JP3996097B2 - Fluorescence sensor using RNA-peptide complex - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、RNA−ペプチド複合体を用いた蛍光センサーに関する。本発明は、例えばセカンドメッセンジャー、神経伝達物質等の生体分子、環境中に存在する環境汚染物質や内分泌撹乱物質(環境ホルモン)、さらに飲食物中の物質など種々の分子に対するハイスループットな検出を可能とし、新たな分子検出技術として、各種生体分子の生体内動態の解析、医療分野における各種臨床検査や診断、環境調査(環境計測・環境モニタリング)、食品分析など広汎な産業分野への利用が期待できる。
【0002】
【従来の技術】
ポストゲノム科学においては、細胞内情報伝達を担う分子など各種分子の生体内動態を解析し、その解析結果をゲノム情報と関連づけることにより革新的な発見が期待できる。しかしながら、従来そのための解析手法は非常に限られており、例えばシグナル伝達の全容解明のため、セカンドメッセンジャー等の動態を細胞内で観測できるような分子センサー、あるいはバイオセンサーの開発が急務とされていた。
【0003】
これまでにも国内外で有機分子を用いてセカンドメッセンジャー等を捕捉する人工リセプターを合成しようとする研究は活発に行われてきた。しかし、選択性・親和性の両点から見て満足できるレベルに達しているものは殆どなく、また、人工リセプターを基にして分子センサー、バイオセンサーを作製する手法も確立されていない。
【0004】
人工リセプターの作製方法について、本発明者は以前、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)のRevペプチドとRRE(Rev Response Element)RNAとの複合体の三次元立体構造を基にして設計したリボヌクレオペプチドライブラリーからin vitroセレクション法を利用して、テーラーメードのリセプターが構築可能なことを報告している(下記の特許文献1並びに非特許文献1参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開2003−33186号公報
【非特許文献1】
Morii,T., Hagihara,M., Sato,S., and Makino,K. (2002) J.Am.Chem.Soc. 124, 4617-4622頁
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者が開発した上記リセプター作製法は、Structure-based Design手法とコンビナトリアル手法とを組み合わせた汎用性に富む手法であるため、数多く存在するセカンドメッセンジャーや神経伝達物質などに対する高選択的リボヌクレオペプチドリセプターを作製することが可能である。本発明者は、更にこの技術を応用発展させて、上記リセプター作製法により選択した人工リセプターをバイオセンサーへ変換することができないかと考えた。もしこれが実現すれば、種々の分子に対してテーラーメードの高選択的分子センサーの作製が可能となるため、その利用分野はシグナル伝達機構の研究解析への利用にとどまらず、医療分野、環境分野、食品衛生分野など産業上幅広い分野での利用が期待できる。
【0007】
本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、RNA−ペプチド複合体(リボヌクレオペプチド)を用いた新たな分子センサーを開発すると共に、同センサーを利用した種々の分子に対する検出方法並びに装置システムを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記の課題に鑑み、RNA−ペプチド複合体に蛍光分子を導入することで、基質分子との結合の際に蛍光強度が変化するバイオセンサーの構築が可能か鋭意検討した結果、生理活性分子の1つであるアデノシン三リン酸(ATP)に高選択的に結合するRNA−ペプチド複合体のペプチドサブユニットを蛍光分子で修飾することにより、ATP結合時に蛍光強度が大きく変化するATP蛍光バイオセンサーの作製に成功した。また、このようなセンサーを用いることでATP等の基質分子をリアルタイムで蛍光により可視化し、かつ定量化できること等を見出し、本発明を完成させるに至った。
【0009】
即ち、本発明は、医療上及び産業上有用な方法・物として、下記A)〜L)の発明を含むものである。
A) RNAサブユニットとペプチドサブユニットとの複合体を蛍光分子で標識(ないしは修飾)してなるリボヌクレオペプチド蛍光センサー。
B) 複合体の基質結合領域又はその近傍を蛍光分子により標識してなる上記A)記載のリボヌクレオペプチド蛍光センサー。
C) ペプチドサブユニットのN末端アミノ基を蛍光分子により標識してなる上記A)又はB)記載のリボヌクレオペプチド蛍光センサー。
D) 蛍光分子が、ピレン(pyrene)、NBDフルオリド(NBD fluoride)、クマリン(coumarin)及びダンシルクロリド(dansyl chloride)からなる群から選ばれる、上記A)〜C)の何れかに記載のリボヌクレオペプチド蛍光センサー。
E) RNAサブユニットが以下の塩基配列:ggucugggcgca-(N)n-ugacgguacaggcc(塩基配列において(N)nは基質結合領域を示し、「N」はアデニン、ウラシル、グアニン及びシトシンから任意に選択される一種類の塩基を示し、「n」は20〜30の整数である)を含むことを特徴とする、上記A)〜D)の何れかに記載のリボヌクレオペプチド蛍光センサー。
F) ペプチドサブユニットが、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)のRev蛋白質由来のアミノ酸配列を有することを特徴とする、上記A)〜E)の何れかに記載のリボヌクレオペプチド蛍光センサー。
G) 基質がアデノシン三リン酸(ATP)であることを特徴とする、上記A)〜F)の何れかに記載のリボヌクレオペプチド蛍光センサー。
H) 基質がアデノシン三リン酸(ATP)であり、(N)nが配列番号1又は2に示される塩基配列からなることを特徴とする上記E)記載のリボヌクレオペプチド蛍光センサー。
I) 上記A)〜H)の何れかに記載のリボヌクレオペプチド蛍光センサーを用いて、その蛍光強度の変化によって基質分子を検出する方法。
J) 生体分子、又は環境中もしくは飲食物中の分子の検出に使用することを特徴とする上記I)記載の方法。
K) 上記I)又はJ)記載の方法に用いられ、1又は複数のリボヌクレオペプチド蛍光センサーと、その担体とを備えた分子センサー素子。
L) 上記I)又はJ)記載の方法に用いられ、1又は複数のリボヌクレオペプチド蛍光センサーと、その蛍光強度の変化を検出する検出手段とを備えた装置。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的態様、技術的範囲等について詳しく説明する。
【0011】
(1) 本発明のリボヌクレオペプチド蛍光センサー
図1は、本発明の実施の一形態であるATP検出用リボヌクレオペプチドセンサーの作製法を概念的に説明する図である。同図に示すように、本作製法は、ATP結合性のリボヌクレオペプチドリセプター(以下、「RNPリセプター」という場合がある。)のペプチドサブユニットを蛍光分子により標識して、リボヌクレオペプチドセンサー(以下、「RNPセンサー」という場合がある。)を作製する。RNPリセプターは、RNAサブユニットとペプチドサブユニットとから構成されるため、例えばそのうちの1つペプチドサブユニットを蛍光性ペプチドに置き換えることで比較的簡便にRNPリセプターをRNPセンサーへと機能改変することができる。
【0012】
RNPセンサーは、基質分子との結合によってその蛍光強度が変化する必要がある。本実施形態のRNPセンサーは、図1に示すように、基質結合領域の近傍に位置すると予想されるペプチドサブユニットのN末端アミノ基(-NH2)をアミン反応基を有する蛍光分子により標識した。その結果、ATPの結合に伴い、蛍光分子の周辺環境が変化することに起因すると考えられる蛍光強度の変化(増加)が観測されるRNPセンサーの作製に成功した(詳細は後述の実施例において説明する)。
【0013】
このように、蛍光分子はペプチドサブユニットのN末端アミノ基、もしくはN末端側のアミノ酸残基の側鎖に導入されることが好ましいが、これに限定されるものではない。例えば、ペプチドサブユニットではなく、RNAサブユニットを蛍光分子により修飾したものであってもよい。また、蛍光分子は、基質結合領域またはその近傍に導入されることが好ましいが、基質との結合により結果的にRNPセンサーの蛍光強度の変化が計測される限りにおいて、基質結合領域とは離れた部位に導入されるものであってもよい。
【0014】
蛍光分子は、適当な光エネルギー(励起波長)によって励起され、発光する分子であって、その発光変化の測定が装置により比較的容易であり、かつ、ペプチドサブユニットまたはRNAサブユニットと反応して直接これと結合し、または他の物質を介して間接的に結合可能なものであれば、特に限定されるものではない。後述の実施例では、3種類の蛍光分子、即ち、ピレン(pyrene:1-ピレンスルホニルクロリド(1-pyrenesulfonyl chloride))、NBDフルオリド(NBD fluoride:4-フルオロ-7-ニトロベンズ-2-オキサ-1,3-ジアゾール(4-fluoro-7-nitrobenz-2-oxa-1,3-diazole))、及びダンシルクロリド(dansyl chloride:5-ジメチルアミノナフタレン-1-スルホニルクロリド(5-dimethylaminonaphthalene-1-sulfonyl chloride))を使用してATP検出用RNPセンサーを作製した。勿論、蛍光分子はこれら以外のものを使用してもよい。基質の結合による蛍光変化は、蛍光分子の導入位置だけではなく蛍光分子の種類によっても異なると考えられるので、種々の蛍光分子の中から適切なものを選択すればよい。
【0015】
蛍光分子の導入位置、および蛍光分子の種類の最適化を図る方法の一例として、次のような方法を挙げることができる。即ち、複数の種類の蛍光分子を使用し、それぞれの蛍光分子のペプチドサブユニットへの修飾位置が様々に異なるペプチドライブラリーを作製し、それとリセプターのRNAサブユニットとを組み合わせることにより、複数の蛍光標識RNPセンサーを作製する。そして、この中から、それぞれの基質に対して最も効率よく応答する光学センサーを選出すればよい。
