JP5258084B2 - Method for detecting protein-protein interaction - Google Patents

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Description

本発明は、タンパク質間相互作用を検出する方法に関する。   The present invention relates to a method for detecting protein-protein interactions.

最近、スプリットルシフェラーゼのフラグメントの相補性を利用して、目的とする2つのタンパク質の相互作用を検出する系が開発された。タンパク質間相互作用を検出するため、相補性を利用する方法としては、一般に、スプリットしたリポータータンパク質の各フラグメントを、目的とするタンパク質と融合するが、その際、そのどちらのフラグメントも自らは有意な活性を保持しないようにしておく。目的とするタンパク質同士が相互作用すると、2つの不活性なリポータータンパク質フラグメントは、活性を復活するように互いに相補し、そのタンパク質間相互作用を間接的に追跡するための読み出しシグナルを出す。   Recently, a system has been developed that detects the interaction of two proteins of interest using the complementarity of fragments of split luciferase. In order to detect protein-protein interactions, as a method of utilizing complementarity, generally, each fragment of the split reporter protein is fused with the target protein, and both fragments are significant by themselves. Do not retain activity. When the proteins of interest interact, the two inactive reporter protein fragments complement each other to restore activity and provide a readout signal to indirectly track the protein-protein interaction.

ジヒドロ葉酸還元酵素、β‐ラクタマーゼ緑色蛍光タンパク質をはじめとする様々なレポータータンパク質に関して、このような相補性を利用する方法が用いられてきた。また、ウミシイタケルシフェラーゼ、ホタルルシフェラーゼ、赤色発光コメツキムシルシフェラーゼ、緑色発光コメツキムシルシフェラーゼなど、数種類のルシフェラーゼも用いられてきた。このようなルシフェラーゼのスプリットフラグメントはそれぞれに特異性を持ち、同じ種のルシフェラーゼ由来の別のフラグメントに隣接して配置されたときのみ、強い発光能を回復することができる。
Kim, S. B., Ozawa, T., Watanabe, S., Umezawa, Y., 2004.Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 101, 11542-11547
Methods utilizing such complementarity have been used for various reporter proteins, including dihydrofolate reductase, β-lactamase green fluorescent protein. Several types of luciferases have also been used, such as Renilla luciferase, firefly luciferase, red luminescent click luciferase, and green luminescent click luciferase. Such split fragments of luciferase each have specificity and can only restore strong luminescence when placed adjacent to another fragment from the same species of luciferase.
Kim, SB, Ozawa, T., Watanabe, S., Umezawa, Y., 2004.Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 101, 11542-11547

本発明者は、同じルシフェリン基質を使用して、赤色発光コメツキムシルシフェラーゼ(TlucN; 配列番号4)のN末端フラグメントのみならず、野生型ホタルルシフェラーゼ(FlucN; 配列番号3)および緑色発光コメツキムシルシフェラーゼ(GlucN; 配列番号2)などの別の種のルシフェラーゼ由来のN末端フラグメントを相補することができる赤色発光コメツキムシルシフェラーゼ(TlucC(mut); 配列番号1)の変異体C末端フラグメントを開発した。   The inventor has used the same luciferin substrate, not only the N-terminal fragment of red luminescent click luciferase (TlucN; SEQ ID NO: 4), but also wild type firefly luciferase (FlucN; SEQ ID NO: 3) and green luminescent click luciferase (GlucN). A mutant C-terminal fragment of red-emitting click beetle luciferase (TlucC (mut); SEQ ID NO: 1) capable of complementing an N-terminal fragment from another species of luciferase, such as SEQ ID NO: 2);

本発明の1つの実施形態はTlucC(mut)ドメインを含むことを特徴とするタンパク質である。TlucC(mut)ドメインはアミノ酸配列番号1を有する。   One embodiment of the present invention is a protein characterized in that it comprises a TlucC (mut) domain. The TlucC (mut) domain has amino acid SEQ ID NO: 1.

別の実施形態は、TlucC(mut)ドメインを有するタンパク質と、アミノ酸配列番号2を有するGlucNドメイン、アミノ酸配列番号3を有するFlucNドメイン、またはアミノ酸配列番号4を有するTlucNドメインを有するタンパク質を含む複合体である。これらのタンパク質は相互に結合能を有する。   Another embodiment is a complex comprising a protein having a TlucC (mut) domain and a protein having a GlucN domain having amino acid sequence number 2, a FlucN domain having amino acid sequence number 3, or a TlucN domain having amino acid sequence number 4. It is. These proteins have the ability to bind to each other.

別の実施形態は、GlucNドメイン、FlucNドメイン、またはTlucNドメインを有するタンパク質を検出する方法である。この方法は、該タンパク質を、TlucC(mut)ドメインを含むタンパク質と相互作用させ、複合体を形成させることを特徴とする。この複合体において、前記ドメインが互いに相補して、特異的な光を放出することができるようになる。この放出される光を検出することにより、GlucNドメイン、FlucNドメイン、またはTlucNドメインを含むタンパク質を検出することができる。   Another embodiment is a method of detecting a protein having a GlucN domain, a FlucN domain, or a TlucN domain. This method is characterized in that the protein interacts with a protein containing a TlucC (mut) domain to form a complex. In this complex, the domains can complement each other and emit specific light. By detecting the emitted light, a protein containing a GlucN domain, a FlucN domain, or a TlucN domain can be detected.

別の実施形態はTlucC(mut)ドメインを含むタンパク質を検出する方法である。この方法は、該タンパク質を、GlucNドメイン、FlucNドメイン、またはTlucNドメインを含むタンパク質と相互作用させて複合体を形成させることを特徴とする。この複合体において、前記ドメインは互いに相補し、特異的な光を放出することができるようになる。この放出される光を検出することにより、TlucC(mut)ドメインを含むタンパク質を検出することができる。   Another embodiment is a method of detecting a protein comprising a TlucC (mut) domain. This method is characterized in that the protein interacts with a protein containing a GlucN domain, a FlucN domain, or a TlucN domain to form a complex. In this complex, the domains can complement each other and emit specific light. By detecting this emitted light, a protein containing a TlucC (mut) domain can be detected.

別の実施形態は、TlucC(mut)ドメインを含む第1のタンパク質と、アミノ酸配列番号2を有するGlucNドメイン、アミノ酸配列番号3を有するFlucNドメイン、またはアミノ酸配列番号4を有するTlucNドメインを有する第2のタンパクとの複合体を検出する方法である。この方法はこの複合体から放出される光を検出することを特徴とする。   Another embodiment includes a first protein comprising a TlucC (mut) domain and a GlucN domain having amino acid SEQ ID NO: 2, a FlucN domain having amino acid SEQ ID NO: 3, or a second having a TlucN domain having amino acid SEQ ID NO: 4. This is a method for detecting a complex with a protein. This method is characterized by detecting light emitted from the complex.

別の実施形態は、TlucC(mut)ドメインを含む第1のタンパク質と、GlucNドメイン、FlucNドメイン、またはTlucNを含む第2のタンパク質との結合を検出する方法である。この方法は、これらのタンパク質を相互作用させ、複合体を形成させる工程と、この複合体から放出される光を検出する工程とを含むことを特徴とする。   Another embodiment is a method of detecting binding between a first protein comprising a TlucC (mut) domain and a second protein comprising a GlucN domain, a FlucN domain, or TlucN. This method is characterized by comprising the steps of causing these proteins to interact to form a complex, and detecting the light emitted from the complex.

