JP4446058B2 - Antifreeze protein mixture - Google Patents

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Description

本発明は、不凍タンパク質に関するものであり、分子全体としての荷電が異なる2種類以上の不凍タンパク質を含む組成物、ならびに分子全体としての荷電が異なる2種類以上の不凍タンパク質を添加することを含む、含水物の凝固点を降下させる方法、含水物における凍結濃縮を阻害する方法、氷の再結晶を阻害する方法および含水物を保存する方法に関する。   The present invention relates to an antifreeze protein, and a composition containing two or more types of antifreeze proteins having different charges as a whole molecule, and two or more types of antifreeze proteins having different charges as a whole molecule are added. A method for lowering the freezing point of a hydrated product, a method for inhibiting freeze concentration in a hydrated product, a method for inhibiting recrystallization of ice, and a method for storing a hydrated product.

0℃以下の温度域においては、水分子および水分子以外の物質を含む含水物の内部では水分子同士だけが結びついて氷塊を形成する。このとき水分子以外の物質が、氷塊形成に伴う物理的な圧迫を受け移動を強いられる凍結濃縮と呼ばれる現象がおこる。このような含水物を解凍すると、凍結前の内部構造、生理活性、または風味などが損なわれる。この問題は、従来プログラムフリーザー等の装置を用いて急速冷凍、緩慢冷凍、急速解凍、緩慢解凍を組み合わせることや、グリセロールなどの化学合成物質を添加すること、または冷凍物を入れる容器の形状に工夫を凝らすことなどによって克服されてきた。しかし対象となる含水物には膨大な種類があり、より汎用性が高く低コストを実現する新しい冷凍保存法の技術開発が強く望まれていた。   In a temperature range of 0 ° C. or lower, only water molecules are connected to each other to form an ice lump inside the hydrous material containing water molecules and substances other than water molecules. At this time, a phenomenon called freeze concentration occurs in which substances other than water molecules are forced to move under the physical pressure associated with ice mass formation. When such a hydrate is thawed, the internal structure, physiological activity, flavor, etc. before freezing are impaired. This problem can be solved by combining quick freezing, slow freezing, quick thawing, slow thawing using a conventional program freezer or the like, adding a chemically synthesized substance such as glycerol, or designing the shape of the container for storing the frozen product. It has been overcome by elaborating. However, there are enormous types of target hydrated materials, and there has been a strong demand for the development of a new cryopreservation technique that is more versatile and lower in cost.

不凍タンパク質(AFP)は、氷の再結晶阻害や熱ヒステリシス活性などの特性を示し、含水物の凍結濃縮を強く抑制する能力を有する。また、0℃以上の温度域において、AFPは、細胞膜または細胞膜表面の水分子と特異的な相互作用をすることによって、該細胞の生存率を高める能力を有する。これらの能力のために、AFPの添加は、肉、野菜、加工食品、血液、細胞、卵子、精子、移植臓器などのさまざまな含水物の内部構造を保持し、その結果として該含水物の時間経過(保存)に伴う品質や風味あるいは生命活動の低下を妨げる効果があると考えられてきた。このために、食品、医学、その他の分野において最も保存効果の高いAFPを低コストで効率的に生産する手法の開発が強く望まれていた。   Antifreeze protein (AFP) exhibits properties such as ice recrystallization inhibition and thermal hysteresis activity, and has the ability to strongly suppress freeze-concentration of hydrates. In addition, in the temperature range of 0 ° C. or higher, AFP has the ability to increase the survival rate of the cells by specifically interacting with the cell membrane or water molecules on the cell membrane surface. Because of these capabilities, the addition of AFP preserves the internal structure of various hydrates such as meat, vegetables, processed foods, blood, cells, eggs, sperm, transplanted organs, and consequently the time of the hydrates. It has been considered that it has the effect of preventing deterioration in quality, flavor or life activity associated with the course (storage). For this reason, there has been a strong demand for the development of a method for efficiently producing AFP having the highest preservation effect in food, medicine and other fields at low cost.

AFPが1960年代後半に南極等に生息する魚類の体液から発見されてから既に30年以上が経過した。その間、AFPに関する膨大な研究が行われAFPの医学応用や産業応用の可能性が検討され、更にAFPを生産販売するベンチャー企業(A/F Protein Inc.935 Main Str.Waltham,MA 02451 USA)が1994年に設立された。それにもかかわらず、いまだにAFPによる低温保存などの技術は実用化されていない。その最大の原因は、医学分野、食品分野などにおけるAFPの実用化に必要な最低量のAFPを生産する技術が開発されていないことであった。従来、実用化のためのAFPの効果は、魚類の血液から精製されたAFPまたは遺伝子工学的に製造したAFPを用いることによって調べられてきた。しかし、魚体死後におこる凝血現象によって、注射器を用いて何十リットルもの魚体血液を採取することは困難なため、AFPの精製量は限定的なものにとどまっていた(図1を参照)。また、遺伝子工学的手法を用いても一度の実験で50mg程度の量を得るのが限度であり、しかもこの手法には高額の費用を必要とした。医学分野での実用化に必要なAFPの量は最低でも10グラム以上であり、食品分野での実用化に必要なAFPの量は最低でも1キログラム以上である。しかしながら、AFPのグラムオーダー以上の大量生産が実現されたことはなく、また北極および南極魚由来のAFPの希少性のために、その販売価格も実用化には困難な高価に設定されていた。   More than 30 years have passed since AFP was discovered in the body fluids of fish inhabiting Antarctica in the late 1960s. In the meantime, enormous research on AFP has been conducted, the possibility of medical application and industrial application of AFP has been examined, and a venture company that produces and sells AFP (A / F Protein Inc. 935 Main Str. Waltham, MA 02451 USA) Established in 1994. Nevertheless, techniques such as low temperature storage by AFP have not been put into practical use. The biggest cause was that a technique for producing the minimum amount of AFP necessary for the practical use of AFP in the medical field, food field and the like has not been developed. Conventionally, the effect of AFP for practical use has been investigated by using AFP purified from fish blood or AFP manufactured by genetic engineering. However, since it is difficult to collect dozens of liters of fish blood using a syringe due to the blood clot phenomenon that occurs after the death of the fish, the amount of AFP purified has been limited (see FIG. 1). In addition, even if a genetic engineering technique is used, it is possible to obtain an amount of about 50 mg in one experiment, and this technique requires a high cost. The amount of AFP required for practical use in the medical field is at least 10 grams, and the amount of AFP required for practical use in the food field is at least 1 kilogram. However, mass production exceeding the gram order of AFP has never been realized, and because of the scarcity of AFP derived from Arctic and Antarctic fish, its selling price has been set at an expensive price that is difficult to put into practical use.

その後、北極海や南極海に漁船を出さずに捕獲する事のできる膨大な食用魚種の筋肉のすり身液から、魚体死の影響を受けずに、非限定的な量のAFPが精製できることが示された(図1および特許文献1を参照)。現在、この手法を用いたAFP大量精製の試みがすでに企業等により開始されているが、同時に多くの技術的問題点が浮き彫りになってきている。最大の問題点はAFPの精製に関することである。魚類が有するAFPは、活性の異なるAFPの混合物である。AFPの精製を続けていくと最終的には筋肉中に存在する10種以上のAFPを分離するまでに至る。各AFPは、アミノ酸組成の違いによって生化学的性質やAFPとしての活性が異なっている。また、これまでの研究で、細胞の時間経過にともなう生存率は、用いたAFPに依存して大きく異なることも明らかとなっている。しかし、どのようなAFPが最も高い効果を発揮するのかは明らかではなく、また、選択したAFPの水への溶解度が低ければ添加物には不向きである。このような状況下、AFPの有利な適用条件の開発が望まれていた。
特開2004−083546号公報
After that, an unlimited amount of AFP can be purified from the surplus of edible muscle species that can be captured without taking a fishing boat in the Arctic Ocean or the Antarctic Ocean without being affected by the death of the fish. (See FIG. 1 and Patent Document 1). At present, attempts by AFP mass refining using this method have already been started by companies and the like, but at the same time, many technical problems have been highlighted. The biggest problem is related to the purification of AFP. AFP possessed by fish is a mixture of AFPs having different activities. If the purification of AFP is continued, it will eventually lead to the separation of 10 or more types of AFP present in the muscle. Each AFP has different biochemical properties and activity as an AFP depending on the amino acid composition. In addition, previous studies have revealed that the survival rate of cells over time varies greatly depending on the AFP used. However, it is not clear what kind of AFP exerts the highest effect, and if the solubility of the selected AFP in water is low, it is not suitable for an additive. Under such circumstances, development of advantageous application conditions of AFP has been desired.
JP 2004-083546 A

本発明の課題は、低コストで不凍活性の高い不凍タンパク質組成物を提供すること、ならびに低コストで効果的な不凍タンパク質の適用方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide an antifreeze protein composition having high antifreeze activity at low cost, and to provide an effective method for applying antifreeze protein at low cost.

本発明者らは前記課題を解決すべく鋭意検討を行い、タイプの異なる不凍タンパク質についてそれらの不凍活性を比較検討した結果、不凍タンパク質が有する電荷によって不凍活性の程度が大きく異なること、さらに、負電荷を有する不凍タンパク質と正電荷を有する不凍タンパク質を組み合わせて適用することにより、優れた不凍活性が得られることを見いだし、本発明を完成するに至った。   The present inventors have intensively studied to solve the above problems, and as a result of comparing the antifreeze activities of different types of antifreeze proteins, the degree of antifreeze activity varies greatly depending on the charge of the antifreeze proteins. Furthermore, the present inventors have found that an excellent antifreeze activity can be obtained by applying a combination of an antifreeze protein having a negative charge and an antifreeze protein having a positive charge to complete the present invention.

すなわち、本発明は以下の発明を包含する。
(1)正に荷電している不凍タンパク質と負に荷電している不凍タンパク質とを有効成分として含む組成物。
(2)正に荷電している不凍タンパク質と負に荷電している不凍タンパク質を、99:1〜1:99のモル比で含む、(1)記載の組成物。
(3)正に荷電している不凍タンパク質が以下の(a)および(b)のタンパク質:
(a)配列番号2、4、6、8、10または12のいずれかで表されるアミノ酸配列を含むタンパク質、
(b)配列番号2、4、6、8、10または12のいずれかで表されるアミノ酸配列において、1もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換もしくは付加されたアミノ酸配列を含み、かつ不凍活性を有するタンパク質
から選択される少なくとも1種であり、
負に荷電している不凍タンパク質が以下の(c)および(d)のタンパク質:
(c)配列番号14、16、18、20、22、24または26のいずれかで表されるアミノ酸配列を含むタンパク質、
(d)配列番号14、16、18、20、22、24または26のいずれかで表されるアミノ酸配列において、1もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換もしくは付加されたアミノ酸配列を含み、かつ不凍活性を有するタンパク質
から選択される少なくとも1種である、(1)または(2)記載の組成物。
That is, the present invention includes the following inventions.
(1) A composition comprising a positively charged antifreeze protein and a negatively charged antifreeze protein as active ingredients.
(2) The composition according to (1), comprising a positively charged antifreeze protein and a negatively charged antifreeze protein in a molar ratio of 99: 1 to 1:99.
(3) The positively charged antifreeze proteins are the following proteins (a) and (b):
(A) a protein comprising the amino acid sequence represented by any of SEQ ID NOs: 2, 4, 6, 8, 10 or 12,
(B) an amino acid sequence represented by any one of SEQ ID NOs: 2, 4, 6, 8, 10 or 12, comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids have been deleted, substituted or added, and antifreeze At least one selected from proteins having activity;
The negatively charged antifreeze proteins are the following proteins (c) and (d):
(C) a protein comprising the amino acid sequence represented by any of SEQ ID NOs: 14, 16, 18, 20, 22, 24 or 26,
(D) an amino acid sequence represented by any one of SEQ ID NOs: 14, 16, 18, 20, 22, 24 or 26, comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added; and The composition according to (1) or (2), which is at least one selected from proteins having antifreeze activity.

