される中、蛋白質の構造の解明は、特定
の蛋白質が発現する機能と構造との関連性や作用メカニ
ズムの探求に不可欠である。又、その情報を基に、さら
に合目的機能を持つ蛋白質のデザインが可能となり、化
学工業、医薬品工業、食品、素材産業の発達に大いに寄
与することが期待される。
2. Description of the Related Art Obtaining pure protein crystals of proteins having various biological functions is strongly required in the fields of biochemistry and protein engineering for structural analysis. I have. That is, while useful proteins such as enzymes, hormones, and antibodies are mass-produced by genetic recombination, and new proteins are created by artificially modifying natural proteins, elucidation of protein structures has become a particular issue. It is indispensable for exploring the relationship between the function and structure expressed by proteins and the mechanism of action. Further, based on the information, it becomes possible to design a protein having a further purpose function, and it is expected to greatly contribute to the development of the chemical industry, the pharmaceutical industry, the food and the material industry.

【0003】従来から幾多の蛋白質結晶化法が報告され
てきたが、代表的な例として、以下の1)〜4)に示され
る方法を挙げることができる。 1) 沈殿剤を直接、蛋白質溶液に適当な濃度まで加え
て結晶化させるバッチ法。 2) 透析膜あるいは透析チューブを使用し、内外液の
塩濃度(沈殿試薬)の濃度平衡により析出させる透析
法。 3) 蛋白質試料溶液と塩溶液の比重の差により二相を
形成し、その界面で拡散を利用する液相界面拡散法。 4) 蛋白質溶液をスポットプレート上に添加し、別の
容器の沈殿剤とともに透明な箱に封入し、両溶液の平衡
により析出させる(拡散蒸気法)か、カバーガラス上に
蛋白質試料溶液を添加し、カバーガラスをひっくり返し
液滴をガラス板から垂れ下げ、シリコングリースなどで
沈殿剤溶液を入れた容器を密封せしめ両溶液の平衡によ
り析出させる(ハンギングドロップ法)気液相間拡散
法。
[0003] Many protein crystallization methods have hitherto been reported, and typical examples include the following methods 1) to 4). 1) A batch method in which a precipitant is directly added to a protein solution to an appropriate concentration and crystallized. 2) A dialysis method in which a dialysis membrane or a dialysis tube is used, and precipitation is performed by equilibrating the salt concentration (precipitation reagent) of the inner and outer liquids. 3) A liquid phase interface diffusion method in which two phases are formed by a difference in specific gravity between a protein sample solution and a salt solution, and diffusion is used at the interface. 4) Add the protein solution onto the spot plate and enclose it in a transparent box together with the precipitant in another container and precipitate by equilibration of both solutions (diffusion vapor method), or add the protein sample solution onto a cover glass. The cover glass is turned upside down, the droplets hang down from the glass plate, the container containing the precipitant solution is sealed with silicon grease or the like, and the solution is precipitated by equilibration of both solutions (hanging drop method).

【0004】これらの方法をも含めて既存の方法は、非
常に煩雑な操作を必要とし、非効率的である。例えば、
1)は試験管内の蛋白質に、例えば、硫酸アンモニウム
を加えるが添加の許容量は小さく、高濃度の試料を大量
に必要とする。また、有色の高濃度蛋白質の場合、最終
点の見極めが困難であり、非晶質体が沈降してしまうな
ど再現性に乏しく、結晶化条件の設定に長い時間を要す
る。2)〜4)は操作が煩雑で熟練を要する。また、予め
結晶体を生じる沈殿試薬の濃度を知っておく必要があ
る。従って、試料を有効に用いて、効率良く蛋白質を結
晶化する手段の開発が強く望まれている。上記の課題
は、試料中の目的蛋白質に適した結晶化法を少量の試料
を用いてスクーニングした後、策定した方法で蛋白質を
結晶化することにより解決されると考えられるが、既述
のごとく、従来の方法は繁雑な操作を必要としてスクー
ニングには不適であり、課題の解決手段とはなり得なか
った。
[0004] Existing methods, including these methods, require very complicated operations and are inefficient. For example,
In 1), for example, ammonium sulfate is added to a protein in a test tube, but the allowable amount of addition is small, and a large amount of a high-concentration sample is required. Further, in the case of colored high-concentration proteins, it is difficult to determine the final point, the reproducibility is poor such as the precipitation of the amorphous substance, and it takes a long time to set the crystallization conditions. Operations 2) to 4) are complicated and require skill. In addition, it is necessary to know in advance the concentration of the precipitation reagent that produces a crystal. Therefore, there is a strong demand for the development of means for efficiently crystallizing proteins by effectively using samples. It is considered that the above-mentioned problems can be solved by screening a crystallization method suitable for the target protein in the sample using a small amount of the sample, and then crystallizing the protein by the established method. However, the conventional method requires complicated operations and is not suitable for screening, and cannot be a means for solving the problem.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するものであって、固体支持体に複数の種類の蛋白質
沈殿剤を識別可能に固定化してなる蛋白質結晶化条件ス
クリーニング用の固定化試薬を提供するものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and comprises a plurality of types of protein precipitants immobilized on a solid support in a distinguishable manner for screening protein crystallization conditions. A chemical reagent.