また別の実施形態は、相互に結合能を有する第1のタンパク質と第2のタンパク質との結合を検出する方法である。この方法は、TlucC(mut)ドメインを第1のタンパク質に融合させる工程と、GlucNドメイン、FlucNドメイン、またはTlucNを第2のタンパク質と融合させる工程と、融合した第1のタンパク質と融合した第2のタンパク質とを相互作用させ、複合体を形成させる工程と、この複合体から放出される光を検出することを特徴とする。   Another embodiment is a method for detecting the binding between a first protein and a second protein having binding ability to each other. The method comprises the steps of fusing a TlucC (mut) domain to a first protein, fusing a GlucN domain, FlucN domain, or TlucN to a second protein, and a second fused to the fused first protein. And a step of allowing a protein to interact with each other to form a complex, and detecting light emitted from the complex.

別の実施形態は、第2のタンパク質と第3のタンパク質から、第1のタンパク質の結合タンパク質を選択する方法である。 第1のタンパク質はTlucC(mut)ドメインに融合し、第2のタンパク質と、第3のタンパク質のそれぞれが、アミノ酸配列番号2を有するGlucNドメイン、アミノ酸配列番号3を有するFlucNドメイン、またはアミノ酸配列番号4を有するTlucNドメインからなる群から選ばれる異なるドメインに融合する。この方法は、第1のタンパク質を第2のタンパク質および第3のタンパク質と相互作用させ、放出される光を検出して、前記光を前記タンパク質のどの複合体が放出しているかを判断することを特徴とする。   Another embodiment is a method for selecting a binding protein of a first protein from a second protein and a third protein. The first protein is fused to a TlucC (mut) domain, and each of the second protein and the third protein has a GlucN domain having amino acid sequence number 2, a FlucN domain having amino acid sequence number 3, or an amino acid sequence number Fusion to a different domain selected from the group consisting of TlucN domains having 4. The method interacts a first protein with a second protein and a third protein, detects the emitted light, and determines which complex of the protein emits the light. It is characterized by.

別の実施形態は、第2のタンパク質と第3のタンパク質から、第1のタンパク質の結合タンパク質を選択する方法である。この方法は、TlucC(mut)ドメインを第1のタンパク質に融合させる工程と、アミノ酸配列番号2を有するGlucNドメイン、アミノ酸配列番号3を有するFlucNドメイン、またはアミノ酸配列番号4を有するTlucNドメインからなる群から選ばれる2つのドメインのそれぞれを、第2のタンパク質および第3のタンパク質に融合させる工程をさらに含むことを特徴とする。   Another embodiment is a method for selecting a binding protein of a first protein from a second protein and a third protein. The method comprises the step of fusing a TlucC (mut) domain to a first protein and a GlucN domain having amino acid sequence number 2, a FlucN domain having amino acid sequence number 3, or a TlucN domain having amino acid sequence number 4 The method further includes the step of fusing each of the two domains selected from the above to the second protein and the third protein.

なお、TlucC(mut)ドメインを含有するタンパク質が、アミノ酸配列番号2を有するGlucNドメイン、アミノ酸配列番号3を有するFlucNドメイン、またはアミノ酸配列番号4を有するTlucNドメインを含有するタンパク質と複合体を形成することができれば、TlucC(mut)ドメインは、配列番号1において、1若しくは数個のアミノ酸が置換、欠失、若しくは付加されたアミノ酸配列を有していても構わない。   A protein containing a TlucC (mut) domain forms a complex with a protein containing a GlucN domain having amino acid sequence number 2, a FlucN domain having amino acid sequence number 3, or a TlucN domain having amino acid sequence number 4. If possible, the TlucC (mut) domain may have an amino acid sequence in which one or several amino acids are substituted, deleted, or added in SEQ ID NO: 1.

本発明は、赤色発光コメツキムシルシフェラーゼのC末端変異体(TlucC(mut))を用いることによる、タンパク質間相互作用を検出するための、改変された相補性利用方法を提供する。   The present invention provides a modified complementation utilization method for detecting protein-protein interactions by using a red-emitting click beetle luciferase C-terminal mutant (TlucC (mut)).

赤色発光コメツキムシルシフェラーゼの野生型C末端フラグメント(wtTlucC)は、赤色発光コメツキムシルシフェラーゼ(TlucN)由来のN末端フラグメントのみと相補することができ、その他の種由来のN末端フラグメントとは相補しない。しかし、実施例で示すように、TlucC(mut)は、同じルシフェリン基質を用いて、赤色発光コメツキムシルシフェラーゼ(TlucN)のN末端フラグメントだけでなく、野生型ホタルルシフェラーゼ(FlucN)および緑色発光コメツキムシルシフェラーゼ(GlucN)など、他の種類由来のN末端フラグメントにも相補することができる。これらの3つのドメイン、GlucNドメイン、FlucNドメインおよびTlucNドメインは、本明細書中では、抗TlucC(mut)ドメインと呼ぶこととする。   The wild-type C-terminal fragment (wtTlucC) of red luminescent click luciferase can only complement the N-terminal fragment derived from red luminescent click luciferase (TlucN) and not the N-terminal fragments from other species. However, as shown in the examples, TlucC (mut) is not only used for the N-terminal fragment of red luminescent beetle luciferase (TlucN), but also for wild-type firefly luciferase (FlucN) and green luminescent beetle luciferase ( It can also be complementary to N-terminal fragments from other types, such as GlucN). These three domains, GlucN domain, FlucN domain and TlucN domain, will be referred to herein as anti-TlucC (mut) domains.

また、実施例4に示すように、TlucC(mut)ドメインと抗TlucC(mut)ドメインとの組み合わせにより、それらを有するタンパク質同士の複合体は、特異的なパターンの波長の光、即ち、TlucNとの組み合わせの場合は約600nm、GlucNとの組み合わせの場合は約530nm、FlucNとの組み合わせの場合は約560nmにピークを有する光を放出する。従って、検出する光の波長によって、どの複合体からの放出光であるかが識別できる。例えば、TlucNとの組み合わせの場合は600nm、GlucNとの組み合わせの場合は530nm、FlucNとの組み合わせの場合は560nmの波長の光を検出することにより、複合体を特定することができる。さらに、この特性を利用すれば、同時に複数の複合体が発光していても、どの複合体が発光しているか、識別可能になる。  In addition, as shown in Example 4, the combination of the TlucC (mut) domain and the anti-TlucC (mut) domain allows the protein-containing complex to have a specific pattern of light, that is, TlucN and In the case of the combination, the light having a peak is emitted at about 600 nm, in the case of the combination with GlucN, about 530 nm, and in the case of the combination with FlucN, light having a peak at about 560 nm is emitted. Therefore, it can be identified from which complex the emitted light is based on the wavelength of the light to be detected. For example, the complex can be identified by detecting light having a wavelength of 600 nm in the case of a combination with TlucN, 530 nm in the case of a combination with GlucN, and 560 nm in the case of a combination with FlucN. Furthermore, if this characteristic is utilized, even if a plurality of complexes emit light at the same time, it is possible to identify which complex is emitting light.

