JP5008027B2 - Method for designing a protein suitable for protein orientation control immobilization - Google Patents
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Description
本発明は、固定化タンパク質を設計する方法に関する。本発明は、さらに配向制御した固定化タンパク質を設計する方法に関する。 The present invention relates to a method for designing an immobilized protein. The present invention further relates to a method for designing an immobilized protein with controlled orientation.
従来、可溶性のタンパク質を、例えばアガロースゲル等の不溶性の固定化担体と結合させ、固定化タンパク質として利用することが試みられていた。例えば、酵素タンパク質を固定化担体に結合した固定化酵素を開発し、それを利用して酵素反応器を作製すること等が行われていた。このような固定化タンパク質の品質としては、タンパク質の性質・機能が均一であること、固定化されていない可溶性タンパク質と同等の性質・機能を保持していること、さらに、担体あたりの固定化タンパク質の量が多ければ多いほど良いことが望まれるが、それはタンパク質の固定化方法に依存している。 Conventionally, it has been attempted to use a soluble protein as an immobilized protein by binding it to an insoluble immobilization carrier such as an agarose gel. For example, an immobilized enzyme in which an enzyme protein is bound to an immobilization carrier has been developed, and an enzyme reactor has been produced using the enzyme. As for the quality of such immobilized protein, the properties and functions of the protein are uniform, the properties and functions equivalent to the non-immobilized soluble protein are retained, and the immobilized protein per carrier. The higher the amount, the better, but it depends on the protein immobilization method.
タンパク質固定化の方法としては、タンパク質を構成するアミノ酸の側鎖の反応性を利用して、固定化担体と化学的に結合させることが主に行われていた。しかし、このような側鎖の官能基を利用する固定化反応を用いる限りにおいては、固定化反応に使用される側鎖を複数有するタンパク質においては、固定化部位を制御すること、複数の箇所での固定化を防ぐこと、さらに固定化されたタンパク質の均一性を保つことが困難である。また、これらの困難さの要因は、固定化されたタンパク質の機能低下にもつながるものであり、改善が望まれていた。 As a method for protein immobilization, chemical bonding with an immobilization carrier has been mainly performed by utilizing the reactivity of the side chains of amino acids constituting the protein. However, as long as an immobilization reaction using such a side chain functional group is used, in a protein having a plurality of side chains used for the immobilization reaction, it is necessary to control the immobilization site at a plurality of locations. It is difficult to prevent the immobilization of the protein and to maintain the uniformity of the immobilized protein. In addition, these difficult factors also lead to a decrease in the function of the immobilized protein, and improvement has been desired.
複数の側鎖の官能基を介した固定化による固定化されたタンパク質の不均一性を避けるために、タンパク質のアミノ酸置換等により、官能基を唯一有するタンパク質配列を設計・作製することが試みられており、例えば、タンパク質中にシステイン残基を1個しか持たない配列に改変し、S-S結合等を介して部位特異的に固定化することが行われている(特許文献1及び非特許文献1〜3を参照)。 In order to avoid heterogeneity of immobilized proteins due to immobilization via functional groups of multiple side chains, attempts have been made to design and prepare protein sequences that have functional groups only, such as by amino acid substitution of proteins. For example, the protein is modified to a sequence having only one cysteine residue in the protein, and site-specific immobilization is performed via SS bond or the like (Patent Document 1 and Non-Patent Document 1). ~ 3).
一方、タンパク質のカルボキシル末端は一箇所しかないことから、末端カルボキシル基を介した固定化を行うことにより、部位特異的且つ配向を制御した固定化を行うことができる。本発明者らは既に、シアノシステイン残基を介したアミド結合形成反応を利用した、タンパク質のカルボキシ末端のカルボキシル基を、1級アミンを有する担体とペプチド(アミド)結合を介して固定化する方法を開発している(特許文献2〜5を参照)。このことにより、固定化されたタンパク質がカルボキシ末端の一箇所で主鎖を介して結合するため、得られる固定化されたタンパク質は配向制御された形で固定化されており、且つ、完全に均一となる。されに、配向制御均一性が保たれることで、固定化されたタンパク質の変性の可逆性を高めることができ、固定化タンパク質の熱殺菌を可能にするなどの利用面で優れた特性を付加することができる(非特許文献4を参照)。 On the other hand, since there is only one carboxyl terminus of the protein, site-specific and orientation-controlled immobilization can be performed by immobilization via a terminal carboxyl group. The present inventors have already made use of an amide bond forming reaction via a cyanocysteine residue to immobilize a carboxyl group at the carboxy terminus of a protein via a peptide having a primary amine and a peptide (amide) bond. (See Patent Documents 2 to 5). As a result, the immobilized protein is bonded via the main chain at one position of the carboxy terminus, so that the obtained immobilized protein is immobilized in a controlled orientation and is completely uniform. It becomes. In addition, by maintaining the uniformity of orientation control, the reversibility of the immobilized protein can be improved, and excellent characteristics in terms of use such as heat sterilization of the immobilized protein can be added. (See Non-Patent Document 4).
このように、本発明者らが開発したシアノシステインを介した結合反応を利用した固定化技術は優れた特性を有するが、用いるタンパク質によっては固定化に供するタンパク質を製造することが困難な場合や、タンパク質の特性に応じて個別の対応を取る必要があること、また、固定化に供される不溶性の固定化担体において1級アミンを官能基として多量に含むことが必要であり、固定化反応後に固定化担体上に残存する未反応の1級アミンの反応性等に起因するイオン相互作用等を取り除く技術を開発することなどが、解消すべき問題として残されていた。 As described above, the immobilization technique using the binding reaction via cyanocysteine developed by the present inventors has excellent characteristics, but depending on the protein used, it may be difficult to produce a protein for immobilization. It is necessary to take individual measures according to the characteristics of the protein, and it is necessary to contain a large amount of primary amine as a functional group in the insoluble immobilization carrier used for immobilization. Development of a technique for removing ion interaction and the like caused by reactivity of unreacted primary amine remaining on the immobilization carrier later has been left as a problem to be solved.
本発明は、固定化しようとする特定のタンパク質のアミノ酸配列を含むタンパク質のアミノ酸配列を、シアノシステインを介した配向制御固定化に供するために最適化するための条件を明らかにし、規定することを目的とする。 The present invention clarifies and defines the conditions for optimizing the amino acid sequence of a protein including the amino acid sequence of a specific protein to be immobilized for use in orientation control immobilization via cyanocysteine. Objective.
本発明者らは、タンパク質の固定化における上記の解消すべき問題点を解決すべく鋭意検討を行なった。本発明者らは、固定化しようとする固定化対象タンパク質のアミノ酸配列を含む固定化用タンパク質のアミノ酸配列を、シアノシステインを介した配向制御固定化に適した配列とするために鋭意研究を行い、配列を固定化対象タンパク質のアミノ酸配列からなる部分を含む5つの部分からなる配列、すなわちR1-R2-R3-R4-R5で表わされる配列として設計し、それぞれの部分に特徴を持たせることにより、上記の問題を解決できることを見出した。また、本発明者らは、固定化用タンパク質に対応する遺伝子を作製し、宿主細胞で発現させた後の分離精製操作をも共通化できること、及び固定化反応条件も共通化できることを明らかにした。さらに、本発明者らは上記R1-R2-R3-R4-R5で表わされる配列中、R1をP-Qで表わされる2つの部分からなる配列とし、P部分の配列を、(Ser又はAla)-(Gly)nよりなる配列(nは1から10までの任意の整数)とし、Q部分の配列を、繰り返し単位を有するタンパク質の配列であり、リジン残基及びシステイン残基を含まない配列単位が繰り返された配列とすることにより、繰り返し配列部分がそれぞれ発揮する結合能などの機能を一つのポリペプチド鎖に複数持たせることができ、その結果、当該機能の増強につながることを見出し、本発明を完成させた。 The present inventors diligently studied to solve the above-mentioned problems to be solved in protein immobilization. The present inventors have conducted extensive research to make the amino acid sequence of the protein for immobilization, including the amino acid sequence of the protein to be immobilized, suitable for orientation control immobilization via cyanocysteine. By designing the sequence as a sequence consisting of five parts including the part consisting of the amino acid sequence of the protein to be immobilized, that is, a sequence represented by R1-R2-R3-R4-R5, and giving each part a characteristic And found that the above problems can be solved. In addition, the present inventors have clarified that a gene corresponding to an immobilization protein can be prepared, and the separation and purification operation after expression in a host cell can be made common, and the immobilization reaction conditions can be made common. . Furthermore, the present inventors made R1 a sequence consisting of two parts represented by PQ in the sequence represented by R1-R2-R3-R4-R5, and the sequence of the P part was (Ser or Ala)-( Gly) n sequence (n is an arbitrary integer from 1 to 10), the Q portion sequence is a protein sequence having repeating units, and the sequence unit without lysine residues and cysteine residues is repeated. It has been found that a plurality of functions such as the binding ability exhibited by each of the repeated sequence portions can be provided in one polypeptide chain by using such a sequence, resulting in enhancement of the function. Completed.
すなわち、本発明の態様は以下のとおりである。 That is, the aspects of the present invention are as follows.
[1] 一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列
[式中、配列は、アミノ末端側からカルボキシ末端側に向かう配列を示し、
R1部分の配列は、固定化対象タンパク質の配列であり、リジン残基及びシステイン残基を含まないことを特徴とする配列であり;
R2部分の配列は存在しなくてもよく、存在する場合はリジン及びシステイン残基以外のアミノ酸残基により構成されるスペーサー配列であり;
R3部分の配列はシステイン−X(Xは、リジン及びシステイン以外のアミノ酸残基)で表される2残基のアミノ酸で構成される配列であり;
R4部分の配列は存在しなくてもよく、存在する場合はリジン残基及びシステイン残基を含まない配列であり、一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質全体の等電点を酸性側にし得る酸性アミノ酸残基を含むことを特徴とする配列であり;そしてR5部分の配列はタンパク質を精製するためのアフィニティータグ配列である]
からなるタンパク質であって、R1-R2で表される部分を固定化担体に固定化するために用いるタンパク質。
[1] Amino acid sequence represented by general formula R1-R2-R3-R4-R5 [wherein the sequence represents a sequence from the amino terminal side to the carboxy terminal side,
The sequence of the R1 portion is the sequence of the protein to be immobilized, and is a sequence characterized by not containing lysine residues and cysteine residues;
The sequence of the R2 moiety may not be present, and if present is a spacer sequence composed of amino acid residues other than lysine and cysteine residues;
The sequence of the R3 portion is a sequence composed of two amino acids represented by cysteine-X (X is an amino acid residue other than lysine and cysteine);
The R4 portion sequence may not be present, and if present, is a sequence that does not include lysine residues and cysteine residues, and is a protein comprising an amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5 A sequence characterized in that it contains acidic amino acid residues that can bring the entire isoelectric point to the acidic side; and the sequence of the R5 moiety is an affinity tag sequence for purifying the protein]
A protein used to immobilize a portion represented by R1-R2 on an immobilization carrier.
[2] 一般式 R1-R2-R3-R4-R5のアミノ酸配列において、R1部分の配列が、天然由来のタンパク質のアミノ酸配列、又はそのアミノ酸配列中のすべてのリジン残基及びシステイン残基を、リジン残基及びシステイン残基以外のアミノ酸残基に置換することにより得られる、リジン残基及びシステイン残基を含まないアミノ酸配列に改変されたアミノ酸配列からなるタンパク質であって、前記天然由来のタンパク質と同等の機能を有するタンパク質のアミノ酸配列であることを特徴とする、[1]の一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。 [2] In the amino acid sequence of the general formula R1-R2-R3-R4-R5, the sequence of the R1 part is the amino acid sequence of a naturally derived protein, or all lysine residues and cysteine residues in the amino acid sequence, A protein comprising an amino acid sequence obtained by substitution with an amino acid residue other than a lysine residue and a cysteine residue, the amino acid sequence modified to an amino acid sequence not containing a lysine residue and a cysteine residue, A protein comprising the amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5 of [1], wherein the protein has the same function as
[3] 一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列において、R2部分の配列が、0〜10個のグリシンからなる配列であることを特徴とする、[1]の一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。 [3] The amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5, wherein the R2 portion is a sequence consisting of 0 to 10 glycines, A protein comprising an amino acid sequence represented by the formula R1-R2-R3-R4-R5.
[4] 一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列において、R4部分の配列が、アスパラギン酸とグルタミン酸の2種類のアミノ酸残基からなるアミノ酸残基数0〜10個の配列であることを特徴とする、[1]の一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。 [4] In the amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5, the R4 portion sequence has 0 to 10 amino acid residues consisting of two types of amino acid residues, aspartic acid and glutamic acid. A protein comprising the amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5 of [1], which is a sequence.
[5] 一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列において、R5部分の配列が、4個以上のヒスチジン残基からなるアミノ酸配列であることを特徴とする、[1]の一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。 [5] The amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5 is characterized in that the sequence of the R5 portion is an amino acid sequence consisting of 4 or more histidine residues. [1] A protein comprising an amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5.
[6] 一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列において、R1部分の配列が抗体分子と特異的に相互作用する機能を有することを特徴とする、[1]〜[5]のいずれかのタンパク質。 [6] In the amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5, the sequence of the R1 portion has a function of specifically interacting with an antibody molecule, [1] to [1] 5].
[7] 下記のアミノ酸配列(配列番号1)からなる[1]のタンパク質。
Ala-Asp-Asn-Asn-Phe-Asn-Arg-Glu-Gln-Gln
Asn-Ala-Phe-Tyr-Glu-Ile-Leu-Asn-Met-Pro
Asn-Leu-Asn-Glu-Glu-Gln-Arg-Asn-Gly-Phe
Ile-Gln-Ser-Leu-Arg-Asp-Asp-Pro-Ser-Gln
Ser-Ala-Asn-Leu-Leu-Ser-Glu-Ala-Arg-Arg
Leu-Asn-Glu-Ser-Gln-Ala-Pro-Gly-Gly-Gly
Gly-Gly-Cys-Ala-Asp-Asp-Asp-Asp-Asp-Asp
His-His-His-His-His-His
[7] The protein of [1] consisting of the following amino acid sequence (SEQ ID NO: 1).
Ala-Asp-Asn-Asn-Phe-Asn-Arg-Glu-Gln-Gln
Asn-Ala-Phe-Tyr-Glu-Ile-Leu-Asn-Met-Pro
Asn-Leu-Asn-Glu-Glu-Gln-Arg-Asn-Gly-Phe
Ile-Gln-Ser-Leu-Arg-Asp-Asp-Pro-Ser-Gln
Ser-Ala-Asn-Leu-Leu-Ser-Glu-Ala-Arg-Arg
Leu-Asn-Glu-Ser-Gln-Ala-Pro-Gly-Gly-Gly
Gly-Gly-Cys-Ala-Asp-Asp-Asp-Asp-Asp-Asp
His-His-His-His-His-His
[8] 下記の配列(配列番号2)からなる[1]のタンパク質。
Ala-Tyr-Arg-Leu-Ile-Leu-Asn-Gly-Arg-Thr
Leu-Arg-Gly-Glu-Thr-Thr-Thr-Glu-Ala-Val
Asp-Ala-Ala-Thr-Ala-Glu-Arg-Val-Phe-Arg
Gln-Tyr-Ala-Asn-Asp-Asn-Gly-Val-Asp-Gly
Glu-Trp-Thr-Tyr-Asp-Asp-Ala-Thr-Arg-Thr
Phe-Thr-Val-Thr-Glu-Arg-Pro-Glu-Val-Ile
Asp-Ala-Ser-Glu-Leu-Thr-Pro-Ala-Val-Thr
Gly-Gly-Gly-Gly-Cys-Ala-Asp-Asp-Asp-Asp
Asp-Asp-His-His-His-His-His-His
[8] The protein according to [1], comprising the following sequence (SEQ ID NO: 2).
Ala-Tyr-Arg-Leu-Ile-Leu-Asn-Gly-Arg-Thr
Leu-Arg-Gly-Glu-Thr-Thr-Thr-Glu-Ala-Val
Asp-Ala-Ala-Thr-Ala-Glu-Arg-Val-Phe-Arg
Gln-Tyr-Ala-Asn-Asp-Asn-Gly-Val-Asp-Gly
Glu-Trp-Thr-Tyr-Asp-Asp-Ala-Thr-Arg-Thr
Phe-Thr-Val-Thr-Glu-Arg-Pro-Glu-Val-Ile
Asp-Ala-Ser-Glu-Leu-Thr-Pro-Ala-Val-Thr
Gly-Gly-Gly-Gly-Cys-Ala-Asp-Asp-Asp-Asp
Asp-Asp-His-His-His-His-His-His
[9] 下記の配列(配列番号3)からなる[1]のタンパク質。
Ala-Thr-Ile-Arg-Ala-Asn-Leu-Ile-Tyr-Ala
Asp-Gly-Arg-Thr-Gln-Thr-Ala-Glu-Phe-Arg
Gly-Thr-Phe-Glu-Glu-Ala-Thr-Ala-Glu-Ala
Tyr-Arg-Tyr-Ala-Asp-Leu-Leu-Ala-Arg-Glu
Asn-Gly-Arg-Tyr-Thr-Val-Asp-Val-Ala-Asp
Arg-Gly-Tyr-Thr-Leu-Asn-Ile-Arg-Phe-Ala
Gly-Gly-Gly-Gly-Gly-Cys-Ala-Asp-Asp-Asp
Asp-Asp-Asp-His-His-His-His-His-His
[9] The protein of [1] consisting of the following sequence (SEQ ID NO: 3).
Ala-Thr-Ile-Arg-Ala-Asn-Leu-Ile-Tyr-Ala
Asp-Gly-Arg-Thr-Gln-Thr-Ala-Glu-Phe-Arg
Gly-Thr-Phe-Glu-Glu-Ala-Thr-Ala-Glu-Ala
Tyr-Arg-Tyr-Ala-Asp-Leu-Leu-Ala-Arg-Glu
Asn-Gly-Arg-Tyr-Thr-Val-Asp-Val-Ala-Asp
Arg-Gly-Tyr-Thr-Leu-Asn-Ile-Arg-Phe-Ala
Gly-Gly-Gly-Gly-Gly-Cys-Ala-Asp-Asp-Asp
Asp-Asp-Asp-His-His-His-His-His-His
[10] [1]〜[9]のいずれかの一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質が静電相互作用により吸着している固定化担体。
[11] [1]〜[9]のいずれかのタンパク質中に存在する唯一のシステイン残基のスルフフィドリル基をチオシアノ基に変換し、1級アミンを官能基として有する固定化担体に作用させることにより、前記タンパク質中のシステイン残基よりアミノ末端側に存在するアミノ酸配列部分をアミド結合により前記固定化担体に結合させることを特徴とする固定化タンパク質の作製方法。
[10] An immobilization carrier on which a protein having an amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5 of any one of [1] to [9] is adsorbed by electrostatic interaction.
[11] The sulfhydryl group of the only cysteine residue present in the protein of any one of [1] to [9] is converted to a thiocyano group and allowed to act on an immobilized carrier having a primary amine as a functional group. Thus, a method for producing an immobilized protein, wherein an amino acid sequence portion present on the amino terminal side of a cysteine residue in the protein is bound to the immobilization carrier by an amide bond.
[12] [1]〜[9]のいずれかのタンパク質中に存在する唯一のシステイン残基のスルフフィドリル基をチオシアノ基に変換し、1級アミンを官能基として有する任意の固定化担体に作用させることにより、前記タンパク質中のシステイン残基よりアミノ末端側に存在するアミノ酸配列部分をアミド結合により結合したことを特徴とするタンパク質固定化担体。 [12] The sulfhydryl group of the only cysteine residue present in the protein of any one of [1] to [9] is converted to a thiocyano group, and the carrier is an arbitrary immobilization carrier having a primary amine as a functional group. A protein-immobilized carrier characterized by binding an amino acid sequence portion present on the amino terminal side of a cysteine residue in the protein by an amide bond.
[13] 下記の配列(配列番号4)からなるタンパク質のカルボキシ末端が、1級アミンを官能基として有する固定化担体にアミド結合で結合していることを特徴とする、[12]のタンパク質を固定化した固定化担体。
Ala-Asp-Asn-Asn-Phe-Asn-Arg-Glu-Gln-Gln-
Asn-Ala-Phe-Tyr-Glu-Ile-Leu-Asn-Met-Pro-
Asn-Leu-Asn-Glu-Glu-Gln-Arg-Asn-Gly-Phe-
Ile-Gln-Ser-Leu-Arg-Asp-Asp-Pro-Ser-Gln-
Ser-Ala-Asn-Leu-Leu-Ser-Glu-Ala-Arg-Arg-
Leu-Asn-Glu-Ser-Gln-Ala-Pro-Gly-Gly-Gly-
Gly-Gly
[13] The protein according to [12], wherein the carboxy terminus of a protein having the following sequence (SEQ ID NO: 4) is bonded to an immobilization carrier having a primary amine as a functional group by an amide bond. Immobilized support for immobilization.
Ala-Asp-Asn-Asn-Phe-Asn-Arg-Glu-Gln-Gln-
Asn-Ala-Phe-Tyr-Glu-Ile-Leu-Asn-Met-Pro-
Asn-Leu-Asn-Glu-Glu-Gln-Arg-Asn-Gly-Phe-
Ile-Gln-Ser-Leu-Arg-Asp-Asp-Pro-Ser-Gln-
Ser-Ala-Asn-Leu-Leu-Ser-Glu-Ala-Arg-Arg-
Leu-Asn-Glu-Ser-Gln-Ala-Pro-Gly-Gly-Gly-
Gly-Gly
[14] 下記の配列(配列番号5)からなるタンパク質のカルボキシ末端が、1級アミンを官能基として有する固定化担体にアミド結合で結合していることを特徴とする、[12]のタンパク質を固定化した固定化担体。
Ala-Tyr-Arg-Leu-Ile-Leu-Asn-Gly-Arg-Thr-
Leu-Arg-Gly-Glu-Thr-Thr-Thr-Glu-Ala-Val-
Asp-Ala-Ala-Thr-Ala-Glu-Arg-Val-Phe-Arg-
Gln-Tyr-Ala-Asn-Asp-Asn-Gly-Val-Asp-Gly-
Glu-Trp-Thr-Tyr-Asp-Asp-Ala-Thr-Arg-Thr-
Phe-Thr-Val-Thr-Glu-Arg-Pro-Glu-Val-Ile-
Asp-Ala-Ser-Glu-Leu-Thr-Pro-Ala-Val-Thr-
Gly-Gly-Gly-Gly
[14] The protein according to [12], wherein the carboxy terminus of a protein having the following sequence (SEQ ID NO: 5) is bonded to an immobilization carrier having a primary amine as a functional group by an amide bond. Immobilized support for immobilization.
Ala-Tyr-Arg-Leu-Ile-Leu-Asn-Gly-Arg-Thr-
Leu-Arg-Gly-Glu-Thr-Thr-Thr-Glu-Ala-Val-
Asp-Ala-Ala-Thr-Ala-Glu-Arg-Val-Phe-Arg-
Gln-Tyr-Ala-Asn-Asp-Asn-Gly-Val-Asp-Gly-
Glu-Trp-Thr-Tyr-Asp-Asp-Ala-Thr-Arg-Thr-
Phe-Thr-Val-Thr-Glu-Arg-Pro-Glu-Val-Ile-
Asp-Ala-Ser-Glu-Leu-Thr-Pro-Ala-Val-Thr-
Gly-Gly-Gly-Gly
[15] 下記の配列(配列番号6)で示されるタンパク質のカルボキシ末端が、1級アミンを官能基として有する固定化担体にアミド結合で結合していることを特徴とする、[12]のタンパク質を固定化した固定化担体。
Ala-Thr-Ile-Arg-Ala-Asn-Leu-Ile-Tyr-Ala-
Asp-Gly-Arg-Thr-Gln-Thr-Ala-Glu-Phe-Arg-
Gly-Thr-Phe-Glu-Glu-Ala-Thr-Ala-Glu-Ala-
Tyr-Arg-Tyr-Ala-Asp-Leu-Leu-Ala-Arg-Glu-
Asn-Gly-Arg-Tyr-Thr-Val-Asp-Val-Ala-Asp-
Arg-Gly-Tyr-Thr-Leu-Asn-Ile-Arg-Phe-Ala-
Gly-Gly-Gly-Gly-Gly
[15] The protein according to [12], wherein the carboxy terminus of the protein represented by the following sequence (SEQ ID NO: 6) is bonded to an immobilization carrier having a primary amine as a functional group by an amide bond. An immobilization carrier on which is immobilized.
