JP5233347B2 - Recombinant willow matsutake galectin - Google Patents

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Description

本発明は、組換ヤナギマツタケ・ガレクチン分子およびその改変体に関する。また、本発明は、当該組換ヤナギマツタケ・ガレクチン分子またはその改変体をコードする核酸分子、該核酸分子を含む発現ベクターに関する。更に、本発明は、組換ヤナギマツタケ・ガレクチン分子またはその改変体を用いる糖鎖の分析方法並びに該方法に用いられるレクチン・ライブラリーおよびレクチン・チップに関する。   The present invention relates to recombinant willow matsutake galectin molecules and variants thereof. The present invention also relates to a nucleic acid molecule encoding the recombinant willow matsutake galectin molecule or a variant thereof, and an expression vector containing the nucleic acid molecule. Furthermore, the present invention relates to a sugar chain analysis method using a recombinant willow matsutake galectin molecule or a variant thereof, and a lectin library and a lectin chip used in the method.

ヤナギマツタケ・ガレクチン(Agrocybe cylindracea galectin:以下、「ACG」とも称する。)は、Yagiらによりヤナギマツタケの子実体から最初に単離されたレクチンの一種である(非特許文献1)。同文献で、Yagiらは、ACGがシアリルα2,3−ガラクトース構造(NeuAcα2−3Galβ−)に対して高い親和性を有しており、特にシアリルα2,3−ラクトース(NeuAcα2−3Galβ1−4Glc)やシアリルα2,3−N−アセチルラクトサミン(NeuAcα2−3Galβ1−4GlcNAc)に対して高い結合親和性/特異性を示すことを報告している。   Agrocybe cylindracea galectin (hereinafter, also referred to as “ACG”) is a kind of lectin that was first isolated from the fruit body of Willow matsutake (Non-patent Document 1). In the same document, Yagi et al. Have a high affinity for ACG to sialyl α2,3-galactose structure (NeuAcα2-3Galβ-), particularly sialyl α2,3-lactose (NeuAcα2-3Galβ1-4Glc) and It has been reported that it exhibits high binding affinity / specificity for sialyl α2,3-N-acetyllactosamine (NeuAcα2-3Galβ1-4GlcNAc).

しかしながら、ACGは、シアル酸に特異的というよりはむしろガラクトシル糖鎖に特異的なレクチン分子種(ガレクチン)とみなされている(たとえば、非特許文献2および特許文献1等)。つまり、非特許文献1ではACGのシアリルα2,3−ラクトースに対する親和性がラクトースに対する親和性の100倍近くに達するとはされているものの、該ACGは、シアル酸残基自体に対しては低い親和性しか示さないことも知られている(非特許文献2)。   However, ACG is regarded as a lectin molecular species (galectin) specific to a galactosyl sugar chain rather than specific to sialic acid (for example, Non-Patent Document 2 and Patent Document 1). That is, in Non-Patent Document 1, although the affinity of ACG for sialyl α2,3-lactose is nearly 100 times that of lactose, the ACG is low for the sialic acid residue itself. It is also known that only affinity is shown (Non-patent Document 2).

更に、このようなACGの糖鎖認識機構に関連して、非特許文献2は、ACG/ラクトース、ACG/3’−ラクトースおよびACG/シアリルα2,3−ラクトースの各結晶についてのX線回折実験を行ない、その結果として、ACGの糖鎖結合部位中、46位アスパラギン、62位ヒスチジン、66位アルギニン、75位アスパラギンおよび86位グルタミン酸が、ラクトース中のガラクトースおよびグルコース単位との水素結合に寄与していることを報告している。一方、ACGとシアリルα2,3−ラクトースとの結合に関しては、更に44位のセリン、77位アルギニンおよび83位トリプトファンが、シアリルα2,3−ラクトース内のシアル酸単位との間で水素結合を形成することを確認している。また、非特許文献2は、ACGにおいては上記水素結合に関与する個々のアミノ酸に加えて、44位セリン−45位プロリン−46位アスパラギンを含む独特のループ構造が、当該ガレクチン分子のラクトースおよびシアリルα2,3−ラクトースに対する特有の結合特異性を発現する上で必須であると結論している。(なお、天然型ACGのアミノ酸配列は、NCBIのAccession Code:1WW4Aとして公開され、該配列はトレオニンから開始する160アミノ酸残基からなるものとされているが、非特許文献2は当該NCBI配列のN末端に1つのAc−セリンが付加された配列に基づいてアミノ酸番号を付しているので、NCBIのAccession Code:1WW4A記載の配列に従えば、たとえば非特許文献2での46位アスパラギンはNCBI配列の45位アスパラギンに、86位のグルタミン酸はNCBI配列の85位グルタミン酸に対応する。本明細書では、以下、NCBI配列にしたがってアミノ酸番号を参照する。)   Further, in relation to the sugar chain recognition mechanism of ACG, Non-Patent Document 2 describes X-ray diffraction experiments on each crystal of ACG / lactose, ACG / 3′-lactose and ACG / sialyl α2,3-lactose. As a result, in the sugar chain binding site of ACG, asparagine at position 46, histidine at position 62, arginine at position 66, asparagine at position 75 and glutamic acid at position 86 contribute to hydrogen bonding with galactose and glucose units in lactose. Have reported that. On the other hand, regarding the binding between ACG and sialyl α2,3-lactose, serine at position 44, arginine at position 77 and tryptophan at position 83 form a hydrogen bond with the sialic acid unit in sialyl α2,3-lactose. Make sure you do. Non-Patent Document 2 discloses that in ACG, in addition to the individual amino acids involved in the hydrogen bond, a unique loop structure containing 44th serine-45th proline-46th asparagine has lactose and sialyl of the galectin molecule. It concludes that it is essential for expressing the specific binding specificity for α2,3-lactose. (Incidentally, the amino acid sequence of natural ACG is published as NCBI Accession Code: 1WW4A, and the sequence consists of 160 amino acid residues starting from threonine. Since an amino acid number is assigned based on a sequence in which one Ac-serine is added to the N-terminus, according to the sequence described in NCBI Access Code: 1WW4A, for example, asparagine at position 46 in Non-Patent Document 2 is NCBI. (The asparagine at position 45 in the sequence and the glutamic acid at position 86 correspond to the glutamic acid at position 85 in the NCBI sequence. In the present specification, the amino acid numbers are referred to hereinafter according to the NCBI sequence.)

ところで、近年、シアル酸を有する糖鎖が生物学的に重要な機能を担っていることが明らかになってきている。たとえば、非特許文献3は、ウシ末梢神経α−ジストログリカン上の糖鎖構造がNeu5Acα2−3Galβ1−4GlcNAcβ1−2Man−Ser/Thr(:シアリルα2,3−N−アセチルラクトサミンβ1,2−マンノース−Ser/Thr)であることを同定している。α−ジストログリカン(α−dystroglycan)は、膜貫通蛋白質β−ジストログリカン(β−dystroglycan)と細胞外マトリックス中のラミニンとを架橋する糖蛋白質であるが、筋細胞膜においてβ−ジストログリカンは更に細胞内ジストロフィン(dystrophin)と結合し、次いで該ジストロフィンはアクチン細胞骨格と結合することから、これらの複合体における異常と筋ジストロフィーの関連が示唆されている(非特許文献4)。また、特許文献1も先天性グリコシル化異常症(Congenital Disorders of Glycosylation、CDG)とシアル酸含有糖鎖の関連を指摘する。   By the way, in recent years, it has become clear that sugar chains having sialic acid have biologically important functions. For example, Non-Patent Document 3 discloses that the sugar chain structure on bovine peripheral nerve α-dystroglycan is Neu5Acα2-3Galβ1-4GlcNAcβ1-2Man-Ser / Thr (: sialyl α2,3-N-acetyllactosamine β1,2-mannose- Ser / Thr). α-dystroglycan is a glycoprotein that cross-links the transmembrane protein β-dystroglycan and laminin in the extracellular matrix. Since the dystrophin binds to dystrophin and then binds to the actin cytoskeleton, an association between the abnormality in these complexes and muscular dystrophy has been suggested (Non-patent Document 4). Patent Document 1 also points out the relationship between Congenital Disorders of Glycosylation (CDG) and sialic acid-containing sugar chains.

しかるに、シアル酸含有糖鎖の精緻な識別および分析は生化学および臨床の興味深い対象であり、そのような目的に応え得るシアル酸特異的レクチン分子種探索の重要性も認識されてきている(非特許文献1など)。   However, the precise identification and analysis of sialic acid-containing glycans is an interesting biochemical and clinical target, and the importance of searching for sialic acid-specific lectin species that can meet such objectives has also been recognized (non- Patent Document 1).

特許文献2は、遺伝子組換技術による天然レクチン分子の糖鎖特異性の修飾、および該遺伝子組換レクチン分子を用いた糖鎖の識別について記述する。しかしながら、該文献も、ACGのシアル酸/ラクトースおよびN−アセチルラクトサミン含有糖鎖に対する結合特性の変更については開示していない。   Patent Document 2 describes modification of sugar chain specificity of a natural lectin molecule by gene recombination technology, and identification of a sugar chain using the gene recombination lectin molecule. However, this document also does not disclose changes in binding properties of ACG to sialic acid / lactose and N-acetyllactosamine-containing sugar chains.

特開2008−32520号公報JP 2008-32520 A 国際公開第WO2002/066634号パンフレットInternational Publication No. WO2002 / 066664 Pamphlet Glycoconjugate Journal,Vol.14,pp.281−288 (1997)Glycoconjugate Journal, Vol. 14, pp. 281-288 (1997) J.Mol.Biol.,Vol.351,pp.695−706(2005)J. et al. Mol. Biol. , Vol. 351, pp. 695-706 (2005) J.Biol.Chem.,Vol.272,No.4,pp.2156−2162(1997)J. et al. Biol. Chem. , Vol. 272, no. 4, pp. 2156-2162 (1997) J.Biol.Chem.,Vol.278,No.18,pp.15457−15460(2003)J. et al. Biol. Chem. , Vol. 278, No. 18, pp. 15457-15460 (2003)

したがって、本発明は、シアル酸含有糖鎖に対する特異性が改善されたレクチン分子を提供することを目的とする。より具体的には、糖鎖のシアリルα2,3−ラクトースおよびシアリルα2,3−N−アセチルラクトサミン構造に特異的で、対応する非シアル化糖鎖との結合親和性が制限された組換レクチン分子を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a lectin molecule with improved specificity for sialic acid-containing sugar chains. More specifically, recombination that is specific for the sialyl α2,3-lactose and sialyl α2,3-N-acetyllactosamine structures of the sugar chain and has limited binding affinity with the corresponding non-sialylated sugar chain The object is to provide lectin molecules.

天然型ACG分子のアミノ酸配列の85位グルタミン酸を特定のアミノ酸で置換することで、対応する非シアル化糖鎖との結合が制限されることが見出された。この知見は、非特許文献2が、ACGの85位(86位)グルタミン酸と糖鎖のラクトースとの間の水素結合の存在を明らかにしてはいるが、同時にその他の複数のアミノ酸の重要な関与も指摘されているにも拘らず、唯一、当該85位グルタミン酸を置換するだけで、ACGの糖鎖結合性が実質的に変更され得ることを示した点で、驚嘆すべきものであった。また、いずれの公知文献も、天然型ACG分子の85位グルタミン酸を置換すべきアミノ酸が、アラニン、アルギニン、リシン、アスパラギン酸、システィン、グリシン、セリンおよびトレオニンからなる群から選択される1のアミノ酸であることを示唆してはいない。したがって、本発明の第1の局面では、
(1)天然型ヤナギマツタケ(Agrocybe cylindracea)由来ガレクチン分子のアミノ酸配列の85位グルタミン酸残基が、アラニン、アルギニン、リシン、アスパラギン酸、システィン、グリシン、セリンおよびトレオニンからなる群から選択される1のアミノ酸残基で置換されていることを特徴とする、組換ヤナギマツタケ・ガレクチン分子が提供される。
It was found that substitution of glutamic acid at position 85 in the amino acid sequence of the natural ACG molecule with a specific amino acid limits the binding with the corresponding non-sialylated sugar chain. Although this finding clarifies the existence of a hydrogen bond between 85-position (86-position) glutamic acid of ACG and lactose of the sugar chain, Non-Patent Document 2 shows, at the same time, important involvement of other amino acids. However, it was surprising that only the substitution of glutamic acid at position 85 showed that the sugar chain binding property of ACG could be substantially changed. In any known literature, the amino acid to be substituted for glutamic acid at position 85 of the natural ACG molecule is one amino acid selected from the group consisting of alanine, arginine, lysine, aspartic acid, cysteine, glycine, serine and threonine. It does not suggest that there is. Therefore, in the first aspect of the present invention,
(1) The 85th-position glutamic acid residue of the amino acid sequence of a galectin molecule derived from a natural type of willow matsutake (Agrocybe cylindracea) is selected from the group consisting of alanine, arginine, lysine, aspartic acid, cysteine, glycine, serine and threonine Provided is a recombinant willow matsutake galectin molecule characterized in that it is substituted with an amino acid residue.