【0016】
本発明のRNPセンサーは、RNPリセプターと同様に任意の分子に対してこれを基質とするRNPセンサーを設計し、作製することができ、その作製方法についても、蛍光分子による標識工程を除いては、基本的に特開2003−33186号公報に記載されるRNPリセプターの作製方法と同じである。即ち、ペプチド結合領域とランダムな塩基配列を有する基質結合領域とが結合したRNAサブユニットを作製し、該RNAサブユニットとペプチドサブユニットとの複合体を形成させ、インビトロセレクション法によって、該複合体と目的の基質を反応させた後に該基質に対する結合能を有する複合体を選択する。次に、選択された複合体からRNAを回収し、回収したRNAを逆転写反応によりDNAに変換し、これをPCRにより増幅させた後に新たなRNAサブユニットを作製し、該RNAサブユニットに基づき、再び、ペプチドサブユニットとの複合体を形成させ、インビトロセレクション法によって該基質に対する結合能を有する複合体を選択する操作を繰り返すことによって、該基質に対するより高い親和性を有するRNA−ペプチド複合体を選出する。
【0017】
つまり、ランダムなRNA塩基配列部分により多様性のあるリボヌクレオペプチドのライブラリーの中から、インビトロセレクション法を用いて、例えばATPのような、目的の基質に対し結合能を有するリボヌクレオペプチド分子を選択し、これらを増幅することで新たなリボヌクレオペプチドライブラリーを作製する。このようにして、多種類の分子種から選択を繰り返すことで合目的に、目的の基質に対してより選択的に結合する結合能の高いRNA−ペプチド複合体を作製することができる。
【0018】
ペプチドサブユニットの好適例として、HIVのRev蛋白質由来のアミノ酸配列を有するもの、RNAサブユニットのペプチド結合領域の好適例として、Rev応答エレメント(Rev Response Element:RRE)を有するもの、を挙げることができる。特に、RNAサブユニットは、以下の塩基配列:ggucugggcgca-(N)n-ugacgguacaggcc(塩基配列において(N)nは基質結合領域を示し、「N」はアデニン、ウラシル、グアニン及びシトシンから任意に選択される一種類の塩基を示し、「n」は20〜30の整数である)を含むRNAを好適なものとして挙げることができる。また、ペプチドサブユニットは、以下の17個のアミノ酸配列:TR(X)RRN(X)R(X)(アミノ酸配列において(X)は任意に選択されるアミノ酸を示す)を含むペプチドが好ましく、以下のアミノ酸配列:TRQARRNRRRRWRERQRを有するペプチドサブユニットが特に好ましい。
【0019】
図2〜図4には、上記のインビトロセレクション法を用いた選別方法により実際に得られた、ATPとの結合能の高いRNA−ペプチド複合体中のRNAサブユニット基質結合領域の塩基配列が示される。得られたRNA配列は相同性の観点から3種類に分類された。また、今回実施した方法ではランダムな塩基配列部分を30塩基に設定したため、基質結合領域として得られたRNA配列の長さもほぼ30塩基となっている。
【0020】
後述の実施例では、図4の430及び428の配列をそれぞれ基質結合領域として有するRNAサブユニット(430RNA・428RNA)と、ペプチドサブユニット(Revペプチド)との複合体に蛍光分子を導入することにより、ATP検出用RNPセンサーを得た。上記430RNAは、基質結合領域を含む塩基配列として下記(a)の配列を有し、上記428RNAは、基質結合領域を含む塩基配列として下記(b)の配列を有する。また、ペプチドサブユニットは、下記(c)のアミノ酸配列を有する。
(a)ggucugggcgca-uauaccguagugguuuguguguggguugg-ugacgguacaggcc(配列番号3)
(b)ggucugggcgca-agggcuuggugugccgauuucggggcauuu-ugacgguacaggcc(配列番号4)
(c)TRQARRNRRRRWRERQR(配列番号5)
【0021】
後述の実施例では、インビトロセレクション法によって最終的にATPとの結合能の高いRNAサブユニット(430RNA・428RNA)が得られた後、この430RNAまたは428RNAと、ペプチドサブユニット(Revペプチド)を蛍光分子で修飾した蛍光修飾ペプチドとの複合体を形成させ、ATP検出用RNPセンサーを作製している。これ以外の方法として、例えば、予めペプチドサブユニット又はRNAサブユニットを蛍光分子で標識し、このように蛍光標識されたペプチドサブユニット又はRNAサブユニットを使用してインビトロセレクション法を行い、本発明のRNPセンサーを作製してもよい。
【0022】
(2) 本発明の有用性(利用分野)
本発明のRNPセンサーは、以上のように、任意の分子に対するセンサーとしてテーラーメードに設計・作製することができ、汎用性に優れ、例えば以下のような利用が可能である。
【0023】
(A) 本発明のRNPセンサーを特定のセカンドメッセンジャーと特異的に結合するよう設計・作製し、これをマイクロインジェクション等によって細胞内に導入することで、様々な生理条件下でのセカンドメッセンジャーの細胞内動態をリアルタイムで光学的に検出・計測し、定量化することができる。このように、本発明のRNPセンサーは、生体内の有機小分子に対するセンサーとして、その生体内動態の解析に有用である。
【0024】
(B) 本発明のRNPセンサーは、ATP等の生理活性物質、セカンドメッセンジャー、神経伝達物質など様々な生体分子に対する分子センサーとして利用することができるが、その利用は生体分子の検出にとどまるものではなく、環境中に存在する環境汚染物質や内分泌撹乱物質(環境ホルモン)の検出、さらに飲食物中の特定物質の検出など種々の物質検出に利用できる。このように、本発明を利用することができる産業分野は極めて広汎であり、例えば、医療分野における各種臨床検査や診断、環境調査(環境計測・環境モニタリング)、食品分析などへの利用が期待できる。
【0025】
(C) また、マイクロアレイ作製技術等を応用して、本発明のRNPセンサーをアレイ状に高密度に配置し、沢山の分子をハイスループットに同時検出する分子センサー素子(分子センサーチップ等)を作製することが可能である。このような分子センサー素子も本発明に含まれる。本発明の分子センサー素子は、基本的に、1又は複数のRNPセンサーと、その担体(RNPセンサーを固定ないし保持する基板など)とを備え、これにより、1又は複数の物質を検出するものであればよい。複数の物質を検出する場合は、目的の物質に応じて、それぞれのRNPセンサーを異なる蛍光分子で標識してもよい。また、本発明のRNPセンサーは、比較的分子量の大きな物質(オリゴペプチド等)の検出にも利用できる可能性があり、本発明の分子センサー素子は、次世代チップテクノロジーの中で有望視される「プロテインチップ」へも応用可能である。
勿論、本発明の分子センサー素子は、上記(B)で述べた種々の分野に利用することができ、例えば臨床診断用チップや環境汚染検出チップなど様々な用途に利用可能である。
【0026】
(D) 本発明のRNPセンサー、又は本発明の分子センサー素子を利用した新たな分子間相互作用解析装置や物質検出装置が実現可能であり、このような装置も本発明に含まれる。当該装置は、基本的に、1又は複数のRNPセンサーと、その蛍光強度の変化を検出する検出手段とを備えた構成であればよい。例えば、(1)生体試料等の試料に本発明のRNPセンサー(又は本発明の分子センサー素子)を導入、添加もしくは混合する手段と、その後、試料中または試料中から取り出したRNPセンサー(又は本発明の分子センサー素子)の蛍光を計測する手段とを備えた構成、あるいは、(2)本発明のRNPセンサー(又は本発明の分子センサー素子)が固定され、その表面に試料を案内する手段と、その後、RNPセンサー(又は分子センサー素子)の蛍光を計測する手段とを備えた構成、などが挙げられる。
【0027】
【実施例】
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。
【0028】
まず、後述の各実施例に使用した材料及び方法について説明する。
〔試薬〕
側鎖を保護したFmoc(9-fluorenylmethoxycaebonyl)アミノ酸はNovabiochem社から、Fmoc-PAL-PEG樹脂、HATUはApplied Biosystems社から、ペプチド合成用DMFは和光純薬から購入した。蛍光導入試薬(5-dimethylaminonaphthalene-1-sulfonyl chloride (dansyl chloride)、4-fluoro-7-nitrobenz-2-oxa-1,3-diazole(NBD fluoride)、1-pyrenesulfonyl chloride)はMolecular Probe社から購入した。ATPアガロース樹脂、ヌクレオチド(ATP、ADP、AMP、dATP、UTP、CTP、GTP、8-bromo-ATP)はSigma-Aldrich社から購入した。Klenow DNA Polymerase、制限酵素(BamHI、EcoRI)、T4 RNA LigaseはNew England Biolab社から購入した。Pyrobest DNA Polymerase、TaKaRa Ligation Kit Ver.2 はTaKaRa社から購入した。ライブラリー作成用DH5αコンピーテントセルはInvitrogen社から購入した。逆転写酵素(AMV (Avian Myeloblastosis Virus) Reverse Transcriptase)はPromega社から購入した。RNA転写キット(AmpliScribe T7 High Yield Transcription Kit)はEpicentre社から購入した。BactoTrypton、Yeast Extract、BactoAgarはDifco社より購入した。DNAライブラリー、PCRプライマー用のDNAの合成はAmersham Pharmacia社に依頼した。QIAprep Spin Miniprep KitはQiagen社から購入した。その他の試薬は分子生物学用、および特級グレードのものを使用した。