Ala-Thr-Ile-Arg-Ala-Asn-Leu-Ile-Tyr-Ala-
Asp-Gly-Arg-Thr-Gln-Thr-Ala-Glu-Phe-Arg-
Gly-Thr-Phe-Glu-Glu-Ala-Thr-Ala-Glu-Ala-
Tyr-Arg-Tyr-Ala-Asp-Leu-Leu-Ala-Arg-Glu-
Asn-Gly-Arg-Tyr-Thr-Val-Asp-Val-Ala-Asp-
Arg-Gly-Tyr-Thr-Leu-Asn-Ile-Arg-Phe-Ala-
Gly-Gly-Gly-Gly-Gly
[16] 固定化担体にR1-R2で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質を固定化するために用いる一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質を設計する方法であって、R1、R2、R3、R4及びR5部分のアミノ酸配列を以下の条件に適合するように選択することを含む方法:
(a) R1部分の配列として、固定化対象タンパク質の配列であり、リジン残基及びシステイン残基を含まないことを特徴とする配列を選択し;
(b) R2部分の配列を存在させないか、または存在させ場合はリジン及びシステイン残基以外のアミノ酸残基により構成されるスペーサー配列を選択し;
(c) R3部分の配列として、システイン−X(Xは、リジンもしくはシステイン以外のアミノ酸残基)で表される2残基のアミノ酸で構成される配列を選択し;
(d) R4部分の配列を存在させないか、または存在させる場合はリジン残基及びシステイン残基を含まない配列であり、一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質全体の等電点を酸性側にし得る酸性アミノ酸残基を含むことを特徴とする配列を選択し;そして
(e) R5部分の配列としてタンパク質を精製するためのアフィニティータグ配列を選択する。
[16] A method for designing a protein comprising an amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5 used for immobilizing a protein comprising an amino acid sequence represented by R1-R2 on an immobilization carrier A method comprising selecting the amino acid sequences of the R1, R2, R3, R4 and R5 moieties to meet the following conditions:
(a) as a sequence of the R1 portion, a sequence of the protein to be immobilized, which is characterized by not containing lysine residues and cysteine residues;
(b) a spacer sequence composed of amino acid residues other than lysine and cysteine residues is selected if the R2 portion sequence is not present or present;
(c) as a sequence of the R3 portion, a sequence composed of two amino acids represented by cysteine-X (X is an amino acid residue other than lysine or cysteine) is selected;
(d) The sequence of the R4 portion is not present, or if present, is a sequence that does not contain lysine residues and cysteine residues, and consists of an amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5 Selecting a sequence characterized by containing acidic amino acid residues that can bring the isoelectric point of the whole protein to the acidic side; and
(e) An affinity tag sequence for purifying the protein is selected as the sequence of the R5 portion.
[17] R1部分の配列がP-Qで表わされ、
P部分の配列は、存在しても存在しなくてもよく、存在する場合は(Ser又はAla)-(Gly)nよりなる配列(nは1から10までの任意の整数)であり、Q部分の配列は、繰り返し単位を有するタンパク質の配列であり、リジン残基及びシステイン残基を含まない配列単位が繰り返された配列であることを特徴とする配列である、[1]の一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質であって、R1-R2で表される部分を固定化担体に固定化するために用いるタンパク質。
[17] The sequence of R1 is represented by PQ,
The sequence of the P moiety may or may not be present, and if present, is a sequence composed of (Ser or Ala)-(Gly) n (n is an arbitrary integer from 1 to 10), and Q The partial sequence is a sequence of a protein having a repeating unit, and is a sequence obtained by repeating a sequence unit that does not contain a lysine residue and a cysteine residue. The general formula R1 of [1] -A protein consisting of an amino acid sequence represented by R2-R3-R4-R5, which is used to immobilize the moiety represented by R1-R2 on an immobilization carrier.
[18] P-Qで表わされるアミノ酸配列において、Q部分の繰り返し単位の配列が天然由来のタンパク質のアミノ酸配列、又はそのアミノ酸配列中のすべてのリジン残基及びシステイン残基を、リジン残基及びシステイン残基以外のアミノ酸残基に置換することにより得られる、リジン残基及びシステイン残基を含まないアミノ酸配列に改変されたアミノ酸配列からなるタンパク質であって、前記天然由来のタンパク質と同等の機能を有するタンパク質のアミノ酸配列であることを特徴とする、[17]の一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。 [18] In the amino acid sequence represented by PQ, the repeat unit of the Q moiety is the amino acid sequence of a protein derived from nature, or all lysine residues and cysteine residues in the amino acid sequence, and lysine residues and cysteine residues. A protein comprising an amino acid sequence modified to an amino acid sequence not containing a lysine residue and a cysteine residue, obtained by substitution with an amino acid residue other than a group, and having a function equivalent to that of the naturally derived protein A protein comprising the amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5 of [17], wherein the protein is an amino acid sequence of the protein.
[19] 一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列において、R2部分の配列が、0〜10個のグリシンからなる配列であることを特徴とする、[17]の一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。 [19] The general formula [17], wherein in the amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5, the sequence of the R2 portion is a sequence consisting of 0 to 10 glycines. A protein comprising an amino acid sequence represented by the formula R1-R2-R3-R4-R5.
[20] 一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列において、R4部分の配列が、アスパラギン酸とグルタミン酸の2種類のアミノ酸残基からなるアミノ酸残基数0〜10個の配列であることを特徴とする、[17]の一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。 [20] In the amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5, the sequence of the R4 portion has 0 to 10 amino acid residues consisting of two types of amino acid residues, aspartic acid and glutamic acid. A protein comprising the amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5 of [17], characterized by being a sequence.
[21] 一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列において、R5部分の配列が、4個以上のヒスチジン残基からなるアミノ酸配列であることを特徴とする、[17]の一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。 [21] The amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5 is characterized in that the sequence of the R5 portion is an amino acid sequence consisting of 4 or more histidine residues, [17] A protein comprising an amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5.
[22] P-Qで表わされるアミノ酸配列において、Q部分の繰り返し単位の配列が抗体分子と特異的に相互作用する機能を有することを特徴とする、[17]〜[21]のいずれかのタンパク質。 [22] The protein according to any one of [17] to [21], wherein in the amino acid sequence represented by P-Q, the repeating unit sequence of the Q portion has a function of specifically interacting with an antibody molecule.
[23] 一般式R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列において、R1部分の配列がP-Qで表わされ、
P = Ser-Gly-Gly-Gly-Gly
Q =(Ala-Asp-Asn-Asn-Phe-Asn-Arg-Glu-Gln-Gln-
Asn-Ala-Phe-Tyr-Glu-Ile-Leu-Asn-Met-Pro-
Asn-Leu-Asn-Glu-Glu-Gln-Arg-Asn-Gly-Phe-
Ile-Gln-Ser-Leu-Arg-Asp-Asp-Pro-Ser-Gln-
Ser-Ala-Asn-Leu-Leu-Ser-Glu-Ala-Arg-Arg-
Leu-Asn-Glu-Ser-Gln-Ala-Pro-Gly)n (nは、2から5までの任意の整数)
R2 = Gly-Gly-Gly-Gly
R3 = Cys-Ala
R4 = Asp-Asp-Asp-Asp-Asp-Asp
R5 = His-His-His-His-His-His
であることを特徴とする、[17]〜[22]のいずれかのタンパク質。
[23] In the amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5, the sequence of the R1 portion is represented by PQ,
P = Ser-Gly-Gly-Gly-Gly
Q = (Ala-Asp-Asn-Asn-Phe-Asn-Arg-Glu-Gln-Gln-
Asn-Ala-Phe-Tyr-Glu-Ile-Leu-Asn-Met-Pro-
Asn-Leu-Asn-Glu-Glu-Gln-Arg-Asn-Gly-Phe-
Ile-Gln-Ser-Leu-Arg-Asp-Asp-Pro-Ser-Gln-
Ser-Ala-Asn-Leu-Leu-Ser-Glu-Ala-Arg-Arg-
Leu-Asn-Glu-Ser-Gln-Ala-Pro-Gly) n (n is any integer from 2 to 5)
R2 = Gly-Gly-Gly-Gly
R3 = Cys-Ala
R4 = Asp-Asp-Asp-Asp-Asp-Asp
R5 = His-His-His-His-His-His
The protein according to any one of [17] to [22], wherein
[24] 一般式R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列において、R1部分の配列がP-Qで表わされ、
P = 存在しない
Q =(Ala-Tyr-Arg-Leu-Ile-Leu-Asn-Gly-Arg-Thr-
Leu-Arg-Gly-Glu-Thr-Thr-Thr-Glu-Ala-Val-
Asp-Ala-Ala-Thr-Ala-Glu-Arg-Val-Phe-Arg-
Gln-Tyr-Ala-Asn-Asp-Asn-Gly-Val-Asp-Gly-
Glu-Trp-Thr-Tyr-Asp-Asp-Ala-Thr-Arg-Thr-
Phe-Thr-Val-Thr-Glu-Arg-Pro-Glu-Val-Ile-
Asp-Ala-Ser-Glu-Leu-Thr-Pro-Ala-Val-Thr-Pro-Gly)n (nは、2から5までの任意の整数)
R2 = Gly-Gly-Gly-Gly
R3 = Cys-Ala
R4 = Asp-Asp-Asp-Asp-Asp-Asp
R5 = His-His-His-His-His-His
であることを特徴とする、[17]〜[22]のいずれかのタンパク質。
[24] In the amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5, the sequence of the R1 portion is represented by PQ,
P = does not exist
Q = (Ala-Tyr-Arg-Leu-Ile-Leu-Asn-Gly-Arg-Thr-
Leu-Arg-Gly-Glu-Thr-Thr-Thr-Glu-Ala-Val-
Asp-Ala-Ala-Thr-Ala-Glu-Arg-Val-Phe-Arg-
Gln-Tyr-Ala-Asn-Asp-Asn-Gly-Val-Asp-Gly-
Glu-Trp-Thr-Tyr-Asp-Asp-Ala-Thr-Arg-Thr-
Phe-Thr-Val-Thr-Glu-Arg-Pro-Glu-Val-Ile-
Asp-Ala-Ser-Glu-Leu-Thr-Pro-Ala-Val-Thr-Pro-Gly) n (n is any integer from 2 to 5)
R2 = Gly-Gly-Gly-Gly
R3 = Cys-Ala
R4 = Asp-Asp-Asp-Asp-Asp-Asp
R5 = His-His-His-His-His-His
The protein according to any one of [17] to [22], wherein
[25] 一般式R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列において、R1部分の配列がP-Qで表わされ、
P = 存在しない
Q =(Ala-Thr-Ile-Arg-Ala-Asn-Leu-Ile-Tyr-Ala
Asp-Gly-Arg-Thr-Gln-Thr-Ala-Glu-Phe-Arg
Gly-Thr-Phe-Glu-Glu-Ala-Thr-Ala-Glu-Ala
Tyr-Arg-Tyr-Ala-Asp-Leu-Leu-Ala-Arg-Glu
Asn-Gly-Arg-Tyr-Thr-Val-Asp-Val-Ala-Asp
Arg-Gly-Tyr-Thr-Leu-Asn-Ile-Arg-Phe-Ala
Pro-Gly-)n (nは、2から5までの任意の整数)
R2 = Gly-Gly-Gly-Gly
R3 = Cys-Ala
R4 = Asp-Asp-Asp-Asp-Asp-Asp
R5 = His-His-His-His-His-His
であることを特徴とする、[17]〜[22]のいずれかのタンパク質。
[25] In the amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5, the sequence of the R1 moiety is represented by PQ,
P = does not exist
Q = (Ala-Thr-Ile-Arg-Ala-Asn-Leu-Ile-Tyr-Ala
Asp-Gly-Arg-Thr-Gln-Thr-Ala-Glu-Phe-Arg
Gly-Thr-Phe-Glu-Glu-Ala-Thr-Ala-Glu-Ala
Tyr-Arg-Tyr-Ala-Asp-Leu-Leu-Ala-Arg-Glu
Asn-Gly-Arg-Tyr-Thr-Val-Asp-Val-Ala-Asp
Arg-Gly-Tyr-Thr-Leu-Asn-Ile-Arg-Phe-Ala
Pro-Gly-) n (n is any integer from 2 to 5)
R2 = Gly-Gly-Gly-Gly
R3 = Cys-Ala
R4 = Asp-Asp-Asp-Asp-Asp-Asp
R5 = His-His-His-His-His-His
The protein according to any one of [17] to [22], wherein
[26] [17]〜[22]のいずれかの一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質が静電相互作用により吸着している固定化担体。 [26] An immobilization carrier on which a protein having an amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5 of any one of [17] to [22] is adsorbed by electrostatic interaction.
[27] [17]〜[22]のいずれかのタンパク質中に存在する唯一のシステイン残基のスルフフィドリル基をチオシアノ基に変換し、1級アミンを官能基として有する固定化担体に作用させることにより、前記タンパク質中のシステイン残基よりアミノ末端側に存在するアミノ酸配列部分をアミド結合により前記固定化担体に結合させることを特徴とする固定化タンパク質の作製方法。 [27] The sulfhydryl group of the only cysteine residue present in the protein of any one of [17] to [22] is converted to a thiocyano group and allowed to act on an immobilized carrier having a primary amine as a functional group. Thus, a method for producing an immobilized protein, wherein an amino acid sequence portion present on the amino terminal side of a cysteine residue in the protein is bound to the immobilization carrier by an amide bond.
[28] [17]〜[22]のいずれかのタンパク質中に存在する唯一のシステイン残基のスルフフィドリル基をチオシアノ基に変換し、1級アミンを官能基として有する任意の固定化担体に作用させることにより、前記タンパク質中のシステイン残基よりアミノ末端側に存在するアミノ酸配列部分をアミド結合により結合したことを特徴とするタンパク質を固定化した固定化担体。 [28] The sulfhydryl group of the only cysteine residue present in the protein of any one of [17] to [22] is converted to a thiocyano group, and an arbitrary immobilization carrier having a primary amine as a functional group An immobilization carrier on which a protein is immobilized, wherein an amino acid sequence portion present on the amino terminal side of a cysteine residue in the protein is bound by an amide bond by acting.
なお、天然由来のタンパク質はシステイン及びリジンを含む20種のアミノ酸残基より構成されているため、構成するアミノ酸残基として、システイン及びリジンを全く含まない配列が生物学的機能、例えば、タンパク質-タンパク質間特異的認識・結合機能、タンパク質―核酸特異的認識・結合機能、触媒機能等、を保持するか否かに関しては不明であった。本発明は、システイン及びリジンを含まないように改変したタンパク質が基の天然のタンパク質が有する機能と同等の機能を有しえることを明らかにした。 Since naturally derived proteins are composed of 20 types of amino acid residues including cysteine and lysine, sequences that do not contain cysteine and lysine at all as biological amino acid residues, such as protein- Whether or not to retain protein-specific recognition / binding function, protein-nucleic acid-specific recognition / binding function, catalytic function, etc. was unclear. The present invention has revealed that a protein modified so as not to contain cysteine and lysine can have a function equivalent to that of the original natural protein.
本発明に従い一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列を設計し、該アミノ酸配列からなるタンパク質を作製し、固定化に用いることにより、配向制御された固定化タンパク質を効率的且つ迅速に作製できる。R1、R2、R3、R4及びR5を各部分の条件を満たすように選択することにより、あらゆるタンパク質を配向制御させて固定化することが可能である。また、設計・作製したタンパク質の精製に利用するR5として共通の配列を利用することにより、固定化対象タンパク質であるR1の配列にかかわらず、共通の手法で固定化用タンパク質を精製することができ、また固定化の際の反応条件をも共通化することができる。 According to the present invention, an amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5 is designed, a protein comprising the amino acid sequence is prepared and used for immobilization. Can be produced quickly and efficiently. By selecting R1, R2, R3, R4 and R5 so as to satisfy the conditions of each part, it is possible to immobilize all proteins by controlling their orientation. In addition, by using a common sequence as R5 used for purification of the designed and produced protein, the protein for immobilization can be purified by a common method regardless of the sequence of R1 that is the target protein for immobilization. Also, the reaction conditions for immobilization can be made common.
さらに、上記R1-R2-R3-R4-R5で表わされる配列中、R1をP-Qで表わされる2つの部分からなる配列とし、P部分は存在しても存在しなくてもよいが、存在する場合は、その配列を、(Ser又はAla)-(Gly)nよりなる配列(nは1から10までの任意の整数)とし、Q部分の配列を、繰り返し単位を有するタンパク質の配列である。リジン残基及びシステイン残基を含まない配列単位が繰り返された配列とすることにより、一本のポリペプチド鎖に当該配列が発揮する機能が複数発揮できることになり、当該機能の増強効果が得られる。 Further, in the sequence represented by R1-R2-R3-R4-R5, R1 is a sequence composed of two parts represented by PQ, and the P part may or may not be present. The sequence is a sequence of (Ser or Ala)-(Gly) n (n is an arbitrary integer from 1 to 10), and the sequence of the Q portion is a protein sequence having a repeating unit. By making a sequence in which sequence units not containing lysine residues and cysteine residues are repeated, a plurality of functions exhibited by the sequence can be exerted on a single polypeptide chain, and an effect of enhancing the function can be obtained. .
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のタンパク質の配向制御固定化に適した、固定化しようとする固定化対象タンパク質のアミノ酸配列を含むアミノ酸配列からなる固定化用タンパク質とは、一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質で表現されるタンパク質のことである。該式中、配列は、アミノ末端側からカルボキシ末端側に向かうアミノ酸配列を示し、R1部分の配列は、固定化対象となる任意のタンパク質のアミノ酸配列であり、且つ、この配列中には、リジン残基及びシステイン残基を全く含まないことを特徴とする配列である。R2部分の配列は、リジン及びシステイン残基以外のアミノ酸残基により構成される任意のスペーサー配列である。R2部分は存在しなくてもよい。R3部分の配列は、システイン−X(Xは、リジン及びシステイン以外のアミノ酸残基)で表される2残基のアミノ酸で構成される配列である。R4部分の配列は、リジン残基及びシステイン残基を全く含まない任意の配列で且つR1-R2-R3-R4-R5の配列全体の等電点を酸性側にし得る酸性アミノ酸残基を含むことを特徴とする配列である。R4部分は存在しなくてもよい。R5部分の配列は、特定の化合物と結合し得る任意のアフィニティータグ配列であり、例えばヒスチジン残基を4個以上含むことを特徴とする配列である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The protein for immobilization comprising an amino acid sequence including the amino acid sequence of the protein to be immobilized, which is suitable for the orientation control immobilization of the protein of the present invention, is represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5. It is a protein expressed by a protein consisting of the represented amino acid sequence. In the formula, the sequence represents an amino acid sequence from the amino terminal side to the carboxy terminal side, the sequence of the R1 portion is an amino acid sequence of an arbitrary protein to be immobilized, and in this sequence, lysine It is a sequence characterized by not containing any residues and cysteine residues. The sequence of the R2 portion is an arbitrary spacer sequence composed of amino acid residues other than lysine and cysteine residues. The R2 moiety may not be present. The sequence of the R3 portion is a sequence composed of two amino acids represented by cysteine-X (X is an amino acid residue other than lysine and cysteine). The sequence of the R4 part is an arbitrary sequence that does not contain any lysine residue and cysteine residue, and includes an acidic amino acid residue that can make the isoelectric point of the entire sequence of R1-R2-R3-R4-R5 acidic. It is the arrangement | sequence characterized by. The R4 portion may not be present. The sequence of the R5 portion is an arbitrary affinity tag sequence that can bind to a specific compound, and is a sequence characterized by containing, for example, 4 or more histidine residues.
本発明の一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質において、R1部分の配列は、固定化しようとする固定化対象タンパク質のアミノ酸配列であり、且つ、この配列中には、リジン残基及びシステイン残基を全く含まないことを特徴とする配列である。R1部分のアミノ酸の数は限定されず、目的に応じていかなる数のアミノ酸からなるアミノ酸配列をも選択することができる。R1部分の配列は、前記固定化対象タンパク質のアミノ酸配列の部分アミノ酸配列であって、該アミノ酸配列からなるタンパク質断片が前記タンパク質と同等の機能・活性を有する部分アミノ酸配列であってもよい。この場合、R1は例えば、固定化対象タンパク質の機能を有する機能性ドメインのアミノ酸配列である。 In the protein comprising the amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5 of the present invention, the sequence of the R1 portion is the amino acid sequence of the protein to be immobilized to be immobilized, and this sequence Among them, the sequence is characterized by not containing lysine residues and cysteine residues at all. The number of amino acids in the R1 portion is not limited, and an amino acid sequence consisting of any number of amino acids can be selected according to the purpose. The sequence of the R1 portion may be a partial amino acid sequence of the amino acid sequence of the protein to be immobilized, and a protein fragment comprising the amino acid sequence may be a partial amino acid sequence having a function / activity equivalent to that of the protein. In this case, R1 is, for example, an amino acid sequence of a functional domain having a function of the protein to be immobilized.
本発明の場合、R1部分が目的とする機能を担っている。また、固定化反応のためにR3部分のみにシステイン残基を必要とすること、また、担体に官能基として一級アミンを用いることから、システイン残基及び一級アミン基を側鎖に有するリジン残基はR1部分を構成するアミノ酸残基としては不適切である。 In the case of the present invention, the R1 portion has the intended function. In addition, lysine residues having a cysteine residue and a primary amine group in the side chain because a cysteine residue is required only for the R3 portion for the immobilization reaction, and a primary amine is used as a functional group for the carrier. Is inappropriate as an amino acid residue constituting the R1 moiety.
さらに、上記R1-R2-R3-R4-R5で表わされる配列中、R1をP-Qで表わされる2つの部分からなる配列とすることができる。この場合、P部分の配列は、(Ser又はAla)-(Gly)nで表わされる配列(nは1から10までの任意の整数)であり、Q部分の配列は、繰り返し単位を有するタンパク質の配列であり、リジン残基及びシステイン残基を含まない配列単位が繰り返された配列である。繰り返し数は限定されないが、好ましくは2〜5である。 Further, in the sequence represented by R1-R2-R3-R4-R5, R1 can be a sequence composed of two parts represented by PQ. In this case, the sequence of the P portion is a sequence represented by (Ser or Ala)-(Gly) n (n is an arbitrary integer from 1 to 10), and the sequence of the Q portion is a protein having a repeating unit. This is a sequence in which sequence units not containing lysine residues and cysteine residues are repeated. The number of repetitions is not limited, but is preferably 2-5.
天然由来のタンパク質は、通常リジン残基及びシステイン残基を含む20種のアミノ酸残基から構成されている。目的とする機能を担うR1部分が、リジン残基又はシステイン残基を含む場合、元の天然タンパク質の有する機能を保有したまま、リジン残基及びシステイン残基をリジン及びシステイン以外の18種のアミノ酸のいずれかに、置換する必要がある。 Naturally derived proteins are usually composed of 20 amino acid residues including lysine residues and cysteine residues. When the R1 moiety responsible for the target function contains a lysine residue or a cysteine residue, the lysine residue and the cysteine residue are 18 amino acids other than lysine and cysteine while retaining the function of the original natural protein. It is necessary to replace one of them.
既に、本発明者らは、システイン及びメチオニンを全く含まないタンパク質を作製する方法を確立している(特許再公表01/000797号公報、M.Iwakura et al. J.Biol.Chem. 281, 13234-13246(2006)、特開2005-058059号公報)。これらの方法と同様の方法により、天然由来のタンパク質のアミノ酸配列を基に、アミノ酸配列を転換し、システイン及びリジン残基を含まない18種のアミノ酸より構成されるアミノ酸配列からなるタンパク質であって、天然タンパク質と同等の機能を発揮するタンパク質を作製することができる。この方法の概要は以下のとおりである。 The present inventors have already established a method for producing a protein containing no cysteine and methionine (Patent Republication 01/000797, M. Iwakura et al. J. Biol. Chem. 281, 13234). -13246 (2006), JP 2005-058059 A). A protein comprising an amino acid sequence composed of 18 types of amino acids that does not contain cysteine and lysine residues by converting the amino acid sequence based on the amino acid sequence of a naturally derived protein by the same method as these methods. A protein that exhibits the same function as a natural protein can be produced. The outline of this method is as follows.