上記の組換ヤナギマツタケ・ガレクチン分子は、典型的には、以下の:
ThrThrSerAlaValAsnIleTyrAsnIleSerAlaGlyAlaSerValAspLeuAlaAlaProValThrThrGlyAspIleValThrPhePheSerSerAlaLeuAsnLeuSerAlaGlyAlaGlySerProAsnAsnThrAlaLeuAsnLeuLeuSerGluAsnGlyAlaTyrLeuLeuHisIleAlaPheArgLeuGlnGluAsnValIleValPheAsnSerArgGlnProAsnAlaProTrpLeuValAlaGlnArgValSerAsnValAlaAsnGlnPheIleGlySerGlyGlyLysAlaMetValThrValPheAspHisGlyAspLysTyrGlnValValIleAsnGluLysThrValIleGlnTyrThrLysGlnIleSerGlyThrThrSerSerLeuSerTyrAsnSerThrGluGlyThrSerIlePheSerThrValValGluAlaValThrTyrThrGlyLeuAla(配列番号:4)、
ThrThrSerAlaValAsnIleTyrAsnIleSerAlaGlyAlaSerValAspLeuAlaAlaProValThrThrGlyAspIleValThrPhePheSerSerAlaLeuAsnLeuSerAlaGlyAlaGlySerProAsnAsnThrAlaLeuAsnLeuLeuSerGluAsnGlyAlaTyrLeuLeuHisIleAlaPheArgLeuGlnGluAsnValIleValPheAsnSerArgGlnProAsnAlaProTrpLeuValArgGlnArgValSerAsnValAlaAsnGlnPheIleGlySerGlyGlyLysAlaMetValThrValPheAspHisGlyAspLysTyrGlnValValIleAsnGluLysThrValIleGlnTyrThrLysGlnIleSerGlyThrThrSerSerLeuSerTyrAsnSerThrGluGlyThrSerIlePheSerThrValValGluAlaValThrTyrThrGlyLeuAla(配列番号:6)、
ThrThrSerAlaValAsnIleTyrAsnIleSerAlaGlyAlaSerValAspLeuAlaAlaProValThrThrGlyAspIleValThrPhePheSerSerAlaLeuAsnLeuSerAlaGlyAlaGlySerProAsnAsnThrAlaLeuAsnLeuLeuSerGluAsnGlyAlaTyrLeuLeuHisIleAlaPheArgLeuGlnGluAsnValIleValPheAsnSerArgGlnProAsnAlaProTrpLeuValLysGlnArgValSerAsnValAlaAsnGlnPheIleGlySerGlyGlyLysAlaMetValThrValPheAspHisGlyAspLysTyrGlnValValIleAsnGluLysThrValIleGlnTyrThrLysGlnIleSerGlyThrThrSerSerLeuSerTyrAsnSerThrGluGlyThrSerIlePheSerThrValValGluAlaValThrTyrThrGlyLeuAla(配列番号:8)、
ThrThrSerAlaValAsnIleTyrAsnIleSerAlaGlyAlaSerValAspLeuAlaAlaProValThrThrGlyAspIleValThrPhePheSerSerAlaLeuAsnLeuSerAlaGlyAlaGlySerProAsnAsnThrAlaLeuAsnLeuLeuSerGluAsnGlyAlaTyrLeuLeuHisIleAlaPheArgLeuGlnGluAsnValIleValPheAsnSerArgGlnProAsnAlaProTrpLeuValAspGlnArgValSerAsnValAlaAsnGlnPheIleGlySerGlyGlyLysAlaMetValThrValPheAspHisGlyAspLysTyrGlnValValIleAsnGluLysThrValIleGlnTyrThrLysGlnIleSerGlyThrThrSerSerLeuSerTyrAsnSerThrGluGlyThrSerIlePheSerThrValValGluAlaValThrTyrThrGlyLeuAla(配列番号:10)、
ThrThrSerAlaValAsnIleTyrAsnIleSerAlaGlyAlaSerValAspLeuAlaAlaProValThrThrGlyAspIleValThrPhePheSerSerAlaLeuAsnLeuSerAlaGlyAlaGlySerProAsnAsnThrAlaLeuAsnLeuLeuSerGluAsnGlyAlaTyrLeuLeuHisIleAlaPheArgLeuGlnGluAsnValIleValPheAsnSerArgGlnProAsnAlaProTrpLeuValCysGlnArgValSerAsnValAlaAsnGlnPheIleGlySerGlyGlyLysAlaMetValThrValPheAspHisGlyAspLysTyrGlnValValIleAsnGluLysThrValIleGlnTyrThrLysGlnIleSerGlyThrThrSerSerLeuSerTyrAsnSerThrGluGlyThrSerIlePheSerThrValValGluAlaValThrTyrThrGlyLeuAla(配列番号:12)、
ThrThrSerAlaValAsnIleTyrAsnIleSerAlaGlyAlaSerValAspLeuAlaAlaProValThrThrGlyAspIleValThrPhePheSerSerAlaLeuAsnLeuSerAlaGlyAlaGlySerProAsnAsnThrAlaLeuAsnLeuLeuSerGluAsnGlyAlaTyrLeuLeuHisIleAlaPheArgLeuGlnGluAsnValIleValPheAsnSerArgGlnProAsnAlaProTrpLeuValGlyGlnArgValSerAsnValAlaAsnGlnPheIleGlySerGlyGlyLysAlaMetValThrValPheAspHisGlyAspLysTyrGlnValValIleAsnGluLysThrValIleGlnTyrThrLysGlnIleSerGlyThrThrSerSerLeuSerTyrAsnSerThrGluGlyThrSerIlePheSerThrValValGluAlaValThrTyrThrGlyLeuAla(配列番号:14)、
ThrThrSerAlaValAsnIleTyrAsnIleSerAlaGlyAlaSerValAspLeuAlaAlaProValThrThrGlyAspIleValThrPhePheSerSerAlaLeuAsnLeuSerAlaGlyAlaGlySerProAsnAsnThrAlaLeuAsnLeuLeuSerGluAsnGlyAlaTyrLeuLeuHisIleAlaPheArgLeuGlnGluAsnValIleValPheAsnSerArgGlnProAsnAlaProTrpLeuValSerGlnArgValSerAsnValAlaAsnGlnPheIleGlySerGlyGlyLysAlaMetValThrValPheAspHisGlyAspLysTyrGlnValValIleAsnGluLysThrValIleGlnTyrThrLysGlnIleSerGlyThrThrSerSerLeuSerTyrAsnSerThrGluGlyThrSerIlePheSerThrValValGluAlaValThrTyrThrGlyLeuAla(配列番号:16)、または
ThrThrSerAlaValAsnIleTyrAsnIleSerAlaGlyAlaSerValAspLeuAlaAlaProValThrThrGlyAspIleValThrPhePheSerSerAlaLeuAsnLeuSerAlaGlyAlaGlySerProAsnAsnThrAlaLeuAsnLeuLeuSerGluAsnGlyAlaTyrLeuLeuHisIleAlaPheArgLeuGlnGluAsnValIleValPheAsnSerArgGlnProAsnAlaProTrpLeuValThrGlnArgValSerAsnValAlaAsnGlnPheIleGlySerGlyGlyLysAlaMetValThrValPheAspHisGlyAspLysTyrGlnValValIleAsnGluLysThrValIleGlnTyrThrLysGlnIleSerGlyThrThrSerSerLeuSerTyrAsnSerThrGluGlyThrSerIlePheSerThrValValGluAlaValThrTyrThrGlyLeuAla(配列番号:18)
を有する。したがって、本発明の第2の局面では、
(2)配列番号:4、配列番号:6、配列番号:8、配列番号:10、配列番号:12、配列番号:14、配列番号:16または配列番号:18で示されるアミノ酸配列から成る、上記(1)に記載の組換ヤナギマツタケ・ガレクチン分子が提供される。
The above-mentioned recombinant willow matsutake galectin molecules typically have the following:
ThrThrSerAlaValAsnIleTyrAsnIleSerAlaGlyAlaSerValAspLeuAlaAlaProValThrThrGlyAspIleValThrPhePheSerSerAlaLeuAsnLeuSerAlaGlyAlaGlySerProAsnAsnThrAlaLeuAsnLeuLeuSerGluAsnGlyAlaTyrLeuLeuHisIleAlaPheArgLeuGlnGluAsnValIleValPheAsnSerArgGlnProAsnAlaProTrpLeuVal Ala GlnArgValSerAsnValAlaAsnGlnPheIleGlySerGlyGlyLysAlaMetValThrValPheAspHisGlyAs LysTyrGlnValValIleAsnGluLysThrValIleGlnTyrThrLysGlnIleSerGlyThrThrSerSerLeuSerTyrAsnSerThrGluGlyThrSerIlePheSerThrValValGluAlaValThrTyrThrGlyLeuAla (SEQ ID NO: 4),
ThrThrSerAlaValAsnIleTyrAsnIleSerAlaGlyAlaSerValAspLeuAlaAlaProValThrThrGlyAspIleValThrPhePheSerSerAlaLeuAsnLeuSerAlaGlyAlaGlySerProAsnAsnThrAlaLeuAsnLeuLeuSerGluAsnGlyAlaTyrLeuLeuHisIleAlaPheArgLeuGlnGluAsnValIleValPheAsnSerArgGlnProAsnAlaProTrpLeuVal Arg GlnArgValSerAsnValAlaAsnGlnPheIleGlySerGlyGlyLysAlaMetValThrValPheAspHisGlyAs LysTyrGlnValValIleAsnGluLysThrValIleGlnTyrThrLysGlnIleSerGlyThrThrSerSerLeuSerTyrAsnSerThrGluGlyThrSerIlePheSerThrValValGluAlaValThrTyrThrGlyLeuAla (SEQ ID NO: 6),
ThrThrSerAlaValAsnIleTyrAsnIleSerAlaGlyAlaSerValAspLeuAlaAlaProValThrThrGlyAspIleValThrPhePheSerSerAlaLeuAsnLeuSerAlaGlyAlaGlySerProAsnAsnThrAlaLeuAsnLeuLeuSerGluAsnGlyAlaTyrLeuLeuHisIleAlaPheArgLeuGlnGluAsnValIleValPheAsnSerArgGlnProAsnAlaProTrpLeuVal Lys GlnArgValSerAsnValAlaAsnGlnPheIleGlySerGlyGlyLysAlaMetValThrValPheAspHisGlyAs LysTyrGlnValValIleAsnGluLysThrValIleGlnTyrThrLysGlnIleSerGlyThrThrSerSerLeuSerTyrAsnSerThrGluGlyThrSerIlePheSerThrValValGluAlaValThrTyrThrGlyLeuAla (SEQ ID NO: 8),
ThrThrSerAlaValAsnIleTyrAsnIleSerAlaGlyAlaSerValAspLeuAlaAlaProValThrThrGlyAspIleValThrPhePheSerSerAlaLeuAsnLeuSerAlaGlyAlaGlySerProAsnAsnThrAlaLeuAsnLeuLeuSerGluAsnGlyAlaTyrLeuLeuHisIleAlaPheArgLeuGlnGluAsnValIleValPheAsnSerArgGlnProAsnAlaProTrpLeuVal Asp GlnArgValSerAsnValAlaAsnGlnPheIleGlySerGlyGlyLysAlaMetValThrValPheAspHisGlyAs LysTyrGlnValValIleAsnGluLysThrValIleGlnTyrThrLysGlnIleSerGlyThrThrSerSerLeuSerTyrAsnSerThrGluGlyThrSerIlePheSerThrValValGluAlaValThrTyrThrGlyLeuAla (SEQ ID NO: 10),
ThrThrSerAlaValAsnIleTyrAsnIleSerAlaGlyAlaSerValAspLeuAlaAlaProValThrThrGlyAspIleValThrPhePheSerSerAlaLeuAsnLeuSerAlaGlyAlaGlySerProAsnAsnThrAlaLeuAsnLeuLeuSerGluAsnGlyAlaTyrLeuLeuHisIleAlaPheArgLeuGlnGluAsnValIleValPheAsnSerArgGlnProAsnAlaProTrpLeuVal Cys GlnArgValSerAsnValAlaAsnGlnPheIleGlySerGlyGlyLysAlaMetValThrValPheAspHisGlyAs LysTyrGlnValValIleAsnGluLysThrValIleGlnTyrThrLysGlnIleSerGlyThrThrSerSerLeuSerTyrAsnSerThrGluGlyThrSerIlePheSerThrValValGluAlaValThrTyrThrGlyLeuAla (SEQ ID NO: 12),
ThrThrSerAlaValAsnIleTyrAsnIleSerAlaGlyAlaSerValAspLeuAlaAlaProValThrThrGlyAspIleValThrPhePheSerSerAlaLeuAsnLeuSerAlaGlyAlaGlySerProAsnAsnThrAlaLeuAsnLeuLeuSerGluAsnGlyAlaTyrLeuLeuHisIleAlaPheArgLeuGlnGluAsnValIleValPheAsnSerArgGlnProAsnAlaProTrpLeuVal Gly GlnArgValSerAsnValAlaAsnGlnPheIleGlySerGlyGlyLysAlaMetValThrValPheAspHisGlyAs LysTyrGlnValValIleAsnGluLysThrValIleGlnTyrThrLysGlnIleSerGlyThrThrSerSerLeuSerTyrAsnSerThrGluGlyThrSerIlePheSerThrValValGluAlaValThrTyrThrGlyLeuAla (SEQ ID NO: 14),
ThrThrSerAlaValAsnIleTyrAsnIleSerAlaGlyAlaSerValAspLeuAlaAlaProValThrThrGlyAspIleValThrPhePheSerSerAlaLeuAsnLeuSerAlaGlyAlaGlySerProAsnAsnThrAlaLeuAsnLeuLeuSerGluAsnGlyAlaTyrLeuLeuHisIleAlaPheArgLeuGlnGluAsnValIleValPheAsnSerArgGlnProAsnAlaProTrpLeuVal Ser GlnArgValSerAsnValAlaAsnGlnPheIleGlySerGlyGlyLysAlaMetValThrValPheAspHisGlyAs LysTyrGlnValValIleAsnGluLysThrValIleGlnTyrThrLysGlnIleSerGlyThrThrSerSerLeuSerTyrAsnSerThrGluGlyThrSerIlePheSerThrValValGluAlaValThrTyrThrGlyLeuAla (SEQ ID NO: 16), or ThrThrSerAlaValAsnIleTyrAsnIleSerAlaGlyAlaSerValAspLeuAlaAlaProValThrThrGlyAspIleValThrPhePheSerSerAlaLeuAsnLeuSerAlaGlyAlaGlySerProAsnAsnThrAlaLeuAsnLeuLeuSerGluAsnGlyAlaTy rLeuLeuHisIleAlaPheArgLeuGlnGluAsnValIleValPheAsnSerArgGlnProAsnAlaProTrpLeuVal Thr GlnArgValSerAsnValAlaAsnGlnPheIleGlySerGlyGlyLysAlaMetValThrValPheAspHisGlyAspLysTyrGlnValValIleAsnGluLysThrValIleGlnTyrThrLysGlnIleSerGlyThrThrSerSerLeuSerTyrAsnSerThrGluGlyThrSerIlePheSerThrValValGluAlaValThrTyrThrGlyLeuAla (SEQ ID NO: 18)
Have Therefore, in the second aspect of the present invention,
(2) consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 12, SEQ ID NO: 14, SEQ ID NO: 16 or SEQ ID NO: 18. The recombinant willow matsutake galectin molecule described in (1) above is provided.