【0006】本発明に用いる固体支持体は、光透過性を
有し、沈殿剤を塗布して固定化できる素材であれば特に
限定されず、そのような支持体として、例えばガラス、
石英やポリプロピレン、アクリルなどの合成樹脂を挙げ
ることができる。固定化される蛋白質沈殿剤も、選択し
た支持体上に塗布、乾燥した後、蛋白質含有試薬と接触
させて、析出した蛋白質を適当な方法で検出することが
できることを条件として、当該技術分野で用いられてい
る任意の沈殿剤であってよい。そのような沈殿剤として
は分子量200〜4,000,000程度のポリエチレン
グリコール(PEG)、硫酸アンモニウム、1価の塩、
2価の塩、有機溶剤等を挙げることができる。本発明に
は、分子量の異なる複数のPEGを用いることが好まし
い。
[0006] The solid support used in the present invention is not particularly limited as long as it has a light-transmitting property and can be fixed by applying a precipitant.
Synthetic resins such as quartz, polypropylene, and acrylic can be used. The protein precipitating agent to be immobilized is also applied to the selected support, dried, and then brought into contact with a protein-containing reagent, provided that the precipitated protein can be detected by an appropriate method, provided that it can be used in the art. It may be any precipitant used. As such a precipitant, polyethylene glycol (PEG) having a molecular weight of about 200 to 4,000,000, ammonium sulfate, a monovalent salt,
Examples thereof include divalent salts and organic solvents. In the present invention, it is preferable to use a plurality of PEGs having different molecular weights.

【0007】本明細書中、「識別可能に固定化する」と
いう語句は、何らかの手段で沈殿剤を相互に識別可能な
よう固定化することを意味する。異なる沈殿剤を用いる
場合、その位置が識別可能であればよく、PEGを単独
使用する場合は、分子量の異なるPEGを多段的に塗布
することが好ましい。これらのPEGは連続して塗布す
ることができる。「多段的に固定化する」とは、分子量
の大きさに応じて段階的に固定化することを意味する。
本発明の固定化試料は、支持体に固定化した沈殿剤を、
最小限の量の蛋白質含有試料溶液と接触させ、蛋白質が
析出するに十分な期間、密閉状態で保持することによ
り、機能を発揮するものである。従って、該固定化試料
の形態は、それ自身が密閉可能であるか、密閉可能な容
器内に保持されうることを条件として、任意である。前
者の例として、スティック、プレート、小さなボトル等
を、後者の例として、凹部又は中空部を有する支持体を
挙げることができる。
[0007] As used herein, the phrase "immobilize identifiably" means that the precipitants are immobilized so that they can be distinguished from each other. When different precipitants are used, their positions need only be identifiable. When PEG is used alone, it is preferable to apply PEGs having different molecular weights in multiple stages. These PEGs can be applied sequentially. “Immobilized in multiple stages” means immobilizing stepwise according to the molecular weight.
The immobilized sample of the present invention comprises a precipitant immobilized on a support,
It functions by contacting it with a minimum amount of a protein-containing sample solution and keeping it in a sealed state for a period sufficient for protein precipitation. Thus, the form of the immobilized sample is arbitrary, provided that it is itself sealable or can be held in a sealable container. Examples of the former include sticks, plates, small bottles, and the like, and examples of the latter include a support having a concave portion or a hollow portion.