複合体から放出される光は、細胞破砕液、細胞抽出液、あるいは培養細胞における発光だけでなく、実施例5に示すように、生体における発光でも検出可能であるが、皮内、皮下など、体表近くの位置にある細胞での発光は、より検出が容易である。   The light emitted from the complex can be detected not only by luminescence in the cell disruption solution, cell extract or cultured cells, but also by luminescence in the living body as shown in Example 5, but intradermal, subcutaneous, etc. Luminescence at cells near the body surface is easier to detect.

TlucC(mut)のこの特性を利用すると、例えば、次のような応用が可能である。
(1)TlucC(mut)ドメインを有するタンパク質を用いて、抗TlucC(mut)ドメインを有し、そのタンパク質に結合するタンパク質を検出すること。
(2)抗TlucC(mut)ドメインを有するタンパク質を用いて、TlucC(mut)ドメインを有し、そのタンパク質に結合するタンパク質を検出すること。
(3)TlucC(mut)ドメインを有するタンパク質と抗TlucC(mut)ドメインを有し、そのタンパク質に結合するタンパク質との複合体を検出すること。
(4)TlucC(mut)ドメインを有するタンパク質の、抗TlucC(mut)ドメインを有する結合タンパク質に対する結合を検出すること。
(5)それぞれに異なる抗TlucC(mut)ドメインを有する第2のタンパク質と第3のタンパク質から、TlucC(mut)ドメインを有するタンパク質の結合タンパク質を選択すること。
Utilizing this characteristic of TlucC (mut), for example, the following applications are possible.
(1) Using a protein having a TlucC (mut) domain, detecting a protein having an anti-TlucC (mut) domain and binding to the protein.
(2) Detecting a protein having a TlucC (mut) domain and binding to the protein using a protein having an anti-TlucC (mut) domain.
(3) Detecting a complex of a protein having a TlucC (mut) domain and a protein having an anti-TlucC (mut) domain and binding to the protein.
(4) Detecting the binding of a protein having a TlucC (mut) domain to a binding protein having an anti-TlucC (mut) domain.
(5) A binding protein of a protein having a TlucC (mut) domain is selected from the second protein and the third protein each having a different anti-TlucC (mut) domain.

実施形態(1)では、抗TlucC(mut)ドメインを有するタンパク質が存在するかどうかは、そのタンパク質を、TlucC(mut)ドメインを有し、かつ抗TlucC(mut)ドメインを有するタンパク質に結合するタンパク質と相互作用させ、これらのタンパク質が結合して両者のドメインが相互作用するように近接する時放出される光を検出することにより、調べることができる。   In embodiment (1), whether or not a protein having an anti-TlucC (mut) domain is present is determined by determining whether the protein binds to a protein having a TlucC (mut) domain and having an anti-TlucC (mut) domain. By detecting the light emitted when these proteins are bound and in close proximity so that both domains interact.

実施形態(2)では、TlucC(mut)ドメインを有するタンパク質が存在するかどうかは、そのタンパク質を、抗TlucC(mut)ドメインを有し、かつTlucC(mut)ドメインを有するタンパク質に結合するタンパク質と相互作用させ、これらのタンパク質が結合して両者のドメインが相互作用するように近接する時放出される光を検出することにより、調べることができる。   In embodiment (2), whether there is a protein having a TlucC (mut) domain is determined by determining whether the protein binds to a protein having an anti-TlucC (mut) domain and having a TlucC (mut) domain. It can be investigated by detecting the light emitted when they are in close proximity so that these proteins bind and both domains interact.

例えば、細胞内で、抗TlucC(mut)ドメインが融合した目的とするタンパク質をコードする遺伝子が発現している場合、その発現は、TlucC(mut)ドメインが融合し、その目的とするタンパク質と結合することができるタンパク質をコードした別の遺伝子を、その細胞の中で共に発現させることにより、検出することができる。すなわち、その細胞の中で、これら2つの融合タンパク質がどちらも結合し、各ドメインが相互作用するほど近接すると、ドメインは相互に相補し、そのドメインの組み合わせに特異的な光を放出する。この放出光を検出することによって、目的とするタンパク質の存在を検出することが可能となる。   For example, when a gene encoding a target protein fused with an anti-TlucC (mut) domain is expressed in a cell, the expression is fused with the target protein when the TlucC (mut) domain is fused. Another gene encoding a protein that can be detected can be detected by co-expressing it in the cell. That is, when both of these two fusion proteins bind within the cell and are close enough to interact with each other, the domains complement each other and emit light specific to the combination of domains. By detecting this emitted light, the presence of the target protein can be detected.

このような系の応用例としては、タンパク質の発現やプロモータの特異性を調べるために利用することなどが挙げられる。   As an application example of such a system, it can be used to examine protein expression and promoter specificity.

実施形態(3)では、TlucC(mut)ドメインを有するタンパク質と抗TlucC(mut)ドメインを有するタンパク質との複合体は特異的な波長の光を放出することから、アッセイ系の中で放出される光を調べることにより、その複合体の存在を検出することができる。   In embodiment (3), the complex of a protein having a TlucC (mut) domain and a protein having an anti-TlucC (mut) domain emits light of a specific wavelength and is thus released in the assay system. By examining the light, the presence of the complex can be detected.

実施形態(4)では、TlucC(mut)ドメインを有するタンパク質が抗TlucC(mut)ドメインを有するタンパク質と結合する場合、これらのタンパク質は複合体を形成するため、この得られた複合体を実施形態(3)で記載したように調べることによって、その結合を検出することができる。   In embodiment (4), when a protein having a TlucC (mut) domain binds to a protein having an anti-TlucC (mut) domain, these proteins form a complex. By examining as described in (3), the binding can be detected.

実施形態(5)では、TlucC(mut)ドメインを有するタンパク質の結合タンパク質を、それぞれ異なる抗TlucC(mut)ドメインを有する2つまたは3つのタンパク質から選択することができる。すなわち、抗TlucC(mut)ドメインの種類により、異なる波長の光が放出されるため、放出される光とその波長を検出することにより、どの複合体が形成されたかがわかり、さらにTlucC(mut)ドメインを有するタンパク質に対する結合タンパク質を同定し、選択することができる。   In embodiment (5), the binding protein of a protein having a TlucC (mut) domain can be selected from two or three proteins each having a different anti-TlucC (mut) domain. That is, since different wavelengths of light are emitted depending on the type of anti-TlucC (mut) domain, it is possible to determine which complex has been formed by detecting the emitted light and its wavelength, and further to the TlucC (mut) domain. Binding proteins for proteins having can be identified and selected.

この実施形態は広範囲に応用することができる。例えば、TlucC(mut)ドメインを有するタンパク質の特性が、細胞内における状態によって変わり、この特性によって、タンパク質の結合パートナーが変わる場合、この細胞の状態は、TlucC(mut)ドメインを有するタンパク質と、抗TlucC(mut)ドメインを有するその他のタンパク質とを、細胞に導入してTlucC(mut)ドメインを有するタンパク質の結合パートナーを調べることにより、検知することができる。複合体が発光などによってリアルタイムで検出される場合、タンパク質の特性の変化もリアルタイムで検出することができる。   This embodiment can be applied in a wide range. For example, if the properties of a protein having a TlucC (mut) domain change depending on the state in the cell, and this property changes the binding partner of the protein, the state of the cell may be different from that of a protein having a TlucC (mut) domain, Other proteins having a TlucC (mut) domain can be detected by introducing them into a cell and examining the binding partner of the protein having a TlucC (mut) domain. If the complex is detected in real time, such as by luminescence, changes in protein properties can also be detected in real time.