(4)含水物の凝固点を降下させるための、(1)〜(3)のいずれかに記載の組成物。
(5)含水物における凍結濃縮を阻害するための、(1)〜(3)のいずれかに記載の組成物。
(6)含水物における氷の再結晶を阻害するための、(1)〜(3)のいずれかに記載の組成物。
(7)含水物を保存するための、(1)〜(3)のいずれかに記載の組成物。
(8)含水物の凝固点を降下させる方法であって、該含水物に正に荷電している不凍タンパク質と負に荷電している不凍タンパク質とを添加することを含む前記方法。
(9)含水物における凍結濃縮を阻害する方法であって、該含水物に正に荷電している不凍タンパク質と負に荷電している不凍タンパク質とを添加することを含む前記方法。
(10)含水物における氷の再結晶を阻害する方法であって、該含水物に正に荷電している不凍タンパク質と負に荷電している不凍タンパク質とを添加することを含む前記方法。
(11)含水物を保存する方法であって、該含水物に正に荷電している不凍タンパク質と負に荷電している不凍タンパク質とを添加することを含む前記方法。
(12)正に荷電している不凍タンパク質と負に荷電している不凍タンパク質を、99:1〜1:99のモル比で添加する、(8)〜(11)のいずれかに記載の方法。
(4) The composition according to any one of (1) to (3), for lowering the freezing point of the hydrous material.
(5) The composition according to any one of (1) to (3), which inhibits freeze concentration in a hydrated product.
(6) The composition according to any one of (1) to (3), which inhibits recrystallization of ice in a hydrous material.
(7) The composition according to any one of (1) to (3), for storing a hydrated product.
(8) A method for lowering the freezing point of a hydrous material, the method comprising adding a positively charged antifreeze protein and a negatively charged antifreeze protein to the hydrous material.
(9) A method for inhibiting freeze concentration in a hydrated product, the method comprising adding a positively charged antifreeze protein and a negatively charged antifreeze protein to the hydrated product.
(10) A method for inhibiting recrystallization of ice in a hydrous material, the method comprising adding a positively charged antifreeze protein and a negatively charged antifreeze protein to the hydrous material .
(11) A method for preserving a hydrated product, comprising adding a positively charged antifreeze protein and a negatively charged antifreeze protein to the hydrated product.
(12) The positively charged antifreeze protein and the negatively charged antifreeze protein are added at a molar ratio of 99: 1 to 1:99, according to any one of (8) to (11) the method of.

(13)正に荷電している不凍タンパク質が以下の(a)および(b)のタンパク質:
(a)配列番号2、4、6、8、10または12のいずれかで表されるアミノ酸配列を含むタンパク質、
(b)配列番号2、4、6、8、10または12のいずれかで表されるアミノ酸配列において、1もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換もしくは付加されたアミノ酸配列を含み、かつ不凍活性を有するタンパク質
から選択される少なくとも1種であり、
負に荷電している不凍タンパク質が以下の(c)および(d)のタンパク質:
(c)配列番号14、16、18、20、22、24または26のいずれかで表されるアミノ酸配列を含むタンパク質、
(d)配列番号14、16、18、20、22、24または26のいずれかで表されるアミノ酸配列において、1もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換もしくは付加されたアミノ酸配列を含み、かつ不凍活性を有するタンパク質
から選択される少なくとも1種である、(8)〜(12)のいずれかに記載の方法。
(13) The positively charged antifreeze proteins are the following proteins (a) and (b):
(A) a protein comprising the amino acid sequence represented by any of SEQ ID NOs: 2, 4, 6, 8, 10 or 12,
(B) an amino acid sequence represented by any one of SEQ ID NOs: 2, 4, 6, 8, 10 or 12, comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids have been deleted, substituted or added, and antifreeze At least one selected from proteins having activity;
The negatively charged antifreeze proteins are the following proteins (c) and (d):
(C) a protein comprising the amino acid sequence represented by any of SEQ ID NOs: 14, 16, 18, 20, 22, 24 or 26,
(D) an amino acid sequence represented by any one of SEQ ID NOs: 14, 16, 18, 20, 22, 24 or 26, comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added; and The method according to any one of (8) to (12), which is at least one selected from proteins having antifreeze activity.

本発明により、低コストで不凍活性の高い不凍タンパク質組成物、および低コストで効果的な不凍タンパク質の適用方法が提供される。   The present invention provides an antifreeze protein composition having high antifreeze activity at low cost, and an effective method for applying antifreeze protein at low cost.

本発明において不凍タンパク質(AFP)は、不凍活性を有するタンパク質を意味し、魚類等の生体内において、凍結温度域で細胞内に生成する氷結晶の表面に特異的に結合してその成長を抑制し、組織の凍結から身を守る生体防御物質として知られている。本明細書において、不凍タンパク質とは、不凍活性を有するペプチドおよびタンパク質の双方を包含するものとする。   In the present invention, antifreeze protein (AFP) means a protein having antifreeze activity, and grows by binding specifically to the surface of ice crystals generated in cells in a freezing temperature range in a living body such as fish. It is known as a biological defense substance that suppresses and protects the body from freezing of tissues. In this specification, antifreeze protein includes both peptides and proteins having antifreeze activity.

不凍タンパク質の不凍活性は、該タンパク質が添加された含水物に対し、熱ヒステリシス、氷結晶の成長阻害および氷の再結晶阻害のいずれかをもたらす活性として評価される。あるいは、不凍タンパク質が存在する含水物中には、特徴的な形状の氷結晶(例えば、魚類由来の不凍タンパク質では、ピラミッドを二つ底面で重ねたバイピラミダル型氷結晶)が生成することから、氷結晶の形状を顕微鏡で観察することにより対象とするタンパク質の不凍活性を評価することもできる。   The antifreeze activity of the antifreeze protein is evaluated as an activity that brings any of thermal hysteresis, ice crystal growth inhibition and ice recrystallization inhibition to a hydrate containing the protein. Alternatively, characteristically shaped ice crystals (for example, bipyramidal ice crystals with two pyramids stacked on the bottom surface for fish-derived antifreeze proteins) are formed in water containing antifreeze proteins. Therefore, the antifreeze activity of the target protein can also be evaluated by observing the shape of ice crystals with a microscope.

通常、水の凝固点と氷の融点は同一であるが、不凍タンパク質が存在するとそれが氷結晶と結合するため、水の凝固点と氷の融点に差が生じる。この現象を熱ヒステリシスという。不凍タンパク質における不凍活性の大きさは、通常、不凍タンパク質が存在するときに生じる氷の融点と水の凝固点の差によって評価され、本明細書において、この融点と凝固点の差を熱ヒステリシス活性として定義する。熱ヒステリシス活性は、浸透圧計(オスモメーター)を用いることによって測定することができる。また、形成した氷結晶は、−10℃以上の比較的高い温度での昇華または一部融解によって、生じた水分を吸収し成長する。氷の再結晶阻害とは、この現象を阻害する効果をいう。   Normally, the freezing point of water and the melting point of ice are the same. However, if antifreeze protein is present, it binds to ice crystals, so that there is a difference between the freezing point of water and the melting point of ice. This phenomenon is called thermal hysteresis. The magnitude of antifreeze activity in antifreeze protein is usually evaluated by the difference between the melting point of ice and the freezing point of water that occurs when antifreeze protein is present. In this specification, the difference between the melting point and the freezing point is referred to as thermal hysteresis. Define as active. Thermal hysteresis activity can be measured by using an osmometer (osmometer). In addition, the formed ice crystals grow by absorbing water generated by sublimation or partial melting at a relatively high temperature of −10 ° C. or higher. Ice recrystallization inhibition refers to the effect of inhibiting this phenomenon.

本発明において含水物とは、水分子と水分子以外の分子とを含む物質を意味し、例えば、溶質と溶媒からなる水溶液、水に溶解しない物質と水との混合液、穀類、麺類、卵、野菜、果実、肉類、魚介類、パン生地、氷菓子および加工食品などの食品、医療品、診断薬、試薬、化粧品、化粧水、血液、血清、血小板、精子、卵子、単細胞、多細胞、生体組織、心臓、膵臓、肝臓および腎臓などの臓器ならびにこれらの保存液、融雪剤、霜害防止剤等が挙げられる。   In the present invention, the hydrated product means a substance containing water molecules and molecules other than water molecules, for example, an aqueous solution composed of a solute and a solvent, a mixed solution of a substance that does not dissolve in water and water, cereals, noodles, eggs Foods such as vegetables, fruits, meat, seafood, bread dough, ice confectionery and processed foods, medical products, diagnostics, reagents, cosmetics, lotions, blood, serum, platelets, sperm, eggs, single cells, multi-cells, living organisms Examples thereof include tissues such as tissues, heart, pancreas, liver and kidney, and preservation solutions thereof, snow melting agents, frost damage prevention agents and the like.

本発明者らは、タイプの異なる不凍タンパク質のうち、負に荷電している不凍タンパク質が高い不凍活性を有するのに対し、正に荷電している不凍タンパク質が不凍活性をほとんど有しないことを見いだした。さらに、ほとんど不凍活性のない正に荷電している不凍タンパク質に、負に荷電している不凍タンパク質をわずかに添加することにより、高い不凍活性が得られること、さらには負に荷電している不凍タンパク質単独の場合よりもはるかに優れた不凍活性が得られることを見いだした。従って、本発明により、単独で活性の高い負に荷電している不凍タンパク質を節約することができるとともに、全タイプの不凍タンパク質を無駄なく利用できる。その結果、不凍タンパク質の実用化に大きく貢献するものであり、コストの点でも非常に有利である。   Among the antifreeze proteins of different types, the present inventors have shown that negatively charged antifreeze proteins have high antifreeze activity, whereas positively charged antifreeze proteins have almost no antifreeze activity. I found that I do not have. Furthermore, high antifreeze activity can be obtained by adding a small amount of negatively charged antifreeze protein to a positively charged antifreeze protein that has almost no antifreeze activity. It was found that the antifreeze activity far superior to that of the antifreeze protein alone was obtained. Therefore, according to the present invention, it is possible to save negatively charged antifreeze proteins having high activity alone, and it is possible to use all types of antifreeze proteins without waste. As a result, it greatly contributes to the practical application of antifreeze proteins, and is very advantageous in terms of cost.

一実施形態において本発明は、正に荷電している不凍タンパク質と負に荷電している不凍タンパク質とを有効成分として含む組成物に関する。   In one embodiment, the present invention relates to a composition comprising a positively charged antifreeze protein and a negatively charged antifreeze protein as active ingredients.

本発明において、正に荷電している不凍タンパク質とは、分子表面が正に荷電しており、陽イオン交換樹脂、特に荷電基としてスルホプロピル(SP)基を有するイオン交換樹脂に結合する不凍タンパク質を意味する。また、負に荷電している不凍タンパク質とは、分子表面が負に荷電しており、陰イオン交換樹脂、特に荷電基として第四級アミノエチル(QAE)基を有するイオン交換樹脂に結合する不凍タンパク質を意味する。   In the present invention, a positively charged antifreeze protein means a non-binding protein that binds to a cation exchange resin, in particular, an ion exchange resin having a sulfopropyl (SP) group as a charged group. It means frozen protein. In addition, negatively charged antifreeze proteins have negatively charged molecular surfaces and bind to anion exchange resins, particularly ion exchange resins having quaternary aminoethyl (QAE) groups as charged groups. Means antifreeze protein.

正に荷電している不凍タンパク質と負に荷電している不凍タンパク質は、それぞれが1種類の不凍タンパク質を含むものでもよいし、2種以上の不凍タンパク質を含むものでもよい。   Each of the positively charged antifreeze protein and the negatively charged antifreeze protein may include one type of antifreeze protein, or may include two or more types of antifreeze proteins.

本発明の組成物において、正に荷電している不凍タンパク質と負に荷電している不凍タンパク質の比は、モル比で、好ましくは99:1〜1:99、より好ましくは95:5〜50:50、さらに好ましくは90:10〜80:20である。異なる荷電を有する不凍タンパク質を上記のような比で配合または添加することにより、それぞれを単独で用いた場合よりもはるかに高度な不凍活性、特に熱ヒステリシス活性が得られる。また、ほとんど活性を有しない不凍タンパク質に活性の高い不凍タンパク質をわずかに配合するだけで高度な不凍活性が得られることから、比較的大量に得られるが単独では活性を有しない正に荷電している不凍タンパク質を有効利用できるとともに、比較的量が少ないが活性の高い負に荷電している不凍タンパク質も効率的に利用することができる。   In the composition of the present invention, the ratio of the positively charged antifreeze protein to the negatively charged antifreeze protein is a molar ratio, preferably 99: 1 to 1:99, more preferably 95: 5. -50: 50, more preferably 90: 10-80: 20. By blending or adding antifreeze proteins having different charges in the above ratio, a much higher antifreeze activity, particularly thermal hysteresis activity, can be obtained than when each is used alone. In addition, a high amount of antifreeze protein can be obtained by adding a small amount of highly active antifreeze protein to an antifreeze protein having almost no activity. The charged antifreeze protein can be used effectively, and the negatively charged antifreeze protein with a relatively small amount but high activity can also be used efficiently.