更に本発明は、上記の組換ヤナギマツタケ・ガレクチン分子の改変体(本明細書では、上記の組換ヤナギマツタケ・ガレクチン分子も含めて、「組換ガレクチン分子」とも称する。)も意図する。当該改変体は、天然型ヤナギマツタケ(Agrocybe cylindracea)由来ガレクチン分子のアミノ酸配列の85位グルタミン酸残基に対応するアミノ酸残基がアラニン、アルギニン、リシン、アスパラギン酸、システィン、グリシン、セリンおよびトレオニンからなる群から選択される1のアミノ酸残基であることを条件として、上記の各組換ヤナギマツタケ・ガレクチン分子のアミノ酸配列と実質的に相同なアミノ酸配列から成ることができ、ただし、該改変体は上記組換ヤナギマツタケ・ガレクチン分子と実質的に同等の機能、特に非シアル化糖鎖に対する制限された結合性を示すものであり得る。したがって、本発明の第3の局面では、
(3)天然型ヤナギマツタケ(Agrocybe cylindracea)由来ガレクチン分子のアミノ酸配列の85位グルタミン酸残基に対応するアミノ酸残基がアラニン、アルギニン、リシン、アスパラギン酸、システィン、グリシン、セリンおよびトレオニンからなる群から選択される1のアミノ酸残基であることを条件として、上記(2)に記載のアミノ酸配列のいずれか1つに対して一個または数個のアミノ酸の置換、欠失、挿入または付加を有するアミノ酸配列から成り、且つシアリルα2,3−N−アセチルラクトサミンおよびシアリルα2,3−ラクトースに対する結合親和性がN−アセチルアクトサミンおよびT抗原に対する結合親和性より高いことを特徴とする、組換ガレクチン分子が提供される。
Furthermore, the present invention also contemplates a modified form of the above-mentioned recombinant willow matsutake galectin molecule (herein, including the above-mentioned recombinant willow matsutake galectin molecule, also referred to as “recombinant galectin molecule”). The modified product is composed of alanine, arginine, lysine, aspartic acid, cysteine, glycine, serine, and threonine, in which the amino acid residue corresponding to the 85th glutamic acid residue of the amino acid sequence of the galectin molecule derived from natural type willow matsutake (Agrocybe cylindracea) Provided that the amino acid sequence is substantially homologous to the amino acid sequence of each recombinant willow matsutake galectin molecule, provided that the amino acid sequence is one amino acid residue selected from the group, It may exhibit substantially the same function as the above-mentioned recombinant willow matsutake galectin molecule, particularly limited binding to non-sialylated sugar chains. Therefore, in the third aspect of the present invention,
(3) From the group consisting of alanine, arginine, lysine, aspartic acid, cystine, glycine, serine and threonine, the amino acid residue corresponding to the 85th glutamic acid residue of the amino acid sequence of the galectin molecule derived from natural type Agaricus cylindracea An amino acid having one or several amino acid substitutions, deletions, insertions or additions to any one of the amino acid sequences described in (2) above, provided that it is one selected amino acid residue Recombinant galectin comprising a sequence and characterized in that the binding affinity for sialyl α2,3-N-acetyllactosamine and sialyl α2,3-lactose is higher than the binding affinity for N-acetylactosamine and T antigen A molecule is provided.

本発明は、本発明の組換ガレクチン分子をコードする核酸分子および当該核酸分子を発現するベクターにも関する。これらの核酸分子およびベクターは、本発明の組換ガレクチン分子を製造する上で好適に利用することができる。すなわち、本発明の第4および第5の局面では、それぞれ、
(4)上記(1)乃至(3)のいずれかに記載の組換ガレクチン分子をコードする核酸分子、および
(5)転写制御要素に機能的に結合した上記(4)に記載の核酸分子を含む発現ベクターが提供される。
The present invention also relates to a nucleic acid molecule encoding the recombinant galectin molecule of the present invention and a vector for expressing the nucleic acid molecule. These nucleic acid molecules and vectors can be suitably used for producing the recombinant galectin molecule of the present invention. That is, in the fourth and fifth aspects of the present invention,
(4) a nucleic acid molecule encoding the recombinant galectin molecule according to any one of (1) to (3) above, and (5) a nucleic acid molecule according to (4) functionally linked to a transcription control element. An expression vector is provided.

更に、本発明は、シアル酸を含む糖鎖のより精緻且つ簡便な分析方法を提供する。シアル酸含有糖鎖の生物学的重要性にも鑑みれば、シアル酸含有糖鎖を対応する非シアル化糖鎖と明確に識別し得る本発明の組換ガレクチン分子の利点は明白である。したがって、本発明の第6乃至第9の局面は、それぞれ、
(6)シアル酸を含む糖鎖の分析方法であって、以下の、
(i)シアル酸を含む糖鎖を有する被検物質が存在することが予測される試料と上記(1)乃至(3)のいずれかに記載の組換ガレクチン分子を、該被検物質と組換ガレクチン分子が結合するのに充分な条件下で接触させる工程、および
(ii)前記被検物質と組換ガレクチンの結合または非結合を観測する工程、
を含むことを特徴とする、シアル酸を含む糖鎖の分析方法;
(7)組換ガレクチン分子が、上記(2)に記載の組換ガレクチン分子である、上記(6)に記載の方法;
(8)前記被検物質が、糖鎖自体、糖蛋白質若しくは糖脂質、或いは該糖鎖自体、糖蛋白質若しくは糖脂質を含む細胞、擬細胞または細胞膜である、上記(6)または(7)に記載の方法;および
(9)前記被検物質を含む試料が生物学的流体である、上記(8)に記載の方法を提供する。
Furthermore, the present invention provides a more precise and simple method for analyzing a sugar chain containing sialic acid. In view of the biological importance of sialic acid-containing sugar chains, the advantages of the recombinant galectin molecules of the present invention that can clearly distinguish sialic acid-containing sugar chains from the corresponding non-sialylated sugar chains are apparent. Therefore, the sixth to ninth aspects of the present invention are respectively
(6) A method for analyzing a sugar chain containing sialic acid, comprising:
(I) A sample in which a test substance having a sugar chain containing sialic acid is expected to exist and the recombinant galectin molecule according to any one of (1) to (3) above are combined with the test substance. Contacting under conditions sufficient for the recombinant galectin molecule to bind, and (ii) observing the binding or non-binding of the recombinant galectin with the test substance,
A method for analyzing a sugar chain containing sialic acid, comprising:
(7) The method according to (6) above, wherein the recombinant galectin molecule is the recombinant galectin molecule according to (2) above;
(8) In the above (6) or (7), the test substance is a sugar chain itself, glycoprotein or glycolipid, or a cell, pseudo cell or cell membrane containing the sugar chain itself, glycoprotein or glycolipid. (9) The method according to (8) above, wherein the sample containing the test substance is a biological fluid.

上記の糖鎖分析方法においては、本発明の組換ガレクチン分子とは異なる糖鎖結合特異性を有する公知のその他のレクチン分子に対する被検物質の結合性を同時に観測することも好ましい態様である。そのような分析は、本発明の組換ガレクチン分子の利用と相俟って、より詳細な被検物質上の糖鎖構造のプロファイリングを可能にする。しかして、そのような分析では、本発明の組換ガレクチン分子およびその他の公知のレクチン分子を含むレクチン・ライブラリーを利用することが有利である。その他の公知レクチン分子としては、たとえば非特許文献1に言及される、キイロナメクジ・アグルチニン(LFA)、イヌエンジュマメ・ヘマグルチニン(MAH)またはセイヨウニワトコ・アグルチニン(SNA)が挙げられる。これらの天然レクチン分子もシアル酸関連糖鎖に特異的であることが知られており、しかして、これらのレクチン分子を利用することで、糖鎖のシアル酸部分以外の構造の相違も把握し得るであろう。したがって、本発明の第10および第11の局面では、それぞれ、
(10)上記(1)乃至(3)のいずれかに記載の組換ガレクチン分子を構成員として含むレクチン・ライブラリー、および
(11)キイロナメクジ・アグルチニン(LFA)、イヌエンジュマメ・ヘマグルチニン(MAH)またはセイヨウニワトコ・アグルチニン(SNA)を更に含む、上記(8)に記載のレクチン・ライブラリーが提供される。
In the sugar chain analysis method described above, it is also a preferable aspect to simultaneously observe the binding property of the test substance to other known lectin molecules having a sugar chain binding specificity different from the recombinant galectin molecule of the present invention. Such analysis, coupled with the use of the recombinant galectin molecules of the present invention, allows for more detailed glycan structure profiling on the analyte. Thus, for such analysis, it is advantageous to utilize a lectin library containing the recombinant galectin molecules of the present invention and other known lectin molecules. Other known lectin molecules include, for example, yellow slug / agglutinin (LFA), dog endangered bean haemagglutinin (MAH) or elderberry agglutinin (SNA) mentioned in Non-Patent Document 1. These natural lectin molecules are also known to be specific for sialic acid-related sugar chains, and by using these lectin molecules, it is possible to grasp structural differences other than the sialic acid part of the sugar chain. You will get. Accordingly, in the tenth and eleventh aspects of the present invention,
(10) A lectin library comprising as a member the recombinant galectin molecule according to any one of (1) to (3) above, and (11) yellow slug agglutinin (LFA), cane lentil hemagglutinin (MAH) Or the lectin library as described in said (8) which further contains elderberry agglutinin (SNA) is provided.

上記のレクチン・ライブラリーを所謂レクチン・チップの形態に構成することの利点は当業者にとって明らかであろう。端的には、該レクチン・チップの利用により、いっそう簡便に本発明の糖鎖分析方法を成し得る。したがって、本発明の更なる局面は、
(12)上記(10)または(11)に記載のレクチン・ライブラリーの各構成員が基材上の所定の位置に固相化されているレクチン・チップである。
The advantages of constructing the above lectin library in the form of a so-called lectin chip will be apparent to those skilled in the art. In short, the sugar chain analysis method of the present invention can be achieved more easily by using the lectin chip. Thus, a further aspect of the present invention is
(12) A lectin chip in which each member of the lectin library according to (10) or (11) is immobilized at a predetermined position on a substrate.

本発明の組換ガレクチン分子を利用することにより、生物学的に重要なシアル酸含有糖鎖のより精緻且つ簡便な分析を達成し得る。   By utilizing the recombinant galectin molecule of the present invention, a more precise and simple analysis of biologically important sialic acid-containing sugar chains can be achieved.

組換ヤナギマツタケ・ガレクチン分子
本発明の組換ヤナギマツタケ・ガレクチン分子は、天然型ヤナギマツタケ(Agrocybe cylindracea)由来ガレクチン分子のアミノ酸配列の85位グルタミン酸残基が、アラニン、アルギニン、リシン、アスパラギン酸、システィン、グリシン、セリンおよびトレオニンからなる群から選択される1のアミノ酸残基で置換されていることを特徴とする。当該天然型ヤナギマツタケ由来ガレクチン分子のアミノ酸配列は、NCBIのAccession Code:1WW4Aとして公開されており、具体的には、
ThrThrSerAlaValAsnIleTyrAsnIleSerAlaGlyAlaSerValAspLeuAlaAlaProValThrThrGlyAspIleValThrPhePheSerSerAlaLeuAsnLeuSerAlaGlyAlaGlySerProAsnAsnThrAlaLeuAsnLeuLeuSerGluAsnGlyAlaTyrLeuLeuHisIleAlaPheArgLeuGlnGluAsnValIleValPheAsnSerArgGlnProAsnAlaProTrpLeuValGluGlnArgValSerAsnValAlaAsnGlnPheIleGlySerGlyGlyLysAlaMetValThrValPheAspHisGlyAspLysTyrGlnValValIleAsnGluLysThrValIleGlnTyrThrLysGlnIleSerGlyThrThrSerSerLeuSerTyrAsnSerThrGluGlyThrSerIlePheSerThrValValGluAlaValThrTyrThrGlyLeuAla(配列番号:2)
を有するものとして特定されている。なお、非特許文献2では上記アミノ酸配列のN末端にAc-セリンが付加された配列に基づいてアミノ酸番号が付されているので、本発明における85位グルタミン酸とは非特許文献2でいう86位グルタミン酸と同一である。
Recombinant willow matsutake galectin molecule The recombinant willow matsutake galectin molecule of the present invention has a glutamic acid residue at position 85 in the amino acid sequence of a natural rapeseed matsutake galectin molecule, alanine, arginine, lysine, aspartic acid, It is characterized by being substituted with one amino acid residue selected from the group consisting of cysteine, glycine, serine and threonine. The amino acid sequence of the natural type willow matsutake galectin molecule has been published as NCBI Accession Code: 1WW4A. Specifically,
ThrThrSerAlaValAsnIleTyrAsnIleSerAlaGlyAlaSerValAspLeuAlaAlaProValThrThrGlyAspIleValThrPhePheSerSerAlaLeuAsnLeuSerAlaGlyAlaGlySerProAsnAsnThrAlaLeuAsnLeuLeuSerGluAsnGlyAlaTyrLeuLeuHisIleAlaPheArgLeuGlnGluAsnValIleValPheAsnSerArgGlnProAsnAlaProTrpLeuVal Glu GlnArgValSerAsnValAlaAsnGlnPheIleGlySerGlyGlyLysAlaMetValThrValPheAspHisGlyAs LysTyrGlnValValIleAsnGluLysThrValIleGlnTyrThrLysGlnIleSerGlyThrThrSerSerLeuSerTyrAsnSerThrGluGlyThrSerIlePheSerThrValValGluAlaValThrTyrThrGlyLeuAla (SEQ ID NO: 2)
Has been identified as having In Non-Patent Document 2, since the amino acid number is assigned based on the sequence in which Ac-serine is added to the N-terminus of the amino acid sequence, the 85th-position glutamic acid in the present invention is the 86th position in Non-Patent Document 2. Same as glutamic acid.