PCRはBIO-RAD社 iCycler Thermal Cycler あるいはTaKaRa社 PCR Thermal Cycler PERSONALを用い、標準的なPCR反応は、TaKaRa社のPyrobest DNA Polymeraseを用いて、添付のPyrobest Buffer II反応液中0.2mMのプライマーDNAを用い0.2mMのdNTPの条件で行った。
【0029】
〔DNAライブラリーの作製〕
30塩基のランダム配列を含む鋳型DNA(RREN30)(5'-GGAATAGGTCTGGGCGCA-N30-TGACGGTACAGGCCGAAAG-3')に鋳型DNAの3'末端領域に相補的なプライマーREV01(5'-CTTTCGGCCTGTACCGTCA-3')を99℃から室温まで2時間かけてアニーリングさせた後、Klenow DNA Polymeraseにより25℃、15分間の反応により2本鎖DNAを合成した。続いて、T7プロモーターを含むプライマー(5'-TCTAATACGACTCACTATAGGAATAGGTCTGGGCGCA-3')及び鋳型DNAの3'末端領域に相補的なプライマーを用いて、Pyrobest DNA Polymeraseにより変性を94℃で30秒、アニーリングを55℃で30秒、伸長反応を72℃で1分、の条件によりPCR反応を行うことで2本鎖のランダムな30塩基を含むDNAライブラリーを構築した。
【0030】
〔RNAライブラリーの作製〕
1mgの2本鎖DNA を鋳型として用い、20mlの容量で37℃、3時間の反応条件でRNAを転写した(Epicentre社Ampli Scribe T7 Transcription Kitsのプロトコールに従った)。転写反応終了後、1UのDNaseを加え37℃で15分間反応を行い、鋳型DNAを分解した。転写したRNAは酢酸ナトリウム存在下エタノール沈殿を行った。RNAサンプルは80%フォルムアミド水溶液に溶解後、80℃で5分間の熱処理を行った後、氷上で急冷して変性させ、6M尿素を含んだ8%ポリアクリルアミド変性ゲルにより精製した。TLC板の上でUVにより検出したRNAを切り出し、TE緩衝液(10mM Tris-HCl (pH7.6)、1mM EDTA)で抽出した。抽出したRNAは酢酸ナトリウム存在下エタノール沈殿を行った。精製したRNAは10mMとなるように10mM Tris-HCl (pH7.6)、150mM NaClを含んだバッファーに希釈し80℃3分加熱後徐冷し室温まで2時間かけて適切な2次構造を形成するようにした。
【0031】
〔Revペプチドの合成〕
Fmoc固相合成法により化学合成した。樹脂はFmoc-PAL-PEG resin(0.41mmol/g)を用いた。縮合は、樹脂に対して5当量のFmocアミノ酸、5当量のHATUを5 %のジイソプロピルエチルアミンを含むDMFに溶解したものを加え、30分から60分攪拌することで行った。N-末端のアミノ酸のFmoc基を除去した後、Nメチルイミダゾール、無水酢酸を用いてペプチドのN末端をアセチル化した。樹脂からの切り出しおよび側鎖の脱保護は、氷上、窒素雰囲気化にてフェノール(0.75g)、チオアニソール(0.5ml)、エタンジチオール(0.25ml)、water(0.5ml)、TFA(10ml)の混合溶液を乾燥させた樹脂に加え、窒素雰囲気下、氷上にて6時間攪拌することにより行った。反応終了後氷上にて水を加え30分間攪拌し、エーテルで抽出精製した後、5%酢酸水溶液を溶離液としてゲル濾過(Sephadex G-10)を行った後、逆相HPLCにより精製した。
【0032】
〔ATP結合性リボヌクレオペプチド選択方法〕
結合実験には4% beadedアガロース固定されたATP樹脂(2.0 mmolATP/ml樹脂容量)を用いた。樹脂はあらかじめ、結合バッファー(10mM Tris-HCl(pH7.6)、100mM NaCl、10mM MgCl2)により、樹脂容量の3倍量の結合バッファーで3回洗浄することにより平衡化した。50ml容量の樹脂に対して、100mlの容量で1mMのRNA、1.5mMのRevペプチドを加え氷上で30分時々攪拌しながら結合させた。反応後、300mlの結合バッファーで樹脂を3回洗浄した。樹脂に結合したRNAは、4mMATPを含んだバッファー100mlで溶出させ、これを3回繰り返した。酢酸アンモニウム存在下エタノール沈殿を行いRNAを回収し、RNAは10mlTE(10mM Tris-HCl(pH7.6)、1mM EDTA)に溶解し、1.5mlのRNAを鋳型として、Promega社のキット(Reverse Transcription System)のプロトコールに従い、前記REV01プライマー存在下42℃で30分間逆転写反応を行った。反応液を99℃で5分間加熱処理し逆転写酵素を失活させた後、反応液の一部について前記REV01プライマー、及びFOR01プライマー(5'-GAATTCTAATACGACTCACTATAGG-3')を用いて、変性を94℃で30秒、アニーリングを55℃で30秒、伸長反応を72℃で1分の条件でPCRを行った。5サイクル毎に反応液を分取し、8%ポリアクリルアミド電気泳動により増幅DNAを分析した。ポリアクリルアミド電気泳動での分析により、指数的にDNAの増幅が確認される最小のサイクル数でPCRを行い、新たなDNAライブラリーを調製した。PCR産物は、酢酸アンモニウム存在下2-プロパノール沈殿により精製し、次のセレクションに供した。
【0033】
〔N末端に蛍光分子を導入したRevペプチドの合成〕
RevペプチドはFmoc固相合成法により前述の方法で合成した、N末端をFmoc基で保護した状態のペプチドが固定化された樹脂を、30%ピペリジンを含むDMFにより5分×3回処理することでFmoc基を除去した。樹脂はDMFで充分洗浄した後、5%DIEAを含むDMFに溶解した10当量の蛍光分子とともに室温条件下3時間反応させた。未反応蛍光分子はDMFで充分洗浄除去した後、メタノール、エーテル洗浄後充分乾燥させた。乾燥した樹脂に対し、フェノール(0.75g)、チオアニソール(0.5ml)、エタンジチオール(0.25ml)、water(0.5ml)、TFA(10ml)の混合溶液で室温条件下6時間反応させ、樹脂から切り出すと同時に脱保護を行った。反応終了後氷上にて水を加え、エーテルで抽出精製した後、5%酢酸水溶液を溶離液としてゲル濾過(Sephadex G-10)を行った後、逆相HPLCにより精製した。ペプチドの同定にはMALDI-TOFマススペクトルにより解析した。ペプチド濃度はアミノ酸組成分析により行った。
Dansyl-Rev calculated for [M+] 2478.8, found 2480.5;
Pyrene-Rev calculated for [M+] 2593.0, found 2594.6; NBD-Revペプチドについてはレーザー照射により分解が認められたためマススペクトルによる同定は行えなかったがHPLCにおいて単一のピークであることを確認した。
【0034】
〔ATP結合性リボヌクレオペプチドのRNA配列解析〕
10回選択を行ったDNAライブラリーについて、制限酵素の切断領域を付加するために、制限酵素切断領域を有するFOR02プライマー(5'-CGgaattcTAATACGACTCACTATAGG-3'、小文字表記はEcoRI認識配列)、REV02プライマー(5'-GCGggatccTTTCGGCCTGTACCGTCA-3'、小文字表記はBamHI認識配列)を用いてPCRを行った。PCRは100mlの反応容量で鋳型DNA100ngを用いて変性を94℃で30秒、アニーリングを55℃で30秒、伸長反応を72℃で1分の条件で4サイクル行った。PCR産物は、酢酸アンモニウム存在下2-プロパノール沈殿により精製した後、BamHI、EcoRIにより37℃3時間酵素反応を行った。酵素消化後、フェノール、クロロフォルム処理を行い、酢酸ナトリウム存在下エタノール沈殿により精製した。予めBamHI、EcoRI反応により切断したpUC19プラスミドDNAに対し、3倍モル量のPCR産物を加え、TaKaRa Ligation Kit ver.2により16℃1時間のライゲーション反応を行った。ライゲーションサンプルをそのままDH5コンピーテントセルに加え形質転換を行い、LBアンピシリン培地上で一晩培養した。形質転換した大腸菌は、アンピシリンを含んだ5mlの液体LB培地にて培養した。16時間培養した培養液を3,000rpm、10分間遠心分離し大腸菌を回収した。回収した大腸菌はQiagen MiniPrepKitのプロトコールに従いアルカリ法により、プラスミドDNAを回収した。
回収したプラスミドDNA(200ng)、M13RVプライマー(5'-CAGGAAACAGCTATGAC-3'、1.6pmol)、BigDyeTerminator プレミックス液 4mlを反応容量10mlとなるように調製し、変性を96℃で30秒、アニーリングを50℃で15秒、伸長反応を60℃で4分の条件で25サイクル反応を行った。反応終了後、酢酸ナトリウム溶液存在下エタノール沈殿により精製した。シークエンス用ローディング溶液に溶解させ、99℃で2分処理した後、氷上で急冷し、半分量を解析に使用した。DNA配列解析はApplied Biosystem社の自動DNA配列解析装置(ABI Model 377)を用いてメーカーのプロトコールに従って行った。
【0035】
〔配列解析を行ったプラスミドDNAからRNAの調製〕
配列確認を行ったプラスミドDNA10ngを用い100mlの容量で、FOR03プライマー(5'-GAATTCTAATACGACTCACTATAGG-3')、REV04プライマー(5'-GGAATAGGCCTGTACCGTC-3')を用いて変性を94℃で30秒、アニーリングを55℃で30秒、伸長反応を72℃で1分の条件で20サイクル反応を行った。PCR産物は酢酸アンモニウム存在下2-プロパノール沈殿を行った。精製したDNAはTEに溶解し、前述した方法によりRNAを転写した後、変性ゲルを用いて精製した。
【0036】
〔ATP蛍光センサーを用いた測定〕
蛍光スペクトル測定には日立分光蛍光光度計F-4500を用いて行った。反応条件中(10mM Tris-HCl(pH7.6)、100mM NaCl、10mM MgCl2)上記精製RNA、蛍光修飾ペプチド0.5〜1mMの複合体を形成させたのち、各種ヌクレオチドを添加して室温30分間インキュベーションし蛍光を測定した。NBD-Revペプチドについては470nm、Dansyl-Revペプチドについては340nm、Pyrene-Revペプチドについては360nmの励起波長で測定した。励起波長、蛍光波長のスリット幅はそれぞれ5nmで、20℃で測定した。