1.天然配列中におけるすべてのシステイン残基部分及びリジン残基部分について、それぞれ、網羅的に1アミノ酸置換を行い、その機能を調べる。
2.各々の残基部分における1アミノ酸置換変異体の機能をよいものから並べ上位3個の変異、ただし、システイン又はリジンに置換した変異は除く、を用い、その組み合わせ変異を行い、その中から上位3個の組み合わせ変異体を選び、他の部位の1アミノ酸置換変異における上位3個の変異、ただし、システイン又はリジンに置換した変異は除く、との組み合わせ変異を行う。
3.この操作を、すべてのシステイン残基部分及びリジン残基部分が他のアミノ酸に置換されるまで繰り返す。
1. For each cysteine residue part and lysine residue part in the natural sequence, one amino acid substitution is performed comprehensively, and the function is examined.
2. Using the top 3 mutations in the order of the function of the single amino acid substitution mutant in each residue part, except for the mutation substituted with cysteine or lysine, the combination mutation is performed, and the top 3 A combination mutation is selected and the top three mutations in one amino acid substitution mutation at another site, except for a mutation substituted with cysteine or lysine, are excluded.
3. This operation is repeated until all cysteine residue parts and lysine residue parts are replaced with other amino acids.
さらに具体的には以下のようにして行なう。 More specifically, it is performed as follows.
全長m個のアミノ酸よりなる天然のタンパク質においてリジン及びシステイン残基がn個あるとする。その各々のアミノ酸配列上の位置を、Ai(i=1〜n)とする。 It is assumed that there are n lysine and cysteine residues in a natural protein consisting of m amino acids in total length. The position on each amino acid sequence is Ai (i = 1 to n).
得られる変異を、A1/MA1と表す。 The resulting mutation is denoted A1 / MA1.
その他の部位のAi(i=2〜n)のリジン及びシステイン残基に関して、リジン及びシステイン残基をコードするコドンを前記「リジン及びシステイン以外の他のアミノ酸」(最大18種類)をコードするコドンで置換した変異遺伝子を作成し、これを発現して得られた2重変異体酵素タンパク質の酵素活性を調べる。 Regarding lysine and cysteine residues of Ai (i = 2 to n) at other sites, codons encoding lysine and cysteine residues are codons encoding the above-mentioned “other amino acids other than lysine and cysteine” (maximum 18 types). A mutant gene substituted with is prepared, and the enzyme activity of the double mutant enzyme protein obtained by expressing it is examined.
2重変異体の活性を調べると、天然のタンパク質と同等又はそれ以上の活性を示す変異体が見いだされる。2重変異のうち活性の高いものから最大3個の2重変異体を選ぶ。 When the activity of the double mutant is examined, a mutant exhibiting an activity equal to or higher than that of the natural protein is found. Select a maximum of 3 double mutants from those with high activity among double mutations.
次に、得られた2重変異体のそれぞれのA3のリジン及びシステイン残基をリジン及びシステイン残基以外の他のアミノ酸(最大18種)に置換した3重変異体をそれぞれ作製し(最大、3×18=54種)、その酵素活性を調べる。 Next, triple mutants were prepared by substituting the lysine and cysteine residues of A3 of each of the obtained double mutants with amino acids other than lysine and cysteine residues (maximum 18 types) (maximum, 3 × 18 = 54 species), and the enzyme activity is examined.
3重変異体の活性を調べると、天然のタンパク質と同等又はそれ以上の活性を示す変異体が見出される。 When the activity of the triple mutant is examined, a mutant showing an activity equal to or higher than that of the natural protein is found.
以下同様に、4重、・・、n重変異体を作製する。最後のn重変異体が、目的のリジン及びシステイン残基を含まないタンパク質である。 Similarly, quadruple,..., N-fold mutants are prepared. The last n-fold mutant is a protein that does not contain the desired lysine and cysteine residues.
この操作により、少なくとも元の天然のタンパク質が有する機能と同等の機能を有するタンパク質が得られる。「元の天然のタンパク質が有する機能と同等の機能」とは、配列を改変したタンパク質の活性が元の天然のタンパク質と質的に変わらず、さらに量的にも大きく低下していないことをいう。例えば、元の天然のタンパク質が特定の反応を触媒する酵素ならば、配列を改変したタンパク質も同じ反応を触媒する酵素活性を有しており、あるいは元の天然のタンパク質が特定の抗原に結合する抗体ならば、配列を改変したタンパク質も同じ抗原に結合し得る抗体としての活性を有していることをいう。アミノ酸配列を改変したタンパク質の活性は、元の天然タンパク質の活性の10%以上、好ましくは50%以上、さらに好ましくは75%以上、さらに好ましくは90%以上、特に好ましくは100%以上である。活性は、例えば酵素の場合は、比活性で表され、また抗体等の他の物質への結合能を有するタンパク質の場合は、結合能で表される。これらの、活性の測定方法は、タンパク質に応じて適宜選択することができる。 By this operation, a protein having at least a function equivalent to that of the original natural protein can be obtained. “Function equivalent to the function of the original natural protein” means that the activity of the protein whose sequence has been modified is not qualitatively changed from that of the original natural protein and is not significantly reduced in quantity. . For example, if the original natural protein is an enzyme that catalyzes a specific reaction, the sequence-modified protein also has an enzymatic activity that catalyzes the same reaction, or the original natural protein binds to a specific antigen. In the case of an antibody, it means that a protein having a modified sequence also has activity as an antibody that can bind to the same antigen. The activity of the protein whose amino acid sequence has been altered is 10% or more, preferably 50% or more, more preferably 75% or more, still more preferably 90% or more, particularly preferably 100% or more of the activity of the original natural protein. For example, in the case of an enzyme, the activity is represented by a specific activity, and in the case of a protein having the ability to bind to another substance such as an antibody, the activity is represented by a binding ability. These activity measuring methods can be appropriately selected depending on the protein.
後記の実施例に示すように、抗体分子に対して結合機能を有する別々の天然タンパク質の部分配列を基に、システイン及びリジン残基を全く含まない配列に転換したところ、該転換部分配列は、天然タンパク質由来の前記部分配列が有する機能と同等の機能を有することが示された。このことは、特定の機能を有する天然タンパク質のアミノ酸配列を基にシステイン及びリジン残基を含まない18種のアミノ酸より構成されるように改変したアミノ酸配列からなるタンパク質であって、天然に存在するタンパク質が示す機能と同等の機能を有するタンパク質が存在することを示すものであり、本発明があらゆるタンパク質に応用できるという本発明の一般性を示している。また、タンパク質をアミノ酸配列から人工的にデザインし、合成していく手法であるデノボデザイン等により、目的機能を有するタンパク質を作製できることが予測される。デノボデザイン手法をシステイン及びリジン残基を含まない18種のアミノ酸だけを利用するように限定することなどにより、機能性タンパク質を作製し得ることを示している。さらに、天然由来のタンパク質のアミノ酸配列の改変だけでなく、本発明のR1部分として利用し得る特定の機能を有する機能性タンパク質を新たに設計・作製できる可能性をも示唆している。 As shown in the examples below, when converted to a sequence containing no cysteine and lysine residues based on the partial sequences of separate natural proteins having a binding function to the antibody molecule, the converted partial sequence is: It was shown to have a function equivalent to the function of the partial sequence derived from the natural protein. This is a protein consisting of an amino acid sequence modified to be composed of 18 amino acids that do not contain cysteine and lysine residues based on the amino acid sequence of a natural protein having a specific function, and exists naturally This indicates that there is a protein having a function equivalent to the function exhibited by the protein, and shows the generality of the present invention that the present invention can be applied to any protein. In addition, it is predicted that a protein having a target function can be produced by de novo design, which is a technique for artificially designing and synthesizing a protein from an amino acid sequence. It has been shown that functional proteins can be produced by limiting the de novo design method to use only 18 amino acids that do not contain cysteine and lysine residues. Furthermore, not only the amino acid sequence of a naturally derived protein is modified, but also the possibility of newly designing and producing a functional protein having a specific function that can be used as the R1 portion of the present invention is suggested.
R1部分のタンパク質の一例として、酵素活性を有するタンパク質や抗体分子に結合能を有するタンパク質が挙げられる。抗体分子に結合能を有するタンパク質としては、Staphylococcus aureus由来のプロテインA(A. Forsgren and J. Sjoquist, J. Immunol. (1966) 97, 822-827.に記載)、Streptococus sp. Group C/G由来のプロテインG (欧州特許出願公開第1173316148515_0号明細書(1983)に記載)、Peptostreptococcus magnus由来のプロテインL(米国特許第5965390号明細書(1992)に記載)、group A Streptococcus由来のプロテインH(米国特許第5180810号明細書(1993)に記載)、Haemophilus influenzae由来のプロテインD(米国特許第6025484号明細書(1990)に記載)、Streptococcus AP4由来のプロテインArp (Protein Arp 4)(米国特許第5210183号明細書(1987)に記載)、group C Streptococcus 由来のStreptococcal FcRc(米国特許第4900660号明細書(1985)に記載)、group A streptococcus, Type II strain 由来のタンパク質(米国特許第5556944号明細書(1991)に記載)、Human Colonic Mucosal Epithelial Cell由来のタンパク質(米国特許第6271362号明細書(1994)に記載)、Staphylococcus aureu , strain 8325-4由来のタンパク質(米国特許第6548639号明細書(1997)に記載)、Pseudomonas maltophilia由来のタンパク質(米国特許第5245016号明細書(1991)に記載)等が知られている。 Examples of R1 portion proteins include proteins having enzyme activity and proteins capable of binding to antibody molecules. Proteins having binding ability to antibody molecules include protein A derived from Staphylococcus aureus (described in A. Forsgren and J. Sjoquist, J. Immunol. (1966) 97, 822-827.), Streptococus sp. Group C / G Protein G derived from European Patent Application Publication No. 1173316148515_0 (1983), Protein L derived from Peptostreptococcus magnus (described in US Pat. No. 5,965,390 (1992)), Protein H derived from group A Streptococcus ( US Patent No. 5808810 (described in 1993), Protein D derived from Haemophilus influenzae (described in US Patent No. 6025484 (1990)), Protein Arp derived from Streptococcus AP4 (Protein Arp 4) (US Patent No. No. 5210183 (1987), Streptococcal FcRc derived from group C Streptococcus (described in US Pat. No. 4900660 (1985)), protein derived from group A streptococcus, Type II strain (US Pat. No. 5,555,944) (1991) Described), a protein derived from Human Colonic Mucosal Epithelial Cell (described in US Pat. No. 6,271,362 (1994)), a protein derived from Staphylococcus aureu, strain 8325-4 (described in US Pat. No. 6,486,839 (1997)) And proteins derived from Pseudomonas maltophilia (described in US Pat. No. 5,245,016 (1991)) are known.
後記の実施例1に示す配列は、以下に示す、スタフィロコッカス由来のプロテインAのAドメイン由来の配列 (配列番号7)、
Ala-Asp-Asn-Asn-Phe-Asn-Lys-Glu-Gln-Gln-
Asn-Ala-Phe-Tyr-Glu-Ile-Leu-Asn-Met-Pro-
Asn-Leu-Asn-Glu-Glu-Gln-Arg-Asn-Gly-Phe-
Ile-Gln-Ser-Leu-Lys-Asp-Asp-Pro-Ser-Gln-
Ser-Ala-Asn-Leu-Leu-Ser-Glu-Ala-lys-lys-
Leu-Asn-Glu-Ser-Gln-Ala-Pro-Lys
である(もともとシステイン残基を含まない)。これを改変することにより、システイン残基及びリジン残基を含まず、且つ、天然由来の上記アミノ酸配列からなるタンパク質が有するイムノグロブリンG(IgG)結合活性と同等のIgG結合活性を有するタンパク質が得られることが示された。
The sequence shown in Example 1 described later is the following sequence derived from the A domain of protein A derived from Staphylococcus (SEQ ID NO: 7),
Ala-Asp-Asn-Asn-Phe-Asn-Lys-Glu-Gln-Gln-
Asn-Ala-Phe-Tyr-Glu-Ile-Leu-Asn-Met-Pro-
Asn-Leu-Asn-Glu-Glu-Gln-Arg-Asn-Gly-Phe-
Ile-Gln-Ser-Leu-Lys-Asp-Asp-Pro-Ser-Gln-
Ser-Ala-Asn-Leu-Leu-Ser-Glu-Ala-lys-lys-
Leu-Asn-Glu-Ser-Gln-Ala-Pro-Lys
(Originally does not contain cysteine residues). By modifying this, a protein that does not contain a cysteine residue and a lysine residue and has an IgG binding activity equivalent to the immunoglobulin G (IgG) binding activity of a protein consisting of the above amino acid sequence derived from nature can be obtained. It was shown that
後記の実施例2に示す配列は、以下に示す、ストレプトコッカス由来のプロテインGのG1ドメイン由来の配列 (配列番号8)、
Thr-Tyr-Lys-Leu-Ile-Leu-Asn-Gly-Lys-Thr-
Leu-Lys-Gly-Glu-Thr-Thr-Thr-Glu-Ala-Val-
Asp-Ala-Ala-Thr-Ala-Glu-Lys-Val-Phe-Lys-
Gln-Tyr-Ala-Asn-Asp-Asn-Gly-Val-Asp-Gly-
Glu-Trp-Thr-Tyr-Asp-Asp-Ala-Thr-Lys-Thr-
Phe-Thr-Val-Thr-Glu-Arg-Pro-Glu-Val-Ile-
Asp-Ala-Ser-Glu-Leu-Thr-Pro-Ala-Val-Thr
である(もともとシステイン残基を含まない)。これを改変することにより、システイン残基及びリジン残基を含まず、且つ、天然由来の上記アミノ酸配列からなるタンパク質が有するIgG結合活性と同等のIgG結合活性を有するタンパク質が得られることが示された。
The sequence shown in Example 2 described below is the following sequence derived from the G1 domain of Streptococcus protein G (SEQ ID NO: 8),
Thr-Tyr-Lys-Leu-Ile-Leu-Asn-Gly-Lys-Thr-
Leu-Lys-Gly-Glu-Thr-Thr-Thr-Glu-Ala-Val-
Asp-Ala-Ala-Thr-Ala-Glu-Lys-Val-Phe-Lys-
Gln-Tyr-Ala-Asn-Asp-Asn-Gly-Val-Asp-Gly-
Glu-Trp-Thr-Tyr-Asp-Asp-Ala-Thr-Lys-Thr-
Phe-Thr-Val-Thr-Glu-Arg-Pro-Glu-Val-Ile-
Asp-Ala-Ser-Glu-Leu-Thr-Pro-Ala-Val-Thr
(Originally does not contain cysteine residues). By modifying this, it is shown that a protein that does not contain cysteine residues and lysine residues and has an IgG binding activity equivalent to the IgG binding activity of a protein comprising the above-mentioned amino acid sequence derived from nature can be obtained. It was.
後記の実施例3に示す配列は、以下に示す、Peptostreptococcus由来のプロテインLのB1ドメイン由来の配列 (配列番号9)、
Val-Thr-Ile-Lys-Ala-Asn-Leu-Ile-Tyr-Ala-
Asp-Gly-Lys-Thr-Gln-Thr-Ala-Glu-Phe-Lys-
Gly-Thr-Phe-Glu-Glu-Ala-Thr-Ala-Glu-Ala-
Tyr-Arg-Tyr-Ala-Asp-Leu-Leu-Ala-Lys-Glu-
Asn-Gly-Lys-Tyr-Thr-Val-Asp-Val-Ala-Asp-
Lys-Gly-Tyr-Thr-Leu-Asn-Ile-Lys-Phe-Ala-
である(もともとシステイン残基を含まない)。これを改変することにより、システイン残基及びリジン残基を含まず、且つ、天然由来の上記アミノ酸配列からなるタンパク質が有するIgG結合活性と同等のIgG結合活性を有するタンパク質が得られることが示された。
The sequence shown in Example 3 below is the sequence derived from the B1 domain of protein L derived from Peptostreptococcus (SEQ ID NO: 9) shown below.
Val-Thr-Ile-Lys-Ala-Asn-Leu-Ile-Tyr-Ala-
Asp-Gly-Lys-Thr-Gln-Thr-Ala-Glu-Phe-Lys-
Gly-Thr-Phe-Glu-Glu-Ala-Thr-Ala-Glu-Ala-
Tyr-Arg-Tyr-Ala-Asp-Leu-Leu-Ala-Lys-Glu-
Asn-Gly-Lys-Tyr-Thr-Val-Asp-Val-Ala-Asp-
Lys-Gly-Tyr-Thr-Leu-Asn-Ile-Lys-Phe-Ala-
(Originally does not contain cysteine residues). By modifying this, it is shown that a protein that does not contain cysteine residues and lysine residues and has an IgG binding activity equivalent to the IgG binding activity of a protein comprising the above-mentioned amino acid sequence derived from nature can be obtained. It was.
なお、天然タンパク質のアミノ酸配列を変異させる方法として、通常は、ランダム突然変異法が多くの場合使用され、また、機能の選択としてファージディスプレイ法が多く使用される。しかしながら、そのような方法を用いる限り、システイン及びリジン残基を含まないアミノ酸配列からなるタンパク質であって、天然タンパク質の有する機能を有している改変タンパク質を得る可能性は著しく低く、本発明のR1部分に相当する配列を得ることはできない。本発明のR1部分に相当する配列は、本発明者らが開発した上記の方法により可能になる。 As a method for mutating the amino acid sequence of a natural protein, a random mutation method is usually used in many cases, and a phage display method is often used as a function selection. However, as long as such a method is used, the possibility of obtaining a modified protein having an amino acid sequence that does not contain cysteine and lysine residues and having the function of a natural protein is extremely low. A sequence corresponding to the R1 portion cannot be obtained. The sequence corresponding to the R1 portion of the present invention is made possible by the above method developed by the present inventors.
さらに、R1部分の配列をP-Qで表わされる2つの部分からなる配列とした場合、P部分の配列は、(Ser又はAla)-(Gly)nで表わされる配列(nは1から10までの任意の整数)で示され、例えばSer-Gly-Gly-Gly-Gly(配列番号23)が挙げられる。また、Q部分の配列は、繰り返し単位を有するタンパク質の配列であり、リジン残基及びシステイン残基を含まない配列単位が繰り返された配列であり、例えば以下に記載する配列が挙げられる。 Furthermore, when the sequence of the R1 part is a two-part sequence represented by PQ, the sequence of the P part is a sequence represented by (Ser or Ala)-(Gly) n (n is an arbitrary number from 1 to 10) For example, Ser-Gly-Gly-Gly-Gly (SEQ ID NO: 23). The sequence of the Q portion is a protein sequence having a repeating unit, which is a sequence in which sequence units not containing lysine residues and cysteine residues are repeated. Examples thereof include the sequences described below.
後記の実施例5は、以下に示す、スタフィロコッカス由来のプロテインAのAドメイン由来の配列を改変し、リジン残基及びシステイン残基を含まないようにした配列を配列単位として繰り返し配列をQ部分の配列として有するタンパク質である。
(Ala-Asp-Asn-Asn-Phe-Asn-Arg-Glu-Gln-Gln-
Asn-Ala-Phe-Tyr-Glu-Ile-Leu-Asn-Met-Pro-
Asn-Leu-Asn-Glu-Glu-Gln-Arg-Asn-Gly-Phe-
Ile-Gln-Ser-Leu-Arg-Asp-Asp-Pro-Ser-Gln-
Ser-Ala-Asn-Leu-Leu-Ser-Glu-Ala-Arg-Arg-
Leu-Asn-Glu-Ser-Gln-Ala-Pro-Gly)n (nは、2から5までの任意の整数、かっこ内の配列は配列番号24)
繰り返し配列とすることで、繰り返しを持たないタンパク質が発揮するIgG結合活性よりはるかに優れたIgG結合活性が示された。
In Example 5 described later, the sequence derived from the A domain of protein A derived from Staphylococcus as shown below was modified so as not to contain lysine residues and cysteine residues. A protein having a partial sequence.
(Ala-Asp-Asn-Asn-Phe-Asn-Arg-Glu-Gln-Gln-
Asn-Ala-Phe-Tyr-Glu-Ile-Leu-Asn-Met-Pro-
Asn-Leu-Asn-Glu-Glu-Gln-Arg-Asn-Gly-Phe-
Ile-Gln-Ser-Leu-Arg-Asp-Asp-Pro-Ser-Gln-
Ser-Ala-Asn-Leu-Leu-Ser-Glu-Ala-Arg-Arg-
Leu-Asn-Glu-Ser-Gln-Ala-Pro-Gly) n (n is an arbitrary integer from 2 to 5, and the sequence in parentheses is SEQ ID NO: 24)
By using a repetitive sequence, an IgG binding activity far superior to the IgG binding activity exhibited by a protein having no repeats was shown.
後記の実施例6は、以下に示す、ストレプトコッカス由来のプロテインGのG1ドメイン由来の配列を改変し、リジン残基及びシステイン残基を含まないようにした配列を配列単位として繰り返し配列をQ部分の配列として有するタンパク質である。
(Ala-Tyr-Arg-Leu-Ile-Leu-Asn-Gly-Arg-Thr-
Leu-Arg-Gly-Glu-Thr-Thr-Thr-Glu-Ala-Val-
Asp-Ala-Ala-Thr-Ala-Glu-Arg-Val-Phe-Arg-
Gln-Tyr-Ala-Asn-Asp-Asn-Gly-Val-Asp-Gly-
Glu-Trp-Thr-Tyr-Asp-Asp-Ala-Thr-Arg-Thr-
Phe-Thr-Val-Thr-Glu-Arg-Pro-Glu-Val-Ile-
Asp-Ala-Ser-Glu-Leu-Thr-Pro-Ala-Val-Thr-Pro-Gly)n (nは、2から5までの任意の整数、かっこ内の配列は配列番号25)
繰り返し配列とすることで、繰り返しを持たないタンパク質が発揮するIgG結合活性よりはるかに優れたIgG結合活性が示された。
In Example 6 described later, the sequence derived from the G1 domain of protein G derived from Streptococcus as shown below was modified so that it did not contain lysine residues and cysteine residues. It is a protein possessed as a sequence.
(Ala-Tyr-Arg-Leu-Ile-Leu-Asn-Gly-Arg-Thr-
Leu-Arg-Gly-Glu-Thr-Thr-Thr-Glu-Ala-Val-
Asp-Ala-Ala-Thr-Ala-Glu-Arg-Val-Phe-Arg-
Gln-Tyr-Ala-Asn-Asp-Asn-Gly-Val-Asp-Gly-
Glu-Trp-Thr-Tyr-Asp-Asp-Ala-Thr-Arg-Thr-
Phe-Thr-Val-Thr-Glu-Arg-Pro-Glu-Val-Ile-
Asp-Ala-Ser-Glu-Leu-Thr-Pro-Ala-Val-Thr-Pro-Gly) n (n is an arbitrary integer from 2 to 5, and the sequence in parentheses is SEQ ID NO: 25)
By using a repetitive sequence, an IgG binding activity far superior to the IgG binding activity exhibited by a protein having no repeats was shown.
後記の実施例7は、以下に示す、Peptostreptococcus由来のプロテインLのB1ドメイン由来の配列を改変し、リジン残基及びシステイン残基を含まないようにした配列を配列単位として繰り返し配列をQ部分の配列として有するタンパク質である。
(Ala-Thr-Ile-Arg-Ala-Asn-Leu-Ile-Tyr-Ala
Asp-Gly-Arg-Thr-Gln-Thr-Ala-Glu-Phe-Arg
Gly-Thr-Phe-Glu-Glu-Ala-Thr-Ala-Glu-Ala
Tyr-Arg-Tyr-Ala-Asp-Leu-Leu-Ala-Arg-Glu
Asn-Gly-Arg-Tyr-Thr-Val-Asp-Val-Ala-Asp
Arg-Gly-Tyr-Thr-Leu-Asn-Ile-Arg-Phe-Ala
Pro-Gly-)n (nは、2から5までの任意の整数、かっこ内の配列は配列番号26)
繰り返し配列とすることで、繰り返しを持たないタンパク質が発揮するIgG結合活性よりはるかに優れたIgG結合活性が示された。
In Example 7 described below, the sequence derived from the B1 domain of protein L derived from Peptostreptococcus, shown below, was modified so that it does not contain lysine residues and cysteine residues. It is a protein possessed as a sequence.