以上のすべての実施形態において、融合タンパク質を作製する方法は限定されないが、化学合成または分子生物学的合成による作製が好ましく、分子生物学的合成が最も好ましい。例えば、融合タンパク質をコードする遺伝子を発現ベクターに挿入し、この発現ベクターを細胞に導入すると、この融合タンパク質を細胞中で発現させることができる。   In all of the above embodiments, the method for producing the fusion protein is not limited, but production by chemical synthesis or molecular biological synthesis is preferred, and molecular biological synthesis is most preferred. For example, when a gene encoding a fusion protein is inserted into an expression vector and the expression vector is introduced into a cell, the fusion protein can be expressed in the cell.

融合タンパク質の複合体から放出された光を検出する方法は、特に限定されず、基質と放出される光に対して最も好適な方法を用いることができる。   The method for detecting the light emitted from the complex of the fusion protein is not particularly limited, and the most suitable method for the light emitted from the substrate can be used.

<実施例1> TlucC(mut)による、TlucN、GlucNまたはFlucNの相補
ラパマイシンの存在下で結合能をもつ相互作用タンパク質であるFKBPおよびFRBを利用し、TlucN、GlucN、またはFlucNが、TlucC(mut)を相補することができることを、確認した。
<Example 1> Complement of TlucN, GlucN or FlucN by TlucC (mut) Using FKBP and FRB, which are interactive proteins capable of binding in the presence of rapamycin, TlucN, GlucN, or FlucN is converted to TlucC (mut ) Can be complemented.

pTlucN−FKBP、pGlucN−FKBP、pFlucN−FKBP、およびpFRB−TlucC(mut)を構築するため、TlucN、GlucN、FlucN、FKBP、FRB、およびTlucC(mut)のcDNAを標準的なPCRにより合成して、コザック配列および制限酵素部位を付加した。これらのcDNAを生成するために用いたプライマーの配列は次の通りである。
(TlucN-1) 5’AAGCTTGCCATGGTAAAGCGTGAGAAAAATGTC3’(配列番号5)
(TlucN-2) 5’GGATCCTCCGCCTCCTCCGCCGTCGTCGATGGCCTC3’(配列番号6)
(GlucN-1) 5’AAGCTTGCCATGGAGAGAGAGAAGAAC3’(配列番号7)
(GlucN-2) 5’GGATCCTCCGCCTCCTCCTACCATAGGTCCCCAGAT3’(配列番号8)
(FlucN-1) 5’AAGCTTGCCATGGAAGACGCCAAAAACATAAAGAAAGGC3’(配列番号9)
(FlucN-2) 5’GGATCCTCCGCCTCCTCCATCCTTGTCAATCAAGGCGTTGGT3’(配列番号10)
(FKBP-1) 5’GGATCCATGGGCGTGCAGGTGGAG3’(配列番号11)
(FKBP-2) 5’CTCGAGCGTTCCAGTTTTAGAAGCTC3’(配列番号12)
(FRB-1) 5’GGATCCATGGTAGCCATCCTCTGG3’(配列番号13)
(FRB-2) 5’CTCGAGCGTGATATCCGTCTGAACAC3’(配列番号14)
(TlucC-1) 5’CTCGAGTGGAGGCGGCGGAAGCAAGGGTTATGTCAAT3’ (配列番号15)
(TlucC-2) 5’CCGCGGGCCCACACCGCCGGCCTTCACCAA3’(配列番号16)
(TlucC(mut)-1) 5’CTCGAGTGGAGGCGGCGGAAGCAAGGGTTATGTCAAT3’(配列番号17)
(TlucC(mut)-2) 5’CCGCGGGCCCACACCGCCGGCCTTCACCAA3'(配列番号18)
To construct pTlucN-FKBP, pGlucN-FKBP, pFlucN-FKBP, and pFRB-TlucC (mut), TlucN, GlucN, FlucN, FKBP, FRB, and TlucC (mut) cDNAs were synthesized by standard PCR. A Kozak sequence and a restriction enzyme site were added. The primer sequences used to generate these cDNAs are as follows.
(TlucN-1) 5'AAGCTTGCCATGGTAAAGCGTGAGAAAAATGTC3 '(SEQ ID NO: 5)
(TlucN-2) 5'GGATCCTCCGCCTCCTCCGCCGTCGTCGATGGCCTC3 '(SEQ ID NO: 6)
(GlucN-1) 5'AAGCTTGCCATGGAGAGAGAGAAGAAC3 '(SEQ ID NO: 7)
(GlucN-2) 5'GGATCCTCCGCCTCCTCCTACCATAGGTCCCCAGAT3 '(SEQ ID NO: 8)
(FlucN-1) 5'AAGCTTGCCATGGAAGACGCCAAAAACATAAAGAAAGGC3 '(SEQ ID NO: 9)
(FlucN-2) 5'GGATCCTCCGCCTCCTCCATCCTTGTCAATCAAGGCGTTGGT3 '(SEQ ID NO: 10)
(FKBP-1) 5'GGATCCATGGGCGTGCAGGTGGAG3 '(SEQ ID NO: 11)
(FKBP-2) 5'CTCGAGCGTTCCAGTTTTAGAAGCTC3 '(SEQ ID NO: 12)
(FRB-1) 5'GGATCCATGGTAGCCATCCTCTGG3 '(SEQ ID NO: 13)
(FRB-2) 5'CTCGAGCGTGATATCCGTCTGAACAC3 '(SEQ ID NO: 14)
(TlucC-1) 5'CTCGAGTGGAGGCGGCGGAAGCAAGGGTTATGTCAAT3 '(SEQ ID NO: 15)
(TlucC-2) 5'CCGCGGGCCCACACCGCCGGCCTTCACCAA3 '(SEQ ID NO: 16)
(TlucC (mut) -1) 5'CTCGAGTGGAGGCGGCGGAAGCAAGGGTTATGTCAAT3 '(SEQ ID NO: 17)
(TlucC (mut) -2) 5'CCGCGGGCCCACACCGCCGGCCTTCACCAA3 '(SEQ ID NO: 18)

これらのcDNAの配列を確認後、TlucN、GlucN、およびFlucNのcDNAをそれぞれ、HindIIIおよびBamH1で切断し、同じ制限酵素で切断したpcDNA4/V5−Hisベクターと結合させ、それぞれ、pTlucN、pGlucN、およびpFlucNベクターを構築した。その後、FKBPのcDNAをBamH1とXho1で切断し、同じ制限酵素で切断したpTlucNベクター、pGlucNベクター、またはpFlucNベクターと結合させ、pTlucN−FKBP、pGlucN−FKBP、およびpFlucN−FKBのコンストラクトを完成させた。   After confirming the sequences of these cDNAs, the TlucN, GlucN, and FlucN cDNAs were cleaved with HindIII and BamH1, respectively, and ligated with the pcDNA4 / V5-His vector cleaved with the same restriction enzymes, respectively, and pTlucN, pGlucN, and A pFlucN vector was constructed. Subsequently, FKBP cDNA was cleaved with BamH1 and Xho1 and ligated with the pTlucN vector, pGlucN vector, or pFlucN vector cleaved with the same restriction enzymes to complete the constructs of pTlucN-FKBP, pGlucN-FKBP, and pFlucN-FKB. .