上記したように、この天然型ACGは必ずしもシアル酸含有糖鎖に対してのみ特異的に結合するわけではない。たとえば、後記の実施例に示されるように、天然型ACGは、N−アセチルラクトサミン(Galβ1−4GlcNAcβ)に対して、シアリルα2,3−N−アセチルラクトサミン(Neu5Acα2−3Galβ1−4GlcNAcβ)に対するのと同等以上の結合親和性を有し得る。同様に、天然型ACGは、T抗原(Galβ1−3GalNAcα)に対して、シアリルα2,3−T抗原(Neu5Acα2−3Galβ1−3GalNAcα)対するのと同等以上の結合親和性を有する。したがって、天然型ACGを用いて被検物質上のシアル酸含有糖鎖、たとえばシアリルα2,3−N−アセチルラクトサミンや、シアリルα2,3−T抗原の分析を行なう際、試料中に混在するN−アセチルラクトサミン或いはT抗原により当該分析が妨害され得る。   As described above, this natural ACG does not necessarily specifically bind only to sialic acid-containing sugar chains. For example, as shown in the Examples below, natural ACG is more effective against N-acetyllactosamine (Galβ1-4GlcNAcβ) than sialyl α2,3-N-acetyllactosamine (Neu5Acα2-3Galβ1-4GlcNAcβ). Can have a binding affinity equal to or greater than. Similarly, natural ACG has a binding affinity for T antigen (Galβ1-3GalNAcα) that is equal to or higher than that for sialyl α2,3-T antigen (Neu5Acα2-3Galβ1-3GalNAcα). Therefore, when a sialic acid-containing sugar chain on a test substance such as sialyl α2,3-N-acetyllactosamine or sialyl α2,3-T antigen is analyzed using a natural ACG, it is mixed in the sample. N-acetyllactosamine or T antigen can interfere with the analysis.

しかして、本発明は、天然型ACGの糖鎖結合特異性に制限をかけること、言い換えれば、対応する非シアル化糖鎖との結合親和性を制限することでシアル酸含有糖鎖に対する特異性を向上させるものであるが、上記のとおり、その目的は、天然型ACGのアミノ酸配列の85位グルタミン酸残基を、アラニン、アルギニン、リシン、アスパラギン酸、システィン、グリシン、セリンおよびトレオニンからなる群から選択される1のアミノ酸残基で置換することにより達成され得る。ここにおいて、同じく後記の実施例に示されるように、天然型ACGの85位グルタミン酸残基のアラニンによる置換体(クローン1)、アルギニンによる置換体(クローン2)、リシンによる置換体(クローン3)、アスパラギン酸による置換体(クローン4)、システィンによる置換体(クローン5)、グリシンによる置換体(クローン6)、セリンによる置換体(クローン7)およびトレオニンによる置換体(クローン8)は、いずれもシアリルα2,3−N−アセチルラクトサミン及び/又はシアリルα2,3−ラクトースに対して実質的な結合親和性を保持しているが、それらの置換体ではN−アセチルラクトサミンおよびT抗原に対する結合親和性が顕著に制限されている。また、グルタミンによる置換体(クローン9)では、シアリルα2,3−N−アセチルラクトサミンおよびシアリルα2,3−ラクトースの他にシアリルα2,3−T抗原に対する実質的な結合親和性も保持されている。   Thus, the present invention limits the specificity of glycan binding of natural ACG, in other words, the specificity for sialic acid-containing glycans by limiting the binding affinity with the corresponding non-sialylated glycans. As described above, the purpose is to change the glutamic acid residue at position 85 in the amino acid sequence of natural ACG from the group consisting of alanine, arginine, lysine, aspartic acid, cysteine, glycine, serine and threonine. It can be achieved by substitution with one selected amino acid residue. Here, as also shown in the examples described later, a substitution of a 85-position glutamic acid residue of natural ACG with alanine (clone 1), a substitution with arginine (clone 2), a substitution with lysine (clone 3) Aspartic acid substitute (clone 4), cysteine substitute (clone 5), glycine substitute (clone 6), serine substitute (clone 7), and threonine substitute (clone 8) Retains substantial binding affinity for sialyl α2,3-N-acetyllactosamine and / or sialyl α2,3-lactose, but their substitutions bind to N-acetyllactosamine and T antigen The affinity is markedly limited. Moreover, in the substitution product (clone 9) by glutamine, in addition to sialyl α2,3-N-acetyllactosamine and sialyl α2,3-lactose, substantial binding affinity for sialyl α2,3-T antigen is also retained. Yes.

その他、ヒスチジンによる置換体(クローン10)では、シアリルα2,3−ラクトースに対する結合親和性のみが有意に保存されているが、やはりN−アセチルラクトサミンおよびT抗原に対しては実質的な結合親和性が観測されない。   In addition, in the histidine substitute (clone 10), only the binding affinity for sialyl α2,3-lactose is significantly preserved, but also the substantial binding affinity for N-acetyllactosamine and T antigen. Sex is not observed.

他方で、メチオニンによる置換体(クローン14)では、シアリルα2,3−N−アセチルラクトサミンおよびN−アセチルラクトサミンの双方に対する結合親和性が残存している。そして、プロリンによる置換体(クローン16)、トリプトファンにより置換体(クローン17)およびチロシンによる置換体(クローン18)では、シアリルα2,3−N−アセチルラクトサミンおよびシアリルα2,3−ラクトースに対する結合親和性までもが損なわれている。   On the other hand, in the substitution product (clone 14) by methionine, the binding affinity for both sialyl α2,3-N-acetyllactosamine and N-acetyllactosamine remains. In the case of a substitute by proline (clone 16), a substitute by tryptophan (clone 17) and a substitute by tyrosine (clone 18), the binding affinity for sialyl α2,3-N-acetyllactosamine and sialyl α2,3-lactose Even sex is impaired.

したがって、本発明においては、主に上記のアラニン置換体(クローン1)、アルギニン置換体(クローン2)、リシン置換体(クローン3)、アスパラギン酸置換体(クローン4)、システィン置換体(クローン5)、グリシン置換体(クローン6)、セリン置換体(クローン7)およびトレオニン置換体(クローン8)の利用が意図され、具体的にそれらの置換体は、それぞれ、配列番号:4、配列番号:6、配列番号:8、配列番号:10、配列番号:12、配列番号:14、配列番号:16および配列番号:18で示されるアミノ酸配列から成るものである。   Therefore, in the present invention, the above-mentioned alanine substitute (clone 1), arginine substitute (clone 2), lysine substitute (clone 3), aspartate substitute (clone 4), cysteine substitute (clone 5) ), A glycine substitute (clone 6), a serine substitute (clone 7) and a threonine substitute (clone 8), which are specifically shown in SEQ ID NO: 4 and SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 12, SEQ ID NO: 14, SEQ ID NO: 16 and SEQ ID NO: 18.

組換ヤナギマツタケ・ガレクチン分子の改変体
本発明の範囲には上記の組換ヤナギマツタケ・ガレクチン分子の機能的な改変体も包含される。ここで、当該改変体とは、本発明の組換ヤナギマツタケ・ガレクチン分子の生物活性に実質的に類似の生物活性(機能的または構造的)を有する化合物である。すなわち、本発明の「改変体」という用語は、上記組換ヤナギマツタケ・ガレクチン分子のアミノ酸配列から誘導された配列を有する任意のフラグメント、変異体、アナログおよび同族体、または化学的誘導体を含むものとする。「フラグメント」という用語は本発明の組換ヤナギマツタケ・ガレクチン分子の任意のポリペプチドサブセットを指すものとする。「変異体」という用語は、本発明のインタクトな組換ヤナギマツタケ・ガレクチン分子またはそのフラグメントに構造的、機能的および実質的に類似の分子を指すものとする。両方の分子が実質的に類似の構造を有するか、両方の分子が類似の生物活性を有するならば、その分子は実質的に類似である。そのため、その2つの分子が実質的に類似の活性を有するならば、それらの分子の一方の構造が他方に無くとも、または2つのアミノ酸配列が完全に同一でなくとも、それらの分子は変異体と考えられる。たとえば、ロイシンをバリンに、リシンをアルギニンに、グルタミンをアスパラギンに置換してもポリペプチドの機能を変化させないこともあり得る(ただし、天然型ACGのアミノ酸配列の85位グルタミン酸残基に対応するアミノ酸残基がアラニン、アルギニン、リシン、アスパラギン酸、システィン、グリシン、セリンおよびトレオニンからなる群から選択される1のアミノ酸残基であることを条件として)。「アナログ」という用語は、完全な組換ヤナギマツタケ・ガレクチン分子またはそのフラグメントに機能的に実質的に類似の分子を指す。
Recombinant willow matsutake galectin molecule variants The scope of the present invention includes functional variants of the above-mentioned recombinant willow matsutake galectin molecules. Here, the variant is a compound having a biological activity (functional or structural) substantially similar to the biological activity of the recombinant willow matsutake galectin molecule of the present invention. That is, the term “variant” of the present invention includes any fragment, mutant, analog and homologue, or chemical derivative having a sequence derived from the amino acid sequence of the recombinant willow matsutake galectin molecule. . The term “fragment” is intended to refer to any polypeptide subset of the recombinant willow matsutake galectin molecule of the present invention. The term “variant” is intended to refer to a molecule that is structurally, functionally and substantially similar to the intact recombinant willow matsutake galectin molecule of the present invention or a fragment thereof. If both molecules have a substantially similar structure, or if both molecules have similar biological activity, the molecules are substantially similar. Thus, if the two molecules have substantially similar activity, the molecules are mutants, even if one structure of the molecules is not in the other or the two amino acid sequences are not completely identical. it is conceivable that. For example, substitution of leucine for valine, lysine for arginine, and glutamine for asparagine may not change the function of the polypeptide (however, an amino acid corresponding to the glutamic acid residue at position 85 in the amino acid sequence of natural ACG) The residue is one amino acid residue selected from the group consisting of alanine, arginine, lysine, aspartic acid, cysteine, glycine, serine and threonine). The term “analog” refers to a molecule that is functionally substantially similar to a fully recombinant willow matsutake galectin molecule or fragment thereof.

好ましい改変体の例は、本発明の組換ヤナギマツタケ・ガレクチン分子のアミノ酸配列に対して70%以上の相同性、より好ましくは80%、特に好ましくは90%以上のアミノ酸配列相同性を示すものである。なお、ここでいうアミノ酸配列の相同性は、プログラムのデフォルトパラメータ(マトリクス=Blosum62;ギャップ存在コスト=11、ギャップ拡張コスト=1)を用いた検索で、インターネットサイトhttp://www.ncbi.n/m.nih.gov/egi−gin/BLASTで実装可能なBLASTPアルゴリズムによって示される陽性のパーセンテージとして定義できる。   Examples of preferable variants are those showing 70% or more homology, more preferably 80%, particularly preferably 90% or more amino acid sequence homology to the amino acid sequence of the recombinant willow matsutake galectin molecule of the present invention. It is. The amino acid sequence homology referred to here is obtained by searching using the default parameters (matrix = Blosum62; gap existence cost = 11, gap extension cost = 1) of the Internet site http: // www. ncbi. n / m. nih. It can be defined as the percentage of positives indicated by the BLASTP algorithm, which can be implemented with gov / egi-gin / BLAST.

また、本発明の組換ヤナギマツタケ・ガレクチン分子のアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸が、置換、欠失、挿入または付加されたアミノ酸配列を有する改変体も好適である。たとえば、上記した組換ヤナギマツタケ・ガレクチン分子のアミノ酸配列に対して、該分子の精製に際して好適に利用できるHis−tag配列等を付加することは好ましい態様である。そして、そのような場合には、当該His−tag配列等の除去のために、該付加配列と目的配列の間にエンドペプチダーゼ認識部位、たとえばトロンビン認識部位やカスパーゼ3認識配列(DEVD)を更に付加し得る。或いは、それとは別に、本発明の組換ヤナギマツタケ・ガレクチン分子の安定性を向上させるために、たとえばそのN末端をプロリンやAc−セリン等でブロックすることも可能であろう。要すれば、本発明の組換ヤナギマツタケ・ガレクチン分子のアミノ酸配列に対しては、該分子の機能が損なわれない限りにおいて、組換蛋白質技術において有用性が確立されたいかなる改変(アミノ酸の置換、欠失、挿入及び/又は付加)を導入することも可能であり、当該改変体においてもそれらの技術の利点が享受され得ることを当業者は容易に理解するであろう。   In addition, a variant having an amino acid sequence in which one or several amino acids are substituted, deleted, inserted or added in the amino acid sequence of the recombinant willow matsutake galectin molecule of the present invention is also suitable. For example, it is a preferred embodiment to add a His-tag sequence or the like that can be suitably used for purification of the above-mentioned recombinant willow matsutake galectin molecule. In such a case, an endopeptidase recognition site such as a thrombin recognition site or a caspase 3 recognition sequence (DEVD) is further added between the additional sequence and the target sequence in order to remove the His-tag sequence. Can do. Alternatively, in order to improve the stability of the recombinant willow matsutake galectin molecule of the present invention, it may be possible to block, for example, the N-terminus thereof with proline or Ac-serine. In short, for the amino acid sequence of the recombinant willow matsutake galectin molecule of the present invention, as long as the function of the molecule is not impaired, any modification (amino acid substitution) that has established utility in the recombinant protein technology. , Deletions, insertions and / or additions) can be introduced, and those skilled in the art will readily understand that the advantages of those techniques can also be enjoyed in the variants.

核酸分子および発現ベクター
本発明の組換ヤナギマツタケ・ガレクチン分子およびその改変体(つまり、本発明の組換ガレクチン分子)は、それらをコードするcDNA等の核酸分子を用いて適切な宿主を形質転換し、該宿主内で当該核酸分子を発現させることにより好適に製造することができる。そのような技術は当業者に周知である(たとえば、J.Sambrook等、Molecular Cloning,a Laboratory Manual 2nd ed.、Cold Spring Harbor Laboratory,New York(1989)を参照)。
Nucleic acid molecules and expression vectors Recombinant willow matsutake galectin molecules of the present invention and variants thereof (ie, recombinant galectin molecules of the present invention) are transformed into appropriate hosts using nucleic acid molecules such as cDNA encoding them. However, it can be suitably produced by expressing the nucleic acid molecule in the host. Such techniques are well known to those skilled in the art (see, for example, J. Sambrook et al., Molecular Cloning, a Laboratory Manual 2nd ed., Cold Spring Harbor Laboratory, New York (1989)).