本発明において、正に荷電している不凍タンパク質および負に荷電している不凍タンパク質は、合成のものでも天然由来のものでもよい。天然由来の不凍タンパク質としては、特に限定されないが、例えば、魚類由来、昆虫由来、菌類由来、哺乳動物由来および植物由来の不凍タンパク質が挙げられる。好ましくは魚類に由来する不凍タンパク質であり、さらに好ましくはナガガジ(Zoarces)属の魚類、特に好ましくはナガガジ(Zoarces elongatus Kner)の筋肉から得られる不凍タンパク質である。   In the present invention, the positively charged antifreeze protein and the negatively charged antifreeze protein may be synthetic or naturally derived. Although it does not specifically limit as natural antifreeze protein, For example, antifreeze protein derived from fish, insect origin, fungi origin, mammal origin, and plant origin is mentioned. Antifreeze protein derived from fish is preferred, more preferred is a fish of the genus Zoarces, and particularly preferred is an antifreeze protein obtained from muscles of Nagareji (Zoarces elongatus Kner).

北海道野付郡別海町尾岱沼港町179−2にある北海道野付漁業協同組合においては、野付湾内で捕獲される北海シマエビ等を中心にした産業振興に勤めているが、同湾内に生息するナガガジは北海シマエビを食い荒らしてしまうことが問題になっている。ナガガジは、底引き網を用いて行う漁の際に、北海シマエビと共に大量に網にかかり、分別されて廃棄魚用のカゴにまとめられ廃棄業者により廃棄される。したがって、ナガガジの原価は無料であり、不凍タンパク質を生産するための原材料としてこれを低価格に抑えるために非常に有利な魚種である。   The Hokkaido Notsuke Fishery Cooperative in 179-2 Owanuma Port Town, Betsukai-cho, Notsuke-gun, Hokkaido, is engaged in industrial development centered on the North Sea striped shrimp, etc. captured in Notsuke Bay. It has become a problem to eat. Nagagaji is caught in a large amount of nets along with the North Sea striped shrimp during fishing using a bottom net, and is separated and collected into a basket for discarded fish and discarded by a disposal company. Therefore, Nagagaji is free of cost, and is a very advantageous fish species for keeping it at a low price as a raw material for producing antifreeze protein.

魚類由来不凍タンパク質には主として4つのタイプがあり、分子量約3,000〜4,500のAFPI、分子量約20,000のAFPII、分子量約7,000のAFPIII、および分子量約11,000のAFPIVに分類されている。本発明において好ましい不凍タンパク質は、AFPIIIである。   There are mainly four types of fish-derived antifreeze proteins: AFPI with a molecular weight of about 3,000 to 4,500, AFPII with a molecular weight of about 20,000, AFPIII with a molecular weight of about 7,000, and AFPIV with a molecular weight of about 11,000. It is classified. A preferred antifreeze protein in the present invention is AFPIII.

本発明においては、異なる起源に由来する不凍タンパク質を組み合わせてもよいし、例えば、魚類由来の不凍タンパク質の場合は、AFPI〜AFPIVを組み合わせてもよい。好ましくは同種の起源に由来する不凍タンパク質、より好ましくはAFPI〜AFPIVのうち同じタイプの不凍タンパク質、さらに好ましくは同種のAFPアイソフォームを組み合わせる。   In the present invention, antifreeze proteins derived from different sources may be combined. For example, in the case of antifreeze proteins derived from fish, AFPI to AFPIV may be combined. Preferably, antifreeze proteins derived from the same source, more preferably the same type of antifreeze protein among AFPI to AFPIV, and more preferably the same type of AFP isoform are combined.

正に荷電している不凍タンパク質の好ましい例としては、配列番号2、4、6、8、10または12のいずれかで表されるアミノ酸配列からなるタンパク質が挙げられる。配列番号4または12で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質がさらに好ましく、配列番号12で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質が特に好ましい。   Preferable examples of the positively charged antifreeze protein include a protein having an amino acid sequence represented by any one of SEQ ID NOs: 2, 4, 6, 8, 10 or 12. A protein consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4 or 12 is more preferred, and a protein consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 12 is particularly preferred.

負に荷電している不凍タンパク質の好ましい例としては、配列番号14、16、18、20、22、24または26のいずれかで表されるアミノ酸配列からなるタンパク質が挙げられる。これらのタンパク質はアミノ酸配列の類似性に基づき、配列番号14、16、18または20のアミノ酸配列からなるタンパク質のグループ(QAE1グループ)と配列番号22、24または26のアミノ酸配列からなるタンパク質のグループ(QAE2グループ)に分類することができる。   Preferable examples of the negatively charged antifreeze protein include a protein having an amino acid sequence represented by any of SEQ ID NOs: 14, 16, 18, 20, 22, 24, or 26. These proteins are based on amino acid sequence similarity, a group of proteins consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 14, 16, 18 or 20 (QAE1 group) and a group of proteins consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 22, 24 or 26 ( QAE2 group).

QAE1グループとQAE2グループは、主として分子のN末端側に多く認められるアミノ酸残基の相異に基づいて分類される(図3においては、2、9、19、20、23〜25、27、30および41番のアミノ酸残基)。また、QAE1グループの不凍タンパク質の等電点が8〜9の範囲にあるのに対し、QAE2グループの不凍タンパク質の等電点は4〜7の範囲にある。両者は共にQAEグループの配列上の特徴を有しながら異なる不凍活性を発揮する。   The QAE1 group and the QAE2 group are classified based on the difference in amino acid residues that are mainly observed on the N-terminal side of the molecule (in FIG. 3, 2, 9, 19, 20, 23-25, 27, 30). And amino acid residue # 41). In addition, the isoelectric point of the antifreeze protein of the QAE1 group is in the range of 8-9, whereas the isoelectric point of the antifreeze protein of the QAE2 group is in the range of 4-7. Both exhibit different antifreeze activities while having the sequence characteristics of the QAE group.

本発明においてはQAE1グループに属するタンパク質が好ましく、配列番号16で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質が特に好ましい。   In the present invention, a protein belonging to the QAE1 group is preferable, and a protein consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 16 is particularly preferable.

本発明においては、配列番号12で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質と配列番号16で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質とを有効成分として含む組成物が特に好ましい。   In the present invention, a composition comprising, as active ingredients, a protein comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 12 and a protein comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 16 is particularly preferred.

上記の各アミノ酸配列からなるタンパク質と機能的に同等のタンパク質もまた、好ましい不凍タンパク質として使用できる。機能的に同等とは、対象となるタンパク質が、各アミノ酸配列からなるタンパク質と同等の生物学的機能、生化学的機能、不凍活性を有することを指す。   Proteins functionally equivalent to the above-mentioned amino acid sequences can also be used as preferred antifreeze proteins. Functionally equivalent means that the target protein has the same biological function, biochemical function, and antifreeze activity as the protein consisting of each amino acid sequence.

各アミノ酸配列からなるタンパク質と機能的に同等のタンパク質には、各アミノ酸配列を含むタンパク質、ならびに、各アミノ酸配列において1もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換もしくは付加されたアミノ酸配列を含み、かつ不凍活性を有するタンパク質が包含される。ここで数個とは、通常、2〜10個、好ましくは2〜5個、より好ましくは2〜3個を意味する。各アミノ酸配列を含み、不凍活性を有するタンパク質のアミノ酸鎖長は、通常、10〜200残基、好ましくは20〜180残基、より好ましくは35〜140残基である。   A protein functionally equivalent to a protein consisting of each amino acid sequence includes a protein containing each amino acid sequence, and an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in each amino acid sequence, and Proteins having antifreeze activity are included. Here, the term “several” means usually 2 to 10, preferably 2 to 5, more preferably 2 to 3. The amino acid chain length of a protein containing each amino acid sequence and having antifreeze activity is usually 10 to 200 residues, preferably 20 to 180 residues, more preferably 35 to 140 residues.

また、各アミノ酸配列と少なくとも50%以上の同一性、好ましくは75%以上の同一性、さらに好ましくは85%以上の同一性、さらに好ましくは90%以上の同一性、特に好ましくは95%以上の同一性を有するアミノ酸配列を含み、不凍活性を有するタンパク質も包含される。   Also, each amino acid sequence has at least 50% identity, preferably 75% identity, more preferably 85% identity, more preferably 90% identity, particularly preferably 95% identity. Proteins containing amino acid sequences with identity and having antifreeze activity are also included.

アミノ酸配列の同一性は、当技術分野において通常用いられる方法によって決定することができ、例えば、Karlin and AltschulによるアルゴリズムBLAST(Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90:5873−5877,1993)によって決定することができる。このアルゴリズムに基づいて、BLASTNやBLASTXと呼ばれるプログラムが開発されている(Altschul et al.J.Mol.Biol.215:403−410,1990)。これらの解析方法の具体的な手法は公知である(http://www.ncbi.nlm.nih.gov.)。   Amino acid sequence identity can be determined by methods commonly used in the art, such as determined by the algorithm BLAST by Karlin and Altschul (Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 5873-5877, 1993). can do. Based on this algorithm, programs called BLASTN and BLASTX have been developed (Altschul et al. J. Mol. Biol. 215: 403-410, 1990). Specific techniques for these analysis methods are known (http://www.ncbi.nlm.nih.gov.).

本発明において、正に荷電している不凍タンパク質および負に荷電している不凍タンパク質は、当技術分野で公知の手法により、魚類等の天然起源、例えば魚類の血や筋肉から得ることができる。   In the present invention, the positively charged antifreeze protein and the negatively charged antifreeze protein can be obtained from natural sources such as fish, for example, blood and muscle of fish, by a technique known in the art. it can.

魚類の血液から不凍タンパク質を得る際には、AFP産生魚体の尾部静脈等から注射器を用いて採取した血液を、4℃付近にて12時間以上静置する。この操作によって沈殿する血球成分(不凍タンパク質を含まない)を赤血球の膜を破らないように静かに取り除く(デカンテーション)。残る血清成分(不凍タンパク質を含む)に対して透析、イオン交換クロマトグラフィーまたはHPLCクロマトグラフィーといった汎用の生化学的分離操作を適用することによって、該不凍タンパク質を得ることができる(Schrag,J.D.,ら、Biochim.Biophys.Acta,915,357−370(1987))。   When obtaining antifreeze protein from the blood of fish, the blood collected from the tail vein of the AFP-producing fish using a syringe is allowed to stand at around 4 ° C. for 12 hours or more. The blood cell component (without antifreeze protein) precipitated by this operation is gently removed (decantation) so as not to break the red blood cell membrane. By applying a general-purpose biochemical separation operation such as dialysis, ion exchange chromatography or HPLC chromatography to the remaining serum components (including antifreeze protein), the antifreeze protein can be obtained (Schrag, J D., et al., Biochim.Biophys. Acta, 915, 357-370 (1987)).

魚類の筋肉から不凍タンパク質を得る際には、AFP産生魚体をそのまま、または該魚体から頭部と内臓を取り除いたものを、ミキサーにかけてすり身にする。これに水または緩衝液を加えて良く懸濁する。このとき、必要に応じてすり身懸濁液に対して50〜90℃の加熱を行う(例.IおよびII型AFPを精製する場合)。このすり身懸濁液を静置するか、または3,000〜12,000rpmで30分程度の間、遠心分離操作を行うことによって、上澄み液を得る。これに対して透析、イオン交換クロマトグラフィーまたはHPLCクロマトグラフィーといった汎用の生化学的分離操作を適用することによって、不凍タンパク質を得ることができる(特開2004-083546公報)。   When obtaining antifreeze protein from fish muscle, the AFP-producing fish body is used as it is, or the fish body with its head and internal organs removed is ground into a surimi. Add water or buffer to this and suspend well. At this time, the surimi suspension is heated at 50 to 90 ° C. as necessary (eg, when purifying type I and type AFP). The surimi suspension is allowed to stand or centrifuged at 3,000 to 12,000 rpm for about 30 minutes to obtain a supernatant. On the other hand, an antifreeze protein can be obtained by applying a general-purpose biochemical separation operation such as dialysis, ion exchange chromatography or HPLC chromatography (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-083546).

また、上記アミノ酸配列または公開されているアミノ酸配列情報を利用して、当技術分野で公知の手法、例えば固相ペプチド合成法などにより合成することができる。また、公知の遺伝子組換え手法を利用して、不凍タンパク質をコードするcDNAの情報を用いて不凍タンパク質を生産することも可能である。   Moreover, it can synthesize | combine by the method well-known in this technical field, for example, a solid-phase peptide synthesis method, etc. using the said amino acid sequence or the publicly available amino acid sequence information. It is also possible to produce an antifreeze protein using information on cDNA encoding the antifreeze protein using a known genetic recombination technique.

