JP3486196B2 - ストレプトリジンoの精製方法、この方法により得られる完全ストレプトリジンoおよびその使用 - Google Patents

ストレプトリジンoの精製方法、この方法により得られる完全ストレプトリジンoおよびその使用

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、クロマトグラフィーによるスト
レプトリジンO(SLO)の精製方法およびストレプト
リジンの使用方法に関する。
【0002】ストレプトリジンO(以下SLOと記す)
は連鎖球菌(streptococcus)属の細菌により形成され
る細胞外、細胞溶解性毒素である。人間が連鎖球菌に感
染するとSLOに対する抗体が形成されるが、これは診
断上重要である。
【0003】連鎖球菌培養液中のタンパク質加水分解活
性の故に、分子量60,000Dの完全SLOを比較的
多量に単離することはこれまでできていない。単離され
るのは主として約53,000Dの分子量を有するタン
パク質加水分解的に分解されたSLOである。さらに、
SLOが大気中酸素により可逆的に不活化され得ること
そしてチオール化合物により活性化され得ることも知ら
れている。すべての既知のSLO精製方法は極めて手間
がかかり、費用のかかる工程を含み、そして高純度物質
を低収率でしか与えず、従って生産規模でのSLO精製
にはふさわしくない。Biochem. J. 207, 557-560(198
2)には、疎水相互作用クロマトグラフィーによっては
SLOを活性な形で得ることができなかったと記されて
いる。
【0004】驚くべきことに、SLOを、例えば培養溶
液から、水溶性チオール化合物および十分高濃度の硫酸
アンモニウムの存在下に、緩衝液中のフェニル−RSepha
roseまたは疎水相互作用クロマトグラフィーに適した他
の支持体に結合させることができ、そしてそれを漸減硫
酸アンモニウム濃度勾配中での濃度勾配により他のタン
パク質成分から分離することが見出された。
【0005】従って、本発明は、SLO含有溶液を、水
溶性チオール化合物と塩の存在下に、緩衝液中の疎水相
互作用クロマトグラフィーに適した物質と接触させ、そ
して前記吸着用の塩の濃度よりも低い濃度から始まる負
の濃度勾配を用いて塩の溶液による濃度勾配溶出により
溶出し、そしてSLOを含む画分を取得することより成
るストレプトリジンO(SLO)の精製方法に関する。
【0006】この簡単な方法を用いて、随伴酵素を実質
的に含まない生物学的に高活性のSLOを高収率で単離
することができる。文献記載のSLO製品とは対照的
に、本発明方法により精製されたSLOはタンパク質加
水分解的に断片化されていない、すなわち完全SLOで
ある。
【0007】SLO含有溶液は連鎖球菌、好ましくは溶
血連鎖球菌、の培養濃縮液であってよい。
【0008】しかしながら、かかる溶液中のSLOは遺
伝子工学により製造された生成物であってもよい。該生
成物は、天然構造またはアレリック構造であってよく、
あるいは誘導体であってさえもよい。
【0009】従って本発明は、前述の方法により取得で
きる完全ストレプトリジンOにも関する。
【0010】吸着に用いられる塩は好ましくは硫酸アン
モニウムである。しかしながら、タンパク質に対して塩
析効果を示す他のいずれの塩を用いてもよい。硫酸アン
モニウムの場合、濃度は飽和濃度の15%〜25%であ
る。
【0011】チオール化合物はタンパク質ジスルフィド
結合を分解する化合物、好ましくはβ−メルカプトエタ
ノール、チオグリセロール、チオグリコレートまたはジ
チオトレイトールである。
【0012】クロマトグラフィーに用いられる緩衝液
は、好ましくはアルカリ性緩衝液(好ましくはpH7.5
〜8.5)、好ましくは0.1M NaHCO3である。
【0013】クロマトグラフィー物質は好ましくは表面
にアルキルまたはアリール基を含み、そして好ましくは
フェニル−RSepharoseである。
【0014】この方法によって得られたSLO溶液は、
なおも、タンパク質加水分解的に分解されたSLO、お
よび不活性SLOで汚染されている可能性がある。