上記の技術で用いら得るcDNA等の核酸分子は、本明細書に記載の配列番号:4、配列番号:6、配列番号:8、配列番号:10、配列番号:12、配列番号:14、配列番号:16または配列番号:18で示されるアミノ酸配列に基づいて設計することができる。好適には、該核酸分子は、それを発現させるべき宿主に適したコドンを考慮して設計されたヌクレオチド配列から成り得る。つまり、遺伝子コードは縮重しているので、ある特定のアミノ酸をコードするのに複数のコドンを使用でき、その場合、宿主細胞において使用頻度の高いコドンを利用するのが好ましい。たとえば、大腸菌を宿主とする場合、本明細書に記載の配列番号:3、配列番号:5、配列番号:7、配列番号:9、配列番号:11、配列番号:13、配列番号:15および配列番号:17に示されるヌクレオチド配列に基づいて前記核酸分子を設計し得る。   Nucleic acid molecules such as cDNA that can be used in the above technique are SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 12, SEQ ID NO: 14, as described herein. It can be designed based on the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 16 or SEQ ID NO: 18. Suitably, the nucleic acid molecule may consist of a nucleotide sequence designed with the codons appropriate for the host in which it is expressed. That is, since the genetic code is degenerate, a plurality of codons can be used to encode a specific amino acid. In this case, it is preferable to use a codon that is frequently used in the host cell. For example, when E. coli is used as a host, SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 15 and The nucleic acid molecule can be designed based on the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 17.

上記の核酸分子を調製するにあたっては、ホスホアミダイト法などの化学合成的手法が利用できる。或いは、天然型ACGをコードする核酸分子に対して所定の変異を導入することで、本発明の組換ガレクチン分子をコードする核酸分子を調製することも可能であり、そのような技法としては、たとえばInverse PCR法に基づく部位特異的変異導入技術を利用するのが簡便である。当該Inverse PCR法に基づく部位特異的変異導入は当業者によく知られた技法おり、そのためのキットも市販されている(たとえば、東洋紡績株式会社からの「KOD−Plus−Mutagenesis Kit」(商品名)が利用可能である。)。当該技法とは、概略、鋳型環状プラスミドに対して逆方向に設定した2種類のプライマーによりPCRを行うことでプラスミド全周を増幅し、その際に用いるプライマーに対して導入すべき変異を含ませておくものであるが、当該技法の具体的な実施形態については本明細書の実施例に例示する。   In preparing the nucleic acid molecule, a chemical synthesis method such as a phosphoramidite method can be used. Alternatively, a nucleic acid molecule encoding the recombinant galectin molecule of the present invention can be prepared by introducing a predetermined mutation into a nucleic acid molecule encoding natural ACG, and as such a technique, For example, it is easy to use a site-directed mutagenesis technique based on the Inverse PCR method. The site-directed mutagenesis based on the Inverse PCR method is a technique well known to those skilled in the art, and kits therefor are also commercially available (for example, “KOD-Plus-Mutageness Kit” (trade name from Toyobo Co., Ltd.) ) Is available.) In general, the technique involves amplifying the entire circumference of the plasmid by performing PCR with two types of primers set in opposite directions with respect to the template circular plasmid, and including the mutation to be introduced into the primer used at that time. It should be noted that specific embodiments of the technique are illustrated in the examples herein.

しかして、本発明の範囲には、上記の核酸分子を含む発現ベクターも含まれる。すなわち、上記の本発明にかかる組換ガレクチン分子をコードするcDNA等は、調節配列、つまり適切なプロモーターと他の適切な転写制御要素を含む発現ベクターへの分子クローニングにより組換え的に発現させることができ、原核宿主細胞または真核宿主細胞に移入されて本発明の組換ガレクチン分子を産生できる。このような操作の技術もJ.Sambrook等(前掲)に十分に記載され、当業界で公知である。   Thus, the scope of the present invention also includes an expression vector containing the nucleic acid molecule described above. That is, the above-described cDNA encoding the recombinant galectin molecule according to the present invention can be expressed recombinantly by molecular cloning into an expression vector containing regulatory sequences, that is, an appropriate promoter and other appropriate transcription control elements. Can be transferred to prokaryotic or eukaryotic host cells to produce the recombinant galectin molecules of the invention. Such operation techniques are also described in J. Org. Fully described in Sambrook et al. (Supra) and well known in the art.

つまり、発現ベクターは、適切な宿主での遺伝子のクローン化コピーの転写と得られたmRNAの翻訳に必要なDNA配列を含み、このようなベクターを使用して、細菌、藍藻類、植物細胞、昆虫細胞、菌類細胞、動物細胞等の種々の宿主で真核遺伝子を発現させることができる。特別に設計されたベクターは、宿主間、たとえば細菌−酵母、細菌−動物細胞、細菌−真菌細胞、または細菌−無脊椎動物細胞間でDNAのシャトリングをすることができる。   That is, the expression vector contains the DNA sequences necessary for transcription of the cloned copy of the gene in a suitable host and translation of the resulting mRNA, and using such vectors, bacteria, cyanobacteria, plant cells, Eukaryotic genes can be expressed in various hosts such as insect cells, fungal cells, and animal cells. Specially designed vectors can shut down DNA between hosts, eg, bacteria-yeast, bacteria-animal cells, bacteria-fungal cells, or bacteria-invertebrate cells.

適切に構築された発現ベクターは、宿主細胞での自律複製のための複製起点、選択マーカー、限られた数の有用な制限酵素部位、高コピー数のための可能要素、活性なプロモーターを含むべきである。プロモーターは、構造性プロモーターであるか調節プロモーターであるかに拘わらず、RNAポリメラーゼをDNAに結合させ、RNA合成を開始させるDNA配列と定義される。強いプロモーターとはmRNAを高頻度で開始させるプロモーターである。また、発現ベクター中の他の調節配列としては、転写エンハンサおよびターミネータ、並びに転写抑制因子の結合、アテニエーションまたはアンチアテニエーション等の既知の機構によって蛋白質の発現を調節するような他の配列が含まれる。SV40またはアデノウイルスの初期および後期プロモーター、lac系、trp系、TACまたはTRC系、λファージの主要オペレーターおよびプロモーター領域、fdコート蛋白質の制御領域、解糖系酵素(たとえば、3−ホスホグリセレートキナーゼ)に対するプロモーター、Pho5プロモーター、酵母α接合系プロモーター等が、その宿主細胞の性質等に応じて利用可能である。なお、発現ベクターにはクローニングベクター、改変クローニングベクター、特別に設計されたプラスミドまたはウイルスがあるが、それらに限定されない。   A properly constructed expression vector should contain an origin of replication for autonomous replication in the host cell, a selectable marker, a limited number of useful restriction enzyme sites, possible elements for high copy number, an active promoter It is. A promoter, whether a structural promoter or a regulated promoter, is defined as a DNA sequence that binds RNA polymerase to DNA and initiates RNA synthesis. A strong promoter is a promoter that initiates mRNA at a high frequency. In addition, other regulatory sequences in the expression vector include transcription enhancers and terminators, and other sequences that regulate protein expression by known mechanisms such as binding, attenuation or anti-attenuation of transcription repressors. It is. SV40 or adenovirus early and late promoters, lac system, trp system, TAC or TRC system, lambda phage major operator and promoter region, fd coat protein regulatory region, glycolytic enzymes (eg, 3-phosphoglycerate kinase ) Promoter, Pho5 promoter, yeast α-junction promoter, etc. can be used depending on the properties of the host cell. Expression vectors include, but are not limited to, cloning vectors, modified cloning vectors, specially designed plasmids or viruses.

種々の細菌の発現ベクターを使用して細菌宿主細胞で組換ガレクチンDNAを発現させることができる。また、種々の哺乳動物発現ベクターを使用して、哺乳動物宿主細胞で本発明の組換ガレクチンDNAを発現させることができる。同じく、種々の菌類宿主細胞発現ベクターを使用して菌類細胞で組換ガレクチンDNAを発現させることができ、更に、種々の昆虫細胞発現ベクターを使用して昆虫宿主細胞で組換ガレクチンDNAを発現させることができる。発現のための様々な宿主・ベクター系が知られており、たとえば、細菌宿主に対してはコリシンE1型複製開始機構を有するpBR322やpUC系ベクターの他、His−tag/thrombin/T7−tag/MCS(BamHI,EcoRI,SacI,SalI,HindIII,EagI,NotI,XhoI)/His−tagを持つpET−28a(+)ベクター等が挙げられる。また、M13等のλファージ派生体、酵母細胞においては2μプラスミド、真核宿主にはSV40、ウシ乳頭腫ウイルス、アデノウイルスおよびサイトメガロウイルスから得られる発現制御配列からなるベクター、昆虫においてはpVL941等が挙げられる。   A variety of bacterial expression vectors can be used to express recombinant galectin DNA in bacterial host cells. In addition, various mammalian expression vectors can be used to express the recombinant galectin DNA of the present invention in mammalian host cells. Similarly, recombinant galectin DNA can be expressed in fungal cells using a variety of fungal host cell expression vectors, and further, recombinant galectin DNA can be expressed in insect host cells using a variety of insect cell expression vectors. be able to. Various host / vector systems for expression are known. For example, for bacterial hosts, in addition to pBR322 and pUC vectors having a colicin E1-type replication initiation mechanism, His-tag / thrombin / T7-tag / Examples include pET-28a (+) vector having MCS (BamHI, EcoRI, SacI, SalI, HindIII, EagI, NotI, XhoI) / His-tag. In addition, lambda phage derivatives such as M13, 2μ plasmid in yeast cells, SV40 for eukaryotic hosts, vectors consisting of expression control sequences obtained from bovine papilloma virus, adenovirus and cytomegalovirus, pVL941 for insects, etc. Is mentioned.

宿主細胞としては大腸菌、シュードモナス属およびバチルス属細菌、Saccharomyces属やPichia属酵母、SF9等の昆虫細胞、CHO、COS7等の動物細胞が挙げられる。特に好ましい宿主は原核細胞由来、より好ましくは大腸菌由来宿主細胞である。ベクターを宿主細胞に導入する方法としては、エレクトロポレーション法、プロトプラスト法、アルカリ金属法、リン酸カルシウム沈澱法、DEAEデキストラン法、マイクロインジェクション法、ウイルス粒子を用いる方法等の公知方法(実験医学臨時増刊、遺伝子工学ハンドブック1991年3月20日発行、羊土社、参照)があるが、いずれの方法を用いても構わない。   Examples of host cells include E. coli, Pseudomonas and Bacillus bacteria, Saccharomyces and Pichia yeasts, insect cells such as SF9, and animal cells such as CHO and COS7. Particularly preferred hosts are prokaryotic cells, more preferably E. coli derived host cells. Methods for introducing a vector into a host cell include electroporation methods, protoplast methods, alkali metal methods, calcium phosphate precipitation methods, DEAE dextran methods, microinjection methods, methods using virus particles, etc. There is a genetic engineering handbook published on March 20, 1991, Yodosha), but any method may be used.

また、上記したように、本発明の組換ヤナギマツタケ・ガレクチン分子をHis−tag以外の他の蛋白質やタグ、たとえばグルタチオンSトランスフェラーゼ、プロテインA、FLAGタグ等との融合蛋白質として発現させることも可能である。発現させた融合型は、適当なプロテアーゼ(トロンビン等)を用いて切り出すことが可能である。   In addition, as described above, the recombinant willow matsutake galectin molecule of the present invention can be expressed as a fusion protein with a protein or tag other than His-tag, such as glutathione S transferase, protein A, or FLAG tag. It is. The expressed fusion form can be excised using an appropriate protease (such as thrombin).

宿主細胞での組換ガレクチン分子の発現の後、該蛋白質を回収して該蛋白質を精製型で得ることができる。幾つかの精製方法が利用でき、たとえば、塩分画、イオン交換クロマトグラフィー、サイズ排除クロマトグラフィー、ヒドロキシアパタイト吸着クロマトグラフィー、疎水性相互作用クロマトグラフィーの種々の組合せ、または個々の適用により、細胞溶解液および細胞抽出液から、本発明の組換ガレクチン分子を精製できる。   After expression of the recombinant galectin molecule in the host cell, the protein can be recovered and obtained in a purified form. Several purification methods are available, such as cell lysates, by salt fractionation, ion exchange chromatography, size exclusion chromatography, hydroxyapatite adsorption chromatography, various combinations of hydrophobic interaction chromatography, or individual applications. And the recombinant galectin molecule of the present invention can be purified from the cell extract.

糖鎖分析方法
本発明の組換ガレクチン分子は、糖鎖分析、つまり糖鎖構造の解析やプロファイリング、識別等に好適に用いられ得、殊にシアル酸を含む糖鎖(シアル酸含有糖鎖)の分析において有用である。シアル酸含有糖鎖は、典型的には糖鎖の非還元末端にシアル酸が結合した構造を有するもので、本発明においてはガラクトシル糖鎖にシアル酸が結合したもの、たとえばシアリルα2,3−N−アセチルラクトサミン構造単位、シアリルα2,3−ラクトース構造単位、或いはシアリルα2,3−T抗原(Neu5Acα2−3Galβ1−3GalNAcα)構造単位をとるものなどが例示され、特に前述のα−ジストログリカンとの関係で記載したNeu5Acα2−3Galβ1−4GlcNAcβ1−2Man−糖鎖等は興味深い分析対象である。
Sugar chain analysis method The recombinant galectin molecule of the present invention can be suitably used for sugar chain analysis, that is, analysis of sugar chain structure, profiling, identification, etc., and particularly sugar chains containing sialic acid (sialic acid-containing sugar chains). It is useful in the analysis of A sialic acid-containing sugar chain typically has a structure in which sialic acid is bound to the non-reducing end of the sugar chain. In the present invention, sialic acid is bound to a galactosyl sugar chain, such as sialyl α2,3- Examples thereof include N-acetyllactosamine structural unit, sialyl α2,3-lactose structural unit, or sialyl α2,3-T antigen (Neu5Acα2-3Galβ1-3GalNAcα) structural unit. Neu5Acα2-3Galβ1-4GlcNAcβ1-2Man-sugar chain and the like described in the above relationship are interesting analysis objects.