(Ala-Thr-Ile-Arg-Ala-Asn-Leu-Ile-Tyr-Ala
Asp-Gly-Arg-Thr-Gln-Thr-Ala-Glu-Phe-Arg
Gly-Thr-Phe-Glu-Glu-Ala-Thr-Ala-Glu-Ala
Tyr-Arg-Tyr-Ala-Asp-Leu-Leu-Ala-Arg-Glu
Asn-Gly-Arg-Tyr-Thr-Val-Asp-Val-Ala-Asp
Arg-Gly-Tyr-Thr-Leu-Asn-Ile-Arg-Phe-Ala
Pro-Gly-) n (n is an arbitrary integer from 2 to 5, and the sequence in parentheses is SEQ ID NO: 26)
By using a repetitive sequence, an IgG binding activity far superior to the IgG binding activity exhibited by a protein having no repeats was shown.
R2部分は、リジン及びシステイン残基以外のアミノ酸残基により構成される任意のスペーサー配列であり、該配列は、固定化担体にR1部分と共に固定化される。R2部分は、リジン残基及びシステイン残基を全く含まないことを特徴とする。一般に、タンパク質を固定化する場合は、固有の機能を有する固定化対象であるタンパク質を固定化する。タンパク質のみを固定化した場合、固定化担体との立体的障害等により固定化タンパク質の機能が阻害される場合がある。本発明の場合、R2部分は固定化に際して固定化担体との結合によりR1部分が有する機能が阻害されないようにする適切なリンカーとしての役割を担っている。リンカーとしての役割は、R1部分の特定の機能を有するタンパク質と固定化担体との間に適切な距離を保つことである。従って、R2部分は一定の長さを有する任意のアミノ酸配列で且つイナートなことが求められる。 The R2 portion is an arbitrary spacer sequence composed of amino acid residues other than lysine and cysteine residues, and the sequence is immobilized together with the R1 portion on an immobilization carrier. The R2 moiety is characterized by not containing any lysine and cysteine residues. In general, when a protein is immobilized, a protein to be immobilized having a specific function is immobilized. When only the protein is immobilized, the function of the immobilized protein may be inhibited due to steric hindrance with the immobilization carrier. In the case of the present invention, the R2 portion plays a role as an appropriate linker that prevents the function of the R1 portion from being inhibited by the binding to the immobilization carrier during immobilization. The role as a linker is to maintain an appropriate distance between the protein having a specific function of the R1 portion and the immobilization support. Therefore, the R2 portion is required to be an arbitrary amino acid sequence having a certain length and inert.
本発明においては、固定化反応のためにR3部分のみに唯一のシステイン残基を必要とする。また、固定化担体と固定化タンパク質を結合させる官能基として1級アミンを用いる。従って、1級アミン基を側鎖に有するリジン残基はリンカーを構成するアミノ酸残基としては不適切である。従って、R2部分を構成するアミノ酸残基としては、システイン及びリジン残基以外の18種のアミノ酸残基から構成されることが必要である。なお、R1部分を固定化担体に直接結合しても、R1部分のタンパク質が有する機能が阻害されない場合は、R2部分は存在しなくてもよく、この場合上記一般式はR1-R3-R4-R5で表すこともできる。R2部分のアミノ酸の数は限定されないが、0、すなわち存在しないか、1〜10アミノ酸、好ましくは2〜5アミノ酸である。R2部分の配列として、例えば、0〜10個、又は2〜5個のグリシンからなるポリグリシン等が挙げられる。後記の実施例においては、最も単純なアミノ酸としてのグリシンの連鎖、R2=Gly-Gly-Gly-Gly(配列番号16)、を用いた例を示すが、本発明はこれには限定されない。 In the present invention, only the R3 portion requires a unique cysteine residue for the immobilization reaction. Further, a primary amine is used as a functional group for binding the immobilization carrier and the immobilization protein. Therefore, a lysine residue having a primary amine group in the side chain is inappropriate as an amino acid residue constituting the linker. Therefore, the amino acid residues constituting the R2 moiety must be composed of 18 amino acid residues other than cysteine and lysine residues. In addition, even if the R1 portion is directly bound to the immobilization support, the R2 portion may not be present if the function of the protein of the R1 portion is not inhibited. In this case, the above general formula is R1-R3-R4- It can also be represented by R5. The number of amino acids in the R2 moiety is not limited, but is 0, ie not present, or 1-10 amino acids, preferably 2-5 amino acids. Examples of the sequence of the R2 portion include polyglycine composed of 0 to 10 or 2 to 5 glycines. In the examples described later, an example using the glycine linkage as the simplest amino acid, R2 = Gly-Gly-Gly-Gly (SEQ ID NO: 16), is shown, but the present invention is not limited to this.
上記の一般式R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質は、R3配列部分にのみ、唯一のシステイン残基を有するという特徴を有する。従って、この唯一のシステイン残基の側鎖の官能基であるSH基をシアノ化することによりシアノシステイン残基に変化させ、該シアノシステイン残基と固定化担体上の1級アミンとの反応により、上記の一般式R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列のR1-R2で表される部分のみを固定化担体上に配向制御して固定化させることができる。シアノシステインを介した固定化反応において、R4部分の配列、すなわち、配列全体からなるタンパク質の等電点が酸性となる酸性アミノ酸に富む配列、を含ませることにより、一般式R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質全体を負に帯電させることができる。この結果、前記タンパク質は、まず正に帯電している1級アミンを有する固定化担体と静電相互作用により速やかに吸着結合し得る。そして、その後の緩やかな反応であるシアノシステインを介した結合反応を効率よく行わせることができる。タンパク質の固定化担体への結合がこのように進行する結果、高密度固定化も可能になる。なお、R4部分を除いたR1-R2-R3-R5又はR1-R3-R5で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質の等電点が酸性である場合は、R4は存在しなくてもよい。 The protein consisting of the amino acid sequence represented by the above general formula R1-R2-R3-R4-R5 has the characteristic that it has a unique cysteine residue only in the R3 sequence portion. Therefore, the SH group, which is a functional group on the side chain of this cysteine residue, is cyanated to change to a cyanocysteine residue, and the reaction between the cyanocysteine residue and the primary amine on the immobilization support is performed. Only the portion represented by R1-R2 of the amino acid sequence represented by the above general formula R1-R2-R3-R4-R5 can be immobilized on the immobilization support by controlling the orientation. In the immobilization reaction via cyanocysteine, by including the sequence of the R4 portion, that is, a sequence rich in acidic amino acids in which the isoelectric point of the protein consisting of the entire sequence is acidic, the general formula R1-R2-R3- The entire protein consisting of the amino acid sequence represented by R4-R5 can be negatively charged. As a result, the protein can be rapidly adsorbed and bonded to the immobilized carrier having a positively charged primary amine by electrostatic interaction. Then, the subsequent cyanocysteine-mediated binding reaction can be efficiently performed. As a result of the binding of the protein to the immobilization support in this way, high-density immobilization becomes possible. When the isoelectric point of the protein consisting of the amino acid sequence represented by R1-R2-R3-R5 or R1-R3-R5 excluding the R4 portion is acidic, R4 may not be present.
R3部分の配列としては、システイン-X(Xはリジン及びシステイン以外のアミノ酸)で表される2個のアミノ酸からなるアミノ酸配列が挙げられる。Xは限定されない。ただし、本発明の一般式R1-R2-R3-R4-R5のアミノ酸配列からなるポリペプチドを用いてR1-R2で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質を固定化する場合、R3部分のシステインがシアノシステイン化される。この際、シアノシステインの次のアミノ酸をアラニンにすることにより、シアノシステイン残基を介したアミド結合形成反応が生じやすいので、Xはアラニンが好ましい。シアノシステイン化を介した結合反応の発見及びその反応の解析に関しては、例えばT. Takenawa, et al. (1998) J. Biochem. 123, 1137-1144やY. Ishihama et al. (1999) Tetrahedron Lett. 40,3415-3418に記載されている。 Examples of the sequence of the R3 portion include an amino acid sequence consisting of two amino acids represented by cysteine-X (X is an amino acid other than lysine and cysteine). X is not limited. However, when a protein consisting of the amino acid sequence represented by R1-R2 is immobilized using a polypeptide consisting of the amino acid sequence of the general formula R1-R2-R3-R4-R5 of the present invention, the cysteine in the R3 portion is cyano. Cysteinylated. In this case, X is preferably alanine because an amino acid next to cyanocysteine is changed to alanine so that an amide bond forming reaction via a cyanocysteine residue is likely to occur. For the discovery of the binding reaction via cyanocysteineation and the analysis of the reaction, see, for example, T. Takenawa, et al. (1998) J. Biochem. 123, 1137-1144 and Y. Ishihama et al. (1999) Tetrahedron Lett. 40,3415-3418.
R4部分としては、一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質全体の等電点を酸性側にし得る酸性アミノ酸残基を含む配列が好適である。ここで、「タンパク質全体の等電点を酸性側にし得る酸性アミノ酸残基を含む配列」とは、酸性アミノ酸の種類及び数がタンパク質全体の等電点を酸性にするだけ含まれている配列をいう。R4部分としては、アスパラギン酸やグルタミン酸を多く含む配列が好適である。タンパク質の等電点は、構成するアミノ酸の種類と数に依存する。例えば、リジンやアルギニンなどの塩基性アミノ酸を多く含む場合は、塩基性アミノ酸の総数を超える数のアスパラギン酸やグルタミン酸が必要である。タンパク質の等電点の計算は、当業者であれば容易に計算により推定できる。好ましくは、上記一般式 R1-R2-R3-R4-R5のアミノ酸配列からなるタンパク質の等電点を4〜5の間の値になるように、アスパラギン酸やグルタミン酸を多く含む配列を設計すればよい。R4部分の配列のアミノ酸の数は限定されないが、0すなわち存在しないか、又は1〜20個、好ましくは1〜10個、あるいは0〜20個、好ましくは0〜10個である。例えば、アスパラギン酸2〜10個からなるポリアスパラギン酸を挙げることができる。 The R4 portion is preferably a sequence containing an acidic amino acid residue that can bring the isoelectric point of the entire protein consisting of the amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5 to the acidic side. Here, “a sequence containing an acidic amino acid residue capable of bringing the isoelectric point of the entire protein to the acidic side” means a sequence in which the types and number of acidic amino acids are included only to make the isoelectric point of the entire protein acidic. Say. As the R4 moiety, a sequence containing a large amount of aspartic acid and glutamic acid is preferable. The isoelectric point of a protein depends on the type and number of amino acids constituting it. For example, when many basic amino acids such as lysine and arginine are contained, aspartic acid and glutamic acid exceeding the total number of basic amino acids are required. Calculation of the isoelectric point of a protein can be easily estimated by those skilled in the art. Preferably, if a sequence containing a large amount of aspartic acid or glutamic acid is designed so that the isoelectric point of the protein comprising the amino acid sequence of the general formula R1-R2-R3-R4-R5 is a value between 4 and 5. Good. The number of amino acids in the sequence of the R4 portion is not limited, but is 0, ie, not present, or 1 to 20, preferably 1 to 10, alternatively 0 to 20, preferably 0 to 10. For example, polyaspartic acid composed of 2 to 10 aspartic acids can be mentioned.
R5部分は、合成した一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質を精製するために利用される配列部分である。R5部分の配列として、特定の化合物と結合し得る配列、すなわちアフィニティータグ配列が挙げられる。該タグに特異的な抗体を用いて該タグを含むタンパク質の精製を行なう場合、エピトープタグという場合もある。アフィニティータグ配列として例えば、2〜12個、好ましくは4個以上、さらに好ましくは4〜7個、さらに好ましくは5個若しくは6個のヒスチジンからなるポリヒスチジン配列が挙げられる。この場合、ニッケルをリガンドとしたニッケルキレートカラムクロマトグラフィーを利用することにより上記ポリペプチドを精製することができる。また、ポリヒスチジンに対する抗体をリガンドとして固定化したカラムを用いたアフィニティークロマトグラフィーによっても精製することができる。その他、ヒスチジンを含む配列からなるHATタグ、HNタグ等も用いることができる。以下R5部分のタグとアフィニティークロマトグラフィーに用いるリガンドの例を示すが、これらには限定されず、公知のアフィニティータグ(エピトープタグ)ならばいずれも利用することができる。他のアフィニティータグとして、V5タグ、Xpressタグ、AU1タグ、T7タグ、VSV-Gタグ、DDDDKタグ、Sタグ、CruzTag09、CruzTag22、CruzTag41、Glu-Gluタグ、Ha.11タグ、KT3タグ等がある。 The R5 portion is a sequence portion used for purifying a synthesized protein having an amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5. Examples of the sequence of the R5 portion include a sequence that can bind to a specific compound, that is, an affinity tag sequence. When a protein containing the tag is purified using an antibody specific to the tag, it may be referred to as an epitope tag. Examples of the affinity tag sequence include a polyhistidine sequence comprising 2 to 12, preferably 4 or more, more preferably 4 to 7, more preferably 5 or 6 histidines. In this case, the polypeptide can be purified by using nickel chelate column chromatography using nickel as a ligand. It can also be purified by affinity chromatography using a column in which an antibody against polyhistidine is immobilized as a ligand. In addition, HAT tags and HN tags composed of sequences containing histidine can also be used. Examples of the tag of the R5 portion and a ligand used for affinity chromatography are shown below, but are not limited thereto, and any known affinity tag (epitope tag) can be used. Other affinity tags include V5 tag, Xpress tag, AU1 tag, T7 tag, VSV-G tag, DDDDK tag, S tag, CruzTag09, CruzTag22, CruzTag41, Glu-Glu tag, Ha.11 tag, KT3 tag, etc. .
R5部分のタグ リガンド
グルタチオン-S-トランスフェラーゼ(GST) グルタチオン
マルトース結合タンパク質(MBP) アミロース
HQタグ(HQHQHQ;配列番号17) ニッケル
Mycタグ(EQKLISEEDL;配列番号18) 抗Myc抗体
HAタグ(YPYDVPDYA;配列番号19) 抗HA抗体
FLAGタグ(DYKDDDDK;配列番号20) 抗FLAG抗体
R5 part tag Ligand Glutathione-S-transferase (GST) Glutathione Maltose binding protein (MBP) Amylose
HQ tag (HQHQHQ; SEQ ID NO: 17) Nickel
Myc tag (EQKLISEEDL; SEQ ID NO: 18) Anti-Myc antibody
HA tag (YPYDVPDYA; SEQ ID NO: 19) Anti-HA antibody
FLAG tag (DYKDDDDK; SEQ ID NO: 20) Anti-FLAG antibody
一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質を用いた固定化反応により、R3-R4-R5の配列部分は切り取られて反応用溶液中に残ることから、固定化反応後に適切な洗浄作業により取り除くことができる。この際、R5部分のアフィニティータグを利用して除去することもできる。従って、R3-R4-R5の配列部分の特性は、固定化されたタンパク質の機能等には全く影響しないものであり、上記条件を満たせはどのような配列でも可能である。 The R3-R4-R5 sequence part is cut out and remains in the reaction solution due to the immobilization reaction using the protein consisting of the amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5. It can be removed by an appropriate washing operation after the chemical reaction. At this time, it can be removed using an affinity tag of the R5 portion. Therefore, the characteristics of the sequence portion of R3-R4-R5 do not affect the function of the immobilized protein at all, and any sequence can satisfy the above conditions.
例えば、R3、R4及びR5の組合せの例として、
R3=Cys-Ala,
R4=Asp-Asp-Asp-Asp-Asp-Asp(配列番号21),
R5=His-His-His-His-His-His(配列番号22)
が挙げられるが、本発明はこれには限定されない。
For example, as an example of a combination of R3, R4 and R5,
R3 = Cys-Ala,
R4 = Asp-Asp-Asp-Asp-Asp-Asp (SEQ ID NO: 21),
R5 = His-His-His-His-His-His (SEQ ID NO: 22)
However, the present invention is not limited to this.
本発明は、上記のR1、R2、R3、R4及びR5の各部分が満たすべき条件に従って、任意の固定化対象タンパク質を固定化担体に固定化するための、一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質を設計、作製する方法をも包含する。 The present invention has a general formula R1-R2-R3-R4 for immobilizing an arbitrary protein to be immobilized on an immobilization carrier according to the conditions to be satisfied by each of R1, R2, R3, R4, and R5. It also includes a method for designing and producing a protein comprising the amino acid sequence represented by -R5.
例えば、該設計又は作成方法は、以下の(a)〜(e)の工程を含む。
(a) R1部分の配列として、固定化対象タンパク質の配列であり、リジン残基及びシステイン残基を含まないことを特徴とする配列を選択し;
(b) R2部分の配列を存在させないか、または存在させ場合はリジン及びシステイン残基以外のアミノ酸残基により構成されるスペーサー配列を選択し;
(c) R3部分の配列として、システイン−X(Xは、リジンもしくはシステイン以外のアミノ酸残基)で表される2残基のアミノ酸で構成される配列を選択し;
(d) R4部分の配列を存在させないか、または存在させる場合はリジン残基及びシステイン残基を含まない配列であり、一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質全体の等電点を酸性側にし得る酸性アミノ酸残基を含むことを特徴とする配列を選択し;そして
(e) R5部分の配列としてタンパク質を精製するためのアフィニティータグ配列を選択する。
For example, the design or production method includes the following steps (a) to (e).
(a) as a sequence of the R1 portion, a sequence of the protein to be immobilized, which is characterized by not containing lysine residues and cysteine residues;
(b) a spacer sequence composed of amino acid residues other than lysine and cysteine residues is selected if the R2 portion sequence is not present or present;
(c) as a sequence of the R3 portion, a sequence composed of two amino acids represented by cysteine-X (X is an amino acid residue other than lysine or cysteine) is selected;
(d) The sequence of the R4 portion is not present, or if present, is a sequence that does not contain lysine residues and cysteine residues, and consists of an amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5 Selecting a sequence characterized by containing acidic amino acid residues that can bring the isoelectric point of the whole protein to the acidic side; and
(e) An affinity tag sequence for purifying the protein is selected as the sequence of the R5 portion.
さらに、R1部分がP-Qで表わされる場合は、P部分の配列を、存在させないか、または存在させる場合は(Ser又はAla)-(Gly)nよりなる配列(nは1から10までの任意の整数)を選択し、Q部分の配列として、繰り返し単位を有するタンパク質の配列であり、リジン残基及びシステイン残基を含まない配列単位が繰り返された配列とすればよい。 Further, when the R1 portion is represented by PQ, the sequence of the P portion is not present or, if it is present, a sequence composed of (Ser or Ala)-(Gly) n (n is any number from 1 to 10) Integer) is selected, and the sequence of the Q portion may be a protein sequence having repeating units, and a sequence in which sequence units not containing lysine residues and cysteine residues are repeated.
一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質は、そのアミノ酸配列に基づいて、化学合成することができる。また、一般式 R1-R2-R3-R4-R5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配列を化学合成などにより作製することができる。また、その一部は天然由来の遺伝子からPCR法を用いて増幅分離し、組み換えることなどにより作製することができる。このようにして作製される一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列をコードするDNA配列の上流に転写開始に必要な配列及び翻訳開始に必要な配列を連結し、さらに下流にストップコドンを連結したDNA配列を作製し、これを適切なベクターDNAに組み込み、宿主に形質導入し、宿主内で発現させることにより、一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列からなる目的のタンパク質を作製することができる。 A protein having an amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5 can be chemically synthesized based on the amino acid sequence. In addition, a DNA sequence encoding a protein consisting of an amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5 can be prepared by chemical synthesis or the like. In addition, a part of the gene can be produced by amplifying and separating from a naturally occurring gene using PCR and recombining it. A sequence necessary for initiation of transcription and a sequence necessary for initiation of translation are linked upstream of the DNA sequence encoding the amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5 thus prepared, A DNA sequence having a stop codon linked downstream is prepared, incorporated into an appropriate vector DNA, transduced into the host, and expressed in the host, and expressed by the general formula R1-R2-R3-R4-R5. The target protein consisting of the amino acid sequence can be prepared.
このようにして作製された上記一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質は、上記のようにR5部分の配列を利用することにより、発現宿主の無細胞抽出液から分離精製することができる。この際、R5部分の配列として、R1部分の配列に関らず同じ配列、例えばポリヒスチジン配列を利用することにより、上記、一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列からなる任意のタンパク質に対して共通した精製分離方法を適用できる。 The protein comprising the amino acid sequence represented by the above general formula R1-R2-R3-R4-R5 prepared in this way is used for cell-free extraction of the expression host by utilizing the sequence of the R5 portion as described above. It can be separated and purified from the liquid. At this time, by using the same sequence, for example, a polyhistidine sequence, regardless of the sequence of the R1 portion as the sequence of the R5 portion, the amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5 is used. A common purification and separation method can be applied to any given protein.
本発明は、一般式 R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質であって、R2部分のN末端側に固定化しようとする固定化対象タンパク質のアミノ酸配列R1を連結させることにより、一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質を作製することができるタンパク質をも含む。さらに、本発明は、一般式 R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列をコードするDNAであって、該DNAの5'末端側に固定化しようとする固定化対象タンパク質(アミノ酸配列R1)をコードするDNAの塩基配列を連結させることにより、一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列をコードするDNAを作製することができる塩基配列からなるDNAをも含む。これらの一般式 R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質、及び一般式 R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列をコードするDNAは、固定化しようとする任意の固定化対象タンパク質を連結した一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質を作製するための汎用の固定化用タンパク質作製のためのアミノ酸配列又は塩基配列として利用することができる。この場合、R5部分は共通なので、R1部分の配列にかかわらず、固定化用タンパク質を同じ手法で精製することができる。 The present invention relates to a protein comprising an amino acid sequence represented by the general formula R2-R3-R4-R5, which comprises linking the amino acid sequence R1 of the protein to be immobilized to be immobilized on the N-terminal side of the R2 portion. Thus, a protein capable of producing a protein having an amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5 is also included. Furthermore, the present invention relates to a DNA encoding an amino acid sequence represented by the general formula R2-R3-R4-R5, the protein to be immobilized (amino acid sequence R1) to be immobilized on the 5 ′ end side of the DNA. And a DNA comprising a nucleotide sequence capable of producing a DNA encoding an amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5. The protein consisting of the amino acid sequence represented by these general formulas R2-R3-R4-R5 and the DNA encoding the amino acid sequence represented by the general formula R2-R3-R4-R5 may be any It is used as an amino acid sequence or base sequence for the production of a general-purpose immobilization protein for producing a protein consisting of the amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5 linked to the protein to be immobilized. be able to. In this case, since the R5 portion is common, the immobilization protein can be purified by the same method regardless of the sequence of the R1 portion.