【0015】驚くべきことに、例えばSephacrylR S300
HRまたは同様の分離特性を有する他のクロマトグラフィ
ー物質を用いた、チオール化合物の存在下でのゲル浸透
クロマトグラフィーにより、不活性の、またはタンパク
質加水分解的に分解されたSLO分子をそのような溶液
から除去でき、そして高活性の完全SLOを得ることが
できることが見出された。
【0016】ゲルクロマトグラフィーにおけるチオール
化合物も同じく好ましくは、タンパク質ジスルフィド結
合を分解する化合物、特にβ−メルカプトエタノール、
チオグリセロール、チオグリコレートまたはジチオトレ
イトールである。
【0017】好ましくは、クロマトグラフィーは、(好
ましくはpH7.5〜8.5の)アルカリ性pHを有する緩衝
液、好ましくは0.1M NaHCO3、中で行われる。
【0018】クロマトグラフィー緩衝液は、付加的に、
塩、好ましくは塩化ナトリウム、を好ましくは0.2M
〜2Mの濃度で含有することができる。
【0019】このクロマトグラフィー工程を経た後は、
SLOは高純度で高溶血活性の調製物の形となるが、こ
れは滅菌、冷条件下に貯蔵すれば数ヶ月間にわたって安
定したままである。
【0020】見出されたアミノ末端アミノ酸配列はNH
2−Asp−Ser−Asn−Lys−Gln−Asn
−Thr−Ala−Asn−Thr−であった。
【0021】このようにして調製されたSLOは人間の
血清または血漿中のSLOに対する抗体を測定する診断
系において試験抗原として用いることができる。それら
試験系の特異性は、使用SLOの純度が高度であるた
め、優れている。
【0022】さらに、本発明により調製されたSLO
は、人間または動物のSLOに対する高特異性抗体を免
疫アフィニティークロマトグラフィーにより単離するの
に適しているが、それら抗体は診断試験系に用いれば高
特異性標準として役立てることができる。
【0023】
【実施例】
実施例1 a. 出発材料の調製 化膿連鎖球菌(Streptococcus pyogenes)H46Aの培養上
清20リットルをKiefer, D. et al., Infect. Immun.
13(2), 1976, p. 501-512に記載された方法により調製
した。遠心分離により澄明化させた培養上清を30KD排
除限界を有する限外濾過装置を用いて120mlの容量ま
で濃縮した。
【0024】b. 疎水相互作用クロマトグラフィー 0.1容量%のβ−メルカプトエタノール、次いで40m
lの飽和硫酸アンモニウム溶液を撹拌しながら実施例a
よりの出発材料120mlに添加した;形成された沈殿を
遠心分離し、捨てた。その材料を0.1M NaHC
3、25%硫酸アンモニウムおよび0.1容量%β−メ
ルカプトエタノールで平衡させた。フェニル−Sepharos
eRのカラム(2.5×30cm)にかけた。400mlの平
衡緩衝液をまず濃度勾配ミキサーに導入した。0.1M
NaHCO3、0.1容量%β−メルカプトエタノール中
の漸減直線硫酸アンモニウム濃度勾配(25%→0%)
を用いて溶出を行った。
【0025】溶出液を画分として集めた。最高溶血活性
(測定については実施例2参照)を合一し、そして30
KD排除限界を有する限外濾過装置で最大容量10mlの粗
製ストレプトリジンまで濃縮した。
【0026】実施例2 ゲル浸透クロマトグラフィー 実施例1よりの粗製ストレプトリジンを0.1M NaH
CO3、1M NaClおよび0.1容量%β−メルカプ
トエタノールで平衡させたSepharoseR S-300のクロマト
グラフィーカラム(2.5×80cm)に導入した。
【0027】40cm/時の流速を用いて平衡緩衝液で溶
出を行い、そして溶出液を画分として集めた。
【0028】最高の溶血活性を有する画分を合一したと
ころ、それらは高純度SLOである。
【0029】aによる20リットルの出発材料から27
mgのSLOを単離することができた。
【0030】分子量既知の各種タンパク質と比較しつつ
SLOのSDS−ポリアクリルアミド電気泳動(スタン
ダードNo.4、Serva、10%アクリルアミドおよび0.