同様に、TlucCおよびTlucC(mut)のcDNAをXho1およびApa1で切断し、同じ制限酵素で切断したpcDNA4/V5−Hisベクターと結合させ、それぞれpTlucCおよびpTlucC(mut)ベクターのコンストラクトを完成させた。その後、 FRBのcDNAをBamH1とXho1で切断し、同じ制限酵素で切断したpTlucNおよびpFRB−TlucC(mut)ベクターと結合させ、それぞれ、pFRB−TlucCおよびpFRB−TlucC(mut)のコンストラクトを完成させた。   Similarly, TlucC and TlucC (mut) cDNAs were cut with Xho1 and Apa1 and ligated with pcDNA4 / V5-His vector cut with the same restriction enzymes to complete the constructs of pTlucC and pTlucC (mut) vectors, respectively. Subsequently, the FRB cDNA was cleaved with BamH1 and Xho1 and ligated with the pTlucN and pFRB-TlucC (mut) vectors cleaved with the same restriction enzymes to complete the pFRB-TlucC and pFRB-TlucC (mut) constructs, respectively. .

トランスフェクションの効率を標準化するために、ウミシイタケルシフェラーゼ(Rluc)を発現するpTK−Rluc(プロメガ社)を内部コントロールとして用いた。   To standardize the efficiency of transfection, pTK-Rluc (Promega) expressing Renilla luciferase (Rluc) was used as an internal control.

COS−7細胞を12穴プレートに播種し、LipofectAMINE 2000(ギブコBRL社)を用いて、<pTlucN−FKBP、pFRB−TlucC(mut)、およびpTK−Rluc>と、<pGlucN−FKBP、pFRB−TlucC(mut)、およびpTK−Rluc>と、<pFlucN−FKBP、pFRB−TlucC(mut)、およびpTK−Rluc>とを、それぞれトランスフェクトして、一過的に発現させた。各々の対照実験として、pFRB−TlucC(mut)の代わりにpFRB−TlucCを用いた。トランスフェクション後12〜16時間目に、細胞をラパマイシン(最終濃度:100nM)で30分間刺激し、その後PBSで1回洗浄した。ネガティブコントロールとして用いた細胞は、ラパマイシンによる刺激は行わなかったが、それ以外のすべての実験手順を行った。   COS-7 cells were seeded in a 12-well plate and <pTlucN-FKBP, pFRB-TlucC (mut), and pTK-Rluc>, <pGlucN-FKBP, pFRB-TlucC using LipofectAMINE 2000 (Gibco BRL). (Mut) and pTK-Rluc> and <pFlucN-FKBP, pFRB-TlucC (mut), and pTK-Rluc> were each transfected and transiently expressed. For each control experiment, pFRB-TlucC was used instead of pFRB-TlucC (mut). At 12-16 hours after transfection, cells were stimulated with rapamycin (final concentration: 100 nM) for 30 minutes and then washed once with PBS. Cells used as negative controls were not stimulated with rapamycin, but all other experimental procedures were performed.

Dual−Luciferase assay kit (プロメガ社)の基質溶液80μLをプレートの各ウェルに加えた。37℃で3分間インキュベート後、細胞溶解液からの発光強度をルミノメーター(Lumat LB9507)で30秒間記録した。測定波長は、TlucNでは600nm、GlucNでは530nm、FlucNでは560nmとした(この波長については、実施例4の結果を参照)。コメツキムシ・ルシフェラーゼまたはホタル・ルシフェラーゼの活性(L)を測定した後に、ウミシイタケルシフェラーゼに特異的な基質を加えて3分間インキュベートし、その活性(L)を30秒間測定した。TlucN、GlucNまたはFlucNと、TlucC(mut)が相補することにより得られたルシフェラーゼ活性値を、ウミシイタケルシフェラーゼにより得られた値で正規化し、「RLU率(Dual)」(すなわち、(L)/(L))と名づけた。 80 μL of Dual-Luciferase assay kit (Promega) substrate solution was added to each well of the plate. After incubating at 37 ° C. for 3 minutes, the luminescence intensity from the cell lysate was recorded with a luminometer (Lumat LB9507) for 30 seconds. The measurement wavelength was 600 nm for TlucN, 530 nm for GlucN, and 560 nm for FlucN (refer to the results of Example 4 for this wavelength). After measuring the activity of the click beetle luciferase or the firefly luciferase (L T ), a substrate specific for Renilla luciferase was added and incubated for 3 minutes, and the activity (L R ) was measured for 30 seconds. The luciferase activity value obtained by complementation of TlucN, GlucN or FlucN and TlucC (mut) is normalized by the value obtained by Renilla luciferase, and the “RLU rate (Dual)” (ie, (L T )) / (L R )).

図2に示すように、pTlucN−FKBPおよびpFRB−TlucC(mut)を用いると、ラパマイシン存在下で得られたシグナルは、ラパマイシンを使用しないコントロールの13倍であった。pGlucN−FKBPおよびpFRB−TlucC(mut)を用いると、ラパマイシン存在下で得られたシグナルは、ラパマイシンを使用しないコントロールの約20倍であった。また、pFlucN−FKBPおよびpFRB−TlucC(mut)を用いると、ラパマイシン存在下で得られたシグナルは、ラパマイシンを使用しないコントロールの約3800倍であった。
このように、TlucC(wt)は、TlucN以外の、GlucNやFlucNとほとんど結合しないにもかかわらず、本実施例によって、TlucC(mut)は、タンパク質間相互作用を評価するための、TlucN、GlucN、またはFlucNに対する優れた相補パートナーとなり得ることが示された。
As shown in FIG. 2, with pTlucN-FKBP and pFRB-TlucC (mut), the signal obtained in the presence of rapamycin was 13 times that of the control without rapamycin. With pGlucN-FKBP and pFRB-TlucC (mut), the signal obtained in the presence of rapamycin was approximately 20 times that of the control without rapamycin. When pFlucN-FKBP and pFRB-TlucC (mut) were used, the signal obtained in the presence of rapamycin was about 3800 times that of the control without rapamycin.
Thus, although TlucC (wt) hardly binds to GlucN or FlucN other than TlucN, TlucC (mut) can be used to evaluate protein-protein interaction according to this example. Or could be an excellent complementary partner to FlucN.

<実施例2> BADと14−3−3との相互作用
本実施例では、BADタンパク質またはBAD誘導体と14−3−3タンパク質との相互作用を、GlucNとTlucC(mut)の相補ペア(図3)を用いて調べた。
<Example 2> Interaction between BAD and 14-3-3 In this example, the interaction between BAD protein or BAD derivative and 14-3-3 protein was expressed as a complementary pair of GlucN and TlucC (mut) (Fig. 3).

pBAD−TlucC(mut)およびpGlucN−14−3−3を構築するため、BADおよび14−3−3のcDNAを標準的なPCRにより合成して、コザック配列および図3に示した制限酵素部位を付加した。   To construct pBAD-TlucC (mut) and pGlucN-14-3-3, BAD and 14-3-3 cDNAs were synthesized by standard PCR to generate the Kozak sequence and the restriction enzyme sites shown in FIG. Added.