本発明の一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列からなる固定化用タンパク質を用いた、固定化対象タンパク質の担体への固定化は特許第3788828号公報、特許第2990271号公報、特許第3047020号公報及び特開2003-344396号公報等に記載の方法に従って行なうことができる。具体的には、本発明の一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質のR3部分のシステイン残基をシアノ化によりシアノシステインとし、シアノシステインを有するタンパク質を一般式「NH2-Y」(Yは任意の固定化担体を表す)で示される1級アミノ基を官能基として有する固定化担体と弱アルカリ条件下(pH8〜10)で反応させることにより、R1-R2部分が固定化担体に固定化される。固定化担体にR1-R2部分が結合したものは、R1-R2-CO-NH-Y(式中、Yは上記の意味を有する。)で表され、R2部分のカルボキシ末端一箇所で固定化担体に結合している。なお、前記の固定化用タンパク質がR2部分を含まない場合は、R1-CO-NH-Y(式中、Yは上記の意味を有する。)で表される。シアノ化反応は、シアノ化試薬を用いて行うことができる。シアノ化試薬としては、2-ニトロ-5-チオシアノ安息香酸(2-nitro-5-thiocyanobennzoic acid (NTCB)) (Y.Degani, A.Ptchornik, Biochemistry, 13,1-11 (1974)参照)又は、1−シアノ-4-ジメチルアミノピリジニウムテトラフルオロ硼酸(1-cyano-4dimethylaminopyridinium tetrafluoroborate(CDAP))等を用いることができる。また、特開2003-344396号公報に記載の方法においては、一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質を固定化担体に吸着させた後に、システイン残基をシアノ化し、上記の反応を行なわせ、固定化担体にR1-R2で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質を固定化担体に固定化する。タンパク質を固定化担体に吸着させるには、中性から弱アルカリ条件下(pH7〜10)で、タンパク質と固定化担体を反応させればよい。弱アルカリ反応条件化において、タンパク質は負に帯電し、一方、固定化担体は正に帯電し、静電相互作用により互いに吸着結合する。 Immobilization of a protein to be immobilized on a carrier using a protein for immobilization comprising an amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5 of the present invention is disclosed in Japanese Patent No. 3788828, Patent No. 2990271. No. 3047020 and Japanese Patent Laid-Open No. 2003-344396 and the like. Specifically, the cysteine residue in the R3 part of the protein consisting of the amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5 of the present invention is converted to cyanocysteine by cyanation, and proteins having cyanocysteine are generally used. R1 is reacted with an immobilization carrier having a primary amino group represented by the formula “NH 2 -Y” (Y represents an arbitrary immobilization carrier) as a functional group under weakly alkaline conditions (pH 8 to 10). -R2 part is immobilized on the immobilization carrier. An R1-R2 moiety bound to an immobilization carrier is represented by R1-R2-CO-NH-Y (wherein Y has the above-mentioned meaning) and is immobilized at one carboxy terminal end of the R2 moiety. It is bound to the carrier. When the above-mentioned protein for immobilization does not contain the R2 portion, it is represented by R1-CO-NH-Y (wherein Y has the above meaning). The cyanation reaction can be performed using a cyanation reagent. As a cyanating reagent, 2-nitro-5-thiocyanobennzoic acid (NTCB) (see Y. Degani, A. Ptchornik, Biochemistry, 13, 1-11 (1974)) or 1-cyano-4-dimethylaminopyridinium tetrafluoroborate (CDAP) or the like can be used. In the method described in JP-A-2003-344396, a protein having an amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5 is adsorbed to an immobilization carrier, and then a cysteine residue is removed. Cyanation is performed, and the above reaction is performed, and a protein having an amino acid sequence represented by R1-R2 is immobilized on the immobilization carrier. In order to adsorb the protein to the immobilization carrier, the protein and the immobilization carrier may be reacted under neutral to weakly alkaline conditions (pH 7 to 10). In weak alkaline reaction conditions, proteins are negatively charged, while immobilized carriers are positively charged and adsorb and bind to each other by electrostatic interactions.
本発明は、一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質を吸着させた固定化担体をも包含する。本発明の一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質を用いて、シアノシステインを介した固定化反応により作製される、R1-R2部分を固定化したタンパク質固定化担体においては、固定化担体部分に未反応の一級アミンが多数存在する。固定化されたタンパク質にリジン残基又はシステイン残基が存在する場合、残存の活性アミンが本発明の固定化タンパク質の利用を制限することがあり得る。しかしながら、本発明の方法により固定化されたタンパク質部分は、全くリジン残基及びシステイン残基を含まないことから、タンパク質部分が残存した活性アミンの影響を受けることなく、タンパク質を固定化した担体表面を1級アミンのマスク剤で処理することができる。マスク剤としては、無水酢酸、無水マレイン酸等が好適であるが、どのようなマスク剤であれ利用できる。従って、マスク剤の種類によって本発明は限定されない。 The present invention also includes an immobilization carrier on which a protein having an amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5 is adsorbed. Protein immobilization with the R1-R2 moiety immobilized, produced by an immobilization reaction via cyanocysteine, using a protein consisting of the amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5 of the present invention In the immobilized carrier, there are many unreacted primary amines in the immobilized carrier portion. If lysine residues or cysteine residues are present in the immobilized protein, the remaining active amine may limit the use of the immobilized protein of the present invention. However, since the protein portion immobilized by the method of the present invention does not contain any lysine residue or cysteine residue, the surface of the carrier on which the protein is immobilized without being affected by the remaining active amine. Can be treated with a primary amine masking agent. As the masking agent, acetic anhydride, maleic anhydride and the like are suitable, but any masking agent can be used. Therefore, the present invention is not limited by the type of mask agent.
本発明は、さらに、上記方法で得られた、システイン残基及びリジン残基を含まないアミノ酸配列よりなるタンパク質を適当なリンカー配列を介して、1級アミノ基を有する固定化担体とアミド(ペプチド)結合で強固に結合した固定化タンパク質及び固定化タンパク質が固定化された担体を提供する。 The present invention further provides a protein comprising an amino acid sequence not containing cysteine residues and lysine residues obtained by the above-described method via an appropriate linker sequence and an immobilized carrier having a primary amino group and an amide (peptide ) Provided is an immobilized protein firmly bound by binding and a carrier on which the immobilized protein is immobilized.
本発明に用いられる、1級アミノ基を有する固定化担体としては、1級アミノ基を有する固定化担体であれば何でも用いることができる。本発明で「担体」とは、粒子状の担体、板状やシート状の基板等タンパク質を固定化し得る不溶性のものならば、いずれも含まれる。「固定化担体」は、「固定化基板」を含む。また、「固定化担体」を「不溶化担体」ということもある。1級アミノ基を有する市販の担体としては、アミノ−セルロファイン(生化学工業で販売)、AF-アミノトヨパール(TOSOHで販売)、EAH-セファロース4B及びリジン-セファロース4B(アマシャムバイオサイエンスで販売)、ポラス20NH(ベーリンガーマンハイムで販売)などがある。また、1級アミノ基を有するシラン化合物(例えば、3−アミノプロピルメトキシシランなど)を用いてガラスビーズもしくはガラス平板などに1級アミノ基を導入し、利用することも可能である。 As the immobilization carrier having a primary amino group used in the present invention, any immobilization carrier having a primary amino group can be used. In the present invention, the “carrier” includes any particulate carrier, plate-like or sheet-like substrate, etc., as long as they are insoluble and capable of immobilizing proteins. “Immobilization carrier” includes “immobilization substrate”. Further, the “immobilized carrier” is sometimes referred to as “insolubilized carrier”. Commercially available carriers having primary amino groups include amino-cellulofine (sold by Seikagaku), AF-aminotoyopearl (sold by TOSOH), EAH-sepharose 4B and lysine-sepharose 4B (sold by Amersham Biosciences). ), Porus 20NH (sold by Boehringer Mannheim). Moreover, it is also possible to introduce a primary amino group into a glass bead or a glass plate using a silane compound having a primary amino group (for example, 3-aminopropylmethoxysilane) and use it.
さらに、1級アミノ基を繰り返し単位に有するポリマー化合物を固定化担体に導入することにより、担体単位体積当たりの1級アミノ基の含量を増大させることが可能である(特開2004-345956号公報参照)。 Furthermore, it is possible to increase the content of primary amino groups per unit volume of the carrier by introducing a polymer compound having a primary amino group as a repeating unit into the immobilization carrier (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-345956). reference).
例えば、1級アミノ基を繰り返し単位に有するポリマー化合物を固定化担体に導入した担体としては、ポリアリルアミンをグラフトしたセルロファインが知られている(参考論文:Ung-Jin Kim, Shigenori Kuga, Journal of Chromatography A, 946, 283-289 (2002)参照)。また、CNBr活性化セファロースFF、NHS活性化セファロースFF、化学的に1級アミノ基と反応性を有する担体が知られており、これにポリアリルアミンなどの1級アミノ基を繰り返し単位に有するポリマー化合物を作用させることにより、ポリマー化合物が担体に共有結合により結合した担体を作製できる。その際、1級アミノ基を繰り返し単位に有するポリマー化合物と活性化担体との混合比と適度に調製することにより、作製される担体における、固定化反応に利用できる1級アミノ基の含量を変化させることができる。 For example, a cellulofine grafted with polyallylamine is known as a carrier in which a polymer compound having a primary amino group as a repeating unit is introduced into an immobilized carrier (reference paper: Ung-Jin Kim, Shigenori Kuga, Journal of Chromatography A, 946, 283-289 (2002)). In addition, CNBr-activated Sepharose FF, NHS-activated Sepharose FF, and chemically reactive carriers having primary amino groups are known, and polymer compounds having primary amino groups such as polyallylamine as repeating units. By acting, it is possible to produce a carrier in which the polymer compound is covalently bonded to the carrier. At that time, the content of the primary amino group that can be used for the immobilization reaction in the prepared carrier is changed by appropriately adjusting the mixing ratio of the polymer compound having the primary amino group in the repeating unit and the activated carrier. Can be made.
一方、ポリマー化合物としては、1級アミノ基を有し、それ以外の部分が、固定化されるタンパク質に実質的に不活性なものであれば用いることができる。市販のポリマー化合物としては、ポリアリルアミン、ポリL−リジン等が利用可能である。従って、固定化担体の種類により、本発明は限定されない。 On the other hand, the polymer compound can be used as long as it has a primary amino group and the other portion is substantially inactive to the protein to be immobilized. As the commercially available polymer compound, polyallylamine, poly L-lysine and the like can be used. Therefore, the present invention is not limited by the type of immobilization carrier.
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited by these Examples.
以下の実施例においては、下記の実験方法が共通的に用いられている。 In the following examples, the following experimental methods are commonly used.
[遺伝子合成]
実施例に記載されている遺伝子の合成は、特に記述している場合を除き、合成遺伝子受託製造業者にて合成を行った。示した塩基配列にもとづき、dsDNAを合成しpUC18vectorのBamHI-EcoRI siteへの挿入、取得されたクローンについて片鎖解析による配列を確認、塩基配列情報の照合、ミスマッチが確認された部位についてはSite directed mutagenesis等の手法により変異修正を実施、得られた取得したプラスミドDNA(約1マイクログラム)が納入された。納入されたプラスミド中の目的部分に関しては、再度シーケンシングにより配列確認を行った。
[Gene synthesis]
The synthesis of the genes described in the Examples was performed by a contracted synthetic gene manufacturer unless otherwise specified. Based on the indicated nucleotide sequence, dsDNA was synthesized and inserted into the BamHI-EcoRI site of pUC18vector, the sequence of the obtained clone was confirmed by single-strand analysis, the nucleotide sequence information was verified, and the site where mismatch was confirmed was Site directed Mutation correction was performed by a method such as mutagenesis, and the obtained plasmid DNA (about 1 microgram) was delivered. Regarding the target portion in the delivered plasmid, the sequence was confirmed again by sequencing.
[1アミノ酸置換変異体作製]
アミノ酸置換は、置換部位のアミノ酸をコードするDNA配列を目的のコドン配列に転換して両方に24塩基ずつ元の配列を持つDNAプライマーとその相補DNAプライマーを用いて、クイックチャンジ法(Stratagene社のQuickChang Site-directed Mutagenesis kitに記載されている方法)に従って行った。
[Preparation of 1 amino acid substitution mutant]
Amino acid substitution is performed by converting the DNA sequence encoding the amino acid at the substitution site into the target codon sequence, using a DNA primer having the original sequence of 24 bases on both sides and its complementary DNA primer, and using the quick change method (Stratagene The method described in QuickChang Site-directed Mutagenesis kit).
[タンパク質精製]
組換えプラスミドを形質転換した大腸菌JM109株を、2リッターの培地(20gの塩化ナトリウム、20gの酵母エキス、32gのトリプトン、100mgのアンピシリンナトリウムを含んでいる)で、35℃で一晩培養した。その後、培養液を20分間低速遠心(毎分5,000回転)することにより、湿重量3〜5gの菌体を得た。これを、20mlの10mMのリン酸緩衝液(pH7.0)に懸濁し、フレンチプレス装置により菌体を破砕した後、20分間高速遠心(毎分20,000回転)することにより、上清を分離した。得られた上清にストレプトマイシン硫酸を最終濃度が2%になるように加え20分間撹拌後、20分間高速遠心(毎分20,000回転)することにより、上清を分離した。この後、硫酸アンモニウム処理を行い、得られた上清をニッケルキレートカラム(GEヘルスケアバイオサイエンス社より購入)にアプライし、洗浄用緩衝液(5mMイミダゾール、20mMリン酸ナトリウム、0.5M塩化ナトリウム、pH7.4)を200ml以上用いて、カラムを十分洗浄し、洗浄後、溶出用緩衝液(0.5Mイミダゾール、20mMリン酸ナトリウム、0.5M塩化ナトリウム、pH7.4)を20mlアプライすることにより、目的のタンパク質を溶出した。その後、このタンパク質溶液からイミダゾールを除去するため、5リッターの10mMリン酸緩衝液(pH7.0)に対して透析を行った。透析膜にはMWCO3500(Spectrum Laboratories社より購入)を用いた。透析後、遠心真空乾燥機を用いて目的のタンパク質を乾燥させた。
[Protein purification]
E. coli strain JM109 transformed with the recombinant plasmid was cultured overnight at 35 ° C. in 2 liters of medium (containing 20 g sodium chloride, 20 g yeast extract, 32 g tryptone, 100 mg ampicillin sodium). Thereafter, the culture broth was centrifuged at a low speed for 20 minutes (5,000 revolutions per minute) to obtain cells having a wet weight of 3 to 5 g. This was suspended in 20 ml of 10 mM phosphate buffer (pH 7.0), the cells were crushed with a French press, and then centrifuged at a high speed for 20 minutes (20,000 rotations per minute) to separate the supernatant. . Streptomycin sulfate was added to the resulting supernatant to a final concentration of 2%, stirred for 20 minutes, and then centrifuged at high speed for 20 minutes (20,000 rotations per minute) to separate the supernatant. After this, ammonium sulfate treatment was performed, and the resulting supernatant was applied to a nickel chelate column (purchased from GE Healthcare Bioscience), and a washing buffer solution (5 mM imidazole, 20 mM sodium phosphate, 0.5 M sodium chloride, pH 7 .4) using 200 ml or more, thoroughly wash the column, and after washing, apply 20 ml of elution buffer (0.5 M imidazole, 20 mM sodium phosphate, 0.5 M sodium chloride, pH 7.4) Protein was eluted. Thereafter, in order to remove imidazole from this protein solution, dialysis was performed against 5 liters of 10 mM phosphate buffer (pH 7.0). MWCO3500 (purchased from Spectrum Laboratories) was used as the dialysis membrane. After dialysis, the target protein was dried using a centrifugal vacuum dryer.
[ヒト抗体IgG分子との結合特性解析]
目的タンパク質の結合特性解析には、表面プラズモン共鳴バイオセンサーであるBiacore(ビアコア社)を用い、ビアコア社の提供するプロトコールに従って解析を行った。
[Binding property analysis with human antibody IgG molecule]
For analysis of the binding properties of the target protein, analysis was performed using Biacore (Biacore), a surface plasmon resonance biosensor, according to the protocol provided by Biacore.
ランニング緩衝液は、10mM HEPES(pH7.4)、150mM塩化ナトリウム、5μM EDTA、0.005%Surfactant P20(ビアコア社)の組成のものを用い、あらかじめ脱気したものを用いた。 The running buffer was composed of 10 mM HEPES (pH 7.4), 150 mM sodium chloride, 5 μM EDTA, 0.005% Surfactant P20 (Biacore) and degassed in advance.
センサーチップとしては、SensorChip NTA(ビアコア社)を用いた。センサーチップをランニング緩衝液にて十分平衡化した後、5mM塩化ニッケル溶液を注入することにより、ニッケルイオンの配位を完成させた。その後、センサーチップを、組み換えタンパク質溶液(ランニング緩衝液中、濃度100μg/mL)を注入することにより、組み換えタンパク質の固定化を行った。 SensorChip NTA (Biacore) was used as the sensor chip. After sufficiently equilibrating the sensor chip with a running buffer, 5 mM nickel chloride solution was injected to complete the coordination of nickel ions. Thereafter, the recombinant protein was immobilized by injecting a recombinant protein solution (concentration of 100 μg / mL in running buffer) into the sensor chip.
固定化組換えタンパク質とヒトIgGとの結合反応は、ランニング緩衝液を用いて0.25〜20μg/mLの範囲で7種類の濃度になるように希釈・調製したヒトIgG(シグマ−アルドリッチ社)溶液を逐次注入し、引き続きランニング緩衝液に切り替えて送液を保持することにより、抗体の結合・解離現象を定量的に観測した。なお、送液流量は20μL/min、結合観測時間(抗体溶液注入時間)は4分間、解離観測時間は4分間とした。各濃度の抗体溶液を注入し、結合・解離現象を観測した後には、引き続き6M塩酸グアニジン溶液を3分間注入し、固定化されている組換えタンパク質に結合しているヒトIgGをすべて解離させ、ランニング緩衝液で再生し、その後の測定に使用した。
観測された表面プラズモン共鳴によるセンサー表面の質量変化の経時変化は、Biacoreにより定義される単位RUにより測定し、結合速度定数(kass)、解離速度定数(kdis)及び解離定数(Kd=kass/kdis)を求めた。
For the binding reaction between the immobilized recombinant protein and human IgG, a human IgG (Sigma-Aldrich) solution diluted and prepared to 7 concentrations in the range of 0.25 to 20 μg / mL using a running buffer is used. The antibody binding / dissociation phenomenon was quantitatively observed by sequentially injecting and subsequently switching to a running buffer and holding the solution. The liquid flow rate was 20 μL / min, the binding observation time (antibody solution injection time) was 4 minutes, and the dissociation observation time was 4 minutes. After injecting each concentration of antibody solution and observing the binding / dissociation phenomenon, inject 6M guanidine hydrochloride solution for 3 minutes to dissociate all human IgG bound to the immobilized recombinant protein, Regenerated with running buffer and used for subsequent measurements.
The change over time of the mass change of the sensor surface due to the observed surface plasmon resonance is measured by the unit RU defined by Biacore, and the association rate constant (kass), dissociation rate constant (kdis) and dissociation constant (Kd = kass / kdis) )
[組換えタンパク質の固定化]
それぞれのタンパク質を、あらかじめ1000倍量の5mMのエチレンジアミン4酢酸(EDTA)を含むpH8.0の10mMリン酸緩衝液に対して3回以上透析を行い、透析済みのタンパク質サンプルを透析に用いたのと同じ緩衝液で希釈することにより、各種濃度のタンパク質サンプルを調製した。
[Immobilization of recombinant protein]
Each protein was dialyzed 3 times or more against a pH 8.0 10 mM phosphate buffer containing 1000 volumes of 5 mM ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) in advance, and the dialyzed protein sample was used for dialysis. Protein samples at various concentrations were prepared by diluting with the same buffer.
このようにして調製した固定化用タンパク質をアミノセルロファイン(アミン含有量20μmoles NH2/ml)と混合し、2時間以上室温で穏やかに攪拌させた。 The immobilization protein thus prepared was mixed with aminocellulose (amine content 20 μmoles NH 2 / ml) and gently stirred at room temperature for 2 hours or more.
吸着したタンパク質のシステインのSH基のシアノ化は、吸着固定化した担体を、5mMのEDTAを含むpH7.0の10mMリン酸緩衝液に懸濁し、最終濃度が5mMになるように2-ニトロ-5-チオシアノ安息香酸(NTCB)を加え、室温で4時間反応させることにより行った。その後、1000回転で数秒間遠心して担体を沈め上澄み液を取り除き、pH7.0の10mMリン酸緩衝液に懸濁する、という操作を5回繰り返すことによりNTCB等を除去した。 Cyanoylation of the cysteine SH group of the adsorbed protein is carried out by suspending the adsorbed and immobilized carrier in a pH 7.0 10 mM phosphate buffer containing 5 mM EDTA, so that the final concentration is 2 mM. 5-Thiocyanobenzoic acid (NTCB) was added and reacted at room temperature for 4 hours. Thereafter, the NTCB and the like were removed by repeating the operation of centrifuging at 1000 rpm for several seconds to remove the supernatant by removing the supernatant and suspending in a 10 mM phosphate buffer having a pH of 7.0.
シアノ化処理した吸着固定化タンパク質を、1000回転で数秒間遠心して担体を沈め上澄み液を取り除いた後、5mMのEDTAを含むpH9.5の10mM硼酸緩衝液に懸濁し、24時間以上室温で穏やかに攪拌させることにより、固定化反応を行った。その後、1000回転で数秒間遠心して担体を沈め上澄み液を取り除き、1M KClを含むpH8.0の10mMリン酸緩衝液に懸濁する、という操作を5回繰り返すことで、固定化反応の副反応生成物を除去した。 Cyanated adsorption-immobilized protein is centrifuged at 1000 rpm for several seconds, the carrier is submerged, the supernatant is removed, suspended in 10 mM borate buffer with pH 9.5 containing 5 mM EDTA, and gently kept at room temperature for at least 24 hours. The immobilization reaction was carried out by stirring. After that, the side reaction of the immobilization reaction is repeated by repeating the operation of centrifuging at 1000 rpm for several seconds, removing the supernatant, removing the supernatant, and suspending in 10 mM phosphate buffer with pH 8.0 containing 1 M KCl. The product was removed.
固定化担体上の未反応の1級アミンは、無水酢酸によるアセチル化の処理を行った。固定化されたタンパク質中には、リジン残基が含まれないため、アセチル化の処理により、アミノ末端のアセチル化以外の修飾は起こらない。また、一般にアミノ末端は結合活性にほとんど寄与しないことから、この操作による固定化されたリガンドタンパク質の機能低下は無視できるものと考えられる。 The unreacted primary amine on the immobilization carrier was subjected to acetylation treatment with acetic anhydride. Since the immobilized protein does not contain a lysine residue, the acetylation treatment does not cause any modification other than the amino terminal acetylation. In general, since the amino terminus hardly contributes to the binding activity, it is considered that the decrease in the function of the immobilized ligand protein by this operation can be ignored.
[固定化担体のIgG結合容量の測定]
固定化担体10μlと990μlのヒトIgG(2mg)とをpH7.0の10mMリン酸緩衝液中で混合し、12時間室温で穏やかに攪拌した後、2mlの1M KClを含むpH7.0の10mMリン酸緩衝液で5回洗浄した。280nmの吸光度を測定することにより、最後の洗浄液にタンパク質が含まれないことを確認した。
[Measurement of IgG binding capacity of immobilized carrier]
10 μl of immobilization carrier and 990 μl of human IgG (2 mg) were mixed in 10 mM phosphate buffer at pH 7.0, gently stirred at room temperature for 12 hours, and then 10 mM phosphorus at pH 7.0 containing 2 ml of 1 M KCl. Washed 5 times with acid buffer. By measuring the absorbance at 280 nm, it was confirmed that the final washing solution contained no protein.
担体からの、イムノグロブリンGの遊離は、洗浄後遠心分離により集めた固定化担体に、0.1M酢酸溶液1mlを加えることにより行った。溶液中に遊離されたヒトIgGの量を、280nmの吸光度を測定し、その吸光度係数(E280 1%=14.0)を用いて、遊離されたヒトIgG量を測定し、これを用いた担体の量で割ることによりIgG結合容量(mg/ml担体)を求めた。 The release of immunoglobulin G from the carrier was performed by adding 1 ml of 0.1 M acetic acid solution to the immobilized carrier collected by centrifugation after washing. The amount of human IgG released in the solution was measured for the absorbance at 280 nm, and the absorbance coefficient (E 280 1% = 14.0) was used to measure the amount of released human IgG. IgG binding capacity (mg / ml carrier) was determined by dividing by quantity.
〔実施例1〕スタフィロコッカス由来のプロテインAのドメインA由来の配列を基にしたシステイン及びリジン残基を含まない配列への転換と固定化用配列への転換
スタフィロコッカス由来のプロテインAのドメインA由来の配列は、配列番号7に示される配列である。
[Example 1] Conversion of Staphylococcus-derived Protein A to a sequence containing no cysteine and lysine residues based on the sequence derived from Domain A and conversion to an immobilization sequence of Staphylococcus-derived Protein A The sequence derived from domain A is the sequence shown in SEQ ID NO: 7.