【0008】しかしながら、固体支持体に設けた凹部又
は中空部の内壁に沈殿剤を固定化したものは、実際の使
用に際してより好都合であり、中空部を有する支持体の
例として、内径0.1〜5mmの細管、好ましくは内径0.
3〜2mm、より好ましくは内径約0.5mmのキャピラリ
ーを挙げることができる。一方、凹部を有する支持体の
例として、上記細管の内径に相当する幅と深さの溝を有
するプレートを挙げることができる。そのような溝の大
きさは、通常、幅が0.1〜5mm、好ましくは0.3〜2
mm、より好ましくは約0.5mmで深さ0.1〜5mm、好ま
しくは0.3〜2mm、より好ましくは約0.5mmであろ
う。他の例として、複数のウエルを有するプレートを挙
げることができる。ウエルの大きさは、通常、直径が
0.1〜20mm、好ましくは0.3〜10mm、より好まし
くは約3mmで深さ0.1〜10mm、好ましくは0.3〜2
mm、より好ましくは約1mmであろう。
However, a solid support in which a precipitant is immobilized on the inner wall of a concave portion or a hollow portion is more convenient for practical use, and an example of a support having a hollow portion has an inner diameter of 0.1. 55 mm thin tube, preferably with an inner diameter of 0.
A capillary having an inner diameter of 3 to 2 mm, more preferably about 0.5 mm can be used. On the other hand, as an example of a support having a concave portion, a plate having a groove having a width and a depth corresponding to the inner diameter of the thin tube can be given. The size of such grooves is usually between 0.1 and 5 mm, preferably between 0.3 and 2 mm.
mm, more preferably about 0.5 mm and a depth of 0.1 to 5 mm, preferably 0.3 to 2 mm, more preferably about 0.5 mm. Another example is a plate having a plurality of wells. The size of the well is usually 0.1 to 20 mm in diameter, preferably 0.3 to 10 mm, more preferably about 3 mm, and 0.1 to 10 mm in depth, preferably 0.3 to 2 mm.
mm, more preferably about 1 mm.

【0009】細管や細溝の容積、及びウエルの数及び容
積は、塗布する沈殿剤の数と量によって異なるが、通
常、適当な沈殿剤溶液をそれぞれ1〜50μl、好まし
くは、1〜10μl、より好ましくは約2μlを、塗布す
ることができる容積とする。これら固体支持体に沈殿剤
を固定化する簡単な方法は、支持体の表面に適当な間隔
で、識別可能なように沈殿剤を塗布し、乾燥することか
らなる。PEG単独使用の場合、分子量の大きさに従っ
て多段的かつ連続的に、帯状に塗布するのが好都合であ
る。支持体の中空部や凹部に塗布する場合、中空部や凹
部に必要な容積は、用いる沈殿剤の数と量に応じて随時
決定される。しかしながら、中空部を有する支持体の場
合、上記の内径の範囲であって、容積が1〜250μl
の細管、好ましくは5〜50μl、より好ましくは5〜
20μlのキャピラリーが適する。細溝を有するプレー
トの場合、溝の大きさは上記細管の容積に準じた容積と
なるよう設定する。ウエルの場合は、それぞれ、内容積
1〜250μl、好ましくは、10〜50μl、より好ま
しくは30〜50μl程度とする。従って、細管及び細
溝の長さは通常1〜15cmの範囲である。
[0009] The volume of the capillaries and grooves and the number and volume of the wells vary depending on the number and volume of the precipitant to be applied, but usually, an appropriate precipitant solution is 1 to 50 µl, preferably 1 to 10 µl, respectively. More preferably, about 2 μl is the volume that can be applied. A simple method of immobilizing the precipitant on these solid supports consists of applying the recognizable precipitant to the surface of the support at appropriate intervals and drying. In the case of using PEG alone, it is convenient to apply it in a band form in a multi-stage and continuous manner according to the molecular weight. When applying to the hollow portion or the concave portion of the support, the volume required for the hollow portion or the concave portion is determined as needed according to the number and amount of the precipitant used. However, in the case of a support having a hollow portion, the volume is in the range of the above inner diameter and the volume is 1 to 250 μl.
Capillary, preferably 5 to 50 μl, more preferably 5 to 50 μl
20 μl capillaries are suitable. In the case of a plate having a narrow groove, the size of the groove is set so as to be a volume corresponding to the volume of the above-mentioned thin tube. In the case of wells, the inner volume is about 1 to 250 μl, preferably about 10 to 50 μl, and more preferably about 30 to 50 μl. Therefore, the length of the narrow tube and the narrow groove is usually in the range of 1 to 15 cm.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好ましい実施態
様を、周知の有機沈殿剤であるPEGを用いて詳しく説
明するが、これらは本発明を制限するものではない。即
ち、本発明の固定化試薬は、蛋白質沈殿剤を固体支持体
上に識別可能に塗布することにより、少ない試料で効率
良く蛋白質の結晶化条件をスクリーニングする手段を提
供するものであり、沈殿剤はPEGに限定されるもので
ない。同様に、本発明は、特定の固体支持体に限定され
るものでなく、結晶化の向上や顕微鏡下での結晶の観察
をより容易にするために、細管や細溝のサイズを含め
て、支持体の形状に工夫を加えたり、透過性の異なる支
持体を任意に選択することができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail using PEG which is a well-known organic precipitant, but these do not limit the present invention. That is, the immobilization reagent of the present invention provides a means for efficiently screening protein crystallization conditions with a small number of samples by coating a protein precipitant on a solid support in a distinguishable manner. Is not limited to PEG. Similarly, the present invention is not limited to a particular solid support, but to improve the crystallization and to facilitate the observation of the crystals under a microscope, including the size of the capillaries and grooves, The shape of the support can be modified, and supports having different permeability can be arbitrarily selected.