本発明の糖鎖分析方法は、シアル酸を含む糖鎖を有する被検物質が存在することが予測される試料と本発明の組換ガレクチン分子を、該被検物質と組換ガレクチン分子が結合するのに充分な条件下で接触させる工程を含むことを特徴とする。被検物質としては、糖鎖自体以外にも、糖鎖と他の化学物質との結合体、たとえば糖蛋白質、糖脂質などが挙げられるがこれらに限定されない。また、前記糖鎖、糖蛋白質、糖脂質などを含む細胞、擬細胞、細胞膜或いは組織等も広義の被検物質に含め得る。したがって、本発明にいう被検物質が存在することが予測される試料とは、前記の糖鎖、糖蛋白質または糖脂質、或いはそれらを有する細胞、擬細胞または細胞膜を含む溶液を包含するものであり得る。つまり、本発明の分析方法に供される試料としては、前記細胞、擬細胞または細胞膜の懸濁液または抽出液、或いは前記組織の抽出液なども含まれ得、特に臨床的検査における本発明の糖鎖分析の応用においては、各種の生物学的流体、たとえば血液、リンパ液、唾液、尿、粘膜質液なども直接または希釈液などの形態として分析試料と成し得る。   In the method for analyzing a sugar chain of the present invention, a sample in which a test substance having a sugar chain containing sialic acid is predicted and the recombinant galectin molecule of the present invention are bound to the test substance and the recombinant galectin molecule. Including a step of contacting under conditions sufficient to do so. Examples of the test substance include, but are not limited to, a conjugate of a sugar chain and another chemical substance other than the sugar chain itself, such as glycoprotein and glycolipid. In addition, cells, pseudocells, cell membranes, tissues, and the like containing the sugar chains, glycoproteins, glycolipids, and the like can be included in the test substance in a broad sense. Therefore, the sample predicted to contain the test substance referred to in the present invention includes the sugar chain, glycoprotein or glycolipid, or a solution containing cells, pseudocells or cell membranes having them. possible. That is, the sample to be subjected to the analysis method of the present invention may include a suspension or extract of the cells, pseudo-cells or cell membranes, or an extract of the tissue. In the application of glycan analysis, various biological fluids such as blood, lymph, saliva, urine, mucosal fluid and the like can be directly or in the form of a diluted solution as an analysis sample.

当該試料と本発明の組換ガレクチン分子は、前記被検物質と該組換ガレクチン分子が結合するのに充分な条件下で接触させられなければならない。そのような条件は、試料の由来や状態などの他にも、具体的分析が実施される特定の測定手技やプロトコールにより変化するが、慣用的な測定手技やプロトコールが適用される場合の当該条件もまた当業者は容易に選択でき、或いは適切に変更できるであろう。   The sample and the recombinant galectin molecule of the present invention must be brought into contact under conditions sufficient for the test substance to bind to the recombinant galectin molecule. Such conditions vary depending on the specific measurement technique or protocol in which the specific analysis is performed, in addition to the origin and state of the sample, but the conditions when a conventional measurement technique or protocol is applied. Again, those skilled in the art can easily select or make appropriate changes.

たとえば、本発明の糖鎖分析方法を、ELISAを模した所謂サンドイッチ・アッセイ・プロトコールに適合させ得る(非特許文献1参照)。簡単に説明すると、まず、本発明の組換ガレクチン分子を固体支持体に固相化する。固相化は、たとえばリン酸緩衝生理食塩水(PBS)に組換ガレクチン分子を溶解し、該溶液をマイクロプレートのウェルに添加して所定時間インキュベートすることで達成できる。その後、当該ウェルをウシ血清アルブミン(BSA)などでブロッキングしてもよい。ウェルを0.05%のTween20含有PBS等で十分に洗浄後、当該ウェルに試料を添加して、室温で10分乃至数時間、好ましくは30分乃至2時間前後の間インキュベートする。インキュベーションの終了後、ウェルから試料を取り除き、前記と同様にしてウェルを十分に洗浄する。洗浄後、ウェルに検出用のプローブ、典型的には被検物質に対する抗体を加えることで、組換ガレクチン−被検物質−抗体のサンドイッチ複合体を形成させる。抗体と被検物質の反応を行なうには、たとえば室温で30分乃至3時間程度インキュベーションさせればよい。その後、余剰の抗体除去し、ウェルを洗浄して、形成されたサンドイッチ複合体の存在或いは量を検出することで、被検物質と組換ガレクチンの結合または非結合を観測する。   For example, the sugar chain analysis method of the present invention can be adapted to a so-called sandwich assay protocol simulating ELISA (see Non-Patent Document 1). Briefly, first, the recombinant galectin molecule of the present invention is immobilized on a solid support. Solid-phase immobilization can be achieved, for example, by dissolving recombinant galectin molecules in phosphate buffered saline (PBS), adding the solution to wells of a microplate, and incubating for a predetermined time. Thereafter, the well may be blocked with bovine serum albumin (BSA) or the like. After wells are thoroughly washed with PBS containing 0.05% Tween 20, etc., a sample is added to the wells and incubated at room temperature for 10 minutes to several hours, preferably 30 minutes to around 2 hours. After the incubation is complete, remove the sample from the well and wash the well thoroughly as described above. After washing, a detection probe, typically an antibody against the test substance, is added to the well to form a recombinant galectin-test substance-antibody sandwich complex. In order to react the antibody with the test substance, for example, incubation may be performed at room temperature for about 30 minutes to 3 hours. Thereafter, excess antibody is removed, the wells are washed, and the presence or amount of the formed sandwich complex is detected to observe the binding or non-binding of the test substance and the recombinant galectin.

上記サンドイッチ・アッセイ・プロトコールにおいて使用する際、被検物質に対する抗体を標識しておくことは、形成されたサンドイッチ複合体の検出において有利である。たとえば、抗体を放射性物質、金コロイド等の着色粒子、蛍光または化学発光標識、或いは酵素(ELISA法)で標識することができる。抗体の標識の方法としては当業者にとって周知のいかなる方法も採用することができ、たとえば、J.Biochem.vol.11、395〜399頁(1979)、J.Biochem.vol.14、41〜57頁(1982)、Immunofluorescence and Related Techniques、Elsevier/North Holland Biomedical Press、215〜225頁(1978)に記載の方法を利用することができる。検出は、抗体に標識された標識物質の性質に依存し、放射性標識であれば放射線量が、着色粒子標識であれば発色量や吸光度が、また酵素標識(ELISA法)であれば、更に適当な基質をウェルに添加し、所定のインキュベーション後の吸光度が検出される。なお、ELISA法の例において、用いる酵素には特に制限がなく、たとえば西洋ワサビペルオキシダーゼやアルカリ性フォスファターゼ等の酵素が有利に使用される。西洋ワサビペルオキシダーゼで標識する場合は、当該酵素の基質として3,3’,5,5’−テトラメチルベンチジン等が利用可能である。アルカリ性フォスファターゼを使用する場合は、基質としてp−ニトロフェニル燐酸があげられる。   When used in the above sandwich assay protocol, it is advantageous in detecting the sandwich complex formed to label the antibody against the test substance. For example, the antibody can be labeled with a radioactive substance, colored particles such as gold colloid, a fluorescent or chemiluminescent label, or an enzyme (ELISA method). Any method known to those skilled in the art can be used as a method for labeling an antibody. Biochem. vol. 11, pages 395-399 (1979), J. MoI. Biochem. vol. 14, 41-57 (1982), Immunofluorescence and Related Technologies, Elsevier / North Holland Biomedical Press, pages 215-225 (1978). Detection depends on the nature of the labeling substance labeled on the antibody. If radioactive labeling is used, the radiation dose will be higher. If colored particle labeling, the amount of color development and absorbance will be appropriate. If it is enzyme labeling (ELISA), it will be more appropriate An appropriate substrate is added to the well, and the absorbance after a predetermined incubation is detected. In the example of the ELISA method, the enzyme used is not particularly limited, and for example, an enzyme such as horseradish peroxidase or alkaline phosphatase is advantageously used. When labeling with horseradish peroxidase, 3,3 ', 5,5'-tetramethylbenzidine or the like can be used as a substrate for the enzyme. When alkaline phosphatase is used, p-nitrophenyl phosphate is used as a substrate.

レクチン・ライブラリー及びレクチン・チップ
既に記述したように、上記の糖鎖分析方法においては、本発明の組換ガレクチン分子およびその他の公知のレクチン分子を含むレクチン・ライブラリーを利用することが有利である。本発明の組換ガレクチン分子とは異なる糖鎖結合特異性を有する公知のその他のレクチン分子に対する被検物質の結合性を同時に観測することは、本発明の組換ガレクチン分子の利用と相俟って、より詳細な被検物質上の糖鎖構造のプロファイリングを可能にする。また、そのようなプリファイリングにおいて、当該レクチン・ライブラリーを所謂レクチン・チップの形態に構成することの利点は当業者にとって更に明らかであろう。当該レクチンライブラリー及びレクチン・チップについては特許文献2において詳細に記述され、したがって当該文献の内容は、引用することでここに援用する。
Lectin library and lectin chip As already described, in the sugar chain analysis method described above, it is advantageous to use a lectin library containing the recombinant galectin molecule of the present invention and other known lectin molecules. is there. Simultaneously observing the binding of a test substance to other known lectin molecules having a sugar chain binding specificity different from that of the recombinant galectin molecule of the present invention is combined with the use of the recombinant galectin molecule of the present invention. Thus, it becomes possible to profile the sugar chain structure on the test substance in more detail. In addition, the advantage of configuring the lectin library in the form of a so-called lectin chip in such profiling will be further apparent to those skilled in the art. The lectin library and lectin chip are described in detail in Patent Document 2, and the contents of the document are incorporated herein by reference.

更に説明せずとも、これまでの説明を与えられた当業者は、本発明を充分に活用し得る。以下、説明のみの目的で実施例を与える。なお、本明細書において、特にことわりのない限り、アミノ酸配列はN末端からC末端方向に、ヌクレオチド配列は5’末端から3’末端方向に向けて記載される。   Without further explanation, those skilled in the art given the above explanation can make full use of the present invention. The following examples are given for illustrative purposes only. In the present specification, unless otherwise specified, the amino acid sequence is described from the N-terminal to the C-terminal, and the nucleotide sequence is described from the 5'-terminal to the 3'-terminal.

組換ガレクチン分子コード化配列の調製
天然型ACGのアミノ酸配列の85位グルタミン酸を置換するために、まずはpET−28a(+)ベクターのマルチクローニングサイトに挿入された天然型ACG cDNAをもつプラスミド(pET−28a(+)−ACG)を調製し、更に当該プラスミドを用いて大腸菌JM109(TaKaRa;9052)を形質転換することで、該pET−28a(+)−ACGをメチル化した。次いで、該メチル化pET−28a(+)−ACGを鋳型として使用し、KOD−Plus−Mutagenesis Kit(東洋紡;code No.SMK−101)のプロトコールに従って、Inverse PCR法による部位特異的変異導入を実施した。なお、上記の鋳型プラスミド(pET−28a(+)−ACG)の大腸菌JM109によるメチル化処理は、当該Inverse PCR法キットのプロトコールに従ってPCR法を実施した後に、該メチル化鋳型のみを制限酵素DpnI(メチル化DNA特異的)で分解するためのものであった。
Preparation of Recombinant Galectin Molecule-Coding Sequence In order to replace the glutamic acid at position 85 in the amino acid sequence of natural ACG, first, a plasmid (pET having a natural ACG cDNA inserted into the multiple cloning site of pET-28a (+) vector -28a (+)-ACG) was prepared, and the plasmid was used to transform E. coli JM109 (TaKaRa; 9052) to methylate the pET-28a (+)-ACG. Next, using the methylated pET-28a (+)-ACG as a template, site-directed mutagenesis by Inverse PCR was performed according to the protocol of KOD-Plus-Mutageness Kit (Toyobo; code No. SMK-101). did. The methylation treatment of the above-described template plasmid (pET-28a (+)-ACG) with E. coli JM109 was performed by PCR according to the protocol of the Inverse PCR method kit, and then only the methylated template was converted to the restriction enzyme DpnI ( For degradation with methylated DNA specific).

また、上記で使用した天然型ACG cDNAはヌクレオチド合成(IDT社に依頼)により調製されたものであった。具体的には、当該天然型ACG cDNAはベクターpZEr0−2に挿入された形(pZEr0−2:ACG)として合成された。次いで該合成ベクター内の天然型ACG cDNAを発現ベクターpET−28a(+)に移し換えるため、前記pZEr0−2:ACGを鋳型にしてそれをPCR増幅した。この増幅においては、制限酵素認識配列並びに天然型ACG cDNAの5’末端に対してカスパーゼ3認識部位(DEVD)コード化配列を導入し得るプライマーを設計して使用した。   The natural ACG cDNA used above was prepared by nucleotide synthesis (requested from IDT). Specifically, the natural type ACG cDNA was synthesized as a form inserted into the vector pZEr0-2 (pZEr0-2: ACG). Subsequently, in order to transfer the natural ACG cDNA in the synthetic vector to the expression vector pET-28a (+), it was PCR amplified using the pZEr0-2: ACG as a template. In this amplification, a restriction enzyme recognition sequence and a primer capable of introducing a caspase 3 recognition site (DEVD) coding sequence into the 5 'end of the native ACG cDNA were designed and used.