なお、配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNAの塩基配列を配列番号1に、配列番号4で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNAの塩基配列を配列番号3に、配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNAの塩基配列を配列番号5に、配列番号8で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNAの塩基配列を配列番号7に、配列番号10で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNAの塩基配列を配列番号9に、配列番号12で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNAの塩基配列を配列番号11に、配列番号14で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNAの塩基配列を配列番号13に、配列番号16で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNAの塩基配列を配列番号15に、配列番号18で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNAの塩基配列を配列番号17に、配列番号20で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNAの塩基配列を配列番号19に、配列番号22で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNAの塩基配列を配列番号21に、配列番号24で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNAの塩基配列を配列番号23に、配列番号26で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNAの塩基配列を配列番号25に、それぞれ示す。   The base sequence of the DNA encoding the protein consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 is shown in SEQ ID NO: 1, and the base sequence of the DNA encoding the protein consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4 is shown in SEQ ID NO: 3. The base sequence of DNA encoding the protein consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 6 is shown in SEQ ID NO: 5, and the base sequence of DNA encoding the protein consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 8 is SEQ ID NO: 7. The base sequence of DNA encoding the protein consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 10 is shown in SEQ ID NO: 9, and the base sequence of DNA encoding the protein consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 12 is SEQ ID NO: 11. The nucleotide sequence of DNA encoding the protein consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 14 is 3, the nucleotide sequence of the DNA encoding the protein consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 16 is shown in SEQ ID NO: 15, and the nucleotide sequence of the DNA encoding the protein consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 18 is SEQ ID NO: 17, the nucleotide sequence of the DNA encoding the protein consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 20 is shown in SEQ ID NO: 19, and the nucleotide sequence of the DNA encoding the protein consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 22 is SEQ ID NO: 21 shows the base sequence of the DNA encoding the protein consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 24, and SEQ ID NO: 23 shows the base sequence of the DNA encoding the protein consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 26. 25, respectively.

以下、組換え手法を用いた不凍タンパク質の生産に関して説明する。
不凍タンパク質生産用組換えベクターは、上記DNAの塩基配列または公開されているcDNAの塩基配列を適当なベクターに連結することにより得ることができ、形質転換体は、不凍タンパク質生産用組換えベクターを、不凍タンパク質が発現し得るように宿主中に導入することにより得ることができる。
Hereinafter, production of antifreeze protein using a recombinant technique will be described.
The recombinant vector for producing antifreeze protein can be obtained by ligating the above DNA base sequence or the publicly available cDNA base sequence to an appropriate vector. The vector can be obtained by introducing it into a host so that the antifreeze protein can be expressed.

ベクターには、宿主微生物で自律的に増殖し得るファージまたはプラスミドが使用される。プラスミドDNAとしては、大腸菌由来のプラスミド(例えばpET21a、pGEX4T、pUC118、pUC119、pUC18、pUC19等)、枯草菌由来のプラスミド(例えばpUB110、pTP5等)、酵母由来のプラスミド(例えばYEp13、YEp24、YCp50等)などが挙げられ、ファージDNAとしてはλファージ(λgt11、λZAP等)が挙げられる。さらに、ワクシニアウイルスなどの動物ウイルス、バキュロウイルスなどの昆虫ウイルスベクターを用いることもできる。   As the vector, a phage or a plasmid capable of autonomously growing in a host microorganism is used. Plasmid DNA includes plasmids derived from E. coli (eg, pET21a, pGEX4T, pUC118, pUC119, pUC18, pUC19, etc.), plasmids derived from Bacillus subtilis (eg, pUB110, pTP5, etc.), yeast-derived plasmids (eg, YEp13, YEp24, YCp50, etc.) ) And the like, and examples of the phage DNA include λ phage (λgt11, λZAP, etc.). Furthermore, animal viruses such as vaccinia virus and insect virus vectors such as baculovirus can be used.

ベクターに不凍タンパク質cDNAを挿入するには、まず、精製されたDNAを適当な制限酵素で切断し、適当なベクターDNAの制限酵素部位またはマルチクローニングサイトに挿入してベクターに連結する方法などが採用される。   In order to insert the antifreeze protein cDNA into a vector, first, the purified DNA is cleaved with an appropriate restriction enzyme, inserted into a restriction enzyme site of a suitable vector DNA or a multicloning site, and then linked to the vector. Adopted.

その他、哺乳動物細胞において用いられる不凍タンパク質生産用組換えベクターには、プロモーター、不凍タンパク質cDNAのほか、所望によりエンハンサーなどのシスエレメント、スプライシングシグナル、ポリA付加シグナル、選択マーカー、リボソーム結合配列(SD配列)などが連結されていてもよい。   In addition, recombinant vectors for producing antifreeze proteins used in mammalian cells include promoters, antifreeze protein cDNAs, cis elements such as enhancers, splicing signals, poly A addition signals, selectable markers, ribosome binding sequences, as desired. (SD sequence) or the like may be linked.

DNA断片とベクター断片とを連結させるには、公知のDNAリガーゼを用いる。そして、DNA断片とベクター断片とをアニーリングさせた後連結させ、不凍タンパク質生産用組換えベクターを作製する。   A known DNA ligase is used to link the DNA fragment and the vector fragment. Then, the DNA fragment and the vector fragment are annealed and then ligated to produce a recombinant vector for producing antifreeze protein.

形質転換に使用する宿主としては、不凍タンパク質を発現できるものであれば特に限定されるものではない。例えば、細菌(大腸菌、枯草菌等)、酵母、動物細胞(COS細胞、CHO細胞等)、昆虫細胞が挙げられる。   The host used for transformation is not particularly limited as long as it can express the antifreeze protein. Examples include bacteria (E. coli, Bacillus subtilis, etc.), yeast, animal cells (COS cells, CHO cells, etc.) and insect cells.

一例として、細菌を宿主とする場合は、不凍タンパク質生産用組換えベクターが該細菌中で自律複製可能であると同時に、プロモーター、リボゾーム結合配列、不凍タンパク質DNA、転写終結配列により構成されていることが好ましい。また、プロモーターを制御する遺伝子が含まれていてもよい。大腸菌としては、例えばエッシェリヒア・コリ(Escherichia coli)BRLなどが挙げられ、枯草菌としては、例えばバチルス・ズブチリス(Bacillus subtilis)などが挙げられる。プロモーターは、大腸菌等の宿主中で発現できるものであればいずれを用いてもよい。細菌への組換えベクターの導入方法は、細菌にDNAを導入する方法であれば特に限定されるものではない。例えばカルシウムイオンを用いる方法、エレクトロポレーション法等が挙げられる。   For example, when a bacterium is used as a host, an antifreeze protein-producing recombinant vector is autonomously replicable in the bacterium, and at the same time, it is composed of a promoter, a ribosome binding sequence, an antifreeze protein DNA, and a transcription termination sequence. Preferably it is. Moreover, the gene which controls a promoter may be contained. Examples of E. coli include Escherichia coli BRL. Examples of Bacillus subtilis include Bacillus subtilis. Any promoter can be used as long as it can be expressed in a host such as Escherichia coli. The method for introducing a recombinant vector into bacteria is not particularly limited as long as it is a method for introducing DNA into bacteria. Examples thereof include a method using calcium ions and an electroporation method.

酵母、動物細胞、昆虫細胞などを宿主とする場合には、同様に、当技術分野で公知の手法に従って、不凍タンパク質を生産することができる。   When yeast, animal cells, insect cells and the like are used as hosts, antifreeze proteins can be similarly produced according to techniques known in the art.

不凍タンパク質は、上記作製した形質転換体を培養し、その培養物から採取することにより得ることができる。「培養物」とは、培養上清、培養細胞、培養菌体、または細胞もしくは菌体の破砕物のいずれをも意味するものである。上記形質転換体を培地で培養する方法は、宿主の培養に用いられる通常の方法に従って行われる。   Antifreeze protein can be obtained by culturing the transformant prepared above and collecting it from the culture. “Culture” means any of culture supernatant, cultured cells, cultured cells, or disrupted cells or cells. The method of culturing the transformant in a medium is performed according to a usual method used for host culture.

大腸菌や酵母菌等の微生物を宿主として得られた形質転換体を培養する培地としては、微生物が資化し得る炭素源、窒素源、無機塩類等を含有し、形質転換体の培養を効率的に行うことができる培地であれば、天然培地、合成培地のいずれを用いてもよい。   As a medium for culturing transformants obtained using microorganisms such as Escherichia coli and yeast as a host, the medium contains a carbon source, nitrogen source, inorganic salts, etc. that can be assimilated by the microorganisms. As long as the medium can be used, either a natural medium or a synthetic medium may be used.

培養は、通常、振盪培養または通気攪拌培養などの好気的条件下、37℃で6〜24時間行う。培養期間中、pHは中性付近に保持する。pHの調整は、無機または有機酸、アルカリ溶液等を用いて行う。培養中は必要に応じてアンピシリンやテトラサイクリン等の抗生物質を培地に添加してもよい。   The culture is usually performed at 37 ° C. for 6 to 24 hours under aerobic conditions such as shaking culture or aeration and agitation culture. During the culture period, the pH is kept near neutral. The pH is adjusted using an inorganic or organic acid, an alkaline solution, or the like. During culture, an antibiotic such as ampicillin or tetracycline may be added to the medium as necessary.

培養後、不凍タンパク質が菌体内または細胞内に生産される場合には、菌体または細胞を破砕することによりタンパク質を抽出する。また、不凍タンパク質が菌体外または細胞外に生産される場合には、培養液をそのまま使用するか、遠心分離等により菌体または細胞を除去する。その後、タンパク質の単離精製に用いられる一般的な生化学的方法、例えば硫酸アンモニウム沈殿、ゲルクロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー等を単独でまたは適宜組み合わせて用いることにより、前記培養物中から不凍タンパク質を単離精製することができる。   When antifreeze protein is produced in cells or cells after culturing, the protein is extracted by disrupting the cells or cells. When antifreeze protein is produced outside the cells or cells, the culture solution is used as it is, or the cells or cells are removed by centrifugation or the like. Thereafter, by using general biochemical methods used for protein isolation and purification, such as ammonium sulfate precipitation, gel chromatography, ion exchange chromatography, affinity chromatography, etc. alone or in appropriate combination, Antifreeze protein can be isolated and purified from

不凍タンパク質が得られたか否かは、SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動等により確認することができる。   Whether or not antifreeze protein is obtained can be confirmed by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis or the like.

なお、以上の方法によって得られる組換え不凍タンパク質には、他の任意のタンパク質との融合タンパク質も含まれる。例えば、グルタチオン−S−トランスフェラーゼ(GST)や緑色蛍光タンパク質(GFP)との融合タンパク質などが例示できる。さらに、形質転換細胞で発現されたペプチドは、翻訳された後、細胞内で各種修飾を受ける場合がある。したがって、修飾されたペプチドも不凍タンパク質として用いることができる。このような翻訳後修飾としては、N末端メチオニンの脱離、N末端アセチル化、糖鎖付加、細胞内プロテアーゼによる限定分解、ミリストイル化、イソプレニル化、リン酸化などが例示できる。   The recombinant antifreeze protein obtained by the above method includes a fusion protein with any other protein. Examples thereof include a fusion protein with glutathione-S-transferase (GST) and green fluorescent protein (GFP). Furthermore, the peptide expressed in the transformed cell may be subjected to various modifications in the cell after being translated. Therefore, modified peptides can also be used as antifreeze proteins. Examples of such post-translational modifications include elimination of N-terminal methionine, N-terminal acetylation, sugar chain addition, limited degradation by intracellular protease, myristoylation, isoprenylation, phosphorylation and the like.

本発明の組成物は、正に荷電している不凍タンパク質および負に荷電している不凍タンパク質を含むものであるが、精製されたそれぞれのタンパク質を混合することによって得られる組成物だけでなく、魚類等の材料を精製する段階で得られる双方の不凍タンパク質を含有する粗精製物としての不凍タンパク質混合物も包含する。   The composition of the present invention includes a positively charged antifreeze protein and a negatively charged antifreeze protein, but not only a composition obtained by mixing each purified protein, An antifreeze protein mixture is also included as a crude product containing both antifreeze proteins obtained in the step of purifying materials such as fish.

そのような不凍タンパク質混合物は、例えば、魚体すり身または魚体乾物の懸濁液を調製し、魚体すり身または魚体乾物の懸濁液を静置または遠心分離して上澄液を得て、必要に応じて上澄液を熱処理し、生じた沈殿物を遠心分離により除去して不凍タンパク質を含有する上澄液を得て、この上澄液から不凍タンパク質を回収する。   Such an antifreeze protein mixture can be prepared, for example, by preparing a fish surimi or dried fish suspension and leaving or suspending the fish surimi or dried fish suspension to obtain a supernatant. In response, the supernatant is heat-treated, and the resulting precipitate is removed by centrifugation to obtain a supernatant containing antifreeze protein, and the antifreeze protein is recovered from this supernatant.