(BAD-1) 5’GGATCCGCCACCATGGGAACCCAAAG 3’(配列番号19)
(BAD-2) 5’GAATCCCCCTGGGAGGGGGTGGAGCCTC 3’(配列番号20)
(14-3-3-1) 5’GGATCCGCCACCATGGATAAAAATGAG 3’(配列番号21)
(14-3-3-2) 5’GAATTCCCATTTTCCCCTCCTTCTCCTGC 3’(配列番号22)
(BAD-1) 5'GGATCCGCCACCATGGGAACCCAAAG 3 '(SEQ ID NO: 19)
(BAD-2) 5'GAATCCCCCTGGGAGGGGGTGGAGCCTC 3 '(SEQ ID NO: 20)
(14-3-3-1) 5'GGATCCGCCACCATGGATAAAAATGAG 3 '(SEQ ID NO: 21)
(14-3-3-2) 5'GAATTCCCATTTTCCCCTCCTTCTCCTGC 3 '(SEQ ID NO: 22)

これらのcDNAの配列を確認後、BADcDNAをHindIIIおよびBamH1で切断し、同じ制限酵素で切断したpTlucC(mut)ベクターと結合させ、BAD−TlucC(mut)コンストラクトを完成させた。同様に、14−3−3cDNAをBamH1およびEcoR1によって切断し、同じ制限酵素で切断したpGlucNと結合させて、pGlucN−14−3−3コンストラクトを完成させた。   After confirming the sequences of these cDNAs, the BAD cDNA was cleaved with HindIII and BamH1 and ligated with the pTlucC (mut) vector cleaved with the same restriction enzymes to complete the BAD-TlucC (mut) construct. Similarly, 14-3-3 cDNA was cut with BamH1 and EcoR1 and ligated with pGlucN cut with the same restriction enzymes to complete the pGlucN-14-3-3 construct.

COS−7細胞を12穴プレートに播種し、実施例1と同様に、p14−3−3−GlucN、pBAD−TlucC(mut)、またはpBCL−XL−GlucNをトランスフェクトし、一過的に発現させた。トランスフェクション後16〜24時間目に、サンプルバッファー(125 nM Tris pH6.8, 10% グリセロール, 4% SDS, 0.006% ブロモフェノールブルー, 1.8% β‐メルカプトエタノール)で細胞を溶解し、抗V5抗体[5000倍希釈1%スキムミルク/TBST(50 mM Tris−HCl pH 8.0, 150 mM NaCl, 0.05% Tween 20)]およびアルカリフォスファターゼ標識抗マウスIgG抗体(4000倍希釈1%スキムミルク/TBST)を用いて、溶解液に対しウエスタンブロットを行った。タンパク質の発現は、ECL(商標)キット(アマシャム・バイオサイエンシーズ、英国)(図4)を使用して、イメージ・アナライザー(LAS−1000plus、富士フイルム社、東京、日本)により解析した。その結果、これらのコンストラクトからの発現が確認された。   COS-7 cells were seeded in 12-well plates, and transfected with p14-3-3-GlucN, pBAD-TlucC (mut), or pBCL-XL-GlucN as in Example 1, and transiently expressed I let you. 16-24 hours after transfection, cells were lysed with sample buffer (125 nM Tris pH 6.8, 10% glycerol, 4% SDS, 0.006% bromophenol blue, 1.8% β-mercaptoethanol). Anti-V5 antibody [5000-fold diluted 1% skim milk / TBST (50 mM Tris-HCl pH 8.0, 150 mM NaCl, 0.05% Tween 20)] and alkaline phosphatase-labeled anti-mouse IgG antibody (4000-fold diluted 1%) Western blot was performed on the lysate using skim milk / TBST. Protein expression was analyzed with an image analyzer (LAS-1000plus, Fujifilm, Tokyo, Japan) using an ECL ™ kit (Amersham Biosciences, UK) (FIG. 4). As a result, expression from these constructs was confirmed.

次に、リン酸化部位S112、S136、またはS155のセリンをアラニンに変異させた、BAD(S112A)、BAD(S136A)、BAD(S155A)のcDNAをもつコンストラクトを作製した(図3)。   Next, constructs having cDNAs of BAD (S112A), BAD (S136A), and BAD (S155A) in which the serine at phosphorylation site S112, S136, or S155 was mutated to alanine were prepared (FIG. 3).

BAD(S112A)、BAD(S136A)、BAD(S155A)、およびBAD(StrippleA)のcDNAを、標準的なPCRにより合成し、コザック配列および制限酵素部位を付加した。これらのcDNAの配列を確認後、BAD(S112A)、BAD(S136A)、BAD(S155A)、およびBAD(StrippleA)をHindIIIおよびEcoR1で切断し、同じ制限酵素で切断したpTlucC(mut)ベクターに結合させ、それぞれpBAD(S112A)−TlucC(mut)、pBAD(S136A)−TlucC(mut)、pBAD(S155A)−TlucC(mut), およびpBAD(StrippleA)−TlucC(mut)コンストラクトを完成させた。   BAD (S112A), BAD (S136A), BAD (S155A), and BAD (StripeA) cDNAs were synthesized by standard PCR to add Kozak sequences and restriction enzyme sites. After confirming the sequences of these cDNAs, BAD (S112A), BAD (S136A), BAD (S155A), and BAD (StrrippleA) were cleaved with HindIII and EcoR1 and bound to the pTlucC (mut) vector cleaved with the same restriction enzymes. PBAD (S112A) -TlucC (mut), pBAD (S136A) -TlucC (mut), pBAD (S155A) -TlucC (mut), and pBAD (StripeA) -TlucC (mut) constructs, respectively.

BAD(S112A)、BAD(S136A)、およびBAD(S155A)を合成するためにPCRで使用したオリゴヌクレオチドペアの配列は、次の通りである。
(BAD(S112A)-1) 5' GAGACTCGGAGTCGCCACAGTGCGTACCCAGCGGGGACCGAG 3'(配列番号23)
(BAD(S112A)-2) 5' CTCGGTCCCCGCTGGGTACGCACTGTGGCGACTCCGAGTCTC 3'(配列番号24)
(BAD(S136A)-1) 5' CGAGGACGCTCGCGTGCGGCTCCCCCCAATCTCTGGGCAGCG 3'(配列番号25)
(BAD(S136A)-2) 5' CGCTGCCCAGAGATTGGGGGGAGCCGCACGCGAGCGTCCTCG 3'(配列番号26)
(BAD(S155A)-1) 5' GAGCTCCGAAGGATGGCCGATGAGTTTGAGGGTTCCTTC 3'(配列番号27)
(BAD(S155A)-2) 5' GAAGGAACCCTCAAACTCATCGGCCATCCTTCGGAGCTC 3'(配列番号28)
The sequences of the oligonucleotide pairs used in PCR to synthesize BAD (S112A), BAD (S136A), and BAD (S155A) are as follows:
(BAD (S112A) -1) 5 'GAGACTCGGAGTCGCCACAGTGCGTACCCAGCGGGGACCGAG 3' (SEQ ID NO: 23)
(BAD (S112A) -2) 5 'CTCGGTCCCCGCTGGGTACGCACTGTGGCGACTCCGAGTCTC 3' (SEQ ID NO: 24)
(BAD (S136A) -1) 5 'CGAGGACGCTCGCGTGCGGCTCCCCCCAATCTCTGGGCAGCG 3' (SEQ ID NO: 25)
(BAD (S136A) -2) 5 'CGCTGCCCAGAGATTGGGGGGAGCCGCACGCGAGCGTCCTCG 3' (SEQ ID NO: 26)
(BAD (S155A) -1) 5 'GAGCTCCGAAGGATGGCCGATGAGTTTGAGGGTTCCTTC 3' (SEQ ID NO: 27)
(BAD (S155A) -2) 5 'GAAGGAACCCTCAAACTCATCGGCCATCCTTCGGAGCTC 3' (SEQ ID NO: 28)