上記で増幅されたPCR産物とpET−28a(+)は、ともに制限酵素(NheI及びXhoI、東洋紡社製)で消化され、目的配列どうしをライゲーションした後に、大腸菌JM109(TaKaRa;9052)の形質転換に使用された。形質転換体を選択し、選択されたクローンからのcDNAシークエンスを確認して、上記のメチル化pET−28a(+)−ACGを得た。なお、ここで用いたpET−28a(+)ベクターはカナマイシン耐性マーカーを有し、N末端からHis−tag/thrombin/T7−tag/MCS(BamHI,EcoRI,SacI,SalI,HindIII,EagI,NotI,XhoI)/His−tagを持つ大腸菌用発現ベクターであり、これはNovagen社から購入可能である(code No.69864−3)。当該発現ベクター内への天然型ACG cDNAの挿入は、pET−28a(+)のT7−tag配列中のNheIとMCS配列中のXhoIサイトに対して行なわれた。   The PCR product amplified above and pET-28a (+) are both digested with restriction enzymes (NheI and XhoI, manufactured by Toyobo Co., Ltd.), and ligated between target sequences, followed by transformation of E. coli JM109 (TaKaRa; 9052). Used for. Transformants were selected and the cDNA sequence from the selected clone was confirmed to obtain the above methylated pET-28a (+)-ACG. The pET-28a (+) vector used here has a kanamycin resistance marker, and His-tag / thrombin / T7-tag / MCS (BamHI, EcoRI, SacI, SalI, HindIII, EagI, NotI, N-terminal). XhoI) / His-tag expression vector for E. coli, which can be purchased from Novagen (code No. 69864-3). The natural ACG cDNA was inserted into the expression vector at the NheI site in the T7-tag sequence of pET-28a (+) and the XhoI site in the MCS sequence.

前記のとおり、続くInverse PCR法による部位特異的変異導入は、KOD−Plus−Mutagenesis Kit(東洋紡;code No.SMK−101)のプロトコールに従って行われた。具体的には、表1の反応液:

Figure 0005233347
を使用し、またプライマーとしては:
プライマー1:5’-nnncagcgtgtttctaacgtagcaaaccagttcattgg-3’
(配列番号:41)
プライマー2:5’-gaccagccaaggagcgttcggctgacgggagttgaacacgat-3’
(配列番号:42)
を用いた。なお、上記プライマー1の5‘末端nnn部分にランダムな配列が導入された。また、このPCRの反応サイクルは、94℃(2分)の後、98℃(10秒)→68℃(5分45秒)を35サイクル行い、4℃でホールドするものであった。 As described above, site-directed mutagenesis by the subsequent Inverse PCR method was performed according to the protocol of KOD-Plus-Mutageness Kit (Toyobo; code No. SMK-101). Specifically, the reaction solutions in Table 1:
Figure 0005233347
And as a primer:
Primer 1: 5'-nnncagcgtgtttctaacgtagcaaaccagttcattgg-3 '
(SEQ ID NO: 41)
Primer 2: 5'-gaccagccaaggagcgttcggctgacgggagttgaacacgat-3 '
(SEQ ID NO: 42)
Was used. In addition, a random sequence was introduced into the 5 ′ end nnn portion of the primer 1. The PCR reaction cycle was 94 ° C. (2 minutes) followed by 35 cycles of 98 ° C. (10 seconds) → 68 ° C. (5 minutes 45 seconds) and held at 4 ° C.

上記のPCR反応終了後、1%アガロース(和光純薬;code No.312−01193,Agarose S)を使用し、目的PCR産物の確認を行なった。つぎに、鋳型Plasmidの消化を行なうため、PCR反応液にDpnIを2μl添加し、37℃で1時間インキュベートした。インキュベート後、PCR産物のセルフ・ライゲーションのために表2の反応液を調製し、該反応液内で16℃でインキュベートした。

Figure 0005233347
After completion of the above PCR reaction, the target PCR product was confirmed using 1% agarose (Wako Pure Chemical; code No. 312-1193, Agarose S). Next, in order to digest the template Plasmid, 2 μl of DpnI was added to the PCR reaction solution and incubated at 37 ° C. for 1 hour. After incubation, reaction solutions shown in Table 2 were prepared for PCR product self-ligation, and incubated at 16 ° C. in the reaction solution.
Figure 0005233347

上記のライゲーション反応後の反応液をそのまま使用して、大腸菌JM109(TaKaRa;9052)を形質転換し、当該大腸菌をカナマイシン(終濃度20μg/ml)を含むLB寒天培地に適量を播いた。37℃で一晩培養後48個のシングルコロニーを釣り上げ、それを液体培養して、Mini PlusTM Plasmid DNA Extraction System(VIOGENE;Code No.GF2002)を使用し、部位特異的変異を導入したACG cDNAを含むPlasmid DNAの抽出を行なった。得られたACG cDNAの確認を行ない、目的箇所に変異が導入されている19個のクローン、つまりクローン1〜クローン19を選択した。   Using the reaction solution after the ligation reaction as it was, E. coli JM109 (TaKaRa; 9052) was transformed, and the E. coli was plated on an LB agar medium containing kanamycin (final concentration 20 μg / ml). After overnight culture at 37 ° C., 48 single colonies were picked up, liquid-cultured, and ACG cDNA into which site-specific mutation was introduced was introduced using Mini Plus ™ Plasmid DNA Extraction System (VIOGENE; Code No. GF2002). The contained plasmid DNA was extracted. The obtained ACG cDNA was confirmed, and 19 clones in which mutations were introduced at the target site, that is, clone 1 to clone 19, were selected.

上記の各クローンは、天然型ACGのアミノ酸配列の85位グルタミン酸に対して、アラニン置換体(クローン1)、アルギニン置換体(クローン2)、リシン置換体(クローン3)、アスパラギン酸置換体(クローン4)、システィン置換体(クローン5)、グリシン置換体(クローン6)、セリン置換体(クローン7)、トレオニン置換体(クローン8)、グルタミン置換体(クローン9)、ヒスチジン置換体(クローン10)、イソロイシン置換体(クローン11)、ロイシン置換体(クローン12)、アスパラギン置換体(クローン13)、メチオニン置換体(クローン14)、フェイルアラニン置換体(クローン15)、プロリン置換体(クローン16)、トリプトファン置換体(クローン17)、チロシン置換体(クローン18)およびバリン置換体(クローン19)の関係にあった。また、各クローン内の蛋白質(組換ガレクチン分子)コード化ヌクレオチド配列は、それぞれ、配列番号:45、配列番号:47、配列番号:49、配列番号:51、配列番号:53、配列番号:55、配列番号:57、配列番号:59、配列番号:61、配列番号:63、配列番号:65、配列番号:67、配列番号:69、配列番号:71、配列番号:73、配列番号:75、配列番号:77、配列番号:79および配列番号:81であった。なお、対応する天然型ACGについてのコード化配列は配列番号:43で示される。   Each of the above clones is alanine-substituted (clone 1), arginine-substituted (clone 2), lysine-substituted (clone 3), aspartic acid-substituted (clone) with respect to glutamic acid 85 in the amino acid sequence of natural ACG. 4), cysteine substitute (clone 5), glycine substitute (clone 6), serine substitute (clone 7), threonine substitute (clone 8), glutamine substitute (clone 9), histidine substitute (clone 10) , Isoleucine substitute (clone 11), leucine substitute (clone 12), asparagine substitute (clone 13), methionine substitute (clone 14), fail alanine substitute (clone 15), proline substitute (clone 16), Tryptophan substitute (clone 17), tyrosine substitute (clone 18) And it was in relation valine substitutions (clone 19). The protein (recombinant galectin molecule) -encoding nucleotide sequence in each clone is SEQ ID NO: 45, SEQ ID NO: 47, SEQ ID NO: 49, SEQ ID NO: 51, SEQ ID NO: 53, SEQ ID NO: 55, respectively. , SEQ ID NO: 57, SEQ ID NO: 59, SEQ ID NO: 61, SEQ ID NO: 63, SEQ ID NO: 65, SEQ ID NO: 67, SEQ ID NO: 69, SEQ ID NO: 71, SEQ ID NO: 73, SEQ ID NO: 75 SEQ ID NO: 77, SEQ ID NO: 79 and SEQ ID NO: 81. The coding sequence for the corresponding native ACG is shown in SEQ ID NO: 43.

ヒスタグ融合タンパク質(組換ガレクチン分子)の発現と精製
天然型およびクローン1〜19からの上記発現プラスミドを用いて大腸菌Rosetta2 DE2(TaKaRa;code No.71405−3)を形質転換した。各形質転換体のシングルコロニーをカナマイシン(終濃度20μg/ml)を含む5mlのLB培地に接種して37℃で一晩前培養した。カナマイシン(終濃度20μg/ml)を含む150mlのLB培地に前培養液5mlを添加し、37℃、100rpmにてOD600=0.7まで培養し、イソプロピルβ−D−チオガラクトシド(IPTG;最終濃度1mM)で発現誘導を行なった。発現誘導後は、30℃、100rpmにて継続的に5時間の培養を行なった。バクテリア・セル・ペレットが、11000rpm、10minにて回収された。回収されたバクテリア・セル・ペレットに緩衝液I(2% Triton X100,50mM Tris−HCl,150mM NaCl:pH7.4)を10ml添加し、ペレットを懸濁した。得られたバクテリア・セル・ペレット懸濁液にプロテアーゼ阻害剤カクテル(ナカライテスク社製:code No.25955−11)を100倍希釈にて添加し、更にリゾチーム(最終濃度1mg/ml)を添加して、氷上で30分間インキュベートした。インキュベート後、超音波破砕装置にてバクテリア・セル・ペレット懸濁液内のバクテリア・セルを破砕した。破砕されたバクテリア・セルは、冷却遠心機により11000rpm、10分間で遠心分離され、可溶性画分が回収された。回収された可溶性画分を0.45μmフィルターにて濾過した。次に、得られたヒスタグ融合タンパク質の精製を行うため、His GraviTrap(GE healthcare社製:code No.11−0033−99)に緩衝液Iの10mlを添加し、平衡化を行なった。平衡化したHis GraviTrapに上記で濾過した可溶性画分を添加した。添加後、緩衝液II(50mM Tris−HCl,500mM NaCl:pH7.0)にて洗浄を行なった。続いて緩衝液III(50mM Tris−HCl,500mM NaCl,75mM Imidazole:pH7.0)にて2回目の洗浄を行なった。洗浄後、目的のヒスタグ融合タンパク質を溶出するために、緩衝液IV(50mM Tris−HCl,500mM NaCl,500mM Imidazole:pH7.0)を5ml添加した。溶出されたヒスタグ融合タンパク質は、PBSにて透析を行い試料中の緩衝液を交換した。透析されたヒスタグ融合タンパク質について、BCATM Protein Assay kitを用いて精製ヒスタグ融合タンパク質濃度を決定した。また、SDS−PAGEにて精製ヒスタグ融合タンパク質の純度確認を行なった。結果を図1に示した。
Expression and Purification of Histag Fusion Protein (Recombinant Galectin Molecule) E. coli Rosetta2 DE2 (TaKaRa; code No. 71405-5) was transformed with the natural plasmid and the above expression plasmid from clones 1-19. A single colony of each transformant was inoculated into 5 ml of LB medium containing kanamycin (final concentration 20 μg / ml) and pre-cultured overnight at 37 ° C. 5 ml of the preculture was added to 150 ml of LB medium containing kanamycin (final concentration 20 μg / ml), and cultured at 37 ° C. and 100 rpm to OD600 = 0.7, and isopropyl β-D-thiogalactoside (IPTG; final concentration) Expression was induced at 1 mM). After induction of expression, the cells were continuously cultured at 30 ° C. and 100 rpm for 5 hours. Bacterial cell pellets were collected at 11000 rpm for 10 min. 10 ml of buffer I (2% Triton X100, 50 mM Tris-HCl, 150 mM NaCl: pH 7.4) was added to the collected bacterial cell pellet, and the pellet was suspended. To the resulting bacterial cell pellet suspension, a protease inhibitor cocktail (Nacalai Tesque: code No. 25955-11) was added at a 100-fold dilution, and lysozyme (final concentration 1 mg / ml) was further added. And incubated for 30 minutes on ice. After incubation, the bacterial cells in the bacterial cell pellet suspension were crushed using an ultrasonic crusher. The disrupted bacterial cell was centrifuged at 11000 rpm for 10 minutes with a cooling centrifuge, and the soluble fraction was collected. The collected soluble fraction was filtered through a 0.45 μm filter. Next, in order to purify the obtained histag fusion protein, 10 ml of Buffer I was added to His GraviTrap (manufactured by GE healthcare: code No. 11-0033-99) and equilibrated. To the equilibrated His GraviTrap, the soluble fraction filtered above was added. After the addition, washing was performed with buffer II (50 mM Tris-HCl, 500 mM NaCl: pH 7.0). Subsequently, a second wash was performed with Buffer III (50 mM Tris-HCl, 500 mM NaCl, 75 mM Imidazole: pH 7.0). After washing, 5 ml of Buffer IV (50 mM Tris-HCl, 500 mM NaCl, 500 mM Imidazole: pH 7.0) was added to elute the desired histag fusion protein. The eluted histag fusion protein was dialyzed with PBS to exchange the buffer in the sample. For the dialyzed histag fusion protein, the concentration of purified histag fusion protein was determined using the BCATM Protein Assay kit. In addition, the purity of the purified histag fusion protein was confirmed by SDS-PAGE. The results are shown in FIG.

BIAcoreによる各組換ガレクチン分子の糖鎖特異性指摘
グライコテック社より購入した各マルチバレントビオチン化糖ポリマー:
Galβ1−4GlcNAcβ−PAA−biotin(N−アセチルラクトサミン−PAA−biotin)、
Galβ1−3GalNAcα−PAA−biotin(T抗原−PAA−biotin)、
Neu5Acα2−6Galβ−PAA−biotin(シアリルα2,6−ガラクトース−PAA−biotin)、
Neu5Acα2−3Galβ−PAA−biotin(シアリルα2,3−ガラクトース−PAA−biotin)、
3’−Sialyllactose−PAA−biotin(シアリルα2,3−ラクトース−PAA−biotin),
Neu5Acα2−3Galβ1−4GlcNAcβ−PAA−biotin(シアリルα2,3−N−アセチルラクトサミン−PAA−biotin)、
Neu5Acα2−3Galβ1−3GalNAc?−PAA−biotin(シアリルα2,3−T抗原−PAA−biotin)
を、各々、終濃度2.5μg/mlになるようにPBSにて調製した。調製した糖ポリマーを以下の条件にて固層化した。
Each multivalent biotinylated glycopolymer purchased from Glycotech Inc. indicating the sugar chain specificity of each recombinant galectin molecule by BIAcore :
Galβ1-4GlcNAcβ-PAA-biotin (N-acetyllactosamine-PAA-biotin),
Galβ1-3GalNAcα-PAA-biotin (T antigen-PAA-biotin),
Neu5Acα2-6Galβ-PAA-biotin (sialyl α2,6-galactose-PAA-biotin),
Neu5Acα2-3Galβ-PAA-biotin (sialyl α2,3-galactose-PAA-biotin),
3′-Sialylactose-PAA-biotin (sialyl α2,3-lactose-PAA-biotin),
Neu5Acα2-3Galβ1-4GlcNAcβ-PAA-biotin (sialyl α2,3-N-acetyllactosamine-PAA-biotin),
Neu5Acα2-3Galβ1-3GalNAc? -PAA-biotin (sialyl α2,3-T antigen-PAA-biotin)
Were prepared in PBS to a final concentration of 2.5 μg / ml. The prepared sugar polymer was solidified under the following conditions.