【0011】PEGは平均分子量分画の製品として油状
のPEG200(分子量200)からロウ状のPEG4
000K(分子量4,000,000)が入手可能である
が、本発明の固定化試薬には、PEG1,000〜70,
000、好ましくはPEG1000、PEG4000、
PEG6000、PEG8000、PEG10000、
PEG20000などのポリエチレングリコールが利用
できる。
PEG is a product of average molecular weight fraction from oily PEG 200 (molecular weight 200) to waxy PEG 4
000K (molecular weight 4,000,000) is available, but the immobilization reagent of the present invention includes PEG 1,000-70,000.
000, preferably PEG1000, PEG4000,
PEG6000, PEG8000, PEG10000,
Polyethylene glycol such as PEG 20000 can be used.

【0012】一般に、沈殿剤として用いるPEGは数%
〜数10%濃度で蛋白質の結晶化が可能であり、実際の
結晶化は低イオン強度の、例えば25mMリン酸カリウ
ム緩衝液下で行われる。PEGはクロロホルムやアセト
ンなどの有機溶媒に溶け、低分子量のPEGの場合、水
にも溶解する。支持体の表面に、一定の長さのセグメン
トのPEG層を多段的に形成せしめるには、溶解度やP
EG溶液の揮散、粘度等を考慮して、他のセグメントへ
の流出を防ぐために適当な溶媒を選択する必要がある。
そのような溶媒として、水、クロロホルム、アセトン、
トルエンが挙げられるが、クロロホルムが好ましい。沈
殿剤溶液の濃度は、5〜20%、好ましくは7〜15
%、より好ましくは10%である。10%クロロホルム
溶液が最も好ましい。なお、各セグメントへの各PEG
の塗布量は一定の重量になるよう調製する。調製した溶
液を支持体の表面(細管、細溝、ウエル等の内壁を含
む)に、一定長さのセグメントで、例えば分子量の小さ
い方から順に、均一に塗布すれば本発明の固定化試薬が
得られる。
Generally, PEG used as a precipitant is several percent.
Crystallization of the protein is possible at concentrations of up to several tens of percent, and the actual crystallization is carried out under a low ionic strength, for example, 25 mM potassium phosphate buffer. PEG is soluble in organic solvents such as chloroform and acetone, and in the case of low molecular weight PEG, it is also soluble in water. In order to form a PEG layer of a segment of a certain length in multiple steps on the surface of the support, the solubility or P
In consideration of the volatilization and viscosity of the EG solution, it is necessary to select an appropriate solvent in order to prevent outflow to other segments.
Such solvents include water, chloroform, acetone,
Toluene is mentioned, but chloroform is preferred. The concentration of the precipitant solution is 5 to 20%, preferably 7 to 15%.
%, More preferably 10%. A 10% chloroform solution is most preferred. In addition, each PEG to each segment
Is adjusted to have a constant weight. The immobilized reagent of the present invention can be uniformly applied to the surface of the support (including the inner wall of a thin tube, a narrow groove, a well, etc.) in a fixed length segment, for example, in ascending order of molecular weight. can get.

【0013】支持体への固定化の方法は、特に限定され
ず、ハケやスプレー方式で塗布することもできるが、細
管等の内壁の場合には、シリンジなどを用い、例えば、
0.5cm〜3cm、好ましくは約1cmの長さのセグメント
ごとにPEGの10%クロロホルム溶液約2μlを塗布
し、窒素ガスなどで乾燥する。この操作を、分子量の大
きさを基準にし、例えば、小さい分子量のPEG溶液か
ら順次、繰り返す。また、プレートの平坦な表面又はプ
レートに設けた溝への固定化の場合、耐水又は耐有機溶
媒性のシールなどで、特定のPEGを塗布すべき当該セ
グメント以外を覆ってから、該PEGの溶液を順次、塗
布し、乾燥すればよい。さらに、ウエルに塗布する場合
は、各ウエルに、順次、目的のPEG溶液を塗布する。
本発明の製造にあたって、固体支持体にPEGを識別可
能に添付されている限り、塗布の方法は任意であるが、
通常、帯状に連続的に各セグメントに塗布することが好
ましい。
[0013] The method of immobilization on the support is not particularly limited, and application by a brush or a spray method is possible. In the case of an inner wall of a thin tube or the like, a syringe or the like is used.
About 2 μl of a 10% chloroform solution of PEG is applied to each 0.5 cm to 3 cm, preferably about 1 cm long segment, and dried with nitrogen gas or the like. This operation is repeated based on the magnitude of the molecular weight, for example, sequentially from a PEG solution having a smaller molecular weight. In the case of immobilization on a flat surface of a plate or a groove provided in the plate, a solution other than the segment to be coated with a specific PEG is covered with a waterproof or organic solvent-resistant seal or the like, and then a solution of the PEG is applied. May be sequentially applied and dried. Furthermore, when applying to a well, the target PEG solution is applied to each well in order.
In the production of the present invention, as long as PEG is identifiably attached to the solid support, the method of application is optional,
Usually, it is preferable to apply to each segment continuously in a strip shape.