より具体的には、魚肉をすり身にし、または魚体乾物をハサミなどで細かく切断した後にミキサーなどにより粉砕し、これに対して水、重炭酸アンモニウムまたはリン酸水素ナトリウム等の水溶液を加え魚肉の懸濁液とする。これにより、不凍タンパク質は、水性液中に溶出される。魚肉すり身は、魚肉を細切りにした後ミキサーにかけて得てもよいが、常法によりすり身製造機により擂潰して得てもよい。上記すり身懸濁液または魚体乾物粉砕物の懸濁液の遠心分離の条件は、3,000〜12,000回転/分で、5分間から60分間である。特にI型およびII型の不凍タンパク質を精製する場合には、得られた上澄液に対する加熱処理によって、魚体およびすり身特有の臭いを効果的に除去または減少させるとともに、不凍タンパク質以外の共雑タンパク質を熱変性させ沈殿させることができる。この加熱処理は、通常30〜90℃、より好ましくは50〜75℃で、通常1〜90分、好ましくは20〜40分行う。加熱処理をしない場合には、活性炭フィルターを通過させることによって、魚体およびすり身特有の臭いを除去または減少させることができる。続いて、取得した上澄液を遠心し、沈殿した共雑タンパク質を除去する。得られた不凍タンパク質を高濃度で含有する上澄み液は、そのままの形態で用いてもよいが、好ましくは、凍結乾燥により乾燥粉末とする(特開2004−83546)。   More specifically, the fish meat is ground, or the dried fish is finely cut with scissors and then pulverized with a mixer, etc., and then an aqueous solution such as water, ammonium bicarbonate or sodium hydrogen phosphate is added thereto to suspend the fish meat. Use a suspension. Thereby, antifreeze protein is eluted in an aqueous liquid. The fish meat surimi may be obtained by chopping the fish meat and using a mixer, but may be obtained by crushing with a surimi production machine by a conventional method. The conditions for the centrifugation of the surimi suspension or the dried fish ground product suspension are 3,000 to 12,000 rpm and 5 to 60 minutes. In particular, when purifying type I and type II antifreeze proteins, heat treatment of the resulting supernatant effectively removes or reduces fish and surimi-specific odors. Miscellaneous proteins can be heat denatured and precipitated. This heat treatment is usually performed at 30 to 90 ° C, more preferably at 50 to 75 ° C, and usually for 1 to 90 minutes, preferably 20 to 40 minutes. When the heat treatment is not performed, the odor peculiar to fish and surimi can be removed or reduced by passing through an activated carbon filter. Subsequently, the obtained supernatant is centrifuged to remove precipitated contaminating proteins. The obtained supernatant containing the antifreeze protein at a high concentration may be used as it is, but is preferably made into a dry powder by lyophilization (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-83546).

本発明の組成物は、高度な不凍活性を有することから、含水物、特に水溶液の凝固点を降下させるための組成物として使用できる。また、本発明の組成物は、含水物における凍結濃縮を阻害するための組成物として使用できる。さらに、本発明の組成物は、含水物における再結晶を阻害するための組成物として使用できる。不凍活性、特に熱ヒステリシス活性を有する不凍タンパク質は、含水物に添加すると凍結濃縮を阻害してその品質や生理活性を維持する作用を有することが知られている(特願2003−78977およびRubinsky,B.,ら、Biochem.Biophys.Res.Commun.,180(2)566−571(1991))。従って、本発明の組成物は、含水物、特に、穀類、麺類、卵、野菜、果実、肉類、魚介類、パン生地、氷菓子および加工食品などの食品、医療品、診断薬、試薬、化粧品、化粧水、血液、血清、血小板、精子、卵子、単細胞、多細胞、生体組織、心臓、膵臓、肝臓および腎臓などの臓器、ならびにこれらの保存液、融雪剤、霜害防止剤などを、好ましくは低温で、例えば−30〜+10℃で保存するための組成物としても使用できる。本発明の組成物を保存のために使用することによって、含水物の品質を維持することができる。また、生理活性物質の失活を抑制することができる。ここで生理活性物質としては、特に、生体に由来する物質、例えば抗生物質、機能性食品添加物、細胞分化誘導物質、機能性脂質(DHA、EPA等)、低分子化合物、ホルモン、ビタミン、ペプチド、酵素、抗体、タンパク質などが挙げられる。生理活性物質を含む含水物としては、生理活性物質を含有する水溶液、生体細胞、組織、臓器、血液等の体液、細菌、ウイルス等の微生物などが挙げられる。   Since the composition of the present invention has a high antifreeze activity, it can be used as a composition for lowering the freezing point of a hydrated product, particularly an aqueous solution. In addition, the composition of the present invention can be used as a composition for inhibiting freeze concentration in a hydrated product. Furthermore, the composition of the present invention can be used as a composition for inhibiting recrystallization in a hydrated product. Antifreeze protein, particularly antifreeze protein having thermal hysteresis activity, is known to have an action of inhibiting freeze concentration and maintaining its quality and physiological activity when added to a hydrate (Japanese Patent Application No. 2003-78977 and Rubinsky, B., et al., Biochem. Biophys. Res. Commun., 180 (2) 566-571 (1991)). Therefore, the composition of the present invention is a hydrated product, in particular, foods such as cereals, noodles, eggs, vegetables, fruits, meat, seafood, bread dough, ice confectionery and processed foods, medical products, diagnostic agents, reagents, cosmetics, Lotion, blood, serum, platelets, sperm, ovum, single cell, multi-cell, living tissue, heart, pancreas, liver, kidney and other organs, and their preservatives, snow melting agents, frost damage prevention agents, etc., preferably at low temperature For example, it can be used as a composition for storage at -30 to + 10 ° C. By using the composition of the present invention for storage, the quality of the hydrated product can be maintained. Moreover, the deactivation of a physiologically active substance can be suppressed. Here, as the physiologically active substance, in particular, substances derived from living bodies, such as antibiotics, functional food additives, cell differentiation inducers, functional lipids (DHA, EPA, etc.), low molecular compounds, hormones, vitamins, peptides , Enzymes, antibodies, proteins and the like. Examples of the hydrous substance containing a physiologically active substance include aqueous solutions containing physiologically active substances, biological cells, tissues, organs, body fluids such as blood, microorganisms such as bacteria and viruses.

本発明の組成物は、不凍タンパク質に加えて、塩、イオン、糖、核酸、低分子物質、高分子物質、ペプチドおよび筋肉由来成分などを含んでいてもよい。   The composition of the present invention may contain salts, ions, sugars, nucleic acids, low molecular weight substances, high molecular weight substances, peptides, muscle-derived components and the like in addition to antifreeze proteins.

本発明はまた、正に荷電している不凍タンパク質と負に荷電している不凍タンパク質とを添加することを含む、含水物、特に水溶液の凝固点を降下させる方法、含水物における凍結濃縮を阻害する方法、含水物における氷の再結晶を阻害する方法、および含水物を保存する方法に関する。これらの方法において、正に荷電している不凍タンパク質と負に荷電している不凍タンパク質の添加比率は、上述の本発明の組成物における場合と同様である。含水物に対する不凍タンパク質の合計の添加量は、通常、0.00001〜1.0質量%、好ましくは0.0001〜0.01質量%、より好ましくは0.0001〜0.001質量%である。また、食品、細胞および臓器などの含水物を保存するためには、不凍タンパク質を含む水溶液(保存液)に、目的の含水物を浸漬するのが好ましい。そのような場合、該水溶液における不凍タンパク質の濃度は、通常0.0001〜10.0質量%、好ましくは0.001〜1.0質量%、より好ましくは、0.005〜0.05質量%である。本発明の方法において、正に荷電している不凍タンパク質と負に荷電している不凍タンパク質は、同時に添加してもよいし、別々に添加してもよい。あるいは、魚類等の材料を精製する段階で得られる双方の不凍タンパク質を含有する粗精製物としての不凍タンパク質混合物を添加してもよい。   The present invention also provides a method for lowering the freezing point of a hydrated product, particularly an aqueous solution, comprising adding a positively charged antifreeze protein and a negatively charged antifreeze protein, and freeze concentration in a hydrated product. The present invention relates to a method for inhibiting, a method for inhibiting recrystallization of ice in a water-containing material, and a method for storing a water-containing material. In these methods, the addition ratio of the positively charged antifreeze protein and the negatively charged antifreeze protein is the same as in the above-described composition of the present invention. The total amount of antifreeze protein added to the water-containing material is usually 0.0001 to 1.0% by mass, preferably 0.0001 to 0.01% by mass, more preferably 0.0001 to 0.001% by mass. is there. Moreover, in order to preserve hydrated products such as foods, cells and organs, it is preferable to immerse the desired hydrated product in an aqueous solution (preservation solution) containing antifreeze proteins. In such a case, the concentration of the antifreeze protein in the aqueous solution is usually 0.0001 to 10.0% by mass, preferably 0.001 to 1.0% by mass, more preferably 0.005 to 0.05% by mass. %. In the method of the present invention, the positively charged antifreeze protein and the negatively charged antifreeze protein may be added simultaneously or separately. Alternatively, an antifreeze protein mixture as a crude product containing both antifreeze proteins obtained at the stage of purifying materials such as fish may be added.

実施例1
(1)検体試料
不凍タンパク質の採取源として使用した魚種は以下のとおりである。
ナガガジ(Zoarces elongatus kner、英名:Notched−Fineelpout):北海道野付湾で漁獲。
Example 1
(1) Specimen sample The fish species used as the source of antifreeze protein are as follows.
Nagareji (Zoarces elongatus kner, English name: Notched-Fineelpout): caught in Notsuke Bay, Hokkaido.

(2)ナガガジAFPのアミノ酸配列決定
ナガガジの身を包丁で切断しミキサーを用いてすり身にした。このすり身20mlに対して20mlの0.1Mの重炭酸アンモニウム水溶液を加えることで、すり身の懸濁液40mlを調製した。これをプラスチック試験管に入れ、6,000回転で30分間遠心して、約20mlの上澄み液を得た。この上澄み液を、50mM酢酸ナトリウム緩衝液(pH=3.7)に対して透析し、共雑タンパク質を凝集させた。これを12,000回転で30分間遠心して取り除き、上澄み液を得た。この上澄み液に対して陽イオン交換クロマトグラフィーを行い、1mlずつの溶出液を280nmの吸収を検出しながらフラクションコレクターにより回収した。陽イオン交換クロマトグラフィーにはAmersham Pharmacia BiotechのFPLCシステムとBIO−RADのHigh−Sカラムを用いた。50mMの酢酸ナトリウム緩衝液(pH=3.7)を用いてカラムの平衡化と上澄み液の取り込みを行い、溶出は流速1ml/分で0〜0.5Mの塩化ナトリウムの直線勾配をかけることで行った。ここまでの操作は全て4℃で行った。
(2) Determination of amino acid sequence of Nagagaji AFP Nagagaji was cut with a knife and ground using a mixer. By adding 20 ml of 0.1 M aqueous ammonium bicarbonate to 20 ml of this surimi, 40 ml of surimi suspension was prepared. This was put in a plastic test tube and centrifuged at 6,000 rpm for 30 minutes to obtain about 20 ml of supernatant. The supernatant was dialyzed against 50 mM sodium acetate buffer (pH = 3.7) to aggregate the contaminating proteins. This was removed by centrifugation at 12,000 rpm for 30 minutes to obtain a supernatant. The supernatant was subjected to cation exchange chromatography, and 1 ml of eluate was collected by a fraction collector while detecting absorption at 280 nm. For cation exchange chromatography, an Amersham Pharmacia Biotech FPLC system and a BIO-RAD High-S column were used. The column was equilibrated and the supernatant was taken up using 50 mM sodium acetate buffer (pH = 3.7), and elution was performed by applying a linear gradient of 0 to 0.5 M sodium chloride at a flow rate of 1 ml / min. went. All the operations so far were performed at 4 ° C.