発現ベクター、p14−3−3−TlucN、およびpBAD−TlucC(mut)、pBAD(S112A)−TlucC、pBAD(S136A)(mut)−TlucC(mut)、pBAD(S155A)−TlucC(mut)、またはpBAD(StrippleA)−TlucC(mut)のいずれか1つを、上記の通りCOS−7細胞に共導入した。トランスフェクション後12〜16時間目に、細胞を溶解し、発光をルミノメーターで測定した。結果を図5に示す。   An expression vector, p14-3-3-TlucN, and pBAD-TlucC (mut), pBAD (S112A) -TlucC, pBAD (S136A) (mut) -TlucC (mut), pBAD (S155A) -TlucC (mut), or Any one of pBAD (StripeA) -TlucC (mut) was co-introduced into COS-7 cells as described above. Cells were lysed 12-16 hours after transfection and luminescence was measured with a luminometer. The results are shown in FIG.

p14−3−3−GlucNとpBAD−TlucC(mut)との野生型ペアを用いた場合、非常に強い発光強度が観察された。このことは、14−3−3タンパク質とBADタンパク質とが内因的に強く相互作用しているという事実を反映していた。しかし、14−3−3と、BAD(S112A)またはBAD(S136A)BADとのペアの発光強度は、野生型ペアの2分の1であった。BAD(S155A)は、強度が5分の1まで減少し、S136、S112、S155の全てをアラニンに変異させたBAD(StrippleA)は、BAD(StrippleA)と14−3−3との相互作用はごくわずかであった。   When a wild type pair of p14-3-3-GlucN and pBAD-TlucC (mut) was used, very strong luminescence intensity was observed. This reflected the fact that the 14-3-3 protein and the BAD protein interact strongly and intrinsically. However, the emission intensity of the pair of 14-3-3 and BAD (S112A) or BAD (S136A) BAD was half that of the wild type pair. BAD (S155A) decreases in intensity by a factor of 5, and BAD (StripeA) in which all of S136, S112, and S155 are mutated to alanine has an interaction between BAD (StripeA) and 14-3-3. There was very little.

次に、リン酸化BAD(Ser112)、リン酸化BAD(Ser136)、またはリン酸化BAD(Ser155)に対する抗リン酸化BAD抗体を用いて、COS−7細胞でウエスタンブロットを行ったところ、BAD(S112A), BAD(S136A), BAD(S155A)では、それぞれ 112番目、136番目、155番目のアミノ酸のリン酸化を確認しなかったが、 BAD(wt)では、これら3つのアミノ酸のすべてのリン酸化を確認した。図6に示すように、BAD(wt)-TlucC(mut)ではシグナルが観察されたが、BAD(S112A)−TlucC(mut)、BAD(S136A)−TlucC(mut)、および BAD(S155A)−TlucC(mut)では、発現量はBAD(wt)-TlucC(mut)と同じであったものの、シグナルは検出されなかった。別の細胞株、HeLa細胞を使用した場合も同じ結果が得られた(データは示さず)。   Next, Western blotting was performed on COS-7 cells using an anti-phosphorylated BAD antibody against phosphorylated BAD (Ser112), phosphorylated BAD (Ser136), or phosphorylated BAD (Ser155). BAD (S112A) , BAD (S136A) and BAD (S155A) did not confirm the phosphorylation of the 112th, 136th, and 155th amino acids, respectively, but BAD (wt) confirmed the phosphorylation of all three amino acids. did. As shown in FIG. 6, signals were observed with BAD (wt) -TlucC (mut), but BAD (S112A) -TlucC (mut), BAD (S136A) -TlucC (mut), and BAD (S155A)- In TlucC (mut), the expression level was the same as BAD (wt) -TlucC (mut), but no signal was detected. The same results were obtained using another cell line, HeLa cells (data not shown).

さらに、BAD/14−3−3間相互作用に対する様々な化合物の影響を調べた。ホルスコリン(Forskolin)およびIBMX(3-Isobutyl-1-methylxanthine)はリン酸化刺激物質として知られている。また、DATS(Dialyl trisulfide)およびオレイン酸(Oliec acid)は脱リン酸化物質として知られている。実ここでは、COS−7細胞を培養し、上記のように、pBAD−TlucC(mut)およびpGlucN−14−3−3を細胞に導入した後、発光アッセイを行う前に、ホルスコリン、IBMX、DATS、またはオレイン酸(各100μM)を加えた培地中で60分間細胞をインキュベートした。図7に示すように、ホルスコリンおよびIBMXでは、発光シグナルが増強したが、DATSおよびオレイン酸では減少した。この結果は、発光シグナルがタンパク質の結合強度を反映することを示している。   Furthermore, the effect of various compounds on the BAD / 14-3-3 interaction was investigated. Forskolin and IBMX (3-isobutyl-1-methylxanthine) are known as phosphorylation stimulants. Further, DATS (Dialyl trisulfide) and oleic acid are known as dephosphorylated substances. In fact, here, COS-7 cells are cultured and, as described above, after introducing pBAD-TlucC (mut) and pGlucN-14-3-3 into the cells and before performing the luminescence assay, forskolin, IBMX, DATS Or cells were incubated for 60 minutes in medium supplemented with oleic acid (100 μM each). As shown in FIG. 7, forskolin and IBMX enhanced the luminescence signal, but decreased with DATS and oleic acid. This result indicates that the luminescent signal reflects the binding strength of the protein.

<実施例3> BADとBCL−Xとの相互作用
本実施例においては、相互作用タンパク質としてBADとBCL−Xを用いた。
In the interaction this embodiment the <Example 3> BAD and BCL-X L, with BAD and BCL-X L as interacting protein.

pGlucN−BCL−Xを構築するために、BCL−XのcDNAを標準的なPCRによって合成し、コザック配列と制限酵素部位を付加した。このcDNAの配列を確認後、BCL−XcDNAをEcoR1およびXho1で切断し、同じ制限酵素で切断したpGlucNベクターと結合させて、pGlucN‐BCL−Xコンストラクトを完成させた。 To construct pGlucN-BCL-X L, it was synthesized by standard PCR a cDNA of BCL-X L, and add restriction enzyme sites and a Kozak sequence. After confirmation of the sequence of this cDNA, the BCL-X L cDNA was cut with EcoR1 and Xho1, and ligated with pGlucN vector cleaved with the same restriction enzymes, to complete the pGlucN-BCL-X L constructs.

発現ベクターであるpBAD−TlucC(mut)およびpGlucN−BCL−XLをCOS−7細胞に共導入し、実施例1と同様に、それらの発光シグナルを測定したところ、リガンドが何も存在しなくとも、強い発光シグナルが観察された(図8)。   Expression vectors pBAD-TlucC (mut) and pGlucN-BCL-XL were co-introduced into COS-7 cells, and their luminescence signals were measured in the same manner as in Example 1. As a result, no ligand was present. A strong luminescence signal was observed (FIG. 8).