この配列番号7に示されるアミノ酸配列を基に、
Met-Ala-Asp-Asn-Asn-Phe-Asn-Lys-Glu-Gln-Gln-
Asn-Ala-Phe-Tyr-Glu-Ile-Leu-Asn-Met-Pro-
Asn-Leu-Asn-Glu-Glu-Gln-Arg-Asn-Gly-Phe-
Ile-Gln-Ser-Leu-Lys-Asp-Asp-Pro-Ser-Gln-
Ser-Ala-Asn-Leu-Leu-Ser-Glu-Ala-lys-lys-
Leu-Asn-Glu-Ser-Gln-Ala-Pro-Gly-Gly-Gly-
Gly-Gly−Cys-Ala-Asp-Asp-Asp-Asp-Asp-His-
His-His-His-His-His
で示されるアミノ酸配列(配列番号10)をコードする配列に適切な転写開始機能及び翻訳開始機能及びベクターに組み込むための制限酵素配列を含む形で下記のDNA配列(配列番号11)を設計し、合成した。
GGATCCTTGA CAATATCTTA ACTATCTGTT ATAATATATT GACCAGGTTA ACTAACTAAG CAGCAAAAGG AGGAACGACT ATGGCTGATA ACAATTTCAA CAAAGAACAA CAAAATGCTT TCTATGAAAT CTTGAATATG CCTAACTTAA ACGAAGAACA ACGCAATGGT TTCATCCAAA GCTTAAAAGA TGACCCAAGC CAAAGTGCTA ACCTATTGTC AGAAGCTAAA AAGTTAAATG AATCTCAAGC ACCGAAAGGT GGCGGTGGCT GCGCTGATGA CGATGACGAT GACCATCATC ACCACCATCA TTAAGAATTC C
pPAAは、配列番号11に示す配列がpUC18vectorのBamHI-EcoRI siteへ挿入されたものである。
Based on the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 7,
Met-Ala-Asp-Asn-Asn-Phe-Asn-Lys-Glu-Gln-Gln-
Asn-Ala-Phe-Tyr-Glu-Ile-Leu-Asn-Met-Pro-
Asn-Leu-Asn-Glu-Glu-Gln-Arg-Asn-Gly-Phe-
Ile-Gln-Ser-Leu-Lys-Asp-Asp-Pro-Ser-Gln-
Ser-Ala-Asn-Leu-Leu-Ser-Glu-Ala-lys-lys-
Leu-Asn-Glu-Ser-Gln-Ala-Pro-Gly-Gly-Gly-
Gly-Gly-Cys-Ala-Asp-Asp-Asp-Asp-Asp-His-
His-His-His-His-His
The following DNA sequence (SEQ ID NO: 11) is designed in a form including a transcription initiation function and a translation initiation function appropriate for the sequence encoding the amino acid sequence represented by (SEQ ID NO: 10) and a restriction enzyme sequence for incorporation into a vector, Synthesized.
GGATCCTTGA CAATATCTTA ACTATCTGTT ATAATATATT GACCAGGTTA ACTAACTAAG CAGCAAAAGG AGGAACGACT ATGGCTGATA ACAATTTCAA CAAAGAACAA CAAAATGCTT TCTATGAAAT CTTGAATATG CCTAACTTAA ACGAAGAACA ACGCAATGGT TTCATCCAAA GCTTAAAAGA TGACCCAAGC CAAAGTGCTA ACCTATTGTC AGAAGCTAAA AAGTTAAATG AATCTCAAGC ACCGAAAGGT GGCGGTGGCT GCGCTGATGA CGATGACGAT GACCATCATC ACCACCATCA TTAAGAATTC C
pPAA is obtained by inserting the sequence shown in SEQ ID NO: 11 into the BamHI-EcoRI site of pUC18vector.
pPAAを形質転換した大腸菌JM109株から、上記記載した方法に従って、タンパク質を分離精製した。その結果、約150mg/2L培養の収量で目的のタンパク質が得られた。得られたタンパク質のアミノ末端配列及び質量数分析を行った結果、アミノ末端がアラニンであり、また得られた精製タンパク質の質量分析器を用いて測定した質量数が8,540ダルトンであったことから、アミノ末端配列として、メチオニン-アラニンなる配列を有する配列の組換えタンパク質を大腸菌で発現した場合に、通常見られる開始コドンに対応するアミノ末端のメチオニン残基のプロセッシングを受けていることが確かめられた。
次に、配列番号7中の各々リジン残基、アミノ末端から7番目、35番目、49番目、50番目、及び58番目に関して、まず、58番目をグリシンに置換した変異体を作製した。アミノ酸置換は、58番目のリジンをコードするDNA配列であるAAAをGTTに転換して両方に24塩基ずつ元の配列を持つDNAプライマーとその相補DNAプライマーを用いて、クイックチャンジ法(Stratagene社のQuickChang Site-directed Mutagenesis kitに記載に記載されている方法)にしたがって、pPAAを鋳型として、変異操作を行い、目的の変異を有するプラスミドを分離した(pPAA-K58Gと名づけた)。
Proteins were separated and purified from E. coli strain JM109 transformed with pPAA according to the method described above. As a result, the target protein was obtained with a yield of about 150 mg / 2 L culture. As a result of amino terminal sequence and mass number analysis of the obtained protein, the amino terminus was alanine, and the mass number measured using a mass analyzer of the obtained purified protein was 8,540 daltons. When a recombinant protein having a sequence of methionine-alanine as an amino-terminal sequence was expressed in E. coli, it was confirmed that the amino-terminal methionine residue corresponding to the usual start codon was processed. .
Next, regarding each lysine residue in SEQ ID NO: 7, seventh, 35th, 49th, 50th, and 58th from the amino terminus, first, mutants were prepared in which 58th was substituted with glycine. Amino acid substitution is performed by converting the AAA, which is the DNA sequence encoding the 58th lysine, to GTT and using a DNA primer having the original sequence of 24 bases on both sides and its complementary DNA primer (Stratagene) According to the method described in QuickChang Site-directed Mutagenesis kit), mutation was performed using pPAA as a template to isolate a plasmid having the desired mutation (named pPAA-K58G).
さらに、pPAA-K58Gを鋳型として7番目に対応するアミノ酸置換については、リジン残基をコードするDNAをそれぞれCGTコドンに転換したDNAプライマーとその相補DNAを合成し、それをプライマーとして用いて、それぞれクイックチャンジ法により変異体を作製し、目的の変異を有するプラスミドを作製した(pPAA-RKKKGと名づけた)。これを鋳型として、35番目(pPAA-RRKKGと名付けた)、次いでは49番目(pPAA-RRRKGと名づけた)、さらに50番目(pPAA-RRRRGと名付けた)というようにして、リジン残基をアルギニン残基に転換した変異体を発現するプラスミドを作製した。最終的に得られた組換えプラスミドpPAA-RRRRGは、野生型由来のプロテイン断片配列中のすべてのリジン残基がアルギニンもしくはグリシンに転換された配列(即ち、配列番号1で示される配列)からなる、プロテインA断片変異体の発現プラスミドである。 Furthermore, for the amino acid substitution corresponding to the seventh position using pPAA-K58G as a template, a DNA primer obtained by converting a DNA encoding a lysine residue into a CGT codon and a complementary DNA thereof were synthesized and used as primers, respectively. A mutant was prepared by the quick change method to prepare a plasmid having the target mutation (named pPAA-RKKKG). Using this as a template, the 35th (named pPAA-RRKKG), then the 49th (named pPAA-RRRKG), and the 50th (named pPAA-RRRRG), lysine residues A plasmid expressing a mutant converted to a residue was prepared. The finally obtained recombinant plasmid pPAA-RRRRG consists of a sequence in which all lysine residues in the wild-type protein fragment sequence are converted to arginine or glycine (ie, the sequence shown in SEQ ID NO: 1). An expression plasmid for a protein A fragment mutant.
組換えプラスミドpPAA-RRRRGで形質転換された大腸菌は、配列番号1で示される配列からなるタンパク質を発現する。その組換えタンパク質は、上記の方法と同様にして、大腸菌の培養、菌体破砕、前処理、ニッケルキレートカラムクロマトグラフィーの操作により、均一に精製された。 E. coli transformed with the recombinant plasmid pPAA-RRRRG expresses a protein consisting of the sequence represented by SEQ ID NO: 1. The recombinant protein was uniformly purified by the operations of E. coli culture, cell disruption, pretreatment and nickel chelate column chromatography in the same manner as described above.
さらに、組換えプラスミドpPAA-RRRRGを鋳型として、7番目、35番目、49番目、及び58番目に1アミノ酸置換をそれぞれ行い、各種変異体を作製し、そのタンパク質を作製した。 Furthermore, using the recombinant plasmid pPAA-RRRRG as a template, 1 amino acid substitution was performed at the 7th, 35th, 49th, and 58th positions to produce various mutants, and the proteins were produced.
得られた各種タンパク質について、ビアコアを用いて、ヒトIgGとの結合活性を調べた。 About each obtained protein, the binding activity with human IgG was investigated using Biacore.
結果を、表1に示す。 The results are shown in Table 1.
野生型以外は、すべて、プロテインAのAドメイン由来の配列にシステイン及びリジンを含まない配列である。このように、使用するアミノ酸残基の種類に制限を加えても、ヒトIgGとの結合活性を保有していることが明らかになった。
また、リジン残基の多くをアルギニンに変えた場合、結合特性に大きな変化が認められないことが明らかとなった。
All except the wild type are sequences that do not contain cysteine and lysine in the sequence derived from the A domain of protein A. As described above, it was revealed that even when the type of amino acid residue to be used is limited, it has binding activity with human IgG.
It was also found that when most of the lysine residues were changed to arginine, no significant change in binding properties was observed.
得られたタンパク質を、アミノセルロファイン(生化学工業より購入)を1級アミン担体として用いて固定化した。得られた固定化担体が示すヒトIgG結合容量の測定は、実施例4に示している。 The obtained protein was immobilized using aminocellulose (purchased from Seikagaku Corporation) as a primary amine carrier. The measurement of human IgG binding capacity exhibited by the obtained immobilized carrier is shown in Example 4.
〔実施例2〕ストレプトコッカス由来のプロテインGのG1ドメイン由来の配列を基にしたシステイン及びリジン残基を含まない配列への転換と固定化用配列への転換
ストレプトコッカス由来のプロテインGのG1ドメイン由来の配列は、配列番号8に示される配列である。
[Example 2] Conversion of Streptococcus protein G derived from the G1 domain into a sequence not containing cysteine and lysine residues and conversion to an immobilization sequence derived from the G1 domain of Streptococcus protein G The sequence is the sequence shown in SEQ ID NO: 8.
上記実施例において、すべてのリジン残基をアルギニン残基に置換しても元の機能を保持されることが示された。従って、この配列番号8に示されるアミノ酸配列を基に、リジン残基をアルギニン残基に置換すると共に、開始コドン、スペーサー配列、固定化反応のためのシステイン-アラニン配列、さらに、ポリアスパラギン酸配列とポリヒスチジン配列を付加した下記の配列
Met-Ala-Tyr-Arg-Leu-Ile-Leu-Asn-Gly-Arg-Thr
Leu-Arg-Gly-Glu-Thr-Thr-Thr-Glu-Ala-Val
Asp-Ala-Ala-Thr-Ala-Glu-Arg-Val-Phe-Arg
Gln-Tyr-Ala-Asn-Asp-Asn-Gly-Val-Asp-Gly
Glu-Trp-Thr-Tyr-Asp-Asp-Ala-Thr-Arg-Thr
Phe-Thr-Val-Thr-Glu-Arg-Pro-Glu-Val-Ile
Asp-Ala-Ser-Glu-Leu-Thr-Pro-Ala-Val-Thr
Gly-Gly-Gly-Gly-Cys-Ala-Asp-Asp-Asp-Asp
Asp-Asp-His-His-His-His-His-His
で示されるアミノ酸配列(配列番号12)を設計した。配列番号12のアミノ酸配列をコードする配列に適切な転写開始機能及び翻訳開始機能及びベクターに組み込むための制限酵素配列を含む形で下記のDNA配列(配列番号13)を設計し、合成した。
GGATCCTTGACAATATCTTAACTATCTGTTATAATATATTGACCAGGTTAACTACTAAGCAGCAAAAGGAGGAACGACTATGGCTTACCGTTTAATCCTTAATGGTCGTACATTGCGTGGCGAAACAACTACTGAAGCTGTTGATGCTGCTACTGCAGAACGTGTCTTCCGTCAATACGCTAACGACAACGGTGTTGACGGTGAATGGACTTACGACGATGCGACTCGTACCTTTACGGTAACTGAACGTCCTGAGGTTATTGATGCTTCGGAGCTGACTCCTGCTGTTACTGGTGGCGGTGGCTGCGCTGATGACGATGACGATGACCATCATCACCACCATCATTAAGAATTC
pPGは、配列番号13に示す配列がpUC18vectorのBamHI-EcoRI siteへ挿入されたものである。
In the above examples, it was shown that the original function was retained even when all lysine residues were replaced with arginine residues. Therefore, based on the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 8, a lysine residue is substituted with an arginine residue, and an initiation codon, a spacer sequence, a cysteine-alanine sequence for immobilization reaction, and a polyaspartic acid sequence And the following sequence with polyhistidine sequence added
Met-Ala-Tyr-Arg-Leu-Ile-Leu-Asn-Gly-Arg-Thr
Leu-Arg-Gly-Glu-Thr-Thr-Thr-Glu-Ala-Val
Asp-Ala-Ala-Thr-Ala-Glu-Arg-Val-Phe-Arg
Gln-Tyr-Ala-Asn-Asp-Asn-Gly-Val-Asp-Gly
Glu-Trp-Thr-Tyr-Asp-Asp-Ala-Thr-Arg-Thr
Phe-Thr-Val-Thr-Glu-Arg-Pro-Glu-Val-Ile
Asp-Ala-Ser-Glu-Leu-Thr-Pro-Ala-Val-Thr
Gly-Gly-Gly-Gly-Cys-Ala-Asp-Asp-Asp-Asp
Asp-Asp-His-His-His-His-His-His
The amino acid sequence shown by (SEQ ID NO: 12) was designed. The following DNA sequence (SEQ ID NO: 13) was designed and synthesized in a form including a transcription initiation function appropriate to the sequence encoding the amino acid sequence of SEQ ID NO: 12 and a restriction enzyme sequence for incorporation into a vector.
GGATCCTTGACAATATCTTAACTATCTGTTATAATATATTGACCAGGTTAACTACTAAGCAGCAAAAGGAGGAACGACTATGGCTTACCGTTTAATCCTTAATGGTCGTACATTGCGTGGCGAAACAACTACTGAAGCTGTTGATGCTGCTACTGCAGAACGTGTCTTCCGTCAATACGCTAACGACAACGGTGTTGACGGTGAATGGACTTACGACGATGCGACTCGTACCTTTACGGTAACTGAACGTCCTGAGGTTATTGATGCTTCGGAGCTGACTCCTGCTGTTACTGGTGGCGGTGGCTGCGCTGATGACGATGACGATGACCATCATCACCACCATCATTAAGAATTC
pPG is obtained by inserting the sequence shown in SEQ ID NO: 13 into the BamHI-EcoRI site of pUC18vector.
pPGを形質転換した大腸菌JM109株から、上記の方法に従って、タンパク質を分離精製した。その結果、約120mg/2L培養の収量で目的のタンパク質が得られた。得られたタンパク質のアミノ末端配列及び質量数分析を行った結果、アミノ末端がアラニンであり、また得られた精製タンパク質の質量分析器を用いて測定した質量数が9,698ダルトンであったことから、アミノ末端配列として、メチオニン-アラニンなる配列を有する配列の組換えタンパク質を大腸菌で発現した場合に、通常見られる開始コドンに対応するアミノ末端のメチオニン残基のプロセッシングを受けていることが確かめられた。 Proteins were separated and purified from E. coli strain JM109 transformed with pPG according to the method described above. As a result, the target protein was obtained with a yield of about 120 mg / 2 L culture. As a result of performing amino terminal sequence and mass number analysis of the obtained protein, the amino terminal is alanine, and the mass number measured using a mass analyzer of the obtained purified protein was 9,698 daltons. When a recombinant protein having a sequence of methionine-alanine as an amino-terminal sequence was expressed in E. coli, it was confirmed that the amino-terminal methionine residue corresponding to the usual start codon was processed. .
得られたタンパク質について、ビアコアを用いて、ヒトIgGとの結合活性を調べた。
結果を、表2に示す。この表には、参考のために、プロテインA変異体タンパク質の値を比較のために示している。
About the obtained protein, the binding activity with human IgG was investigated using Biacore.
The results are shown in Table 2. In this table, for reference, the values of protein A mutant protein are shown for comparison.
表2に示されるように、強いヒトIgG結合活性を示した。 As shown in Table 2, strong human IgG binding activity was shown.
得られたタンパク質を、アミノセルロファイン(生化学工業より購入)を1級アミン担体として用いて固定化した。得られた固定化担体が示すヒトIgG結合容量の測定は、実施例4に示している。 The obtained protein was immobilized using aminocellulose (purchased from Seikagaku Corporation) as a primary amine carrier. The measurement of human IgG binding capacity exhibited by the obtained immobilized carrier is shown in Example 4.
〔実施例3〕Peptostreptococcus由来のプロテインLのB1ドメイン由来の配列を基にしたシステイン及びリジン残基を含まない配列への転換と固定化用配列への転換
Peptostreptococcus由来のプロテインLのB1ドメイン由来の配列は、配列番号9に示される配列である。
[Example 3] Conversion to a sequence not containing cysteine and lysine residues based on the sequence derived from the B1 domain of protein L derived from Peptostreptococcus and to a sequence for immobilization
The sequence derived from the B1 domain of protein L derived from Peptostreptococcus is the sequence shown in SEQ ID NO: 9.
上記実施例において、すべてのリジン残基をアルギニン残基に置換しても元の機能を保持されることが示された。従って、この配列番号9に示されるアミノ酸配列を基に、リジン残基をアルギニン残基に置換すると共に、開始コドン、スペーサー配列、固定化反応のためのシステイン-アラニン配列、さらに、ポリアスパラギン酸配列とポリヒスチジン配列を付加した下記の配列
Met-Ala-Thr-Ile-Arg-Ala-Asn-Leu-Ile-Tyr-Ala
Asp-Gly-Arg-Thr-Gln-Thr-Ala-Glu-Phe-Arg
Gly-Thr-Phe-Glu-Glu-Ala-Thr-Ala-Glu-Ala
Tyr-Arg-Tyr-Ala-Asp-Leu-Leu-Ala-Arg-Glu
Asn-Gly-Arg-Tyr-Thr-Val-Asp-Val-Ala-Asp
Arg-Gly-Tyr-Thr-Leu-Asn-Ile-Arg-Phe-Ala
Gly-Gly-Gly-Gly-Gly-Cys-Ala-Asp-Asp-Asp
Asp-Asp-Asp-His-His-His-His-His-His
で示されるアミノ酸配列(配列番号14)を設計した。配列番号12のアミノ酸配列をコードする配列に適切な転写開始機能及び翻訳開始機能及びベクターに組み込むための制限酵素配列を含む形で下記のDNA配列(配列番号15)を設計し、合成した。
GGATCCTTGACAATATCTTAACTATCTGTTATAATATATTGACCAGGTTAACTAACTAAGCAGCAAAAGGAGGAACGACTATGGCTACTATTCGTGCTAATCTGATTTATGCTGATGGTCGTACTCAGACTGCTGAGTTTCGTGGTACTTTTGAGGAGGCTACTGCTGAGGCTTATCGTTATGCTGATCTGCTGGCTCGTGAGAATGGTCGTTATACTGTTGATGTTGCTGATCGTGGTTATACTCTGAATATTCGTTTTGCTGGTGGTGGCGGTGGCTGCGCTGATGACGATGACGATGACCATCATCACCACCATCATTAAGAATTC
pPLは、配列番号15に示す配列がpUC18vectorのBamHI-EcoRI siteへ挿入されたものである。
In the above examples, it was shown that the original function was retained even when all lysine residues were replaced with arginine residues. Therefore, based on the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 9, the lysine residue is substituted with an arginine residue, and the initiation codon, spacer sequence, cysteine-alanine sequence for immobilization reaction, and polyaspartic acid sequence And the following sequence with polyhistidine sequence added
Met-Ala-Thr-Ile-Arg-Ala-Asn-Leu-Ile-Tyr-Ala
Asp-Gly-Arg-Thr-Gln-Thr-Ala-Glu-Phe-Arg
Gly-Thr-Phe-Glu-Glu-Ala-Thr-Ala-Glu-Ala
Tyr-Arg-Tyr-Ala-Asp-Leu-Leu-Ala-Arg-Glu
Asn-Gly-Arg-Tyr-Thr-Val-Asp-Val-Ala-Asp
Arg-Gly-Tyr-Thr-Leu-Asn-Ile-Arg-Phe-Ala
Gly-Gly-Gly-Gly-Gly-Cys-Ala-Asp-Asp-Asp
Asp-Asp-Asp-His-His-His-His-His-His
Was designed (SEQ ID NO: 14). The following DNA sequence (SEQ ID NO: 15) was designed and synthesized in a form including a transcription initiation function and a translation initiation function appropriate for the sequence encoding the amino acid sequence of SEQ ID NO: 12 and a restriction enzyme sequence for incorporation into a vector.
GGATCCTTGACAATATCTTAACTATCTGTTATAATATATTGACCAGGTTAACTAACTAAGCAGCAAAAGGAGGAACGACTATGGCTACTATTCGTGCTAATCTGATTTATGCTGATGGTCGTACTCAGACTGCTGAGTTTCGTGGTACTTTTGAGGAGGCTACTGCTGAGGCTTATCGTTATGCTGATCTGCTGGCTCGTGAGAATGGTCGTTATACTGTTGATGTTGCTGATCGTGGTTATACTCTGAATATTCGTTTTGCTGGTGGTGGCGGTGGCTGCGCTGATGACGATGACGATGACCATCATCACCACCATCATTAAGAATTC
pPL is obtained by inserting the sequence shown in SEQ ID NO: 15 into the BamHI-EcoRI site of pUC18vector.
pPLを形質転換した大腸菌JM109株から、上記の方法に従って、タンパク質を分離精製した。その結果、約100mg/2L培養の収量で目的のタンパク質が得られた。得られたタンパク質のアミノ末端配列及び質量数分析を行った結果、アミノ末端がアラニンであり、また得られた精製タンパク質の質量分析器を用いて測定した質量数が8,782ダルトンであったことから、アミノ末端配列として、メチオニン-アラニンなる配列を有する配列の組換えタンパク質を大腸菌で発現した場合に、通常見られる開始コドンに対応するアミノ末端のメチオニン残基のプロセッシングを受けていることが確かめられた。
得られたタンパク質について、ビアコアを用いて、ヒトIgGとの結合活性を調べた。
結果を、表3に示す。この表には、参考のために、プロテインA変異体タンパク質の値を比較のために示している。
Proteins were separated and purified from E. coli strain JM109 transformed with pPL according to the method described above. As a result, the target protein was obtained with a yield of about 100 mg / 2 L culture. As a result of amino terminal sequence and mass number analysis of the obtained protein, the amino terminus was alanine, and the mass number measured using a mass analyzer of the obtained purified protein was 8,782 daltons. When a recombinant protein having a sequence of methionine-alanine as an amino-terminal sequence was expressed in E. coli, it was confirmed that the amino-terminal methionine residue corresponding to the usual start codon was processed. .
About the obtained protein, the binding activity with human IgG was investigated using Biacore.
The results are shown in Table 3. In this table, for reference, the values of protein A mutant protein are shown for comparison.
表3に示されるように、強いヒトIgG結合活性を示した。 As shown in Table 3, strong human IgG binding activity was shown.
得られたタンパク質を、アミノセルロファイン(生化学工業より購入)を1級アミン担体として用いて固定化した。得られた固定化担体が示すヒトIgG結合容量の測定は、実施例4に示している。 The obtained protein was immobilized using aminocellulose (purchased from Seikagaku Corporation) as a primary amine carrier. The measurement of human IgG binding capacity exhibited by the obtained immobilized carrier is shown in Example 4.