次に、280nmの吸収の観測された試料液を、TOSOのHPLCシステムとODSカラムを用いた逆相クロマトグラフィーにより精製した。0.1%のトリフルオロ酢酸を用いてカラムの平衡化と試料液の取り込みを行い、溶出にはアセトニトリルの直線勾配を用いた。溶出試料の吸光度は214nmと280nmで検出し、単一のタンパク質を含む溶出液フラクションを得た後にこれを凍結乾燥した。このHPLC操作における溶出のパターンを図2上段に示す。こうして得られた14の分画について、それらの凍結乾燥粉末を0.1Mの重炭酸アンモニウム水溶液に溶解してバイピラミダル氷結晶の観測をおこなった。結果を図2下段に示す。その結果、2〜14までの13分画についてAFPアイソフォームの不凍活性を証拠づけるバイピラミダル氷結晶が観測された。こうして13種類のナガガジAFPの試料を精製した後、これらを凍結乾燥した試料を用いてアミノ酸配列の決定を行った。乾燥状態のサンプルを酢酸に溶解し、ポリブレン処理したカートリッジフィルターに添加した。Applied Biosystems社製491プロテインシークエンサーでエドマン分解し、N末端側から順次アミノ酸配列を決定した。   Next, the sample solution in which absorption at 280 nm was observed was purified by reverse phase chromatography using a TOSO HPLC system and an ODS column. The column was equilibrated and sample solution was taken up using 0.1% trifluoroacetic acid, and a linear gradient of acetonitrile was used for elution. The absorbance of the eluted sample was detected at 214 nm and 280 nm, and after obtaining an eluate fraction containing a single protein, this was lyophilized. The elution pattern in this HPLC operation is shown in the upper part of FIG. The 14 fractions thus obtained were dissolved in 0.1M ammonium bicarbonate aqueous solution and their bipyramidal ice crystals were observed. The results are shown in the lower part of FIG. As a result, bipyramidal ice crystals demonstrating the antifreeze activity of the AFP isoform were observed in 13 fractions from 2 to 14. Thus, after purifying samples of 13 types of Nagagadi AFP, amino acid sequences were determined using samples obtained by freeze-drying them. The dried sample was dissolved in acetic acid and added to a polybrene-treated cartridge filter. Edman degradation was performed using a 491 protein sequencer manufactured by Applied Biosystems, and amino acid sequences were sequentially determined from the N-terminal side.

(3)全RNAの単離
全RNAの単離に関する基本的な操作はプロトコール集(「RNeasy(登録商標)Protect and RNAlaterTM Handbook」および「RNeasy(登録商標)Mini Handbook」(QIAGEN))に従った。また、サンプルとするナガガジの肝臓は不凍タンパク質の発現量が増大している厳寒期に生魚から採取した。採取した1〜2gの肝臓を5mm角に裁断して10倍量のRNAlater(QIAGEN)中に保存した。この肝臓サンプル60mgを液体窒素中で粉断し、30mgずつBuffer RLT 600μlに懸濁した後、QIAshredder(QIAGEN)でさらに粉砕した。遠心により回収した上清に等量の70%エタノールを加え、スピンカラムを通すことでRNAをカラムに吸着させた。Buffer RW1、Buffer RPEでカラムを洗浄後、RNaseフリー水30μlでそれぞれRNAを溶出した。
(3) Isolation of total RNA Basic procedures for isolation of total RNA follow protocol collections ("RNeasy (registered trademark) Protect and RNAlater Handbook" and "RNeasy (registered trademark) Mini Handbook" (QIAGEN)). It was. The Nagagaji liver as a sample was collected from raw fish during the severe cold season when the expression level of antifreeze protein increased. The collected 1 to 2 g of liver was cut into 5 mm square and stored in 10 times amount of RNAlater (QIAGEN). 60 mg of this liver sample was pulverized in liquid nitrogen, 30 mg each was suspended in 600 μl of Buffer RLT, and further pulverized with QIAshredder (QIAGEN). An equal amount of 70% ethanol was added to the supernatant collected by centrifugation, and RNA was adsorbed onto the column by passing through a spin column. After washing the column with Buffer RW1 and Buffer RPE, RNA was eluted with 30 μl of RNase-free water.

(4)mRNAの単離
mRNAの単離は、OligotexTM−dT30<Super>mRNA Purification kit(TaKaRa)を用いて行い、操作は添付されているプロトコールに従った。1.1μg/μlのtotalRNA溶液150μlに対し、2×結合バッファー150μl、OligotexTM−dT30<Super>15μlを加え、70℃で3分間加熱した後、室温で10分間放置した。遠心操作にてOligotexTM−dT30<Super>を回収後、洗浄バッファーに懸濁し、スピンカラムでOligotexTM−dT30<Super>を洗浄した。OligotexTM−dT30<Super>に吸着したmRNAを70℃で加熱しておいたRNaseフリー水40μlで溶出した。
(4) Isolation of mRNA mRNA was isolated using Oligotex -dT30 <Super> mRNA Purification kit (TaKaRa), and the operation was performed according to the attached protocol. To 150 μl of 1.1 μg / μl total RNA solution, 150 μl of 2 × binding buffer and Oligotex -dT30 <Super> 15 μl were added, heated at 70 ° C. for 3 minutes, and then allowed to stand at room temperature for 10 minutes. Oligotex -dT30 <Super> was collected by centrifugation and then suspended in a washing buffer, and Oligotex -dT30 <Super> was washed with a spin column. The mRNA adsorbed on Oligotex -dT30 <Super> was eluted with 40 μl of RNase-free water heated at 70 ° C.

(5)cDNAライブラリーの構築
cDNAライブラリーの構築は、ZAP−cDNA Synthesis Kit(STRATAGENE(登録商標))で行った。基本的操作は「cDNA Synthesis Kit,ZAP−cDNA(登録商標)Synthesis Kit,and ZAP−cDNA(登録商標)Gigapack(登録商標)III Gold Cloning Kit INSTRUCTION MANUAL」(STRATAGENE)に従った。上述のように回収したmRNAを鋳型とし、メチル化されたdCTPを含むdNTP(dATP、dCTP、dGTP、dTTP)を基質として用い、StrataScript RTaseを加え、42℃で1時間反応を行うことで第1鎖cDNAを逆転写合成した。次にRNaseH、DNAポリメラーゼ、dNTPを加え、16℃で2.5時間反応を行い、第2鎖cDNAを合成した。PfuDNAポリメラーゼでcDNAの末端を平滑化した後、T4DNAリガーゼでアダプター配列を結合した。
(5) Construction of cDNA library The construction of the cDNA library was carried out with ZAP-cDNA Synthesis Kit (STRATAGENE (registered trademark)). The basic operation was in accordance with “cDNA Synthesis Kit, ZAP-cDNA (registered trademark) Synthesis Kit, and ZAP-cDNA (registered trademark) Gigapack (registered trademark) III Gold Cloning Kit INSTRUTION MANUAL” (STRATAGENE). Using the mRNA recovered as described above as a template, using dNTP containing methylated dCTP (dATP, dCTP, dGTP, dTTP) as a substrate, adding StrataScript RTase, and reacting at 42 ° C. for 1 hour, the first reaction is performed. Strand cDNA was reverse transcriptionally synthesized. Next, RNase H, DNA polymerase, and dNTP were added and reacted at 16 ° C. for 2.5 hours to synthesize second strand cDNA. After smoothing the ends of the cDNA with Pfu DNA polymerase, the adapter sequence was ligated with T4 DNA ligase.

(6)塩基配列の決定
構築したcDNAライブラリーの一部を0.8%アガロースで電気泳動したところ、500bpの遺伝子断片が主として確認された。そこで、プロテインシークエンサーにより決定されたアミノ酸配列を元に縮重プライマーを設計し、このプライマーとpolyA配列に相補的なプライマーを用いて500bpのcDNAを鋳型にExTaqTM(TaKaRa)でPCRを行った。PCR産物をpGEM(登録商標)−T Easy(Promega)にクローニングし、このプラスミドで大腸菌を形質転換した。形質転換体を100μg/mlアンピシリン含有LB寒天培地上に広げ、形成された任意のコロニーを100μg/mlアンピシリン含有LB液体培地に植菌し、37℃で一晩大腸菌を振とう培養した。増殖した大腸菌からアルカリ−SDS法でプラスミドを分離精製し、T7プロモータープライマーとBigDye(登録商標)Terminator v3.1 Cycle Sequencing Kit(Applied Biosystems)を用いてシークエンス反応を行い、ABI PRISMTM310 Genetic Analyzerおよび3100 Genetic Analyzer(Applied Biosystems)で塩基配列を解析した。この解析結果から、分離精製した不凍タンパク質と高い相同性を有するアミノ酸配列をコードする塩基配列郡が500bpのcDNAに含まれていることが確認された。そこで、この500bpのcDNAを鋳型にリンカー配列およびpoly A配列にアニールするプライマーを用いてExTaqTM(TaKaRa)でPCRを行い、不凍タンパク質をコードする塩基配列全長を増幅した。これらPCR産物をpGEM(登録商標)−T Easy(Promega)にクローニングし、遺伝子断片の配列を前述の方法で解析した。
(6) Determination of base sequence When a part of the constructed cDNA library was electrophoresed with 0.8% agarose, a gene fragment of 500 bp was mainly confirmed. Therefore, a degenerate primer was designed based on the amino acid sequence determined by the protein sequencer, and PCR was performed with ExTaq (TaKaRa) using this primer and a primer complementary to the polyA sequence and a 500 bp cDNA as a template. The PCR product was cloned into pGEM®-T Easy (Promega) and E. coli was transformed with this plasmid. The transformant was spread on an LB agar medium containing 100 μg / ml ampicillin, an arbitrary colony formed was inoculated into an LB liquid medium containing 100 μg / ml ampicillin, and Escherichia coli was cultured overnight at 37 ° C. with shaking. Plasmids were separated and purified from the grown Escherichia coli by alkali-SDS method, and sequence reaction was performed using T7 promoter primer and BigDye (registered trademark) Terminator v3.1 Cycle Sequencing Kit (Applied Biosystems), and ABI PRISM TM 310 Genetic Gene The base sequence was analyzed by 3100 Genetic Analyzer (Applied Biosystems). From this analysis result, it was confirmed that the 500 bp cDNA contained a base sequence group encoding an amino acid sequence having high homology with the separated and purified antifreeze protein. Thus, PCR was performed with ExTaq (TaKaRa) using the 500 bp cDNA as a template and a primer that anneals to the linker sequence and poly A sequence to amplify the entire base sequence encoding the antifreeze protein. These PCR products were cloned into pGEM (registered trademark) -T Easy (Promega), and the sequence of the gene fragment was analyzed by the method described above.

ナガガジ由来の13種類のAFP(nfeAFP1〜13)について、そのアミノ酸配列をそれぞれ配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24または26に、それら遺伝子のCDS領域の塩基配列を1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23または25に示す。また、これらのアミノ酸配列を分類してまとめた表を図3に示す。これらのAFPは、マクロゾアルセスアメリカヌス(Macrozoarces americanus)(Hew,C.L.,ら、J.Biol.Chem.263(24),12049−12055(1988))の血液から精製されたAFPIIIと75〜90%の相同性を示したことから、AFPIIIに分類される。図3中のnfeAFPは、ナガガジの学名であるNotched−fin eelpoutの頭文字nfeとAFPを結合した略語を示し、nfeAFP1〜13は13種類のナガガジ由来AFPアイソフォームを表す。図3中の灰色斜線部は互いに相同なアミノ酸配列を示す。図3に示すアミノ酸配列のC末端にリジン(K)が認められるアイソフォームについては、このC末端リジンが翻訳後に切断削除されると推察される。上記Hew,C.L.,らの文献において分類されたアイソフォームのアミノ酸配列と図3中の灰色斜線部分以外のアミノ酸配列との間の類似性比較に基づき、このAFPアイソフォームは、分子表面が正に荷電しており陽イオン交換樹脂(SP−Sephadex)に結合する不凍タンパク質グループ(SPグループ)と、分子表面が負に荷電しており陰イオン交換樹脂(QAE−Sephadex)に結合する不凍タンパク質グループ(QAEグループ)の2種類に分類した。さらにQAEグループに属する7種類のアイソフォームは、図3中のQAE1とQAE2グループについて示した灰色斜線部分の特徴的な相異からこれらの2種類のグループに分類した。これら合計13種類のAFPアイソフォームは、筋肉からAFP最終精製物として得られる13のHPLC分画(図2上段)におよそ対応しているものと考えられる。   About 13 types of AFP (nfeAFP1-13) derived from Nagagaji, their amino acid sequences are represented by SEQ ID NO: 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24 or 26, respectively. The base sequence of the CDS region is shown in 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23 or 25. Moreover, the table | surface which classified and summarized these amino acid sequences is shown in FIG. These AFPs include AFPIII purified from blood of Macrozoarces americanus (Hew, CL, et al., J. Biol. Chem. 263 (24), 12049-12055 (1988)). Since it showed 75-90% homology, it is classified as AFPIII. In FIG. 3, nfeAFP represents an abbreviation obtained by combining AFP with the initial letter nfe of Notched-fin elepout, which is the scientific name of Nagagaji, and nfeAFP1 to 13 represent 13 types of Nagagaji-derived AFP isoforms. Gray shaded portions in FIG. 3 show amino acid sequences that are homologous to each other. For isoforms in which lysine (K) is observed at the C-terminus of the amino acid sequence shown in FIG. 3, it is assumed that this C-terminal lysine is cleaved and deleted after translation. The above Hew, C.I. L. Based on the similarity comparison between the amino acid sequences of the isoforms classified in, et al. And the amino acid sequences other than the gray hatched portion in FIG. 3, this AFP isoform has a positively charged molecular surface. Antifreeze protein group (SP group) that binds to cation exchange resin (SP-Sephadex) and antifreeze protein group (QAE group) that binds to anion exchange resin (QAE-Sephadex) with negatively charged molecular surface ). Further, the seven types of isoforms belonging to the QAE group were classified into these two types of groups based on the characteristic differences in the shaded gray areas shown for the QAE1 and QAE2 groups in FIG. These 13 types of AFP isoforms are considered to roughly correspond to 13 HPLC fractions (upper part of FIG. 2) obtained from muscle as an AFP final purified product.