【0014】試料中の蛋白質の結晶化条件をスクリーニ
ングするためには、該試料の一部を本発明の固定化試薬
に接触させ、沈殿剤との間の平衡化によって所用の結晶
を析出させ、例えば顕微鏡で観察すればよい。固定化試
薬に試料を接触させるには、試料溶液を滴下したり、試
料溶液中に浸漬することができるが、細管や細溝の場合
には、シリンジなどで手動もしくは機械的に充満させる
か、毛細管現象を利用して展開させる。
In order to screen the crystallization conditions of the protein in the sample, a part of the sample is brought into contact with the immobilization reagent of the present invention, and the required crystals are precipitated by equilibration with a precipitant. For example, it may be observed with a microscope. To bring the sample into contact with the immobilized reagent, the sample solution can be dropped or immersed in the sample solution.In the case of a thin tube or narrow groove, however, the sample can be filled manually or mechanically with a syringe or the like. It is developed using capillary action.

【0015】次いで、試料溶液と固定化試薬との接触面
を適当な方法で密閉する。例えば、カバーグラス、パラ
フィン、ワックス、真空コンパウンド等で密封するか、
密閉容器に入れ、温度4−45℃、通常、室温で結晶化
に十分な期間静置する。それぞれのセグメントの結晶
を、例えば偏光顕微鏡で観察し、X線解析等の構造解析
に適した結晶が検出されたセグメントを調べる。X線解
析に不充分な結晶の場合には、更にそのセグメントにお
ける条件を用い、元の試料から蛋白質結晶を、ハンギン
グドロップ法、ドロップ法(透析法、ボタン法)、シッ
ティングドロップ法、バッチ法等の常法により析出させ
る。
Next, the contact surface between the sample solution and the immobilized reagent is sealed by an appropriate method. For example, sealing with cover glass, paraffin, wax, vacuum compound, etc.,
Place in a closed container and allow to stand at a temperature of 4-45 ° C., usually at room temperature, for a period sufficient for crystallization. The crystals of each segment are observed with, for example, a polarizing microscope, and the segments where crystals suitable for structural analysis such as X-ray analysis are detected are examined. If the crystal is insufficient for X-ray analysis, further use the conditions in the segment to extract protein crystals from the original sample, using the hanging drop method, drop method (dialysis method, button method), sitting drop method, batch method, etc. By a conventional method.

【0016】本発明の固定化試薬は、複数の種類の蛋白
質沈殿剤を識別可能に固定化されているので、ワンステ
ップで試料中の蛋白質に適した結晶化条件を策定するこ
とができる。固体支持体が光透過性のガラス、石英又は
合成樹脂細管であるので、結晶を偏光顕微鏡等で容易に
検出できる。又、細管や細溝に沈殿剤を固定した固定化
試薬の場合には、微量の試料を用い、極微量の蛋白質の
結晶化条件をスクリーニングすることができる。分子量
の異なるPEGが多段的に連続に塗布された固定化試薬
の場合には、他の沈殿剤に比較して蛋白質の変性がおこ
りにくく、蛋白質側に影響を与えにくいと考えられるこ
とから、溶液の実効濃度を上げるのに非常に適してい
る。
Since the immobilizing reagent of the present invention has a plurality of types of protein precipitants immobilized thereon in a distinguishable manner, crystallization conditions suitable for the protein in the sample can be determined in one step. Since the solid support is a light-transmissive glass, quartz or synthetic resin thin tube, crystals can be easily detected by a polarizing microscope or the like. In the case of an immobilizing reagent in which a precipitant is immobilized on a thin tube or a narrow groove, a small amount of a sample can be used to screen for a crystallization condition of a very small amount of protein. In the case of an immobilization reagent in which PEGs having different molecular weights are successively applied in a multi-step manner, it is considered that the protein is less likely to be denatured than other precipitants and is less likely to affect the protein side. Very suitable for increasing the effective concentration of

【0017】[0017]