【0037】
〔実施例1:ATP結合性リボヌクレオペプチドリセプターの構築〕
まず、アデノシン三リン酸(ATP)に対してリボヌクレオペプチドリセプターを作製した。RNAプールとしては前述したようにランダムな30塩基を含む配列を用い、Revペプチドと1:1で混合することにより得られたリボヌクレオペプチドプールを作製した。インビトロセレクション法により2’、3’リボースで固定化されたATP樹脂を用いて得たリボヌクレオペプチドリセプター中の基質結合領域のRNA配列を図2〜図4に示す。
【0038】
〔実施例2:ATP結合性リボヌクレオペプチドリセプターのRNAサブユニットの構築〕
図4の428の配列及び430の配列をそれぞれ有するRNAサブユニット(428RNA・430RNA)について、NBD-, Dansyl-, 及びPyrene-Revペプチドとそれぞれ複合体を形成させATPの滴定を行い、その親和性を調べた。RNAは完全に5’, 3’が相補鎖を形成するように設計したプライマーを用いて作製した。428RNA及び430RNAの基質結合領域の塩基配列は以下のとおりである。
430 UAUACCGUAGUGGUUUGUGUGUGGGUUGG(配列番号1)
428 AGGGCUUGGUGUGCCGAUUUCGGGGCAUUU(配列番号2)
【0039】
〔実施例3:Pyreneペプチド、NBDペプチドまたはDansylペプチドと428RNAまたは430RNAとを用いて作製したRNPセンサーのATP検出性能評価〕
反応条件中(10mM Tris-HCl(pH7.6)、100mM NaCl、10mM MgCl2)RNA(428RNA又は430RNA)と蛍光修飾ペプチドとの1:1複合体を形成させたのち(Pyrene-Revペプチド0.5μM、NBD-Revペプチド0.5μM、Dansyl-Revペプチド1.0μM)ATPを添加して室温30分間インキュベーションし蛍光を測定した。NBD-Revペプチドについては470nm、Dansyl-Revペプチドについては340nm、Pyrene-Revペプチドについては360nmの励起波長で測定した。このように428RNA又は430RNAを用いて各種ペプチドとの複合体を形成させてRNPセンサーを作製し、ATP添加に伴う蛍光変化を評価した。その結果を図5に示す。図中、(a)〜(c)は428RNA、(d)〜(f)は430RNAをそれぞれ用いて作製したもの、また、(a)(d)はピレン、(b)(e)はNBD、(c)(f)はダンシルをそれぞれ蛍光分子に使用して作製したRNAセンサーのATP添加(0.1, 0.3, 1, 3, 10, 30, 100, 300, 1000, 3000, 10000 μM)に伴う蛍光強度変化の結果を示す。各グラフの縦軸は蛍光強度、横軸は波長(nm)を示す。
同図に示すように、Dansylペプチドを用いたRNPセンサーでは変化は小さいものであったが、NBDペプチドおよび Pyreneペプチドを用いて作製したRNPセンサーでは428RNA、430RNAのいずれを用いて作製したRNPセンサーの場合でもATPの添加とともに蛍光強度は増加した。
【0040】
〔実施例4:RNPセンサーの性能評価(塩基選択性評価)〕
塩基部分の認識を評価するために、ATP, UTP, CTP, GTPについてATPで評価した濃度範囲で蛍光変化を評価した。反応条件中(10mM Tris-HCl(pH7.6)、100mM NaCl、10mM MgCl2)RNA(428RNA)と蛍光修飾ペプチド(Pyrene-Revペプチド0.5μM)との1:1複合体を形成させたのち各種NTPを添加(0.1, 0.3, 1, 3, 10, 30, 100, 300, 1000 μM)して室温30分間インキュベーションし蛍光を360nmの励起波長で測定した。その結果を図6に示す。同図に示すようにUTP, CTP, GTPを添加した際には蛍光変化は認められず、RNPセンサーは高い塩基認識能を保持していることがわかった。図6の各グラフ中、縦軸は蛍光強度、横軸は波長(nm)を示す。
【0041】
〔実施例5:RNPセンサーの選択性(dATP, AMP, ATPの比較)〕
選択性を確認するために428 RNA とPyrene-Revペプチドとの複合体についてリガンド(AMP, ATP,もしくは dATP)添加に伴う蛍光変化を測定し、相対蛍光強度(即ち、リガンド添加後の蛍光強度(I)をリガンド添加前の蛍光強度(I)で割ったもの)を加えたリガンド濃度に対してプロットした。その結果を図7に示す。同図に示すように、AMPおよびdATPを加えた場合にもATPと同程度の蛍光強度変化、親和性を示したことからアデノシンの塩基部について正確な認識を行っていることがわかった。
【0042】
〔実施例6:異なるRNAサブユニットを用いたRNPセンサー性能の比較〕
428RNAまたは430RNAをRNAサブユニットとして用い、ペプチドサブユニットとしてPyrene-Revペプチドを用いて作製したリボヌクレオペプチドセンサーのATP結合をリボヌクレオペプチドセンサーにATPを添加した際の蛍光変化から解析した。その結果を図8に示す。測定条件下(10mM Tris-HCl(pH7.6)、100mM NaCl、10mM MgCl2)でのATPとリボヌクレオペプチドセンサーの解離定数(Kd)は、428RNAの場合39μMであり、430RNAの場合86μMであった。図8のグラフ中、黒丸印は、428RNA-Pyrene-Rev複合体の測定結果を、黒三角印は、430RNA-Pyrene-Rev複合体の測定結果をそれぞれ示す。
【0043】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、RNA−ペプチド複合体を用いた蛍光センサーに関するものであり、前述したとおり、任意の分子に対するセンサーとしてテーラーメードに設計・作製することができ、汎用性に優れるため、医療分野や環境分野など幅広い産業分野での利用が期待できる。
【配列表】

Figure 0003996097
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【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態であるATP検出用リボヌクレオペプチドセンサーの作製法を概念的に説明する図である。
【図2】上記の作製法により実際に得られた、ATPとの結合能の高いRNA配列群のうち、相同性のある1グループの配列を示す図である。
【図3】上記RNA配列群のうち、相同性のある他のグループの配列を示す図である。
【図4】上記RNA配列群のうち、相同性のあるさらに他のグループの配列を示す図である。
【図5】(a)〜(f)は、複数種類のATP検出用リボヌクレオペプチドセンサーについて、ATP添加に伴う蛍光変化を評価した結果を示すグラフである。
【図6】(a)〜(d)は、1種類のATP検出用リボヌクレオペプチドセンサーについて、各種NTP添加に伴う蛍光変化を評価した結果を示すグラフである。
【図7】1種類のATP検出用リボヌクレオペプチドセンサーについて、AMP, ATP, dATP添加に伴う相対蛍光強度変化を評価した結果を示すグラフである。
【図8】RNAサブユニットが互いに異なる2種類のATP検出用リボヌクレオペプチドセンサーについて、ATP添加に伴う蛍光変化割合を評価した結果を示すグラフである。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fluorescence sensor using an RNA-peptide complex. The present invention enables high-throughput detection of various molecules such as biomolecules such as second messengers and neurotransmitters, environmental pollutants and endocrine disrupting substances (environmental hormones) present in the environment, and substances in food and drink. As a new molecular detection technology, it is expected to be used in a wide range of industrial fields such as analysis of in vivo dynamics of various biomolecules, various clinical tests and diagnoses in the medical field, environmental research (environmental measurement / environment monitoring), food analysis it can.
[0002]
[Prior art]
In post-genomic science, innovative discoveries can be expected by analyzing the in vivo dynamics of various molecules such as molecules responsible for intracellular information transmission and associating the results with genomic information. However, the analysis methods for that purpose have been very limited, and for example, in order to elucidate the entire signal transduction, there is an urgent need to develop molecular sensors or biosensors that can observe the dynamics of second messengers, etc. in the cell. It was.