実施例2
図3中に配列を示している5種類のAFPアイソフォーム(nfeAFP2、6、8、11、13)の不凍活性を比較検討するために、これらを遺伝子工学的に発現させた。PCR法を用いて、各アイソフォームをコードするDNAの両末端にNdeIおよびXhoI制限酵素サイトを付加した断片を増幅した後、同制限酵素で消化したpETベクター(Novagen)に組み込んだ。各々の発現ベクターを用いて大腸菌BL21(DE3)を形質転換し、アンピシリン含有LB寒天培地に広げ37℃で培養した。形成されたコロニーをアンピシリン100μg/ml含有LB液体培地に植菌し、28℃で一晩前振とう培養した。翌日、アンピシリン100μg/ml含有LB液体培地に植継ぎ、28℃で培養した。大腸菌の増殖度は濁度から見積もり、O.D.600=0.5の対数増殖機にイソプロピル−β−D−チオガラクトピラノシドを終濃度0.5mMとなるように添加して、AFPの発現を誘導した。一晩振とう培養後、6,000回転で30分間遠心して大腸菌を回収し10mM Tris−HCL/1mM EDTA溶液中で超音波破砕した。11,000回転で30分間遠心して上澄みを回収し、nfeAFP11は50mMクエン酸ナトリウム緩衝液(pH=2.9)、その他は50mM酢酸ナトリウム緩衝液(pH=3.7)に対して透析し、共雑タンパク質を凝集させた。これを11,000回転で30分間遠心して取り除き、上澄み液を得た。この上澄み液に対して陽イオン交換クロマトグラフィーを行い、2mlずつの溶出液を280nmの吸収を検出しながらフラクションコレクターにより回収した。陽イオン交換クロマトグラフィーにはBio−RadのDuo FlowシステムとHigh−Sカラムを用いた。50mMクエン酸ナトリウム緩衝液(pH=2.9)または50mMの酢酸ナトリウム緩衝液(pH=3.7)を用いてカラムの平衡化と上澄み液の取り込みを行い、溶出は流速1ml/分で0〜0.5Mの塩化ナトリウムの直線勾配をかけることで行った。こうして5種類のAFPアイソフォームを精製した。
Example 2
In order to compare the antifreeze activity of five types of AFP isoforms (nfeAFP2, 6, 8, 11, 13) whose sequences are shown in FIG. 3, they were expressed by genetic engineering. Using a PCR method, a fragment in which NdeI and XhoI restriction enzyme sites were added to both ends of DNA encoding each isoform was amplified and then incorporated into a pET vector (Novagen) digested with the same restriction enzyme. Escherichia coli BL21 (DE3) was transformed with each expression vector, spread on LB agar medium containing ampicillin, and cultured at 37 ° C. The formed colonies were inoculated into LB liquid medium containing 100 μg / ml of ampicillin and cultured with shaking at 28 ° C. overnight. The next day, the cells were transferred to LB liquid medium containing 100 μg / ml of ampicillin and cultured at 28 ° C. The degree of growth of E. coli was estimated from turbidity. D. The expression of AFP was induced by adding isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside at a final concentration of 0.5 mM to a logarithmic growth machine of 600 = 0.5. After overnight shaking culture, the cells were centrifuged at 6,000 rpm for 30 minutes to recover E. coli and sonicated in a 10 mM Tris-HCL / 1 mM EDTA solution. The supernatant was collected by centrifugation at 11,000 rpm for 30 minutes, dialyzed against 50 mM sodium citrate buffer (pH = 2.9) for nfeAFP11, and 50 mM sodium acetate buffer (pH = 3.7) for the others. Covalent proteins were aggregated. This was removed by centrifugation at 11,000 rpm for 30 minutes to obtain a supernatant. The supernatant was subjected to cation exchange chromatography, and 2 ml of the eluate was collected by a fraction collector while detecting absorption at 280 nm. Bio-Rad Duo Flow system and High-S column were used for cation exchange chromatography. The column was equilibrated and the supernatant was taken up using 50 mM sodium citrate buffer (pH = 2.9) or 50 mM sodium acetate buffer (pH = 3.7), and the elution was 0 at a flow rate of 1 ml / min. This was done by applying a linear gradient of ~ 0.5M sodium chloride. In this way, five types of AFP isoforms were purified.

実施例3
実施例2で精製した5種類のAFPアイソフォーム(nfeAFP2、6、8、11、13)について、目的の濃度になるように各々を0.1M重炭酸アンモニウム水溶液(pH=7.9)で透析した後に、各々について熱ヒステリシス活性のタンパク質濃度依存性を測定した。凝固点測定にはオスモメーター(VOGEL Osmometer)を用い、融点測定にはサーミスタ温度計付きの低温域顕微鏡(Leica DMLB 100型顕微鏡およびLinkam LK600型冷却装置)を用いた。得られた凝固点と融点の差を熱ヒステリシス活性と定義した。熱ヒステリシス活性の値は各AFPアイソフォームの不凍活性、すなわち氷結晶結合の能力を反映している。この測定の結果を図4に示す。各々の測定点におけるAFPアイソフォームのモル濃度は、該水溶液の吸光度を測定することにより決定した。
Example 3
The five types of AFP isoforms (nfeAFP2, 6, 8, 11, 13) purified in Example 2 were each dialyzed with 0.1 M aqueous ammonium bicarbonate solution (pH = 7.9) to the desired concentration. After that, the protein concentration dependence of the thermal hysteresis activity was measured for each. An osmometer (VOGEL Osmometer) was used for the freezing point measurement, and a low temperature microscope (Leica DMLB 100 type microscope and Linkam LK600 type cooling device) with a thermistor thermometer was used for the melting point measurement. The difference between the obtained freezing point and the melting point was defined as thermal hysteresis activity. The value of thermal hysteresis activity reflects the antifreeze activity of each AFP isoform, ie the ability to bind ice crystals. The result of this measurement is shown in FIG. The molar concentration of AFP isoform at each measurement point was determined by measuring the absorbance of the aqueous solution.

一次配列中にシステインを含むnfeAFP13については、精製後の試料中に多量体の形成が確認されたため、還元剤(ジチオスレイトール)を加えて単量体化した状態(+DTT)と単量化していない状態(−DTT)の両方について、熱ヒステリシス活性を測定した。濃度は吸光度により決定しているため、これらの測定値はいずれもnfeAFP13の単量体1モル当たりの熱ヒステリシス活性と見なすことができる。   As for nfeAFP13 containing cysteine in the primary sequence, since formation of multimers was confirmed in the purified sample, it was monomerized with the monomerized state (+ DTT) by adding a reducing agent (dithiothreitol). Thermal hysteresis activity was measured for both the absence state (-DTT). Since the concentration is determined by absorbance, any of these measured values can be regarded as thermal hysteresis activity per mole of monomer of nfeAFP13.

図4より、5種類のAFPアイソフォームの間で、熱ヒステリシス活性の値が大きく異なることが明らかになった。このことは、AFPアイソフォームの種類、すなわちAFPアイソフォームが有する電荷によって不凍活性が大きく異なることを示している。特に、SPグループに属するAFPアイソフォーム(nfeAFP2、6)は、単独では不凍活性がゼロであることが示された。また、QAEグループに属するAFPアイソフォームであっても、種類によって不凍活性には大きな差があることが判明した。ここでnfeAFP8に最も近いアミノ酸配列を有する既知のAFPIIIは、これまでに多くの機能解明研究がなされているマクロゾアルセスアメリカヌスから精製されたHPLC12というAFPアイソフォームである。   From FIG. 4, it was clarified that the value of thermal hysteresis activity differs greatly among the five types of AFP isoforms. This indicates that the antifreeze activity varies greatly depending on the type of AFP isoform, that is, the charge possessed by the AFP isoform. In particular, AFP isoforms (nfeAFP2, 6) belonging to the SP group were shown to have zero antifreeze activity by themselves. Further, it was found that even AFP isoforms belonging to the QAE group have a large difference in antifreeze activity depending on the type. Here, the known AFPIII having the amino acid sequence closest to nfeAFP8 is an AFP isoform called HPLC12 purified from Macrozoarces americanus, which has been studied for many functions.

実施例4
単独で活性ゼロのAFPアイソフォーム(nfeAFP6)に、別の活性ゼロのAFPアイソフォーム(nfeAFP2)を微量添加(0.2mM)した場合の影響、および同じくnfeAFP6に活性を有するAFPアイソフォーム(nfeAFP8)を微量添加(0.2mM)した場合の影響を検討した。結果を図5に示す。ここで、図5の横軸の数値は、2種類のAFPアイソフォームのモル濃度を合算した濃度を示す。
Example 4
Effect of adding a small amount (0.2 mM) of another activity-free AFP isoform (nfeAFP2) to the activity-free AFP isoform (nfeAFP6) alone, and an AFP isoform (nfeAFP8) also having activity in nfeAFP6 The effect of adding a small amount of (0.2 mM) was studied. The results are shown in FIG. Here, the numerical value on the horizontal axis in FIG. 5 indicates the concentration obtained by adding the molar concentrations of the two types of AFP isoforms.

図5に示す通り、活性ゼロのAFPアイソフォーム(nfeAFP6)は、活性を有するAFPアイソフォーム(+nfeAFP8)を僅かに加えることによって、強い熱ヒステリシス活性を示した。一方、活性ゼロのAFPアイソフォームを混ぜても(+nfeAFP2)、熱ヒステリシス活性はゼロのままであった。この実験結果は、単独では活性の無いSPグループに属するAFPアイソフォームが、活性のあるQAEグループに属するAFPアイソフォームが共存することによって高い不凍活性を発揮することを示している。   As shown in FIG. 5, the zero activity AFP isoform (nfeAFP6) showed strong thermal hysteresis activity by adding a small amount of active AFP isoform (+ nfeAFP8). On the other hand, even when an AFP isoform having zero activity was mixed (+ nfeAFP2), the thermal hysteresis activity remained zero. This experimental result shows that the AFP isoform belonging to the SP group which is not active alone exhibits high antifreeze activity when the AFP isoform belonging to the active QAE group coexists.

単独では活性の無いSPグループに属するAFPアイソフォームnfeAFP6は、図2のHPLC溶出パターンにおいて2と番号を付した最も吸収の強いピーク中に存在していた。このことは、ナガガジ筋肉中にはSPグループのAFPアイソフォームが最も多量に存在していることを示している。Ocean pout(Macrozoarces americanus)においても、多くのSPグループAFP(11種類)が見出されているのに対して、QAEグループは1種類しか見出されていない。アミノ酸配列情報の解析から、SPグループのAFPアイソフォームは疎水性が低く水への溶解度が高いことが示唆され、実際にSPグループのAFPアイソフォームの水溶性はQAEグループのAFPアイソフォームよりも高かった。従って、SPグループのAFPアイソフォームの発現は、AFPアイソフォーム混合物全体の水溶性を高めることに貢献しており、このことが、厳冬期に魚類血清中のAFPの濃度を20〜30mg/mlにも高める上で必須であるものと考えられる。   AFP isoform nfeAFP6 belonging to the SP group which is not active alone was present in the most strongly absorbed peak numbered 2 in the HPLC elution pattern of FIG. This indicates that the AFP isoform of the SP group is most abundant in Nagagaji muscle. In Ocean pout (Macrozoares americanus), many SP groups AFP (11 types) are found, whereas only one type of QAE group is found. Analysis of amino acid sequence information suggests that the AFP isoform of the SP group has low hydrophobicity and high water solubility, and the water solubility of the AFP isoform of the SP group is actually higher than the AFP isoform of the QAE group It was. Therefore, the expression of the AFP isoforms of the SP group contributes to increasing the water solubility of the whole AFP isoform mixture, and this increases the concentration of AFP in fish serum to 20-30 mg / ml in the severe winter season. It is considered essential to increase

以上から、魚類の筋肉から得られるAFPを正に荷電しているAFPと負に荷電しているAFPとの混合物の状態で含水物に対して添加することが最も効果的であると結論付けられる。そうすることにより、すべてのタイプのAFPを有効に利用でき、更にSPグループの存在によってAFP混合物全体としての水への溶解度が高められる。   From the above, it can be concluded that it is most effective to add AFP obtained from fish muscle to a hydrated product in the form of a mixture of positively charged AFP and negatively charged AFP. . By doing so, all types of AFP can be used effectively, and the presence of the SP group increases the solubility of the AFP mixture in water as a whole.