【実施例】以下に記載する実施例によって本発明をさら
に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定
されるものではない。実施例1 PEG1000、PEG2000、PEG4000、P
EG10000及びPEG20000の10%クロロホ
ルム溶液を各々調製した。支持体は内径0.9mm長さ1
0cmのキャピラリーガラス管を用いた。シリンジを用
い、一方の端から小さい分子量のポリエチレングリコー
ル、すなわちPEG1000から順に約1.75cmのセ
グメントに、各々2.5μlを塗布し、窒素気流下で約1
2時間乾燥を行い固定化試薬とした。図1は本実施例で
製造した固定化試薬であって、ガラス管1の内壁にPE
G1000、PEG2000、PEG4000、PEG
10000及びPEG20000が、順次、帯状に固定
化されている。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples. Example 1 PEG1000, PEG2000, PEG4000, P
10% chloroform solutions of EG10000 and PEG20000 were respectively prepared. The support has an inner diameter of 0.9mm and a length of 1.
A 0 cm capillary glass tube was used. Using a syringe, apply 2.5 μl each to a segment of about 1.75 cm from polyethylene glycol of low molecular weight, that is, PEG 1000, from one end.
After drying for 2 hours, an immobilized reagent was obtained. FIG. 1 shows an immobilization reagent manufactured in the present embodiment.
G1000, PEG2000, PEG4000, PEG
10000 and PEG20000 are immobilized in a strip shape in order.

【0018】実施例2 PEG1000、PEG4000、PEG6000、P
EG20000の10%クロロホルム溶液を調製し、幅
0.7〜0.8mm長さ4cmの細溝を有するガラス板の、1
本の細溝に、約1cmのセグメントごとに、小さい分子量
から順にシリンジで各々10μlを塗布し、約2時間自
然乾燥させて固定化試薬とした。他の細溝にも、同様に
分子量の異なるPEGを固定化する。図2はガラス板1
の1本の細溝にPEGを固定化した状態の固定化試薬を
示す。
Example 2 PEG1000, PEG4000, PEG6000, P
A 10% chloroform solution of EG20000 was prepared, and a glass plate having a narrow groove of 0.7 to 0.8 mm in width and 4 cm in length was prepared.
10 μl of each of the approximately 1 cm segments was applied to each of the narrow grooves with a syringe in ascending order of molecular weight, and air-dried for about 2 hours to obtain an immobilized reagent. PEGs having different molecular weights are similarly immobilized on other narrow grooves. FIG. 2 shows a glass plate 1
2 shows an immobilization reagent in a state where PEG is immobilized on one narrow groove.

【0019】実施例で調製した固定化試薬を用いて、試
料中の蛋白質の結晶化条件をスクリーニングした。実験例1 DNA/RNAハイブリッドを特異的に認識しそのRN
A鎖だけを切断、分解する酵素であるRNase H1の結
晶化条件を検討した。RNase H1(3.0mg/ml,pH
8.2)の蛋白溶液の一部を、20μlシリンジを用い
て、実施例1で得た固定化試薬に充填し、両端をワック
スで封印後、2日間静置した。偏光顕微鏡下で観察した
結果、各々の異なるPEGのセグメントに結晶が認めら
れたが、X線構造解析に最も適したRNase H1の柱状
結晶はPEG10000を塗布したセグメントに認めら
れた(図3、4及び5参照)。図3、4及び5は、キャ
ピラリー中の、各分子量のPEGを塗布したセグメント
における結晶化の状態を示す顕微鏡写真である。図の下
方の数字はPEGの分子量を表す。また、矢印は、最良
の結晶が析出したセグメントを表す。次いで、上記の結
果を踏まえて、PEG10000を沈殿剤として用い、
試料溶液からハンギングドロップ法で、0.5×0.5×
0.6mm程度の大きさのRNase H1の結晶を得た。
Using the immobilization reagent prepared in the examples, the crystallization conditions of the protein in the sample were screened. Experimental Example 1 Specific recognition of DNA / RNA hybrid and its RN
The crystallization conditions of RNase H1, an enzyme that cleaves and decomposes only the A chain, were examined. RNase H1 (3.0 mg / ml, pH
A portion of the protein solution of 8.2) was filled into the immobilization reagent obtained in Example 1 using a 20 μl syringe, and both ends were sealed with wax, and allowed to stand for 2 days. As a result of observation under a polarizing microscope, crystals were observed in each of the different PEG segments, but columnar crystals of RNase H1 most suitable for X-ray structural analysis were observed in the segments coated with PEG10000 (FIGS. 3 and 4). And 5). FIGS. 3, 4 and 5 are micrographs showing the state of crystallization in the segments of the capillary to which PEG of each molecular weight has been applied. The numbers at the bottom of the figure represent the molecular weight of PEG. Arrows indicate segments where the best crystals are deposited. Then, based on the above results, using PEG10000 as a precipitant,
0.5 × 0.5 × by the hanging drop method from the sample solution
RNase H1 crystals of about 0.6 mm in size were obtained.