〔実施例4〕
上記実施例で得られた、配列番号1、2及び3で示されるアミノ酸配列のタンパク質(それぞれ、約6mg)を用いて、シアノシステインを介した結合反応により、1mlのアミノセルロファインに固定化した。この反応により、各々配列番号4、5及び6で示される配列がカルボキシ末端でアミノセルロファイン上の1級アミノ基とアミド結合で配向制御固定化された固定化担体が作製された。作製した固定化担体(10μl)を用いて、ヒトIgGに対する結合容量を測定したところ、表4に示す結果が得られた。このように、配向制御固定化してもヒトIgGに対する結合能を示すことが確かめられた。
Example 4
Using the proteins of the amino acid sequences shown in SEQ ID NOs: 1, 2 and 3 (each about 6 mg) obtained in the above examples, they were immobilized on 1 ml of aminocellulose by a coupling reaction via cyanocysteine. . By this reaction, an immobilization support in which the sequences shown in SEQ ID NOs: 4, 5, and 6 were respectively orientation-controlled and immobilized by amide bonds and primary amino groups on aminocellulose at the carboxy terminus was prepared. When the binding capacity to human IgG was measured using the prepared immobilized carrier (10 μl), the results shown in Table 4 were obtained. Thus, it was confirmed that even when the orientation control was immobilized, the binding ability to human IgG was exhibited.
〔実施例5〕スタフィロコッカス由来のプロテインAのドメインA由来の配列を基にしたシステイン及びリジン残基を含まない配列を繰り返し有するタンパク質の作製及びそのIgG 結合活性の測定
繰り返し配列を導入するために、プロテインAのドメインA由来の配列を基にしたシステイン及びリジン残基を含まない配列部分をコードする遺伝子を重複させ、新たに制限酵素切断配列としてCfr9I切断配列(CCCGGG)を一箇所含み、全体をBamHIとEcoRI切断によりベクターに挿入できる以下に示すDNA配列(配列番号27)を設計合成した。
GGATCCTTGACAATATCTTAACTATCTGTTATAATATATTGACCAGGTTAACTAACTAAGCAGCAAAAGGAGGAACGACTATGTCGGGCGGTGGTGGTGCTGATAACAATTTCAACCGTGAACAACAAAATGCTTTCTATGAAATCTTGAATATGCCTAACTTAAACGAAGAACAACGCAATGGTTTCATCCAAAGCTTACGTGATGACCCAAGCCAAAGTGCTAACCTATTGTCAGAAGCTCGTCGTTTAAATGAATCTCAAGCCCCGGGTGCTGATAACAATTTCAACCGTGAACAACAAAATGCTTTCTATGAAATCTTGAATATGCCTAACTTAAACGAAGAACAACGCAATGGTTTCATCCAAAGCTTACGTGATGACCCAAGCCAAAGTGCTAACCTATTGTCAGAAGCTCGTCGTTTAAATGAATCTCAAGCACCGGGTGGTGGCGGTGGCTGCGCTGATGACGATGACGATGACCATCATCACCACCATCATTAAGAATTC (配列番号27)
[Example 5] Production of a protein having a sequence that does not contain cysteine and lysine residues based on a sequence derived from domain A of protein A derived from Staphylococcus and measurement of its IgG binding activity To introduce a repeated sequence In addition, a gene encoding a sequence part that does not contain cysteine and lysine residues based on the sequence derived from domain A of protein A is duplicated, and newly includes a Cfr9I cleavage sequence (CCCGGG) as a restriction enzyme cleavage sequence, The DNA sequence shown below (SEQ ID NO: 27) that can be inserted into a vector by cutting with BamHI and EcoRI was designed and synthesized.
GGATCCTTGACAATATCTTAACTATCTGTTATAATATATTGACCAGGTTAACTAACTAAGCAGCAAAAGGAGGAACGACTATGTCGGGCGGTGGTGGTGCTGATAACAATTTCAACCGTGAACAACAAAATGCTTTCTATGAAATCTTGAATATGCCTAACTTAAACGAAGAACAACGCAATGGTTTCATCCAAAGCTTACGTGATGACCCAAGCCAAAGTGCTAACCTATTGTCAGAAGCTCGTCGTTTAAATGAATCTCAAGCCCCGGGTGCTGATAACAATTTCAACCGTGAACAACAAAATGCTTTCTATGAAATCTTGAATATGCCTAACTTAAACGAAGAACAACGCAATGGTTTCATCCAAAGCTTACGTGATGACCCAAGCCAAAGTGCTAACCTATTGTCAGAAGCTCGTCGTTTAAATGAATCTCAAGCACCGGGTGGTGGCGGTGGCTGCGCTGATGACGATGACGATGACCATCATCACCACCATCATTAAGAATTC (SEQ ID NO: 27)
pAADは、配列番号27に示す配列がpUC18vectorのBamHI-EcoRI siteへ挿入されたものである。pAADを大腸菌で発現させることにより、配列番号24に示す配列が2回繰り返した配列を有する一般式R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列において、R1部分の配列がP-Qで表わされ、
P = Ser-Gly-Gly-Gly-Gly(配列番号23)
Q =(Ala-Asp-Asn-Asn-Phe-Asn-Arg-Glu-Gln-Gln-
Asn-Ala-Phe-Tyr-Glu-Ile-Leu-Asn-Met-Pro-
Asn-Leu-Asn-Glu-Glu-Gln-Arg-Asn-Gly-Phe-
Ile-Gln-Ser-Leu-Arg-Asp-Asp-Pro-Ser-Gln-
Ser-Ala-Asn-Leu-Leu-Ser-Glu-Ala-Arg-Arg-
Leu-Asn-Glu-Ser-Gln-Ala-Pro-Gly)n (nは、2から5までの任意の整数、かっこ内の配列は配列番号24)
R2 = Gly-Gly-Gly-Gly(配列番号16)
R3 = Cys-Ala
R4 = Asp-Asp-Asp-Asp-Asp-Asp(配列番号21)
R5 = His-His-His-His-His-His(配列番号22)
であって、n=2であらわされるタンパク質が発現された。次いで、上記の方法に従って、タンパク質を分離精製した。得られたタンパク質のアミノ末端配列及び質量数分析を行った結果、アミノ末端がセリンであり、また得られた精製タンパク質の質量分析器を用いて測定した質量数が15,545ダルトンであることから、アミノ末端配列として、メチオニン-セリンなる配列を有する配列の組換えタンパク質を大腸菌で発現した場合に、通常見られる開始コドンに対応するアミノ末端のメチオニン残基のプロセッシングを受けていることが確かめられた。
pAAD is obtained by inserting the sequence shown in SEQ ID NO: 27 into the BamHI-EcoRI site of pUC18vector. By expressing pAAD in E. coli, in the amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5 having the sequence of SEQ ID NO: 24 repeated twice, the sequence of the R1 portion is represented by PQ. I was
P = Ser-Gly-Gly-Gly-Gly (SEQ ID NO: 23)
Q = (Ala-Asp-Asn-Asn-Phe-Asn-Arg-Glu-Gln-Gln-
Asn-Ala-Phe-Tyr-Glu-Ile-Leu-Asn-Met-Pro-
Asn-Leu-Asn-Glu-Glu-Gln-Arg-Asn-Gly-Phe-
Ile-Gln-Ser-Leu-Arg-Asp-Asp-Pro-Ser-Gln-
Ser-Ala-Asn-Leu-Leu-Ser-Glu-Ala-Arg-Arg-
Leu-Asn-Glu-Ser-Gln-Ala-Pro-Gly) n (n is an arbitrary integer from 2 to 5, and the sequence in parentheses is SEQ ID NO: 24)
R2 = Gly-Gly-Gly-Gly (SEQ ID NO: 16)
R3 = Cys-Ala
R4 = Asp-Asp-Asp-Asp-Asp-Asp (SEQ ID NO: 21)
R5 = His-His-His-His-His-His (SEQ ID NO: 22)
Thus, a protein represented by n = 2 was expressed. Subsequently, the protein was separated and purified according to the above-described method. As a result of performing amino terminal sequence and mass number analysis of the obtained protein, the amino terminal is serine, and the mass number measured using a mass analyzer of the purified protein is 15,545 daltons. When a recombinant protein having a sequence of methionine-serine as a terminal sequence was expressed in E. coli, it was confirmed that the amino-terminal methionine residue corresponding to the initiation codon usually found was processed.
更に、nが3以上である繰り返し配列を導入するために、両端にCfr9I切断配列(CCCGGG)を有する以下のDNA配列を合成した(配列番号28)
CCCGGGTGCTGATAACAATTTCAACCGTGAACAACAAAATGCTTTCTATGAAATCTTGAATATGCCTAACTTAAACGAAGAACAACGCAATGGTTTCATCCAAAGCTTACGTGATGACCCAAGCCAAAGTGCTAACCTATTGTCAGAAGCTCGTCGTTTAAATGAATCTCAAGCCCCGGG (配列番号28)
Furthermore, in order to introduce a repetitive sequence in which n is 3 or more, the following DNA sequence having a Cfr9I cleavage sequence (CCCGGG) at both ends was synthesized (SEQ ID NO: 28).
CCCGGGTGCTGATAACAATTTCAACCGTGAACAACAAAATGCTTTCTATGAAATCTTGAATATGCCTAACTTAAACGAAGAACAACGCAATGGTTTCATCCAAAGCTTACGTGATGACCCAAGCCAAAGTGCTAACCTATTGTCAGAAGCTCGTCGTTTAAATGAATCTCAAGCCCCGGG (SEQ ID NO: 28)
これを、Cfr9Iで切断した後、Cfr9Iで切断したpAADと混ぜ合わせ、T4DNAリガーゼで結合することにより、Cfr9Iで切断した配列番号28のDNA配列が、1個または複数個結合した組換えプラスミドを作製し、これを、BamHIとEcoRIで切断し、アガロース電気泳動で分離することにより、約0.68キロ塩基対、約0.86キロ塩基対、約1.05キロ塩基対及びそれ以上の大きさのいくつか大きさのDNA断片を得ることができた、その各々のDNA断片を、ゲルから分離し、これをpUC18ベクターのBamHI-EcoRI部位に導入し、組換えプラスミドを分離した。約0.68キロ塩基対、約0.86キロ塩基対、及び約1.05キロ塩基対のDNA断片を導入したプラスミド(各々、pAA3T,pAA4Q,pAA5Pと称した)は、配列番号28に相当する部分が、それぞれ、1個、2個、及び3個結合されており、その結果、上記Qの配列において、n=3、4及び5に相当するアミノ酸配列をコードすることが明らかとなった。また、組換えプラスミドpAA3T,pAA4Q,pAA5Pを形質転換した大腸菌JM109株は、それぞれ、約22キロダルトン、約29キロダルトン、約36キロダルトンのタンパク質を大量に発現蓄積していることが示された。 This is cleaved with Cfr9I, mixed with pAAD cleaved with Cfr9I, and ligated with T4 DNA ligase to prepare a recombinant plasmid in which one or more DNA sequences of SEQ ID NO: 28 cleaved with Cfr9I are linked. This was cut with BamHI and EcoRI and separated by agarose electrophoresis to obtain several sizes of about 0.68 kilobase pairs, about 0.86 kilobase pairs, about 1.05 kilobase pairs and larger. Each DNA fragment from which the DNA fragment could be obtained was separated from the gel and introduced into the BamHI-EcoRI site of the pUC18 vector to separate the recombinant plasmid. Plasmids introduced with DNA fragments of about 0.68 kilobase pair, about 0.86 kilobase pair, and about 1.05 kilobase pair (referred to as pAA3T, pAA4Q, and pAA5P, respectively) have portions corresponding to SEQ ID NO: 28, As a result, it was revealed that the amino acid sequence corresponding to n = 3, 4 and 5 was encoded in the Q sequence. E. coli JM109 strains transformed with recombinant plasmids pAA3T, pAA4Q, and pAA5P were shown to express and accumulate large amounts of proteins of about 22 kilodaltons, about 29 kilodaltons, and about 36 kilodaltons, respectively. .
pAA3TのBamHI-EcoRI部位の部分の塩基配列を調べたところ、以下のDNA配列であることが明らかとなった。
GGATCCTTGACAATATCTTAACTATCTGTTATAATATATTGACCAGGTTAACTAACTAAGCAGCAAAAGGAGGAACGACT
ATGTCGGGCGGTGGTGGTGCTGATAACAATTTCAACCGTGAACAACAAAATGCTTTCTATGAAATCTTGAATATGCCTAACTTAAACGAAGAACAACGCAATGGTTTCATCCAAAGCTTACGTGATGACCCAAGCCAAAGTGCTAACCTATTGTCAGAAGCTCGTCGTTTAAATGAATCTCAAGCCCCGGGTGCTGATAACAATTTCAACCGTGAACAACAAAATGCTTTCTATGAAATCTTGAATATGCCTAACTTAAACGAAGAACAACGCAATGGTTTCATCCAAAGCTTACGTGATGACCCAAGCCAAAGTGCTAACCTATTGTCAGAAGCTCGTCGTTTAAATGAATCTCAAGCCCCGGGTGCTGATAACAATTTCAACCGTGAACAACAAAATGCTTTCTATGAAATCTTGAATATGCCTAACTTAAACGAAGAACAACGCAATGGTTTCATCCAAAGCTTACGTGATGACCCAAGCCAAAGTGCTAACCTATTGTCAGAAGCTCGTCGTTTAAATGAATCTCAAGCACCGGGTGGTGGCGGTGGCTGCGCTGATGACGATGACGATGACCATCATCACCACCATCATTAAGAATTC(配列番号29)
When the base sequence of the BamHI-EcoRI site of pAA3T was examined, the following DNA sequence was revealed.
GGATCCTTGACAATATCTTAACTATCTGTTATAATATATTGACCAGGTTAACTAACTAAGCAGCAAAAGGAGGAACGACT
(SEQ ID NO: 29)
pAA3Tを形質転換した大腸菌JM109株を用いて、上記の方法に従って、タンパク質を分離精製した。得られたタンパク質のアミノ末端配列及び質量数分析を行った結果、アミノ末端がセリンであり、また得られた精製タンパク質の質量分析器を用いて測定した質量数が22,193ダルトンであることから、アミノ末端配列として、メチオニン-セリンなる配列を有する配列の組換えタンパク質を大腸菌で発現した場合に、通常見られる開始コドンに対応するアミノ末端のメチオニン残基のプロセッシングを受けていることが確かめられた。 Using E. coli strain JM109 transformed with pAA3T, the protein was separated and purified according to the method described above. As a result of performing amino terminal sequence and mass number analysis of the obtained protein, the amino terminal is serine, and the mass number measured using the mass analyzer of the obtained purified protein is 22,193 daltons. When a recombinant protein having a sequence of methionine-serine as a terminal sequence was expressed in E. coli, it was confirmed that the amino-terminal methionine residue corresponding to the initiation codon usually found was processed.
得られたタンパク質について、ビアコアを用いて、ヒトIgGとの結合活性を調べた。 About the obtained protein, the binding activity with human IgG was investigated using Biacore.
結果を、表5に示す。この表には、参考のために、n=1で示される変異体タンパク質の値を比較のために示している。繰り返し配列を取ることにより、IgGとの結合力Kdの値がより小さくなり、結合力が増すことが明らかになった(表5)。 The results are shown in Table 5. In this table, for reference, the value of the mutant protein represented by n = 1 is shown for comparison. It was clarified that by taking a repeated sequence, the value of the binding strength Kd with IgG was decreased and the binding strength was increased (Table 5).
〔実施例6〕ストレプトコッカス由来のプロテインGのG1ドメイン由来の配列を基にしたシステイン及びリジン残基を含まない配列を繰り返し有するタンパク質の作製及びそのIgG 結合活性の測定
繰り返し配列を導入するために、プロテインGのG1ドメイン由来の配列を基にしたシステイン及びリジン残基を含まない配列部分をコードする遺伝子を重複させ、新たに制限酵素切断配列としてCfr9I切断配列(CCCGGG)を一箇所含み、全体をBamHIとEcoRI切断によりベクターに挿入できる以下に示すDNA配列(配列番号30)を設計合成した。
GGATCCTTGACAATATCTTAACTATCTGTTATAATATATTGACCAGGTTAACTAACTAAGCAGCAAAAGGAGGAACGACTATGGCTTACCGTTTAATCCTTAATGGTCGTACATTGCGTGGCGAAACAACTACTGAAGCTGTTGATGCTGCTACTGCAGAACGTGTCTTCCGTCAATACGCTAACGACAACGGTGTTGACGGTGAATGGACTTACGACGATGCGACTCGTACCTTTACGGTAACTGAACGTCCTGAGGTTATTGATGCTTCGGAGCTGACTCCTGCTGTTACTCCCGGGGCTTACCGTTTAATCCTTAATGGTCGTACATTGCGTGGCGAAACAACTACTGAAGCTGTTGATGCTGCTACTGCAGAACGTGTCTTCCGTCAATACGCTAACGACAACGGTGTTGACGGTGAATGGACTTACGACGATGCGACTCGTACCTTTACGGTAACTGAACGTCCTGAGGTTATTGATGCTTCGGAGCTGACTCCTGCTGTTACTGGTGGCGGTGGCTGCGCTGATGACGATGACGATGACCATCATCACCACCATCATTAAGAATTC (配列番号30)
[Example 6] Preparation of a protein having a sequence not containing cysteine and lysine residues based on the sequence derived from the G1 domain of protein G derived from Streptococcus and measurement of its IgG binding activity To introduce a repeated sequence, Based on the sequence derived from the G1 domain of protein G, the gene that encodes the sequence part that does not contain cysteine and lysine residues is duplicated, and a new Cfr9I cleavage sequence (CCCGGG) is included as a restriction enzyme cleavage sequence. A DNA sequence (SEQ ID NO: 30) shown below that can be inserted into a vector by cutting BamHI and EcoRI was designed and synthesized.
GGATCCTTGACAATATCTTAACTATCTGTTATAATATATTGACCAGGTTAACTAACTAAGCAGCAAAAGGAGGAACGACTATGGCTTACCGTTTAATCCTTAATGGTCGTACATTGCGTGGCGAAACAACTACTGAAGCTGTTGATGCTGCTACTGCAGAACGTGTCTTCCGTCAATACGCTAACGACAACGGTGTTGACGGTGAATGGACTTACGACGATGCGACTCGTACCTTTACGGTAACTGAACGTCCTGAGGTTATTGATGCTTCGGAGCTGACTCCTGCTGTTACTCCCGGGGCTTACCGTTTAATCCTTAATGGTCGTACATTGCGTGGCGAAACAACTACTGAAGCTGTTGATGCTGCTACTGCAGAACGTGTCTTCCGTCAATACGCTAACGACAACGGTGTTGACGGTGAATGGACTTACGACGATGCGACTCGTACCTTTACGGTAACTGAACGTCCTGAGGTTATTGATGCTTCGGAGCTGACTCCTGCTGTTACTGGTGGCGGTGGCTGCGCTGATGACGATGACGATGACCATCATCACCACCATCATTAAGAATTC (SEQ ID NO: 30)
pGGDは、配列番号30に示す配列がpUC18vectorのBamHI-EcoRI siteへ挿入されたものである。pGGDを大腸菌で発現させることにより、配列番号25に示す配列が2回繰り返した配列を有する一般式R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列において、R1部分の配列がP-Qで表わされ、
P = 存在しない
Q =(Ala-Tyr-Arg-Leu-Ile-Leu-Asn-Gly-Arg-Thr-
Leu-Arg-Gly-Glu-Thr-Thr-Thr-Glu-Ala-Val-
Asp-Ala-Ala-Thr-Ala-Glu-Arg-Val-Phe-Arg-
Gln-Tyr-Ala-Asn-Asp-Asn-Gly-Val-Asp-Gly-
Glu-Trp-Thr-Tyr-Asp-Asp-Ala-Thr-Arg-Thr-
Phe-Thr-Val-Thr-Glu-Arg-Pro-Glu-Val-Ile-
Asp-Ala-Ser-Glu-Leu-Thr-Pro-Ala-Val-Thr-Pro-Gly)n (nは、2から5までの任意の整数、かっこ内の配列は配列番号25)
R2 = Gly-Gly-Gly-Gly(配列番号16)
R3 = Cys-Ala
R4 = Asp-Asp-Asp-Asp-Asp-Asp(配列番号21)
R5 = His-His-His-His-His-His(配列番号22)
であって、n=2であらわされるタンパク質が発現された。次いで、上記の方法に従って、タンパク質を分離精製した。得られたタンパク質のアミノ末端配列及び質量数分析を行った結果、アミノ末端がアラニンであり、また得られた精製タンパク質の質量分析器を用いて測定した質量数が17,616ダルトンであることから、アミノ末端配列として、メチオニン-アラニンなる配列を有する配列の組換えタンパク質を大腸菌で発現した場合に、通常見られる開始コドンに対応するアミノ末端のメチオニン残基のプロセッシングを受けていることが確かめられた。
pGGD is obtained by inserting the sequence shown in SEQ ID NO: 30 into the BamHI-EcoRI site of pUC18vector. By expressing pGGD in Escherichia coli, in the amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5 having the sequence represented by SEQ ID NO: 25 repeated twice, the sequence of the R1 portion is represented by PQ. I was
P = does not exist
Q = (Ala-Tyr-Arg-Leu-Ile-Leu-Asn-Gly-Arg-Thr-
Leu-Arg-Gly-Glu-Thr-Thr-Thr-Glu-Ala-Val-
Asp-Ala-Ala-Thr-Ala-Glu-Arg-Val-Phe-Arg-
Gln-Tyr-Ala-Asn-Asp-Asn-Gly-Val-Asp-Gly-
Glu-Trp-Thr-Tyr-Asp-Asp-Ala-Thr-Arg-Thr-
Phe-Thr-Val-Thr-Glu-Arg-Pro-Glu-Val-Ile-
Asp-Ala-Ser-Glu-Leu-Thr-Pro-Ala-Val-Thr-Pro-Gly) n (n is an arbitrary integer from 2 to 5, and the sequence in parentheses is SEQ ID NO: 25)
R2 = Gly-Gly-Gly-Gly (SEQ ID NO: 16)
R3 = Cys-Ala
R4 = Asp-Asp-Asp-Asp-Asp-Asp (SEQ ID NO: 21)
R5 = His-His-His-His-His-His (SEQ ID NO: 22)
Thus, a protein represented by n = 2 was expressed. Subsequently, the protein was separated and purified according to the above-described method. As a result of amino terminal sequence and mass number analysis of the obtained protein, the amino terminus is alanine, and the mass number measured using a mass analyzer of the obtained purified protein is 17,616 dalton. When a recombinant protein having a sequence of methionine-alanine as a terminal sequence was expressed in Escherichia coli, it was confirmed that the amino terminal methionine residue corresponding to the initiation codon usually found was processed.
更に、nが3以上の繰り返し配列を導入するために、両端にCfr9I切断配列(CCCGGG)を有する以下のDNA配列を合成した(配列番号31)
CCCGGGGCTTACCGTTTAATCCTTAATGGTCGTACATTGCGTGGCGAAACAACTACTGAAGCTGTTGATGCTGCTACTGCAGAACGTGTCTTCCGTCAATACGCTAACGACAACGGTGTTGACGGTGAATGGACTTACGACGATGCGACTCGTACCTTTACGGTAACTGAACGTCCTGAGGTTATTGATGCTTCGGAGCTGACTCCTGCTGTTACTCCCGGG (配列番号31)
Furthermore, in order to introduce a repetitive sequence in which n is 3 or more, the following DNA sequence having a Cfr9I cleavage sequence (CCCGGG) at both ends was synthesized (SEQ ID NO: 31).