本発明の組成物および方法は、例えば、穀類、麺類、卵、野菜、果実、肉類、魚介類、パン生地、氷菓子、加工食品、医療品、診断薬、試薬、化粧品、化粧水、血液、血清などにおける氷晶成長または凍結濃縮による食味劣化、内部構造の破壊を防止し、また、血小板、精子、卵子、単細胞、多細胞、生体組織、心臓、膵臓、肝臓、腎臓などの保存液においても有望である。さらに、融雪剤、霜害防止剤、または氷スラリーを使用する冷熱供給システムまたは冷熱蓄熱等においても期待されるものである。本発明は、不凍タンパク質の効率的な利用の促進または不凍タンパク質の応用研究の発展に大いに寄与するものである。   The composition and method of the present invention include, for example, cereals, noodles, eggs, vegetables, fruits, meats, seafood, bread dough, ice confectionery, processed foods, medical products, diagnostic agents, reagents, cosmetics, lotions, blood, serum. Prevents the deterioration of taste caused by ice crystal growth or freeze-concentration and destruction of internal structure in the blood, etc., and is also promising in preservation solutions for platelets, sperm, ova, single cells, multicells, biological tissues, heart, pancreas, liver, kidney, etc. It is. Furthermore, it is also expected in a cold heat supply system or cold heat storage using a snow melting agent, a frost damage preventing agent, or ice slurry. The present invention greatly contributes to the promotion of efficient use of antifreeze proteins or the development of applied research on antifreeze proteins.

魚類由来の不凍タンパク質に関して、旧来の技術と近年の技術を比較した表である。It is a table comparing old technology with recent technology regarding antifreeze proteins derived from fish. 上段:HPLCクロマトグラフィーによるナガガジ筋肉由来の不凍タンパク質アイソフォームの溶出パターンを表した図である。下段:HPLCの1〜14番までのピークについて観測した氷結晶の写真である。2〜14番のピークについてはバイピラミダル氷結晶が観測された。最も吸収の大きい2番のピークはSPグループに属するAFPアイソフォームであるnfeAFP6と同定された。Upper panel: a diagram showing the elution pattern of antifreeze protein isoform derived from Nagagaji muscle by HPLC chromatography. Lower panel: Photographs of ice crystals observed for peaks 1 to 14 of HPLC. Bipyramidal ice crystals were observed for peaks 2-14. The second peak with the highest absorption was identified as nfeAFP6, which is an AFP isoform belonging to the SP group. ナガガジ由来の13種類のAFPアイソフォームについて各々のアミノ酸配列をSPグループとQAEグループに分類して整理した表である。It is the table | surface which classified and arranged each amino acid sequence about 13 types of AFP isoforms derived from Nagagaji into SP group and QAE group. 図3中の5種類のAFPアイソフォームについて、熱ヒステリシス活性(不凍活性)のタンパク質濃度依存性をプロットした図である。測定値はいずれもAFPアイソフォーム単量体1モル当たりの熱ヒステリシス活性である。SPタイプに属するAFPアイソフォームの活性はゼロであった。It is the figure which plotted the protein concentration dependence of the thermal hysteresis activity (antifreeze activity) about five types of AFP isoforms in FIG. All measured values are thermal hysteresis activity per mole of AFP isoform monomer. The activity of the AFP isoform belonging to the SP type was zero. 上側:単独では活性がゼロであるSPグループのAFP(nfeAFP6)が、微量(0.2mM)のQAEグループのAFPの添加によって高活性を有するように変化することを示すプロットである。下側:nfeAFP6は、同じSPグループのAFPの添加(0.2mM)では活性が変化しないことを示すプロットである。横軸の数値は、2種類のAFPアイソフォームのモル濃度を合算した濃度を示している。Upper: A plot showing that the AFP of the SP group (nfeAFP6), which has zero activity by itself, changes to have a high activity by adding a trace amount (0.2 mM) of AFP of the QAE group. Bottom: nfeAFP6 is a plot showing that activity does not change with the addition of AFP in the same SP group (0.2 mM). The numerical value on the horizontal axis indicates the concentration obtained by adding the molar concentrations of the two types of AFP isoforms.

Claims (11)

以下の(a)および(b):
(a)配列番号12で表されるアミノ酸配列を含むタンパク質、
(b)配列番号12で表されるアミノ酸配列において、1もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換もしくは付加されたアミノ酸配列を含み、かつ不凍活性を有するタンパク質
から選択される正に荷電している不凍タンパク質と以下の(c)および(d):
(c)配列番号16で表されるアミノ酸配列を含むタンパク質、
(d)配列番号16で表されるアミノ酸配列において、1もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換もしくは付加されたアミノ酸配列を含み、かつ不凍活性を有するタンパク質
から選択される負に荷電している不凍タンパク質とを有効成分として含む組成物であって、
正に荷電している不凍タンパク質と負に荷電している不凍タンパク質を99:1〜80:20のモル比で含む、前記組成物
The following (a) and (b):
(A) a protein comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 12,
(B) a protein comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 12, and having antifreeze activity
A positively charged antifreeze protein selected from (c) and (d) below:
(C) a protein comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 16,
(D) a protein comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 16 and having antifreeze activity
The antifreeze protein is negatively charged chosen a composition comprising as an active ingredient from
The composition comprising a positively charged antifreeze protein and a negatively charged antifreeze protein in a molar ratio of 99: 1 to 80:20 .
含水物の凝固点を降下させるための、請求項1載の組成物。 For lowering the freezing point of the hydrate, according to claim 1 Symbol placement of the composition. 含水物における凍結濃縮を阻害するための、請求項1載の組成物。 For inhibiting freeze concentration in water was, according to claim 1 Symbol placement of the composition. 含水物における氷の再結晶を阻害するための、請求項1載の組成物。 For inhibiting recrystallization of ice in water was claim 1 Symbol placement of the composition. 含水物を保存するための、請求項1載の組成物。 For storing water-containing product, according to claim 1 Symbol placement of the composition. 含水物の凝固点を降下させる方法であって、該含水物に
以下の(a)および(b):
(a)配列番号12で表されるアミノ酸配列を含むタンパク質、
(b)配列番号12で表されるアミノ酸配列において、1もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換もしくは付加されたアミノ酸配列を含み、かつ不凍活性を有するタンパク質
から選択される正に荷電している不凍タンパク質と以下の(c)および(d):
(c)配列番号16で表されるアミノ酸配列を含むタンパク質、
(d)配列番号16で表されるアミノ酸配列において、1もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換もしくは付加されたアミノ酸配列を含み、かつ不凍活性を有するタンパク質
から選択される負に荷電している不凍タンパク質とを添加することを含み、正に荷電している不凍タンパク質と負に荷電している不凍タンパク質を99:1〜80:20のモル比で添加する前記方法。
A method for lowering the freezing point of a hydrated material,
The following (a) and (b):
(A) a protein comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 12,
(B) a protein comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 12, and having antifreeze activity
A positively charged antifreeze protein selected from (c) and (d) below:
(C) a protein comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 16,
(D) a protein comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 16 and having antifreeze activity
Look including the addition of the antifreeze protein is negatively charged selected from, the antifreeze proteins are charged antifreeze protein and negatively positively charged 99: 1 to 80: 20 added in a molar ratio, said method.
含水物における凍結濃縮を阻害する方法であって、該含水物に
以下の(a)および(b):
(a)配列番号12で表されるアミノ酸配列を含むタンパク質、
(b)配列番号12で表されるアミノ酸配列において、1もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換もしくは付加されたアミノ酸配列を含み、かつ不凍活性を有するタンパク質
から選択される正に荷電している不凍タンパク質と以下の(c)および(d):
(c)配列番号16で表されるアミノ酸配列を含むタンパク質、
(d)配列番号16で表されるアミノ酸配列において、1もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換もしくは付加されたアミノ酸配列を含み、かつ不凍活性を有するタンパク質
から選択される負に荷電している不凍タンパク質とを添加することを含み、正に荷電している不凍タンパク質と負に荷電している不凍タンパク質を99:1〜80:20のモル比で添加する前記方法。
A method for inhibiting freeze concentration in a hydrated product, comprising:
The following (a) and (b):
(A) a protein comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 12,
(B) a protein comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 12, and having antifreeze activity
A positively charged antifreeze protein selected from (c) and (d) below:
(C) a protein comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 16,
(D) a protein comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 16 and having antifreeze activity
Look including the addition of the antifreeze protein is negatively charged selected from, the antifreeze proteins are charged antifreeze protein and negatively positively charged 99: 1 to 80: 20 added in a molar ratio, said method.
含水物における氷の再結晶を阻害する方法であって、該含水物に
以下の(a)および(b):
(a)配列番号12で表されるアミノ酸配列を含むタンパク質、
(b)配列番号12で表されるアミノ酸配列において、1もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換もしくは付加されたアミノ酸配列を含み、かつ不凍活性を有するタンパク質
から選択される正に荷電している不凍タンパク質と以下の(c)および(d):
(c)配列番号16で表されるアミノ酸配列を含むタンパク質、
(d)配列番号16で表されるアミノ酸配列において、1もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換もしくは付加されたアミノ酸配列を含み、かつ不凍活性を有するタンパク質
から選択される負に荷電している不凍タンパク質とを添加することを含み、正に荷電している不凍タンパク質と負に荷電している不凍タンパク質を99:1〜80:20のモル比で添加する前記方法。
A method for inhibiting recrystallization of ice in a water-containing material, the method comprising:
The following (a) and (b):
(A) a protein comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 12,
(B) a protein comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 12, and having antifreeze activity
A positively charged antifreeze protein selected from (c) and (d) below:
(C) a protein comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 16,
(D) a protein comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 16 and having antifreeze activity
Look including the addition of the antifreeze protein is negatively charged selected from, the antifreeze proteins are charged antifreeze protein and negatively positively charged 99: 1 to 80: 20 added in a molar ratio, said method.
含水物を保存する方法であって、該含水物に
以下の(a)および(b):
(a)配列番号12で表されるアミノ酸配列を含むタンパク質、
(b)配列番号12で表されるアミノ酸配列において、1もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換もしくは付加されたアミノ酸配列を含み、かつ不凍活性を有するタンパク質
から選択される正に荷電している不凍タンパク質と以下の(c)および(d):
(c)配列番号16で表されるアミノ酸配列を含むタンパク質、
(d)配列番号16で表されるアミノ酸配列において、1もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換もしくは付加されたアミノ酸配列を含み、かつ不凍活性を有するタンパク質
から選択される負に荷電している不凍タンパク質とを添加することを含み、正に荷電している不凍タンパク質と負に荷電している不凍タンパク質を99:1〜80:20のモル比で添加する前記方法。
A method for preserving a hydrated product, comprising:
The following (a) and (b):
(A) a protein comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 12,
(B) a protein comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 12, and having antifreeze activity
A positively charged antifreeze protein selected from (c) and (d) below:
(C) a protein comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 16,
(D) a protein comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 16 and having antifreeze activity
Look including the addition of the antifreeze protein is negatively charged selected from, the antifreeze proteins are charged antifreeze protein and negatively positively charged 99: 1 to 80: 20 added in a molar ratio, said method.
以下の(a)および(b):The following (a) and (b):
(a)配列番号12で表されるアミノ酸配列を含むタンパク質、(A) a protein comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 12,
(b)配列番号12で表されるアミノ酸配列において、1もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換もしくは付加されたアミノ酸配列を含み、かつ不凍活性を有するタンパク質(B) a protein comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 12, and having antifreeze activity
から選択される正に荷電している不凍タンパク質に、以下の(c)および(d):A positively charged antifreeze protein selected from (c) and (d) below:
(c)配列番号16で表されるアミノ酸配列を含むタンパク質、(C) a protein comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 16,
(d)配列番号16で表されるアミノ酸配列において、1もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換もしくは付加されたアミノ酸配列を含み、かつ不凍活性を有するタンパク質(D) a protein comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 16 and having antifreeze activity
から選択される負に荷電している不凍タンパク質を添加することによって、正に荷電している不凍タンパク質の不凍活性を高める方法。A method of enhancing the antifreeze activity of a positively charged antifreeze protein by adding a negatively charged antifreeze protein selected from
正に荷電している不凍タンパク質と負に荷電している不凍タンパク質の比が99:1〜80:20のモル比となるように負に荷電している不凍タンパク質を添加する、請求項10記載の方法。Adding negatively charged antifreeze protein such that the ratio of positively charged antifreeze protein to negatively charged antifreeze protein is a molar ratio of 99: 1 to 80:20. Item 11. The method according to Item 10.
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