【0020】実験例2 実験例1と同様、実施例2で得た固定化試薬を用い、脂
肪酸β−酸化酵素である、エノイル−CoAヒドラター
ゼ、L−3−ヒドロキシアシル−CoAデヒドロゲナー
ゼ、アセチル−CoAアシルトランスフェラーゼ(HD
T)複合酵素の結晶化を試みた。HDT(2.5mg/ml,
pH5.5)の蛋白溶液50μlを固定化試薬に充填さ
せ、両端をパラフィンで封印後、5日間静置して結晶化
を行った。偏光顕微鏡下で観察した結果、PEG200
00を塗布したセグメントに、適当なHDTの結晶
(0.2×0.2×0.3mm)結晶が認められた。(図6
及び7参照)。図6及び7は、ガラス板の細溝中の、各
分子量のPEGを塗布したセグメントにおける結晶化の
状態を示す顕微鏡写真である。図の下方の数字はPEG
の分子量を表す。また、矢印は、最良の結晶が析出した
セグメントを表す。次いで、上記の結果を踏まえて、P
EG20000を沈殿剤として用い、試料溶液からボタ
ン法(透析法)で0.8×0.8×0.9mm程度の大きさの
HDTの結晶を得た。
Experimental Example 2 In the same manner as in Experimental Example 1, the immobilized reagent obtained in Example 2 was used, and fatty acid β-oxidases such as enoyl-CoA hydratase, L-3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase, and acetyl-CoA were used. Acyltransferase (HD
T) An attempt was made to crystallize the complex enzyme. HDT (2.5 mg / ml,
50 μl of a protein solution (pH 5.5) was filled in the immobilizing reagent, and both ends were sealed with paraffin, and allowed to stand for 5 days for crystallization. Observation under a polarizing microscope showed that PEG200
In the segment coated with No. 00, suitable HDT crystals (0.2 × 0.2 × 0.3 mm) were observed. (FIG. 6
And 7). FIGS. 6 and 7 are photomicrographs showing the state of crystallization in the segments to which PEG of each molecular weight is applied in the narrow grooves of the glass plate. The numbers below the figure are PEG
Represents the molecular weight of Arrows indicate segments where the best crystals are deposited. Then, based on the above results, P
Using EG20000 as a precipitant, HDT crystals having a size of about 0.8 × 0.8 × 0.9 mm were obtained from the sample solution by a button method (dialysis method).

【0021】[0021]

【発明の効果】本発明によれば、ワンステップで効率良
く試料中の蛋白質に適した結晶化条件を策定することが
できる。
According to the present invention, crystallization conditions suitable for proteins in a sample can be efficiently determined in one step.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 ガラス管1の内壁にPEG1000、PEG
2000、PEG4000、PEG10000及びPE
G20000が、順次、帯状に固定化されてなる固定化
試薬の内部を透視して示した斜視図。
FIG. 1 PEG1000, PEG on the inner wall of a glass tube 1
2000, PEG4000, PEG10000 and PE
FIG. 9 is a perspective view showing the inside of an immobilized reagent, in which G20000 is sequentially immobilized in a band shape, as seen through.

【図2】 ガラス板1の1本の細溝にPEG1000、
PEG4000、PEG6000及びPEG20000
を固定化してなる固定化試薬の斜視図。
FIG. 2 shows PEG1000 in one narrow groove of the glass plate 1.
PEG 4000, PEG 6000 and PEG 20,000
FIG. 3 is a perspective view of an immobilized reagent obtained by immobilizing the reagent.

【図3】 図1のキャピラリー中の、分子量1000及
び2000のPEGを塗布したセグメントにおけるRN
ase H1結晶化の状態を示す顕微鏡写真である。図の下
方の数字はPEGの分子量を表す。
FIG. 3 shows RNs in the PEG-coated segments of molecular weights 1000 and 2000 in the capillary of FIG.
It is a microscope picture which shows the state of ase H1 crystallization. The numbers at the bottom of the figure represent the molecular weight of PEG.

【図4】 図1のキャピラリー中の、分子量4000及
び10000のPEGを塗布したセグメントにおけるR
Nase H1結晶化の状態を示す顕微鏡写真である。図の
下方の数字はPEGの分子量を、矢印は最良の結晶が析
出したセグメントを表す。
FIG. 4 shows the R in the segment of the capillary of FIG. 1 coated with PEG having a molecular weight of 4000 and 10,000.
It is a microscope picture which shows the state of Nase H1 crystallization. The numbers at the bottom of the figure indicate the molecular weight of PEG, and the arrows indicate the segments where the best crystals precipitated.

【図5】 図1のキャピラリー中の、分子量10000
−20000及び20000のPEGを塗布したセグメ
ントにおけるRNase H1結晶化の状態を示す顕微鏡写
真である。図の下方の数字はPEGの分子量を表す。
FIG. 5 shows a molecular weight of 10,000 in the capillary of FIG.
It is a microscope picture which shows the state of RNase H1 crystallization in the segment which applied 20,000 and 20,000 PEG. The numbers at the bottom of the figure represent the molecular weight of PEG.