CCCGGGGCTTACCGTTTAATCCTTAATGGTCGTACATTGCGTGGCGAAACAACTACTGAAGCTGTTGATGCTGCTACTGCAGAACGTGTCTTCCGTCAATACGCTAACGACAACGGTGTTGACGGTGAATGGACTTACGACGATGCGACTCGTACCTTTACGGTAACTGAACGTCCTGAGGTTATTGACCCTTGCGCTGACT
これを、Cfr9Iで切断した後、Cfr9Iで切断したpAADと混ぜ合わせ、T4DNAリガーゼで結合することにより、Cfr9Iで切断した配列番号28のDNA配列が、1個または複数個結合した組換えプラスミドを作製し、これを、BamHIとEcoRIで切断し、アガロース電気泳動で分離することにより、約0.79キロ塩基対、約1.0キロ塩基対、約1.2キロ塩基対及びそれ以上の大きさのいくつか大きさのDNA断片を得ることができた、その各々のDNA断片を、ゲルから分離し、これをpUC18ベクターのBamHI-EcoRI部位に導入し、組換えプラスミドを分離した。約0.79キロ塩基対、約1.0キロ塩基対、及び約1.2キロ塩基対のDNA断片を導入したプラスミド(各々、pGG3T,pGG4Q,pGG5Pと称した)は、配列番号31に相当する部分が、それぞれ、1個、2個及び3個結合されており、その結果、上記Qの配列において、n=3、4及び5に相当するアミノ酸配列をコードすることが明らかとなった。また、組換えプラスミドpGG3T,pGG4Q,pGG5Pを形質転換した大腸菌JM109株は、それぞれ、約25キロダルトン、約33キロダルトン、約41キロダルトンのタンパク質を大量に発現蓄積していることが示された。 This is cleaved with Cfr9I, mixed with pAAD cleaved with Cfr9I, and ligated with T4 DNA ligase to produce a recombinant plasmid in which one or more DNA sequences of SEQ ID NO: 28 cleaved with Cfr9I are linked. This was cut with BamHI and EcoRI, and separated by agarose electrophoresis to obtain several sizes of about 0.79 kilobase pairs, about 1.0 kilobase pairs, about 1.2 kilobase pairs and larger. Each DNA fragment from which the DNA fragment could be obtained was separated from the gel and introduced into the BamHI-EcoRI site of the pUC18 vector to separate the recombinant plasmid. Plasmids introduced with DNA fragments of about 0.79 kilobase pairs, about 1.0 kilobase pairs, and about 1.2 kilobase pairs (referred to as pGG3T, pGG4Q, and pGG5P, respectively) have portions corresponding to SEQ ID NO: 31, As a result, it was revealed that the amino acid sequence corresponding to n = 3, 4 and 5 was encoded in the Q sequence. E. coli JM109 strains transformed with recombinant plasmids pGG3T, pGG4Q, and pGG5P were shown to express and accumulate large amounts of proteins of about 25 kilodalton, about 33 kilodalton, and about 41 kilodalton, respectively. .
pGG3TのBamHI-EcoRI部位の部分の塩基配列を調べたところ、以下のDNA配列であることが明らかとなった。
GGATCCTTGACAATATCTTAACTATCTGTTATAATATATTGACCAGGTTAACTAACTAAGCAGCAAAAGGAGGAACGACT
ATGGCTTACCGTTTAATCCTTAATGGTCGTACATTGCGTGGCGAAACAACTACTGAAGCTGTTGATGCTGCTACTGCAGAACGTGTCTTCCGTCAATACGCTAACGACAACGGTGTTGACGGTGAATGGACTTACGACGATGCGACTCGTACCTTTACGGTAACTGAACGTCCTGAGGTTATTGATGCTTCGGAGCTGACTCCTGCTGTTACTCCCGGGGCTTACCGTTTAATCCTTAATGGTCGTACATTGCGTGGCGAAACAACTACTGAAGCTGTTGATGCTGCTACTGCAGAACGTGTCTTCCGTCAATACGCTAACGACAACGGTGTTGACGGTGAATGGACTTACGACGATGCGACTCGTACCTTTACGGTAACTGAACGTCCTGAGGTTATTGATGCTTCGGAGCTGACTCCTGCTGTTACTCCCGGGGCTTACCGTTTAATCCTTAATGGTCGTACATTGCGTGGCGAAACAACTACTGAAGCTGTTGATGCTGCTACTGCAGAACGTGTCTTCCGTCAATACGCTAACGACAACGGTGTTGACGGTGAATGGACTTACGACGATGCGACTCGTACCTTTACGGTAACTGAACGTCCTGAGGTTATTGATGCTTCGGAGCTGACTCCTGCTGTTACTGGTGGCGGTGGCTGCGCTGATGACGATGACGATGACCATCATCACCACCATCATTAAGAATTC(配列番号32)
Examination of the base sequence of the BamHI-EcoRI site of pGG3T revealed the following DNA sequence.
GGATCCTTGACAATATCTTAACTATCTGTTATAATATATTGACCAGGTTAACTAACTAAGCAGCAAAAGGAGGAACGACT
(SEQ ID NO: 32)
pGG3Tを形質転換した大腸菌JM109株を用いて、上記の方法に従って、タンパク質を分離精製した。得られたタンパク質のアミノ末端配列及び質量数分析を行った結果、アミノ末端がアラニンであり、また得られた精製タンパク質の質量分析器を用いて測定した質量数が25,534ダルトンであることから、アミノ末端配列として、メチオニン-アラニンなる配列を有する配列の組換えタンパク質を大腸菌で発現した場合に、通常見られる開始コドンに対応するアミノ末端のメチオニン残基のプロセッシングを受けていることが確かめられた。 Using E. coli strain JM109 transformed with pGG3T, the protein was separated and purified according to the method described above. As a result of performing amino terminal sequence and mass number analysis of the obtained protein, the amino terminal is alanine, and the mass number measured using a mass analyzer of the obtained purified protein is 25,534 daltons. When a recombinant protein having a sequence of methionine-alanine as a terminal sequence was expressed in Escherichia coli, it was confirmed that the amino terminal methionine residue corresponding to the initiation codon usually found was processed.
得られたタンパク質について、ビアコアを用いて、ヒトIgGとの結合活性を調べた。 About the obtained protein, the binding activity with human IgG was investigated using Biacore.
結果を、表6に示す。この表には、参考のために、n=1で示される変異体タンパク質の値を比較のために示している。繰り返し配列を取ることにより、IgGとの結合力Kdの値がより小さくなり、結合力が増すことが明らかになった(表6)。 The results are shown in Table 6. In this table, for reference, the value of the mutant protein represented by n = 1 is shown for comparison. It was clarified that by taking the repeated sequence, the value of the binding force Kd with IgG became smaller and the binding force increased (Table 6).
〔実施例7〕Peptostreptococcus由来のプロテインLのB1ドメイン由来の配列を基にしたシステイン及びリジン残基を含まない配列を繰り返し有するタンパク質の作製及びそのIgG結合活性の測定
繰り返し配列を導入するために、プロテインLのドメインB1由来の配列を基にしたシステイン及びリジン残基を含まない配列部分をコードする遺伝子を重複させ、新たに制限酵素切断配列としてCfr9I切断配列(CCCGGG)を一箇所含み、全体をBamHIとEcoRI切断によりベクターに挿入できる以下に示すDNA配列(配列番号33)を設計合成した。
GGATCCTTGACAATATCTTAACTATCTGTTATAATATATTGACCAGGTTAACTAACTAAGCAGCAAAAGGAGGAACGACTATGGCTACTATTCGTGCTAATCTGATTTATGCTGATGGTCGTACTCAGACTGCTGAGTTTCGTGGTACTTTTGAGGAGGCTACTGCTGAGGCTTATCGTTATGCTGATCTGCTGCCTCGTGAGAATGGTCGTTATACTGTTGATGTTGCTGATCGTGGTTATACTCTGAATATTCGTTTTGCTCCCGGGGCTACTATTCGTGCTAATCTGATTTATGCTGATGGTCGTACTCAGACTGCTGAGTTTCGTGGTACTTTTGAGGAGGCTACTGCTGAGGCTTATCGTTATGCTGATCTGCTGCCTCGTGAGAATGGTCGTTATACTGTTGATGTTGCTGATCGTGGTTATACTCTGAATATTCGTTTTGCTGGTGGTGGCGGTGGCTGCGCTGATGACGATGACGATGACCATCATCACCACCATCATTAAGAATTC (配列番号33)
[Example 7] Production of a protein having a sequence containing no cysteine and lysine residues based on the sequence derived from the B1 domain of protein L derived from Peptostreptococcus and measurement of its IgG binding activity To introduce a repeated sequence, Based on the sequence derived from the domain B1 of protein L, the gene that encodes the sequence part that does not contain cysteine and lysine residues is duplicated, and a new Cfr9I cleavage sequence (CCCGGG) is included as a restriction enzyme cleavage sequence. A DNA sequence (SEQ ID NO: 33) shown below that can be inserted into a vector by cutting with BamHI and EcoRI was designed and synthesized.
GGATCCTTGACAATATCTTAACTATCTGTTATAATATATTGACCAGGTTAACTAACTAAGCAGCAAAAGGAGGAACGACTATGGCTACTATTCGTGCTAATCTGATTTATGCTGATGGTCGTACTCAGACTGCTGAGTTTCGTGGTACTTTTGAGGAGGCTACTGCTGAGGCTTATCGTTATGCTGATCTGCTGCCTCGTGAGAATGGTCGTTATACTGTTGATGTTGCTGATCGTGGTTATACTCTGAATATTCGTTTTGCTCCCGGGGCTACTATTCGTGCTAATCTGATTTATGCTGATGGTCGTACTCAGACTGCTGAGTTTCGTGGTACTTTTGAGGAGGCTACTGCTGAGGCTTATCGTTATGCTGATCTGCTGCCTCGTGAGAATGGTCGTTATACTGTTGATGTTGCTGATCGTGGTTATACTCTGAATATTCGTTTTGCTGGTGGTGGCGGTGGCTGCGCTGATGACGATGACGATGACCATCATCACCACCATCATTAAGAATTC (SEQ ID NO: 33)
pLLDは、配列番号33に示す配列がpUC18vectorのBamHI-EcoRI siteへ挿入されたものである。pLLDを大腸菌で発現させることにより、配列番号26に示す配列が2回繰り返した配列を有する一般式R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列において、R1部分の配列がP-Qで表わされ、
P = 存在しない
Q =(Ala-Thr-Ile-Arg-Ala-Asn-Leu-Ile-Tyr-Ala
Asp-Gly-Arg-Thr-Gln-Thr-Ala-Glu-Phe-Arg
Gly-Thr-Phe-Glu-Glu-Ala-Thr-Ala-Glu-Ala
Tyr-Arg-Tyr-Ala-Asp-Leu-Leu-Ala-Arg-Glu
Asn-Gly-Arg-Tyr-Thr-Val-Asp-Val-Ala-Asp
Arg-Gly-Tyr-Thr-Leu-Asn-Ile-Arg-Phe-Ala
Pro-Gly-)n (nは、2から5までの任意の整数、かっこ内の配列は配列番号26)
R2 = Gly-Gly-Gly-Gly(配列番号16)
R3 = Cys-Ala
R4 = Asp-Asp-Asp-Asp-Asp-Asp(配列番号21)
R5 = His-His-His-His-His-His(配列番号22)
であって、n=2であらわされるタンパク質が発現された。次いで、上記の方法に従って、タンパク質を分離精製した。得られたタンパク質のアミノ末端配列及び質量数分析を行った結果、アミノ末端がアラニンであり、また得られた精製タンパク質の質量分析器を用いて測定した質量数が15,779ダルトンであることから、アミノ末端配列として、メチオニン-アラニンなる配列を有する配列の組換えタンパク質を大腸菌で発現した場合に、通常見られる開始コドンに対応するアミノ末端のメチオニン残基のプロセッシングを受けていることが確かめられた。
pLLD is obtained by inserting the sequence shown in SEQ ID NO: 33 into the BamHI-EcoRI site of pUC18vector. By expressing pLLD in E. coli, in the amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5 having the sequence of SEQ ID NO: 26 repeated twice, the sequence of the R1 portion is represented by PQ. I was
P = does not exist
Q = (Ala-Thr-Ile-Arg-Ala-Asn-Leu-Ile-Tyr-Ala
Asp-Gly-Arg-Thr-Gln-Thr-Ala-Glu-Phe-Arg
Gly-Thr-Phe-Glu-Glu-Ala-Thr-Ala-Glu-Ala
Tyr-Arg-Tyr-Ala-Asp-Leu-Leu-Ala-Arg-Glu
Asn-Gly-Arg-Tyr-Thr-Val-Asp-Val-Ala-Asp
Arg-Gly-Tyr-Thr-Leu-Asn-Ile-Arg-Phe-Ala
Pro-Gly-) n (n is an arbitrary integer from 2 to 5, and the sequence in parentheses is SEQ ID NO: 26)
R2 = Gly-Gly-Gly-Gly (SEQ ID NO: 16)
R3 = Cys-Ala
R4 = Asp-Asp-Asp-Asp-Asp-Asp (SEQ ID NO: 21)
R5 = His-His-His-His-His-His (SEQ ID NO: 22)
Thus, a protein represented by n = 2 was expressed. Subsequently, the protein was separated and purified according to the above-described method. As a result of conducting amino terminal sequence and mass number analysis of the obtained protein, the amino terminal is alanine, and the mass number measured using a mass analyzer of the obtained purified protein is 15,779 daltons. When a recombinant protein having a sequence of methionine-alanine as a terminal sequence was expressed in Escherichia coli, it was confirmed that the amino terminal methionine residue corresponding to the initiation codon usually found was processed.
更に、nが3以上の繰り返し配列を導入するために、両端にCfr9I切断配列(CCCGGG)を有する以下のDNA配列を合成した(配列番号34)
CCCGGGGCTACTATTCGTGCTAATCTGATTTATGCTGATGGTCGTACTCAGACTGCTGAGTTTCGTGGTACTTTTGAGGAGGCTACTGCTGAGGCTTATCGTTATGCTGATCTGCTGCCTCGTGAGAATGGTCGTTATACTGTTGATGTTGCTGATCGTGGTTATACTCTGAATATTCGTTTTGCTCCCGGGG (配列番号34)
Furthermore, in order to introduce a repetitive sequence in which n is 3 or more, the following DNA sequence having a Cfr9I cleavage sequence (CCCGGG) at both ends was synthesized (SEQ ID NO: 34).
CCCGGGGCTACTATTCGTGCTAATCTGATTTATGCTGATGGTCGTACTCAGACTGCTGAGTTTCGTGGTACTTTTGAGGAGGCTACTGCTGAGGCTTATCGTTATGCTGATCTGCTGCCTCGTGAGAATGGTCGTTATACTGTTGATGTTGCTGATCGTGGTTATACTCTGAATAGTCGTTTTGCTCCCGGGG (SEQ ID NO: 34
これを、Cfr9Iで切断した後、Cfr9Iで切断したpAADと混ぜ合わせ、T4DNAリガーゼで結合することにより、Cfr9Iで切断した配列番号34のDNA配列が、1個または複数個結合した組換えプラスミドを作製し、これを、BamHIとEcoRIで切断し、アガロース電気泳動で分離することにより、約0.70キロ塩基対、約0.89キロ塩基対、約1.1キロ塩基対及びそれ以上の大きさのいくつか大きさのDNA断片を得ることができた、その各々のDNA断片を、ゲルから分離し、これをpUC18ベクターのBamHI-EcoRI部位に導入し、組換えプラスミドを分離した。約0.70キロ塩基対、約0.89キロ塩基対、及び約1.1キロ塩基対のDNA断片を導入したプラスミド(各々、pLL3T,pLL4Q,pLL5Pと称した)は、配列番号34に相当する部分が、それぞれ、1個、2個及び3個結合されており、その結果、上記Qの配列において、n=3、4及び5に相当するアミノ酸配列をコードすることが明らかとなった。また、組換えプラスミドpLL3T,pLL4Q,pLL5Pを形質転換した大腸菌JM109株は、それぞれ、約23キロダルトン、約30キロダルトン、約37キロダルトンのタンパク質を大量に発現蓄積していることが示された。 This is cleaved with Cfr9I, mixed with pAAD cleaved with Cfr9I, and ligated with T4 DNA ligase to produce a recombinant plasmid in which one or more DNA sequences of SEQ ID NO: 34 cleaved with Cfr9I are linked. This was cut with BamHI and EcoRI and separated by agarose electrophoresis to obtain several sizes of about 0.70 kilobase pair, about 0.89 kilobase pair, about 1.1 kilobase pair and larger. Each DNA fragment from which the DNA fragment could be obtained was separated from the gel and introduced into the BamHI-EcoRI site of the pUC18 vector to separate the recombinant plasmid. Plasmids introduced with DNA fragments of about 0.70 kilobase pairs, about 0.89 kilobase pairs, and about 1.1 kilobase pairs (referred to as pLL3T, pLL4Q, and pLL5P, respectively) have portions corresponding to SEQ ID NO: 34, As a result, it was revealed that the amino acid sequence corresponding to n = 3, 4 and 5 was encoded in the Q sequence. In addition, E. coli JM109 strain transformed with recombinant plasmids pLL3T, pLL4Q, and pLL5P was shown to express and accumulate a large amount of proteins of about 23 kilodaltons, about 30 kilodaltons, and about 37 kilodaltons, respectively. .
pLL3TのBamHI-EcoRI部位の部分の塩基配列を調べたところ、以下のDNA配列であることが明らかとなった。
GGATCCTTGACAATATCTTAACTATCTGTTATAATATATTGACCAGGTTAACTAACTAAGCAGCAAAAGGAGGAACGACT
ATGGCTACTATTCGTGCTAATCTGATTTATGCTGATGGTCGTACTCAGACTGCTGAGTTTCGTGGTACTTTTGAGGAGGCTACTGCTGAGGCTTATCGTTATGCTGATCTGCTGCCTCGTGAGAATGGTCGTTATACTGTTGATGTTGCTGATCGTGGTTATACTCTGAATATTCGTTTTGCTCCCGGGGCTACTATTCGTGCTAATCTGATTTATGCTGATGGTCGTACTCAGACTGCTGAGTTTCGTGGTACTTTTGAGGAGGCTACTGCTGAGGCTTATCGTTATGCTGATCTGCTGCCTCGTGAGAATGGTCGTTATACTGTTGATGTTGCTGATCGTGGTTATACTCTGAATATTCGTTTTGCTCCCGGGGCTACTATTCGTGCTAATCTGATTTATGCTGATGGTCGTACTCAGACTGCTGAGTTTCGTGGTACTTTTGAGGAGGCTACTGCTGAGGCTTATCGTTATGCTGATCTGCTGCCTCGTGAGAATGGTCGTTATACTGTTGATGTTGCTGATCGTGGTTATACTCTGAATATTCGTTTTGCTGGTGGTGGCGGTGGCTGCGCTGATGACGATGACGATGACCATCATCACCACCATCATTAAGAATTC(配列番号35)
Examination of the base sequence of the BamHI-EcoRI site of pLL3T revealed the following DNA sequence.
GGATCCTTGACAATATCTTAACTATCTGTTATAATATATTGACCAGGTTAACTAACTAAGCAGCAAAAGGAGGAACGACT
(SEQ ID NO: 35)
pLL3Tを形質転換した大腸菌JM109株を用いて、上記の方法に従って、タンパク質を分離精製した。得られたタンパク質のアミノ末端配列及び質量数分析を行った結果、アミノ末端がアラニンであり、また得られた精製タンパク質の質量分析器を用いて測定した質量数が22,751ダルトンであることから、アミノ末端配列として、メチオニン-アラニンなる配列を有する配列の組換えタンパク質を大腸菌で発現した場合に、通常見られる開始コドンに対応するアミノ末端のメチオニン残基のプロセッシングを受けていることが確かめられた。 Using Escherichia coli JM109 strain transformed with pLL3T, the protein was separated and purified according to the method described above. As a result of performing amino terminal sequence and mass number analysis of the obtained protein, the amino terminal is alanine, and the mass number measured using a mass analyzer of the obtained purified protein is 22,751 dalton. When a recombinant protein having a sequence of methionine-alanine as a terminal sequence was expressed in Escherichia coli, it was confirmed that the amino terminal methionine residue corresponding to the initiation codon usually found was processed.
得られたタンパク質について、ビアコアを用いて、ヒトIgGとの結合活性を調べた。 About the obtained protein, the binding activity with human IgG was investigated using Biacore.
結果を、表7に示す。この表には、参考のために、n=1で示される変異体タンパク質の値を比較のために示している。繰り返し配列を取ることにより、IgGとの結合力Kdの値がより小さくなり、結合力が増すことが明らかになった。繰り返し配列を取ることにより、IgGとの結合力Kdの値がより小さくなり、結合力が増すことが明らかになった(表7)。 The results are shown in Table 7. In this table, for reference, the value of the mutant protein represented by n = 1 is shown for comparison. It was clarified that by taking the repeated sequence, the value of the binding force Kd with IgG becomes smaller and the binding force increases. It was clarified that by taking the repeated sequence, the value of the binding force Kd with IgG became smaller and the binding force increased (Table 7).
本発明の一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表される配列を利用して、固定化対象のタンパク質を固定化担体に配向を制御した状態で効率的に固定化することができ、疾患の診断等の医学の分野で用いる診断用タンパク質固定化担体、固定化酵素等として用いることができる。 Using the sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5 of the present invention, the protein to be immobilized can be efficiently immobilized on the immobilization carrier in a controlled orientation, It can be used as a protein-immobilizing carrier for diagnosis, immobilized enzyme, etc. used in the medical field such as disease diagnosis.
配列番号1〜6、10〜23、27〜35 合成 SEQ ID NOs: 1-6, 10-23, 27-35
Claims (8)
(a) R1部分の配列として、固定化対象タンパク質の配列であり、リジン残基及びシステイン残基を含まないことを特徴とする配列を選択し;
(b) R2部分の配列を存在させないか、または存在させる場合はリジン及びシステイン残基以外のアミノ酸残基により構成されるスペーサー配列を選択し;
(c) R3部分の配列として、システイン−アラニンで表される2残基のアミノ酸で構成される配列を選択し;
(d) R4部分の配列はリジン残基及びシステイン残基を含まない配列であり、一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質全体の等電点を酸性側にし得る酸性アミノ酸残基を含むことを特徴とする配列を選択し;そして
(e) R5部分の配列としてタンパク質を精製するためのアフィニティータグ配列を選択する。 A protein comprising an amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5 used for immobilizing a protein comprising an amino acid sequence represented by R1-R2 on an immobilization carrier, wherein It is used to immobilize the moiety represented by R1-R2 by cyanating the SH group of cysteine contained and acting on an immobilization carrier having a primary amine, and the primary surface of the carrier surface after immobilization. A method of designing a protein in which acetylation other than amino-terminal acetylation does not occur by acetylation treatment with a masking agent used to mask amines, and the amino acid sequences of R1, R2, R3, R4 and R5 parts are as follows: A method that includes selecting to meet the conditions of:
(a) as a sequence of the R1 portion, a sequence of the protein to be immobilized, which is characterized by not containing lysine residues and cysteine residues;
(b) if R2 or the absence of sequence portions, or Ru is present and selects the spacer sequence composed of amino acid residues other than lysine and cysteine residues;
(c) as a sequence of the R3 portion, a sequence composed of two amino acids represented by cysteine-alanine is selected;
(d) The R4 portion sequence does not contain lysine residues and cysteine residues, and the isoelectric point of the entire protein consisting of the amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5 is acidic. Selecting a sequence characterized by containing acidic amino acid residues that can be
(e) An affinity tag sequence for purifying the protein is selected as the sequence of the R5 portion.
P部分の配列を、存在させないか、または存在させる場合は(Ser又はAla)-(Gly)nよりなる配列(nは1から10までの任意の整数)を選択し、Q部分の配列として、繰り返し単位を有するタンパク質の配列であり、リジン残基及びシステイン残基を含まない配列単位が繰り返された配列であることを特徴とする配列を選択する、請求項1に記載の固定化担体にR1-R2で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質を固定化するために用いる一般式 R1-R2-R3-R4-R5で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質を設計する方法。 The sequence of R1 part is represented by PQ,
When the P portion sequence is not present or is present, a sequence consisting of (Ser or Ala)-(Gly) n (n is an arbitrary integer from 1 to 10) is selected, and the Q portion sequence is 2. The immobilized carrier according to claim 1, wherein the sequence is a protein sequence having a repeating unit and is a sequence in which a sequence unit not containing lysine residues and cysteine residues is repeated. -A method for designing a protein comprising an amino acid sequence represented by the general formula R1-R2-R3-R4-R5 used for immobilizing a protein comprising an amino acid sequence represented by R2.
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