[0003]
So far, research has been actively conducted to synthesize artificial receptors that capture second messengers using organic molecules in Japan and overseas. However, few have reached satisfactory levels in terms of both selectivity and affinity, and methods for producing molecular sensors and biosensors based on artificial receptors have not been established.
[0004]
Regarding the method of producing an artificial receptor, the present inventor previously described a ribonucleopeptide live designed based on the three-dimensional structure of a complex of a human immunodeficiency virus (HIV) Rev peptide and RRE (Rev Response Element) RNA. It has been reported that a tailor-made receptor can be constructed from a rally using an in vitro selection method (see Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 below).
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2003-33186 A
[Non-Patent Document 1]
Morii, T., Hagihara, M., Sato, S., and Makino, K. (2002) J. Am. Chem. Soc. 124, 4617-4622
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The above receptor production method developed by the present inventor is a versatile method combining a structure-based design method and a combinatorial method. Therefore, there are many highly selective ribonucleopeptides for second messengers and neurotransmitters. It is possible to make a receptor. The present inventor further considered that this technology could be applied and developed to convert the artificial receptor selected by the above-described receptor production method into a biosensor. If this is realized, it will be possible to create highly selective molecular sensors of tailor-made for various molecules, so the field of application is not limited to the use in research and analysis of signal transduction mechanisms, but also in the medical field, environmental field, Expected to be used in a wide range of industries such as food sanitation.
[0007]
The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to develop a new molecular sensor using an RNA-peptide complex (ribonucleopeptide) and to various molecules using the sensor. To provide a detection method and an apparatus system.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In view of the above problems, the present inventor has intensively studied whether it is possible to construct a biosensor in which fluorescence intensity changes upon binding to a substrate molecule by introducing a fluorescent molecule into an RNA-peptide complex, By modifying the peptide subunit of the RNA-peptide complex that binds highly selectively to a biologically active molecule, adenosine triphosphate (ATP), with a fluorescent molecule, ATP whose fluorescence intensity changes greatly upon ATP binding Succeeded in producing a fluorescent biosensor. In addition, it has been found that by using such a sensor, a substrate molecule such as ATP can be visualized and quantified by fluorescence in real time, and the present invention has been completed.
[0009]
That is, the present invention includes the following inventions A) to L) as medically and industrially useful methods and products.
A) A ribonucleopeptide fluorescent sensor obtained by labeling (or modifying) a complex of an RNA subunit and a peptide subunit with a fluorescent molecule.
B) The ribonucleopeptide fluorescent sensor according to A) above, wherein the substrate binding region of the complex or the vicinity thereof is labeled with a fluorescent molecule.
C) The ribonucleopeptide fluorescent sensor according to A) or B) above, wherein the N-terminal amino group of the peptide subunit is labeled with a fluorescent molecule.
D) The ribonucleo described in any of A) to C) above, wherein the fluorescent molecule is selected from the group consisting of pyrene, NBD fluoride, coumarin and dansyl chloride. Peptide fluorescence sensor.
E) The RNA subunit is the following base sequence: ggucugggcgca- (N) n-ugacgguacaggcc (in the base sequence (N) n indicates a substrate binding region, “N” is arbitrarily selected from adenine, uracil, guanine and cytosine The ribonucleopeptide fluorescent sensor according to any one of A) to D) above, wherein “n” is an integer of 20 to 30).
F) The ribonucleopeptide fluorescent sensor according to any one of A) to E) above, wherein the peptide subunit has an amino acid sequence derived from the Rev protein of human immunodeficiency virus (HIV).
G) The ribonucleopeptide fluorescent sensor according to any one of A) to F) above, wherein the substrate is adenosine triphosphate (ATP).
H) The ribonucleopeptide fluorescent sensor according to E) above, wherein the substrate is adenosine triphosphate (ATP), and (N) n consists of a base sequence represented by SEQ ID NO: 1 or 2.
I) A method for detecting a substrate molecule by using the ribonucleopeptide fluorescent sensor according to any one of A) to H) above by changing the fluorescence intensity.
J) The method according to I) above, which is used for detecting a biomolecule or a molecule in the environment or food and drink.
K) A molecular sensor element used in the method described in I) or J) above and comprising one or a plurality of ribonucleopeptide fluorescent sensors and a carrier thereof.
L) An apparatus that is used in the method described in I) or J) and includes one or a plurality of ribonucleopeptide fluorescence sensors and detection means for detecting changes in the fluorescence intensity.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, specific embodiments and technical scope of the present invention will be described in detail.
[0011]
(1) Ribonucleopeptide fluorescent sensor of the present invention
FIG. 1 is a diagram conceptually illustrating a method for producing a ribonucleopeptide sensor for ATP detection according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, in this production method, a peptide subunit of an ATP-binding ribonucleopeptide receptor (hereinafter sometimes referred to as “RNP receptor”) is labeled with a fluorescent molecule, and a ribonucleopeptide sensor ( Hereinafter, it may be referred to as “RNP sensor”). Since the RNP receptor is composed of an RNA subunit and a peptide subunit, for example, by replacing one of the peptide subunits with a fluorescent peptide, the function of the RNP receptor can be modified to an RNP sensor relatively easily. it can.
[0012]
The RNP sensor needs to change its fluorescence intensity by binding to a substrate molecule. As shown in FIG. 1, the RNP sensor of the present embodiment has an N-terminal amino group (—NH) of a peptide subunit that is expected to be located in the vicinity of the substrate binding region. 2 ) Was labeled with a fluorescent molecule having an amine reactive group. As a result, an RNP sensor in which a change (increase) in fluorescence intensity, which is considered to be caused by a change in the surrounding environment of the fluorescent molecule with the binding of ATP, was successfully observed (details will be described in Examples described later). To do).
[0013]
Thus, the fluorescent molecule is preferably introduced into the N-terminal amino group of the peptide subunit or the side chain of the amino acid residue on the N-terminal side, but is not limited thereto. For example, the RNA subunit may be modified with a fluorescent molecule instead of the peptide subunit. In addition, the fluorescent molecule is preferably introduced at or near the substrate binding region. However, as long as the change in the fluorescence intensity of the RNP sensor is measured as a result of binding to the substrate, the fluorescent molecule is separated from the substrate binding region. It may be introduced into the site.
[0014]
A fluorescent molecule is a molecule that is excited by an appropriate light energy (excitation wavelength) and emits light, and its luminescence change is relatively easy to measure by the apparatus, and reacts with a peptide subunit or an RNA subunit. There is no particular limitation as long as it can be directly bonded to this or indirectly bonded via another substance. In the examples described later, three types of fluorescent molecules, namely pyrene (pyrene: 1-pyrenesulfonyl chloride) and NBD fluoride (NBD fluoride: 4-fluoro-7-nitrobenz-2-oxa-1). , 3-Diazole (4-fluoro-7-nitrobenz-2-oxa-1,3-diazole), and 5-dimethylaminonaphthalene-1-sulfonyl chloride (dansyl chloride: 5-dimethylaminonaphthalene-1-sulfonyl chloride) chloride)) to produce an RTP sensor for ATP detection. Of course, other fluorescent molecules may be used. The change in fluorescence due to the binding of the substrate is considered to vary depending not only on the introduction position of the fluorescent molecule but also on the type of the fluorescent molecule, so an appropriate one may be selected from various fluorescent molecules.
[0015]
As an example of a method for optimizing the introduction position of the fluorescent molecule and the type of the fluorescent molecule, the following method can be mentioned. That is, using multiple types of fluorescent molecules, creating a peptide library with different modification positions of each fluorescent molecule to the peptide subunit, and combining it with the RNA subunit of the receptor, A labeled RNP sensor is made. From these, an optical sensor that responds most efficiently to each substrate may be selected.
[0016]
As with the RNP receptor, the RNP sensor of the present invention can design and produce an RNP sensor using any molecule as a substrate, as with the RNP receptor. Basically, it is the same as the method of manufacturing the RNP receptor described in JP-A-2003-33186. That is, an RNA subunit in which a peptide binding region and a substrate binding region having a random base sequence are bound is prepared, a complex of the RNA subunit and the peptide subunit is formed, and the complex is obtained by an in vitro selection method. And a target substrate are reacted, and then a complex having a binding ability to the substrate is selected. Next, RNA is recovered from the selected complex, and the recovered RNA is converted into DNA by a reverse transcription reaction. After this is amplified by PCR, a new RNA subunit is prepared. Based on the RNA subunit, Again, an RNA-peptide complex having a higher affinity for the substrate is formed by repeating the operation of forming a complex with the peptide subunit and selecting a complex having the binding ability to the substrate by an in vitro selection method. Is elected.
[0017]
In other words, a ribonucleopeptide molecule having a binding ability to a target substrate, such as ATP, is selected from among a library of ribonucleopeptides that are diversified by a random RNA base sequence portion using, for example, ATP. A new ribonucleopeptide library is prepared by selecting and amplifying them. In this way, by repeating the selection from many types of molecular species, an RNA-peptide complex having a high binding ability capable of binding more selectively to the target substrate can be produced.