33%N,N−メチレン−ビス−アクリルアミドを用い
たLaemmliによるゲルシステム)を行った。タンパク質
バンドをRServablau R250で染色した。
【0031】実施例2よりのSLOは、約78,000
Dの見掛け分子量を有するバンドとして現われる。
【0032】実施例2よりのSLOのアミノ末端タンパ
ク質配列分析 Edmanによる配列分析で、実施例2よりのSLOのタン
パク質のアミノ末端の最後の10アミノ酸を測定するこ
とができた。NH2−Asp−Ser−Asn−Lys
−Gln−Asn−Thr−Ala−Asn−Thr−
なる配列が見出された。
【0033】8個の位置において、見出された配列は、
Kehoe, M. et al.(Infect. Immun.55(12), 1987, p. 3
228-3232)のDNA配列から導かれたSLOのアミノ末
端配列と一致する。すなわち、本発明による生成物はア
ミノ末端的に完全なSLOであることを示すことができ
る。
【0034】SLOの溶血活性の測定 1%(w/v)BSAおよび0.1容量%β−メルカプ
トエタノールを含む、PBS(pH7.2)中の供試SL
O含有調製物の等比希釈列を96穴U形マイクロタイタ
ープレートにまず導入する(100μl)。100μlの
1%強度(容量%)の用時調整ウサギ赤血球懸濁液をピ
ペットでマイクロタイタープレートの各穴に導入する。
ゆるやかに振盪することにより混合を行う。
【0035】そのプレートを加温室(humidity chambe
r)中、37℃で60分間インキュベートする。次いで
溶血活性を肉視評価により測定する。前記インキュベー
ション時間の後、混合物中の50%の赤血球を溶解する
SLO含有溶液の希釈比逆数を力値とする。
【0036】1HU(溶血単位)は前記試験条件下に、使
用赤血球の50%を溶解するSLO量である。
【0037】画 分 比活性(HU/mg) 出発材料 12190 高純度SLO 512000
【0038】実施例3 免疫アフィニティクロマトグラフィーによるSLOに対
する抗体の精製 実施例2により精製された50mgのSLOを臭化シアン
活性化SepharoseR 4B(20ml)に結合した。SLO−S
epharoseRをガラスカラムに充填し、そしてPBS(pH
7.2)で平衡させた。
【0039】90mlのPBS(pH7.2)で希釈された
30mlのRBeriglobin(16%強度ヒト免疫グロブリン
濃縮液)をそのカラムにかけた。非結合型抗体をPBS
(pH7.2)でカラムから洗浄除去した。特異的抗−S
LO抗体を蒸留水中1容量%酢酸を用いてカラムから溶
出し、希水酸化ナトリウム溶液で直ちに中和し、そして
限外濾過により濃縮した。30mlのRBeriglobinから2
4.6mgの抗−SLO抗体を単離することができた。
【0040】SLOに対する精製ヒト抗−SLO抗体の
Ouchterlony免疫拡散においてRBeriglobinで対比する
と、実施例1による出発材料、実施例1による粗製SL
Oおよび実施例2による精製SLOでは、SLO出発材
料の各種成分に対して沈降素バンドを示すのに対し、精
製抗−SLO抗体はSLOとだけ反応する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI (C12P 21/00 C12P 21/00 C12R 1:46) C12R 1:46 (56)参考文献 特開 平1−290698(JP,A) Biochem J,1982年,207, 557−560 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07K 1/16 C07K 14/315

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ストレプトリジンO(SLO)含有溶液
    を、水溶性チオール化合物と塩の存在下に、アルカリ性
    緩衝液中の疎水相互作用クロマトグラフィーに適した物
    質と接触させ、そして前記吸着用の塩の濃度よりも低い
    濃度から始まる負の濃度勾配を用いて塩の溶液による濃
    度勾配溶出により溶出し、そしてSLOを含む画分を取
    得しそして所望によりさらに精製することより成る、ス
    トレプトリジンO(SLO)の精製方法。
  2. 【請求項2】 SLO含有溶液が連鎖球菌の培養濃縮液
    である請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 SLO含有溶液が溶血連鎖球菌の培養濃
    縮液である請求項1記載の方法。
  4. 【請求項4】 SLO含有溶液が遺伝子工学により調製
    された生成物である請求項1記載の方法。
  5. 【請求項5】 タンパク質の塩析に適した塩が用いられ
    る請求項1記載の方法。
  6. 【請求項6】 チオール化合物がタンパク質ジスルフィ
    ド結合を分解する化合物である請求項1記載の方法。
  7. 【請求項7】 チオール化合物がβ−メルカプトエタノ
    ール、チオグリセロール、チオグリコレートまたはジチ
    オトレイトールである請求項1記載の方法。
  8. 【請求項8】 緩衝液がpH7.5〜8.5のアルカリ性
    緩衝液である請求項1記載の方法。
  9. 【請求項9】 クロマトグラフィー物質が表面にアルキ
    ルまたはアリール基を有する請求項1記載の方法。
  10. 【請求項10】 SLOを含む画分がチオール化合物の
    存在下にゲル浸透クロマトグラフィーによりさらに精製
    される請求項1記載の方法。
  11. 【請求項11】 塩を0.2M〜2Mの濃度で含む緩衝
    液中で行われる請求項10記載の方法。
  12. 【請求項12】 ストレプトリジンO(SLO)含有溶
    液を、タンパク質ジスルフィド結合を分解する水溶性チ
    オール化合物と硫酸アンモニウム塩の存在下に、pH
    7.5〜8.5のアルカリ性緩衝液中で表面にアルキルま
    たはアリール基を含む疎水相互作用クロマトグラフィー
    物質と接触させ、そして前記吸着用の塩の濃度よりも低
    い濃度から始まる負の濃度勾配を用いて塩の溶液による
    濃度勾配溶出により溶出し、そしてSLOを含む画分を
    取得し、そして前記画分をタンパク質ジスルフィド結合
    を分解するチオール化合物の存在下にゲル浸透クロマト
    グラフィーによりさらに精製することより成る、ストレ
    プトリジンO(SLO)の精製方法。
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