【図6】 図1のガラス板の細溝中の、分子量1000
及び4000のPEGを塗布したセグメントにおける結
晶化の状態を示す顕微鏡写真である。図の下方の数字は
PEGの分子量を表す。
FIG. 6 shows a molecular weight of 1000 in a narrow groove of the glass plate of FIG.
7 is a micrograph showing a state of crystallization in a segment coated with PEG of No. 4000 and 4000. FIG. The numbers at the bottom of the figure represent the molecular weight of PEG.

【図7】 図1のガラス板の細溝中の、分子量6000
及び10000のPEGを塗布したセグメントにおける
結晶化の状態を示す顕微鏡写真である。図の下方の数字
はPEGの分子量を表し、矢印は最良の結晶が析出した
セグメントを表す。
FIG. 7 shows a molecular weight of 6000 in a narrow groove of the glass plate of FIG.
7 is a photomicrograph showing the state of crystallization in segments to which PEG of 10000 and 10000 were applied. The numbers at the bottom of the figure represent the molecular weight of PEG, and the arrows represent the segments where the best crystals precipitated.

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 固体支持体に、複数の種類の蛋白質沈殿
剤を識別可能に固定化してなる蛋白質結晶化条件スクリ
ーニング用の固定化試薬。
1. An immobilizing reagent for screening protein crystallization conditions comprising a plurality of types of protein precipitants immobilized on a solid support in a distinguishable manner.
【請求項2】 固体支持体が光透過性のガラス、石英又
は合成樹脂である請求項1に記載の固定化試薬。
2. The immobilized reagent according to claim 1, wherein the solid support is a light-transmitting glass, quartz or synthetic resin.
【請求項3】 固体支持体に設けた凹部又は中空部の内
壁に沈殿剤が固定化されている請求項1又は2記載の固
定化試薬。
3. The immobilized reagent according to claim 1, wherein the precipitant is immobilized on the inner wall of the concave portion or the hollow portion provided on the solid support.
【請求項4】 固体支持体が管状体であり、その内壁に
蛋白質沈澱剤を固定化してなる請求項3記載の固定化試
薬。
4. The immobilized reagent according to claim 3, wherein the solid support is a tubular body, and a protein precipitant is immobilized on an inner wall thereof.
【請求項5】 固体支持体が1個以上の溝を刻設したプ
レートであり、その溝の内壁に蛋白質沈澱剤を固定化し
てなる請求項3記載の固定化試薬。
5. The immobilizing reagent according to claim 3, wherein the solid support is a plate in which one or more grooves are engraved, and a protein precipitant is immobilized on the inner wall of the grooves.
【請求項6】 固体支持体が2個以上のウエルを設けた
プレートである請求項3記載の固定化試薬。
6. The immobilized reagent according to claim 3, wherein the solid support is a plate provided with two or more wells.
【請求項7】 蛋白質沈殿剤が分子量の異なる複数のポ
リエチレングリコールである請求項1〜6のいずれかに
記載の固定化試薬。
7. The immobilized reagent according to claim 1, wherein the protein precipitant is a plurality of polyethylene glycols having different molecular weights.
【請求項8】 ポリエチレングリコールの分子量が1,
000〜70,000の範囲である請求項7記載の固定
化試薬。
8. The polyethylene glycol having a molecular weight of 1,
The immobilized reagent according to claim 7, wherein the amount is in the range of 000 to 70,000.
【請求項9】 光透過性の内径0.1〜5mmの細管の内
壁に分子量の異なるポリエチレングリコールを多段的に
固定化してなる請求項7又は8に記載の固定化試薬。
9. The immobilizing reagent according to claim 7, wherein polyethylene glycols having different molecular weights are immobilized on the inner wall of a light-transmitting thin tube having an inner diameter of 0.1 to 5 mm in multiple stages.
【請求項10】 光透過性のプレートの、幅0.1〜5m
m、深さ0.1〜5mmの細溝に分子量の異なるポリエチレ
ングリコールを多段的に固定化してなる請求項7又は8
に記載の固定化試薬。
10. The light transmissive plate has a width of 0.1 to 5 m.
9. Polyethylene glycols having different molecular weights are fixed in multiple steps in narrow grooves having a depth of 0.1 to 5 mm.
3. The immobilization reagent according to 1.
【請求項11】 請求項1〜10のいずれかに記載の固
定化試薬と蛋白質を含有する試料とを接触させ、4〜4
5℃で放置した後、析出した結晶を検出することからな
る蛋白質の結晶化条件スクリーニング法。
11. A method comprising contacting the immobilized reagent according to claim 1 with a sample containing a protein,
A protein crystallization condition screening method comprising detecting precipitated crystals after standing at 5 ° C.
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