[0018]
Preferred examples of the peptide subunit include those having an amino acid sequence derived from the Rev protein of HIV, and preferred examples of the peptide binding region of the RNA subunit include those having a Rev Response Element (RRE). it can. In particular, the RNA subunit has the following base sequence: ggucugggcgca- (N) n-ugacgguacaggcc As a suitable example, an RNA containing a single type of base, wherein “n” is an integer of 20 to 30) can be mentioned. The peptide subunit has the following 17 amino acid sequence: TR (X) 2 RRN (X) 3 R (X) 6 (Preferably, a peptide subunit having the following amino acid sequence: TRQARRNRRRRWRERRQR is preferred.
[0019]
2 to 4 show the nucleotide sequence of the RNA subunit substrate binding region in the RNA-peptide complex actually obtained by the selection method using the above-mentioned in vitro selection method and having high binding ability to ATP. It is. The obtained RNA sequences were classified into three types from the viewpoint of homology. Moreover, in the method implemented this time, since the random base sequence part was set to 30 bases, the length of the RNA sequence obtained as a substrate binding region is also about 30 bases.
[0020]
In Examples described later, by introducing a fluorescent molecule into a complex of an RNA subunit (430RNA / 428RNA) having the sequences of 430 and 428 in FIG. 4 as a substrate binding region and a peptide subunit (Rev peptide), respectively. An RTP sensor for ATP detection was obtained. The 430RNA has the following sequence (a) as a base sequence including a substrate binding region, and the 428RNA has the following sequence (b) as a base sequence including a substrate binding region. The peptide subunit has the amino acid sequence of (c) below.
(A) ggucugggcgca-uauaccguagugguuuguguguggguugg-ugacgguacaggcc (SEQ ID NO: 3)
(B) ggucugggcgca-agggcuuggugugccgauuucggggcauuu-ugacgguacaggcc (SEQ ID NO: 4)
(C) TRQARRNNRRRWRERRQ (SEQ ID NO: 5)
[0021]
In Examples described later, an RNA subunit (430RNA / 428RNA) having high binding ability to ATP is finally obtained by an in vitro selection method, and then this 430RNA or 428RNA and a peptide subunit (Rev peptide) are converted into fluorescent molecules. A complex with the fluorescently modified peptide modified in step 1 is formed to produce an RTP sensor for ATP detection. As other methods, for example, peptide subunits or RNA subunits are labeled with fluorescent molecules in advance, and in vitro selection is performed using the peptide subunits or RNA subunits thus fluorescently labeled. An RNP sensor may be made.
[0022]
(2) Usefulness of the present invention (application field)
As described above, the RNP sensor of the present invention can be designed and manufactured in a tailor-made manner as a sensor for an arbitrary molecule, and is excellent in versatility. For example, it can be used as follows.
[0023]
(A) A second messenger cell under various physiological conditions by designing and producing the RNP sensor of the present invention so as to specifically bind to a specific second messenger and introducing it into the cell by microinjection or the like. Internal dynamics can be optically detected and measured in real time for quantification. As described above, the RNP sensor of the present invention is useful for analyzing in vivo kinetics as a sensor for small organic molecules in a living body.
[0024]
(B) The RNP sensor of the present invention can be used as a molecular sensor for various biomolecules such as physiologically active substances such as ATP, second messengers, and neurotransmitters, but its use is not limited to detection of biomolecules. In addition, it can be used for various substance detections such as detection of environmental pollutants and endocrine disrupting substances (environmental hormones) present in the environment, and detection of specific substances in food and drink. As described above, the industrial field in which the present invention can be used is extremely wide. For example, it can be expected to be used for various clinical examinations and diagnoses in the medical field, environmental research (environmental measurement / environmental monitoring), food analysis, and the like. .
[0025]
(C) In addition, by applying microarray fabrication technology, etc., the RNP sensors of the present invention are arranged in high density in an array, and a molecular sensor element (such as a molecular sensor chip) that simultaneously detects many molecules at high throughput is fabricated. Is possible. Such a molecular sensor element is also included in the present invention. The molecular sensor element of the present invention basically comprises one or a plurality of RNP sensors and a carrier thereof (such as a substrate for fixing or holding the RNP sensor), thereby detecting one or a plurality of substances. I just need it. When detecting a plurality of substances, each RNP sensor may be labeled with different fluorescent molecules according to the target substance. In addition, the RNP sensor of the present invention may be used for detecting a substance having a relatively large molecular weight (such as an oligopeptide), and the molecular sensor element of the present invention is promising among next-generation chip technologies. It can also be applied to “protein chips”.
Of course, the molecular sensor element of the present invention can be used in various fields described in (B) above, and can be used in various applications such as a clinical diagnostic chip and an environmental contamination detection chip.
[0026]
(D) A new intermolecular interaction analysis apparatus or substance detection apparatus using the RNP sensor of the present invention or the molecular sensor element of the present invention can be realized, and such an apparatus is also included in the present invention. The apparatus basically has only to be configured to include one or a plurality of RNP sensors and detection means for detecting changes in the fluorescence intensity. For example, (1) means for introducing, adding or mixing the RNP sensor of the present invention (or the molecular sensor element of the present invention) into a sample such as a biological sample, and then the RNP sensor (or the book) taken out from the sample or from the sample (2) means for guiding the sample to the surface of the RNP sensor (or the molecular sensor element of the present invention), which is fixed to the RNP sensor (or the molecular sensor element of the present invention). Then, the structure provided with the means to measure the fluorescence of a RNP sensor (or molecular sensor element), etc. are mentioned.
[0027]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention more concretely, this invention is not limited at all by these Examples.
[0028]
First, materials and methods used in each example described later will be described.
〔reagent〕
Side chain-protected Fmoc (9-fluorenylmethoxycaebonyl) amino acids were purchased from Novabiochem, Fmoc-PAL-PEG resin, HATU from Applied Biosystems, and DMF for peptide synthesis from Wako Pure Chemical. Fluorescence introduction reagents (5-dimethylaminonaphthalene-1-sulfonyl chloride (dansyl chloride), 4-fluoro-7-nitrobenz-2-oxa-1,3-diazole (NBD fluoride), 1-pyrenesulfonyl chloride) are purchased from Molecular Probe did. ATP agarose resin and nucleotides (ATP, ADP, AMP, dATP, UTP, CTP, GTP, 8-bromo-ATP) were purchased from Sigma-Aldrich. Klenow DNA Polymerase, restriction enzymes (BamHI, EcoRI) and T4 RNA Ligase were purchased from New England Biolab. Pyrobest DNA Polymerase and TaKaRa Ligation Kit Ver.2 were purchased from TaKaRa. DH5α competent cells for library creation were purchased from Invitrogen. Reverse transcriptase (AMV (Avian Myeloblastosis Virus) Reverse Transcriptase) was purchased from Promega. An RNA transcription kit (AmpliScribe T7 High Yield Transcription Kit) was purchased from Epicentre. BactoTrypton, Yeast Extract, and BactoAgar were purchased from Difco. The synthesis of DNA library and DNA for PCR primers was requested from Amersham Pharmacia. QIAprep Spin Miniprep Kit was purchased from Qiagen. Other reagents used were for molecular biology and of special grade.
For PCR, BIO-RAD iCycler Thermal Cycler or TaKaRa PCR Thermal Cycler PERSONAL is used. For standard PCR reaction, TaKaRa Pyrobest DNA Polymerase is used, and 0.2 mM primer DNA in the attached Pyrobest Buffer II reaction solution is used. Using 0.2 mM dNTP conditions.
[0029]
[Preparation of DNA library]
A template DNA (RREN30) (5'-GGAATAGGTCTGGGCGCACA-N30-TGACGGTACAGGCCGAAAG-3 ') containing a random base sequence of 30 bases with primer REV01 (5'-CTTTCGGCCTGTACCGTCA-3') complementary to the 3 'end region of the template DNA After annealing at 2 ° C. for 2 hours, double-stranded DNA was synthesized by Klenow DNA Polymerase at 25 ° C. for 15 minutes. Subsequently, using a primer (5'-TCTAATACGACTCACTATAGGAATAGGTCTGGGCGCA-3 ') containing a T7 promoter and a primer complementary to the 3' end region of the template DNA, denaturation with Pyrobest DNA Polymerase at 94 ° C for 30 seconds, annealing at 55 ° C A DNA library containing 30 strands of random double strands was constructed by performing a PCR reaction for 30 seconds at 72 ° C for 1 minute at 72 ° C.
[0030]
[Preparation of RNA library]
Using 1 mg of double-stranded DNA as a template, RNA was transcribed in a 20 ml volume at 37 ° C. for 3 hours (according to the Epicentre Ampli Scribe T7 Transcription Kits protocol). After completion of the transcription reaction, 1 U DNase was added and reacted at 37 ° C. for 15 minutes to decompose the template DNA. The transcribed RNA was ethanol precipitated in the presence of sodium acetate. The RNA sample was dissolved in an 80% formamide aqueous solution, heat-treated at 80 ° C. for 5 minutes, denatured by rapid cooling on ice, and purified on an 8% polyacrylamide denaturing gel containing 6M urea. RNA detected by UV on a TLC plate was cut out and extracted with TE buffer (10 mM Tris-HCl (pH 7.6), 1 mM EDTA). The extracted RNA was ethanol precipitated in the presence of sodium acetate. The purified RNA is diluted to a buffer containing 10 mM Tris-HCl (pH 7.6) and 150 mM NaCl to a concentration of 10 mM, heated at 80 ° C. for 3 minutes, and then slowly cooled to form an appropriate secondary structure over 2 hours to room temperature. I tried to do it.