[固層化条件]
測定装置:BIAcore 3000(GE Healthcare(BIAcore)社製)、
センサーチップ:sensor chip SA(code No.BR−1000−32)、
庫内の温度:25℃設定、
流速:5μl/min、
インジェクション:100μl(糖ポリマーを終濃度2.5μg/mlに調整したPBS溶液)、
ランニング緩衝液:PBS
[Solidification conditions]
Measuring apparatus: BIAcore 3000 (manufactured by GE Healthcare (BIAcore)),
Sensor chip: sensor chip SA (code No. BR-1000-32),
Inside temperature: 25 ° C setting,
Flow rate: 5 μl / min,
Injection: 100 μl (PBS solution with sugar polymer adjusted to a final concentration of 2.5 μg / ml),
Running buffer: PBS

次に、上記のマルチバレントビオチン化糖ポリマーを固層化したセンサーチップを使用し、各組換ガレクチン分子の糖鎖特異性指摘を行なった。   Next, using the sensor chip in which the multivalent biotinylated sugar polymer was solidified, the sugar chain specificity of each recombinant galectin molecule was pointed out.

[BIAcore測定条件]
測定装置:BIAcore 3000(GE Healthcare(BIAcore)社製)、
センサーチップ:各マルチバレントビオチン化糖ポリマーを固層化した上記のセンサーチップ、
庫内の温度:25℃設定、
流速:20μl/min、
インジェクション:100μl(100μg/mlのPBS中の各組換ガレクチン分子)、
ランニング緩衝液:PBS、
再生液:50mM NaOH
[BIAcore measurement conditions]
Measuring apparatus: BIAcore 3000 (manufactured by GE Healthcare (BIAcore)),
Sensor chip: The above sensor chip in which each multivalent biotinylated sugar polymer is solidified,
Inside temperature: 25 ° C setting,
Flow rate: 20 μl / min,
Injection: 100 μl (each recombinant galectin molecule in 100 μg / ml PBS),
Running buffer: PBS,
Regeneration solution: 50 mM NaOH

上記のBIAcore測定の結果を図2に示した。該図2から、天然型ACGの85位グルタミン酸残基のアラニンによる置換体(クローン1)、アルギニンによる置換体(クローン2)、リシンによる置換体(クローン3)、アスパラギン酸による置換体(クローン4)、システィンによる置換体(クローン5)、グリシンによる置換体(クローン6)、セリンによる置換体(クローン7)およびトレオニンによる置換体(クローン8)は、いずれもシアリルα2,3−N−アセチルラクトサミン及び/又はシアリルα2,3−ラクトースに対して実質的な結合親和性を保持しているが、それらの置換体ではN−アセチルラクトサミンおよびT抗原に対する結合親和性が顕著に制限されていることがわかる。また、グルタミンによる置換体(クローン9)では、シアリルα2,3−N−アセチルラクトサミンおよびシアリルα2,3−ラクトースの他にシアリルα2,3−T抗原に対する実質的な結合親和性も保持されており、ヒスチジンによる置換体(クローン10)では、シアリルα2,3−ラクトースに対する結合親和性のみが有意に保存されているが、やはりN−アセチルラクトサミンおよびT抗原に対しては実質的な結合親和性が観測されていない。他方で、メチオニンによる置換体(クローン14)では、シアリルα2,3−N−アセチルラクトサミンおよびN−アセチルラクトサミンの双方に対する結合親和性が残存していることがわかる。そして、プロリンによる置換体(クローン16)、トリプトファンにより置換体(クローン17)およびチロシンによる置換体(クローン18)では、シアリルα2,3−N−アセチルラクトサミンおよびシアリルα2,3−ラクトースに対する結合親和性までもが損なわれていることが見出された。   The results of the above BIAcore measurement are shown in FIG. FIG. 2 shows that the 85-position glutamic acid residue of natural ACG is replaced with alanine (clone 1), arginine (clone 2), lysine (clone 3), aspartic acid (clone 4). ), Cysteine substituted (clone 5), glycine substituted (clone 6), serine substituted (clone 7) and threonine substituted (clone 8) are all sialyl α2,3-N-acetyllacto Retains substantial binding affinity for samine and / or sialyl α2,3-lactose, but their substitutions have significantly limited binding affinity for N-acetyllactosamine and T antigen I understand that. Moreover, in the substitution product (clone 9) by glutamine, in addition to sialyl α2,3-N-acetyllactosamine and sialyl α2,3-lactose, substantial binding affinity for sialyl α2,3-T antigen is also retained. In the histidine substitute (clone 10), only the binding affinity for sialyl α2,3-lactose is significantly conserved, but again the substantial binding affinity for N-acetyllactosamine and T antigen. Sex has not been observed. On the other hand, in the substitution product (clone 14) with methionine, it can be seen that the binding affinity for both sialyl α2,3-N-acetyllactosamine and N-acetyllactosamine remains. In the case of a substitute by proline (clone 16), a substitute by tryptophan (clone 17) and a substitute by tyrosine (clone 18), the binding affinity for sialyl α2,3-N-acetyllactosamine and sialyl α2,3-lactose It was found that even sex was impaired.

以上から明らかなとおり、本発明の組換ガレクチン分子は、糖鎖のシアリルα2,3−ラクトースおよびシアリルα2,3−N−アセチルラクトサミン構造に特異的であり且つ対応する非シアル化糖鎖との結合親和性が制限されているので、生化学研究や臨床検査などにおいても注目されている生物学的に重要なシアル酸含有糖鎖の精緻且つ簡便な分析の用途に好適に利用できるものであるから、とりわけ、医療産業等において利用可能である。   As is clear from the above, the recombinant galectin molecule of the present invention is specific to the sialyl α2,3-lactose and sialyl α2,3-N-acetyllactosamine structures of the sugar chain and the corresponding non-sialylated sugar chain Since its binding affinity is limited, it can be suitably used for precise and simple analysis of biologically important sialic acid-containing sugar chains that are attracting attention in biochemical research and clinical tests. Therefore, it can be used especially in the medical industry.

SDS−PAGEによる本発明の組換ガレクチン分子(精製ヒスタグ融合タンパク質として)の純度確認の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the purity confirmation of the recombinant galectin molecule | numerator (as a refinement | purification histag fusion protein) of this invention by SDS-PAGE. BIAcoreによる本発明の組換ガレクチン分子の糖鎖特異性解析結果を示す図である。表側の単位(RU)はBIAcore測定におけるリゾナンスユニットで、1000RU=1mm当たり1ngの変化に対応する。また、表下のラベルは、クローン番号(置換アミノ酸残基)を示す。AGCは天然型ヤナギマツタケ・ガレクチン分子を示す。It is a figure which shows the sugar_chain | carbohydrate specificity analysis result of the recombinant galectin molecule | numerator of this invention by BIAcore. The unit on the front side (RU) is a resonance unit in BIAcore measurement, which corresponds to a change of 1 ng per 1000 RU = 1 mm 2 . The label below the table indicates the clone number (substituted amino acid residue). AGC represents a natural willow matsutake galectin molecule. BIAcoreによる本発明の組換ガレクチン分子の糖鎖特異性解析結果を示す図である。表側の単位(RU)はBIAcore測定におけるリゾナンスユニットで、1000RU=1mm当たり1ngの変化に対応する。また、表下のラベルは、クローン番号(置換アミノ酸残基)を示す。AGCは天然型ヤナギマツタケ・ガレクチン分子を示す。MALIはイヌエンジュマメ・ロイコグルニチンを、MALIIはイヌエンジュマメ・ヘマグルニチンを、ECAはデイゴマメ・アグルチニンを、そしてSNAはセイヨウニワトコ・アグルチニン分子を示す(いずれも天然型)。It is a figure which shows the sugar_chain | carbohydrate specificity analysis result of the recombinant galectin molecule | numerator of this invention by BIAcore. The unit on the front side (RU) is a resonance unit in BIAcore measurement, which corresponds to a change of 1 ng per 1000 RU = 1 mm 2 . The label below the table indicates the clone number (substituted amino acid residue). AGC represents a natural willow matsutake galectin molecule. MALI stands for canine endangered bean leucogglutinin, MALII stands for canine endangered bean hemagglutinin, ECA stands for dei legume agglutinin, and SNA stands for elderberry agglutinin molecule (both natural forms).

Claims (11)

天然型ヤナギマツタケ(Agrocybe cylindracea)由来ガレクチン分子のアミノ酸配列の85位グルタミン酸残基が置換された組換ヤナギマツタケ・ガレクチン分子であって、配列番号:4、配列番号:6、配列番号:8、配列番号:10、配列番号:12、配列番号:14、配列番号:16または配列番号:18で示されるアミノ酸配列から成る組換ヤナギマツタケ・ガレクチン分子。 A recombinant willow matsutake galectin molecule in which the 85-position glutamic acid residue of the amino acid sequence of a galectin molecule derived from a natural type of willow matsutake mushroom (Agrocybe cylindracea) is substituted, comprising SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: A recombinant willow matsutake galectin molecule comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 12, SEQ ID NO: 14, SEQ ID NO: 16 or SEQ ID NO: 18. 天然型ヤナギマツタケ(Agrocybe cylindracea)由来ガレクチン分子のアミノ酸配列の85位グルタミン酸残基に対応するアミノ酸残基がアラニン、アルギニン、リシン、アスパラギン酸、システィン、グリシン、セリンおよびトレオニンからなる群から選択される1のアミノ酸残基であることを条件として、請求項1に記載のアミノ酸配列のいずれか1つに対して一個または数個のアミノ酸の置換、欠失、挿入または付加を有するアミノ酸配列から成り、且つシアリルα2,3−N−アセチルラクトサミンおよびシアリルα2,3−ラクトースに対する結合親和性がN−アセチルアクトサミンおよびT抗原に対する結合親和性より高いことを特徴とする、組換ガレクチン分子。   The amino acid residue corresponding to the glutamic acid residue at position 85 in the amino acid sequence of the galectin molecule derived from natural type Agaricus cylindracea is selected from the group consisting of alanine, arginine, lysine, aspartic acid, cysteine, glycine, serine and threonine Consisting of an amino acid sequence having one or several amino acid substitutions, deletions, insertions or additions to any one of the amino acid sequences of claim 1, provided that it is one amino acid residue, A recombinant galectin molecule characterized in that the binding affinity for sialyl α2,3-N-acetyllactosamine and sialyl α2,3-lactose is higher than the binding affinity for N-acetylactosamine and T antigen. 請求項1または2に記載の組換ガレクチン分子をコードする核酸分子。   A nucleic acid molecule encoding the recombinant galectin molecule according to claim 1 or 2. 転写制御要素に機能的に結合した請求項3に記載の核酸分子を含む発現ベクター。   An expression vector comprising the nucleic acid molecule of claim 3 operably linked to a transcriptional regulatory element. シアル酸を含む糖鎖の分析方法であって、以下の、
(1)シアル酸を含む糖鎖を有する被検物質が存在することが予測される試料と請求項1または2に記載の組換ガレクチン分子を、該被検物質と組換ガレクチン分子が結合するのに充分な条件下で接触させる工程、および
(2)前記被検物質と組換ガレクチンの結合または非結合を観測する工程、
を含むことを特徴とする、シアル酸を含む糖鎖の分析方法。
A method for analyzing a sugar chain containing sialic acid, comprising:
(1) A test substance having a sugar chain containing sialic acid is predicted to bind to the recombinant galectin molecule according to claim 1 or 2 and the test substance and the recombinant galectin molecule bind to each other. And (2) observing the binding or non-binding of the recombinant galectin with the test substance,
A method for analyzing a sugar chain containing sialic acid, comprising:
組換ガレクチン分子が、請求項1に記載の組換ガレクチン分子である、請求項5に記載の方法。   6. The method of claim 5, wherein the recombinant galectin molecule is the recombinant galectin molecule of claim 1. 被検物質が、糖鎖自体、糖蛋白質若しくは糖脂質、或いは該糖鎖自体、糖蛋白質若しくは糖脂質を含む細胞、擬細胞または細胞膜である、請求項5または6に記載の方法。   The method according to claim 5 or 6, wherein the test substance is a sugar chain itself, glycoprotein or glycolipid, or a cell, pseudo cell or cell membrane containing the sugar chain itself, glycoprotein or glycolipid. 被検物質を含む試料が生物学的流体である、請求項7に記載の方法。   The method according to claim 7, wherein the sample containing the test substance is a biological fluid. 請求項1または2に記載の組換ガレクチン分子を構成員として含むレクチン・ライブラリー。   A lectin library comprising the recombinant galectin molecule according to claim 1 or 2 as a member. キイロナメクジ・アグルチニン(LFA)、イヌエンジュマメ・ヘマグルチニン(MAH)またはセイヨウニワトコ・アグルチニン(SNA)を更に含む、請求項に記載のレクチン・ライブラリー。 The lectin library according to claim 9 , further comprising yellow slug agglutinin (LFA), dog endangered hemagglutinin (MAH) or elderberry agglutinin (SNA). 請求項または10に記載のレクチン・ライブラリーの各構成員が基材上の所定の位置に固相化されているレクチン・チップ。 A lectin chip in which each member of the lectin library according to claim 9 or 10 is immobilized at a predetermined position on a substrate.
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