[0031]
(Rev peptide synthesis)
Chemical synthesis was performed by Fmoc solid phase synthesis. As the resin, Fmoc-PAL-PEG resin (0.41 mmol / g) was used. Condensation was performed by adding 5 equivalents of Fmoc amino acid and 5 equivalents of HATU dissolved in DMF containing 5% diisopropylethylamine to the resin and stirring for 30 to 60 minutes. After removing the Fmoc group of the N-terminal amino acid, the N-terminal of the peptide was acetylated using N-methylimidazole and acetic anhydride. Cutting out from the resin and deprotection of the side chain was performed by adding phenol (0.75g), thioanisole (0.5ml), ethanedithiol (0.25ml), water (0.5ml), TFA (10ml) on ice under nitrogen atmosphere. The mixed solution was added to the dried resin and stirred for 6 hours on ice in a nitrogen atmosphere. After completion of the reaction, water was added on ice and the mixture was stirred for 30 minutes, extracted and purified with ether, gel filtration (Sephadex G-10) was performed using 5% aqueous acetic acid as an eluent, and purified by reverse phase HPLC.
[0032]
[Method for selecting ATP-binding ribonucleopeptide]
ATP resin (2.0 mmolATP / ml resin capacity) fixed with 4% beaded agarose was used for the binding experiment. The resin is pre-binding buffer (10 mM Tris-HCl (pH 7.6), 100 mM NaCl, 10 mM MgCl 2 ) Was equilibrated by washing 3 times with a binding buffer of 3 times the resin volume. To a 50 ml resin, 1 mM RNA and 1.5 mM Rev peptide were added in a 100 ml volume and allowed to bind on ice for 30 minutes with occasional stirring. After the reaction, the resin was washed 3 times with 300 ml of binding buffer. The RNA bound to the resin was eluted with 100 ml of buffer containing 4mMATP, and this was repeated three times. RNA was collected by ethanol precipitation in the presence of ammonium acetate. RNA was dissolved in 10 ml TE (10 mM Tris-HCl (pH 7.6), 1 mM EDTA), and 1.5 ml of RNA was used as a template, Promega kit (Reverse Transcription System The reverse transcription reaction was performed at 42 ° C. for 30 minutes in the presence of the REV01 primer. The reaction solution was heat treated at 99 ° C. for 5 minutes to inactivate reverse transcriptase, and then a portion of the reaction solution was denatured using the REV01 primer and FOR01 primer (5′-GAATTCTAATACGACTCACTATAGG-3 ′). PCR was performed at 30 ° C. for 30 seconds, annealing at 55 ° C. for 30 seconds, and extension reaction at 72 ° C. for 1 minute. The reaction solution was collected every 5 cycles, and the amplified DNA was analyzed by 8% polyacrylamide electrophoresis. PCR was performed with the minimum number of cycles in which DNA amplification was confirmed exponentially by analysis with polyacrylamide electrophoresis, and a new DNA library was prepared. The PCR product was purified by 2-propanol precipitation in the presence of ammonium acetate and subjected to the next selection.
[0033]
[Synthesis of Rev peptide with fluorescent molecule introduced at N-terminus]
Rev peptide was synthesized by Fmoc solid-phase synthesis method as described above, and the resin with the N-terminal protected with Fmoc group was immobilized on DMF containing 30% piperidine for 5 minutes x 3 times. The Fmoc group was removed. The resin was thoroughly washed with DMF, and then reacted for 3 hours at room temperature with 10 equivalents of fluorescent molecules dissolved in DMF containing 5% DIEA. Unreacted fluorescent molecules were thoroughly washed away with DMF, washed with methanol and ether, and then thoroughly dried. The dried resin was reacted with a mixed solution of phenol (0.75 g), thioanisole (0.5 ml), ethanedithiol (0.25 ml), water (0.5 ml), and TFA (10 ml) for 6 hours at room temperature. At the same time of cutting, deprotection was performed. After completion of the reaction, water was added on ice and the mixture was extracted and purified with ether, and then gel filtration (Sephadex G-10) was performed using 5% aqueous acetic acid as an eluent, followed by purification by reverse phase HPLC. Peptides were identified by MALDI-TOF mass spectrum. The peptide concentration was determined by amino acid composition analysis.
Dansyl-Rev calculated for [M +] 2478.8, found 2480.5;
Pyrene-Rev calculated for [M +] 2593.0, found 2594.6; NBD-Rev peptide was decomposed by laser irradiation and could not be identified by mass spectrum, but it was confirmed to be a single peak in HPLC.
[0034]
[RNA sequence analysis of ATP-binding ribonucleopeptide]
For the DNA library selected 10 times, in order to add a restriction enzyme cleavage region, the FOR02 primer (5'-CGgaattcTAATACGACTCACTATAGG-3 ', lowercase notation is EcoRI recognition sequence), REV02 primer ( PCR was performed using 5′-GCGggatccTTTCGGCCTGTACCGTCA-3 ′ (lowercase notation is BamHI recognition sequence). PCR was performed in 100 ml reaction volume using 100 ng of template DNA for 4 cycles under conditions of denaturation at 94 ° C. for 30 seconds, annealing at 55 ° C. for 30 seconds, and extension reaction at 72 ° C. for 1 minute. The PCR product was purified by 2-propanol precipitation in the presence of ammonium acetate, and then subjected to an enzyme reaction with BamHI and EcoRI at 37 ° C. for 3 hours. After enzymatic digestion, it was treated with phenol and chloroform and purified by ethanol precipitation in the presence of sodium acetate. A 3-fold molar amount of PCR product was added to the pUC19 plasmid DNA previously cleaved by BamHI and EcoRI reactions, and a ligation reaction was performed at 16 ° C. for 1 hour using TaKaRa Ligation Kit ver.2. The ligation sample was directly added to DH5 competent cells for transformation, and cultured overnight on LB ampicillin medium. The transformed E. coli was cultured in 5 ml of liquid LB medium containing ampicillin. The culture solution cultured for 16 hours was centrifuged at 3,000 rpm for 10 minutes to recover E. coli. From the recovered E. coli, plasmid DNA was recovered by the alkaline method according to the protocol of Qiagen MiniPrepKit.
Prepare the recovered plasmid DNA (200 ng), M13RV primer (5'-CAGGAAACAGCTATGAC-3 ', 1.6 pmol), 4 ml of BigDyeTerminator premix solution to a reaction volume of 10 ml, denature at 96 ° C for 30 seconds, and anneal at 50 The reaction was performed for 25 cycles at 15 ° C. for 15 seconds and at 60 ° C. for 4 minutes. After completion of the reaction, it was purified by ethanol precipitation in the presence of sodium acetate solution. The sample was dissolved in a sequencing loading solution, treated at 99 ° C. for 2 minutes, then rapidly cooled on ice, and half of the amount was used for analysis. DNA sequence analysis was performed according to the manufacturer's protocol using an automated DNA sequence analyzer (ABI Model 377) from Applied Biosystem.
[0035]
[Preparation of RNA from sequence-analyzed plasmid DNA]
Using 10 ng of the plasmid DNA for which the sequence was confirmed, denaturation was performed at 94 ° C for 30 seconds using FOR03 primer (5'-GAATTCTAATACGACTCACTATAGG-3 ') and REV04 primer (5'-GGAATAGGCCTGTACCGTC-3') for annealing for 30 seconds. The reaction was carried out for 20 cycles at 55 ° C. for 30 seconds and the extension reaction at 72 ° C. for 1 minute. The PCR product was subjected to 2-propanol precipitation in the presence of ammonium acetate. The purified DNA was dissolved in TE, RNA was transferred by the method described above, and then purified using a denaturing gel.
[0036]
[Measurement using ATP fluorescence sensor]
The fluorescence spectrum was measured using a Hitachi spectrofluorometer F-4500. During reaction conditions (10 mM Tris-HCl (pH 7.6), 100 mM NaCl, 10 mM MgCl 2 ) After the complex of the purified RNA and the fluorescence-modified peptide 0.5 to 1 mM was formed, various nucleotides were added and incubated at room temperature for 30 minutes to measure fluorescence. NBD-Rev peptide was measured at an excitation wavelength of 470 nm, Dansyl-Rev peptide was measured at 340 nm, and Pyrene-Rev peptide was measured at an excitation wavelength of 360 nm. The slit widths of the excitation wavelength and the fluorescence wavelength were each 5 nm and measured at 20 ° C.
[0037]
[Example 1: Construction of ATP-binding ribonucleopeptide receptor]
First, a ribonucleopeptide receptor was prepared for adenosine triphosphate (ATP). As described above, a ribonucleopeptide pool obtained by mixing 1: 1 with a Rev peptide was prepared using a random sequence containing 30 bases as described above. The RNA sequence of the substrate binding region in the ribonucleopeptide receptor obtained using the ATP resin immobilized with 2 ′ and 3 ′ ribose by the in vitro selection method is shown in FIGS.
[0038]
[Example 2: Construction of RNA subunit of ATP-binding ribonucleopeptide receptor]
For the RNA subunits (428RNA and 430RNA) each having the 428 and 430 sequences in Fig. 4, they form complexes with NBD-, Dansyl-, and Pyrene-Rev peptides, respectively, and perform ATP titration. I investigated. RNA was prepared using primers designed so that 5 ′ and 3 ′ completely formed complementary strands. The base sequences of the substrate binding regions of 428RNA and 430RNA are as follows.
430 UAUACCGUAGUGGUUUGUGUGUGGGUUGG (SEQ ID NO: 1)
428 AGGGCUUGGUGUGCCGAUUUCGGGGCAUUU (SEQ ID NO: 2)
[0039]
[Example 3: Evaluation of ATP detection performance of RNP sensor prepared using Pyrene peptide, NBD peptide or Dansyl peptide and 428RNA or 430RNA]
During reaction conditions (10 mM Tris-HCl (pH 7.6), 100 mM NaCl, 10 mM MgCl 2 ) After forming a 1: 1 complex of RNA (428RNA or 430RNA) and fluorescent modified peptide (Pyrene-Rev peptide 0.5μM, NBD-Rev peptide 0.5μM, Dansyl-Rev peptide 1.0μM), add ATP Fluorescence was measured after incubation at room temperature for 30 minutes. NBD-Rev peptide was measured at an excitation wavelength of 470 nm, Dansyl-Rev peptide was measured at 340 nm, and Pyrene-Rev peptide was measured at an excitation wavelength of 360 nm. In this way, 428RNA or 430RNA was used to form complexes with various peptides to produce RNP sensors, and changes in fluorescence associated with the addition of ATP were evaluated. The result is shown in FIG. In the figure, (a) to (c) are prepared using 428 RNA, (d) to (f) are each prepared using 430 RNA, (a) and (d) are pyrene, (b) and (e) are NBD, (C) and (f) are the fluorescence accompanying the ATP addition (0.1, 0.3, 1, 3, 10, 30, 100, 300, 1000, 3000, 10000 μM) of RNA sensors prepared using dansyl as the fluorescent molecule. The result of intensity change is shown. In each graph, the vertical axis represents fluorescence intensity, and the horizontal axis represents wavelength (nm).
As shown in the figure, the change was small in the RNP sensor using the Dansyl peptide, but in the RNP sensor prepared using the NBD peptide and Pyrene peptide, the RNP sensor prepared using either 428 RNA or 430 RNA. Even in the case, the fluorescence intensity increased with the addition of ATP.
[0040]
[Example 4: Performance evaluation of RNP sensor (base selectivity evaluation)]
In order to evaluate the recognition of the base moiety, ATP, UTP, CTP, and GTP were evaluated for fluorescence changes in the concentration range evaluated by ATP. During reaction conditions (10 mM Tris-HCl (pH 7.6), 100 mM NaCl, 10 mM MgCl 2 ) After forming a 1: 1 complex of RNA (428RNA) and fluorescent modified peptide (Pyrene-Rev peptide 0.5μM), various NTPs were added (0.1, 0.3, 1, 3, 10, 30, 100, 300, And the fluorescence was measured at an excitation wavelength of 360 nm. The result is shown in FIG. As shown in the figure, when UTP, CTP, or GTP was added, no fluorescence change was observed, indicating that the RNP sensor retained high base recognition ability. In each graph of FIG. 6, the vertical axis indicates the fluorescence intensity, and the horizontal axis indicates the wavelength (nm).
[0041]
[Example 5: Selectivity of RNP sensor (comparison of dATP, AMP, ATP)]
In order to confirm the selectivity, the fluorescence change accompanying the addition of ligand (AMP, ATP, or dATP) was measured for the complex of 428 RNA and Pyrene-Rev peptide, and the relative fluorescence intensity (ie, fluorescence intensity after addition of ligand ( I) is the fluorescence intensity (I 0 Plotted against the ligand concentration plus. The result is shown in FIG. As shown in the figure, when AMP and dATP were added, changes in fluorescence intensity and affinity were similar to ATP, indicating that the base part of adenosine was accurately recognized.
[0042]
[Example 6: Comparison of RNP sensor performance using different RNA subunits]
The ATP binding of the ribonucleopeptide sensor prepared using 428RNA or 430RNA as the RNA subunit and Pyrene-Rev peptide as the peptide subunit was analyzed from the change in fluorescence when ATP was added to the ribonucleopeptide sensor. The result is shown in FIG. Measurement conditions (10 mM Tris-HCl (pH 7.6), 100 mM NaCl, 10 mM MgCl 2 The dissociation constant (Kd) of the ATP and ribonucleopeptide sensor at) was 39 μM for 428 RNA and 86 μM for 430 RNA. In the graph of FIG. 8, black circles indicate the measurement results for the 428RNA-Pyrene-Rev complex, and black triangles indicate the measurement results for the 430RNA-Pyrene-Rev complex.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, the present invention relates to a fluorescence sensor using an RNA-peptide complex, and as described above, it can be designed and produced in a tailor-made manner as a sensor for any molecule, and is excellent in versatility. Expected to be used in a wide range of industrial fields such as medical and environmental fields.
[Sequence Listing]
Figure 0003996097
Figure 0003996097
Figure 0003996097

[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a diagram conceptually illustrating a method for producing a ribonucleopeptide sensor for ATP detection according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing one group of homologous sequences among a group of RNA sequences with high binding ability to ATP actually obtained by the above-described production method.
FIG. 3 is a diagram showing sequences of other groups having homology among the RNA sequence groups.
FIG. 4 is a view showing sequences of still another group having homology among the RNA sequence groups.
FIGS. 5A to 5F are graphs showing the results of evaluating fluorescence changes associated with the addition of ATP for a plurality of types of ribonucleopeptide sensors for ATP detection.
FIGS. 6A to 6D are graphs showing the results of evaluating fluorescence changes associated with various NTP additions for one type of ATP-detecting ribonucleopeptide sensor.
FIG. 7 is a graph showing the results of evaluating changes in relative fluorescence intensity associated with addition of AMP, ATP, and dATP for one type of ribonucleopeptide sensor for ATP detection.
FIG. 8 is a graph showing the results of evaluating the rate of change in fluorescence associated with the addition of ATP for two types of ATP detection ribonucleopeptide sensors having different RNA subunits.

Claims (7)

RNAサブユニットとペプチドサブユニットとの複合体を蛍光分子で標識してなるリボヌクレオペプチド蛍光センサーであって、
上記RNAサブユニットが以下の塩基配列: ggucugggcgca-(N)n-ugacgguacaggcc (塩基配列において (N)n は基質結合領域を示し、「 N 」はアデニン、ウラシル、グアニン及びシトシンから任意に選択される一種類の塩基を示し、「 n 」は20〜30の整数である)を含み、
上記ペプチドサブユニットが、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)のRev蛋白質由来のアミノ酸配列を有し、
上記蛍光分子が、ピレン( pyrene )またはNBDフルオリド( NBD fluoride )から選ばれ、かつ、上記ペプチドサブユニットのN末端アミノ基に結合されていることを特徴とするリボヌクレオペプチド蛍光センサー。
A ribonucleopeptide fluorescent sensor formed by labeling a complex of an RNA subunit and a peptide subunit with a fluorescent molecule,
The RNA subunit following nucleotide sequence: ggucugggcgca- (N) (N) n in n-ugacgguacaggcc (nucleotide sequence represents the substrate binding region, are selected, "N" is adenine, uracil, and any of guanine and cytosine One type of base, " n " is an integer from 20 to 30),
The peptide subunit has an amino acid sequence derived from the Rev protein of human immunodeficiency virus (HIV);
The fluorescent molecules are selected from pyrene (pyrene) or NBD fluoride (NBD fluoride), and ribonucleoprotein peptide fluorescence sensor, characterized in that coupled to the N-terminal amino group of the peptide subunits.
基質がアデノシン三リン酸(ATP)であることを特徴とする請求項1記載のリボヌクレオペプチド蛍光センサー。  The ribonucleopeptide fluorescent sensor according to claim 1, wherein the substrate is adenosine triphosphate (ATP). 基質がアデノシン三リン酸(ATP)であり、(N)nが配列番号1又は2に示される塩基配列からなることを特徴とする請求項2記載のリボヌクレオペプチド蛍光センサー。  The ribonucleopeptide fluorescent sensor according to claim 2, wherein the substrate is adenosine triphosphate (ATP), and (N) n consists of a base sequence shown in SEQ ID NO: 1 or 2. 請求項1〜3の何れか1項に記載のリボヌクレオペプチド蛍光センサーを用いて、その蛍光強度の変化によって基質分子を検出する方法。  A method for detecting a substrate molecule by using the ribonucleopeptide fluorescent sensor according to any one of claims 1 to 3 based on a change in fluorescence intensity thereof. 生体分子、又は環境中もしくは飲食物中の分子の検出に使用することを特徴とする請求項4記載の方法。  The method according to claim 4, wherein the method is used for detecting a biomolecule, or a molecule in the environment or food and drink. 請求項4又は5記載の方法に用いられ、1又は複数のリボヌクレオペプチド蛍光センサーと、その担体とを備えた分子センサー素子。  A molecular sensor element used in the method according to claim 4 or 5, comprising one or a plurality of ribonucleopeptide fluorescent sensors and a carrier thereof. 請求項4又は5記載の方法に用いられ、1又は複数のリボヌクレオペプチド蛍光センサーと、その蛍光強度の変化を検出する検出手段とを備えた装置。  6. An apparatus comprising one or more ribonucleopeptide fluorescent sensors and a detection means for detecting a change in the fluorescence intensity used in the method according to claim 4 or 5.
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