次に、BCL−X阻害剤であるアンチマイシン(Antimycin)およびHA 14−1の能力を評価した。ここでは、BAD−TlucC(mut)およびGlucN−BCL−Xを含む細胞を、発光アッセイの前に30〜60分間アンチマイシンまたはHA 14−1(各100μM)と共にインキュベートした。図8に示すように、どちらの化合物を用いた場合も、発光シグナルが顕著に減少した。よって、ここでもやはり、BAD−TlucC(mut)およびGlucN−BCL−XLによる発光シグナルが、これらの結合強度を反映することが示された。 Then, to assess the ability of the BCL-X L inhibitor in a antimycin (Antimycin) and HA 14-1. Here, the cells containing the BAD-TlucC (mut) and GlucN-BCL-X L, were incubated with 30-60 minutes antimycin before luminescence assay or HA 14-1 (each 100 [mu] M). As shown in FIG. 8, the luminescence signal was remarkably reduced when either compound was used. Thus, again, it was shown that the luminescence signals from BAD-TlucC (mut) and GlucN-BCL-XL reflect their binding strength.

<実施例4>放出される光のスペクトル
本実施例においては、GlucN、FlucN、あるいはTlucNとTlucC(mut)との組み合わせにより放出される光のスペクトルを示す。
<Example 4> Spectrum of emitted light In this example, a spectrum of light emitted by GlucN, FlucN, or a combination of TlucN and TlucC (mut) is shown.

COS−7培養細胞にpGlucN−FKBPおよびpFRB−TlucC(mut)をトランスフェクトし、37℃で24時間インキュベートした。その後、ラパマイシン(1.0μM)で細胞を刺激し、37℃でさらに10〜12時間インキュベートした。その後、培地を除去し、ルシフェリン基質溶液を加えた。3から5分後、細胞を溶解し、蛍光分光光度計を用いてスペクトルを観察した。図9に示すように、およそ530nm付近でピーク(lmax)を示した。同様にしてpFlucN−FKBPおよびpFRB−TlucC(mut)の組み合わせにおいては、検出された波長はおよそ560nm付近でピーク(lmax)を示し、pTlucN−FKBPおよびpFRB−TlucC(mut)の組み合わせにおいては、検出された波長はおよそ600nm付近でピーク(lmax)を示した。   COS-7 cultured cells were transfected with pGlucN-FKBP and pFRB-TlucC (mut) and incubated at 37 ° C. for 24 hours. Cells were then stimulated with rapamycin (1.0 μM) and incubated at 37 ° C. for an additional 10-12 hours. Thereafter, the medium was removed and a luciferin substrate solution was added. After 3 to 5 minutes, the cells were lysed and the spectrum was observed using a fluorescence spectrophotometer. As shown in FIG. 9, a peak (lmax) was observed at around 530 nm. Similarly, in the combination of pFlucN-FKBP and pFRB-TlucC (mut), the detected wavelength shows a peak (lmax) around 560 nm, and in the combination of pTlucN-FKBP and pFRB-TlucC (mut) The measured wavelength showed a peak (lmax) around 600 nm.

<実施例5>マウス皮下に存在させた細胞中の発光検出
本実施例においては、TlucNとTluc(mut)との組み合わせにより放出される光が、in vivoで発光した場合にも検出可能であることを示す。
<Example 5> Luminescence detection in cells subcutaneously present in mice In this example, light emitted by a combination of TlucN and Tluc (mut) can be detected even when emitted in vivo. It shows that.

ここで、発現ベクターであるpGluc(wt)、p14−3−3−GlucN、pBAD−TlucC(mut) または pBAD(StrippleA)−TlucC(mut)を以下のようにしてマウスに導入した。   Here, expression vectors pGluc (wt), p14-3-3-GlucN, pBAD-TlucC (mut) or pBAD (StripeA) -TlucC (mut) were introduced into mice as follows.

p14−3−3−GlucN、pBAD−TlucC(mut) または pBAD(StrippleA)−TlucC(mut)は、実施例2で作製した物を用いた。pGluc(wt)は、以下のように作製した。   The product prepared in Example 2 was used as p14-3-3-GlucN, pBAD-TlucC (mut) or pBAD (StripeA) -TlucC (mut). pGluc (wt) was prepared as follows.

まず、Gluc(wt)のcDNAを、標準的なPCRにより合成し、制限酵素部位を付加した。これらのcDNAの配列を確認後、HindIIIおよびXhoIで切断し、同じ制限酵素で切断したpcDNA4/V5−Hisベクターと結合させ、pGluc(wt)を構築した。ここで用いたPCRプライマーを以下に示す。
(Gluc(wt)-1) 5´AAGCTTATGGAGAGAGAGAAGAACGTGTACGGC 3´(配列番号29)
(Gluc(wt)-2) 5´CTCGAGCGCAGCTTAGAAGCCTTCTCCATCAG 3´(配列番号30)
First, Gluc (wt) cDNA was synthesized by standard PCR and a restriction enzyme site was added. After confirming the sequences of these cDNAs, they were cleaved with HindIII and XhoI, and ligated with the pcDNA4 / V5-His vector cleaved with the same restriction enzymes to construct pGluc (wt). The PCR primers used here are shown below.
(Gluc (wt) -1) 5′AAGCTTATGGAGAGAGAGAAGAACGTGTACGGC 3 ′ (SEQ ID NO: 29)
(Gluc (wt) -2) 5´CTCGAGCGCAGCTTAGAAGCCTTCTCCATCAG 3´ (SEQ ID NO: 30)

COS7細胞の培養には、4つの10cm培養皿を用いた。それぞれの培養細胞に対し、(1)pGluc(wt)単独、(2)pBAD−TlucC(mut)およびp14−3−3−TlucN、(3)pBAD−TlucC(mut)、 p14−3−3−TlucNおよびGluc(wt)(4)pBAD(StrippleA)−TlucC(mut)、 p14−3−3−TlucNおよびpGluc(wt)をトランスフェクトし、37℃で18-24時間培養した後に、細胞を回収し、リン酸緩衝液に懸濁した。1×106個の細胞を、麻酔したBALB/Cヌードマウス(4週令の雌マウス、体重約15g)に、それぞれ図10に示した場所に移植し、15分後、ルシフェリン(3mg/100μl PBS)を腹腔に注射した。10分後、CCDカメラ(Versarray: 1300B, Prinston Instruments)を用いて、マウスのイメージングが行われた。 Four 10 cm culture dishes were used for culturing COS7 cells. For each cultured cell, (1) pGluc (wt) alone, (2) pBAD-TlucC (mut) and p14-3-3-TlucN, (3) pBAD-TlucC (mut), p14-3-3 Cells were harvested after transfection with TlucN and Gluc (wt) (4) pBAD (StripeA) -TlucC (mut), p14-3-3-TlucN and pGluc (wt) and cultured at 37 ° C. for 18-24 hours And suspended in phosphate buffer. 1 × 10 6 cells were transplanted into anesthetized BALB / C nude mice (4-week-old female mice, body weight about 15 g) at the locations shown in FIG. 10, and 15 minutes later, luciferin (3 mg / 100 μl PBS) was injected intraperitoneally. Ten minutes later, mice were imaged using a CCD camera (Versarray: 1300B, Prinston Instruments).

その結果、図10に示すように、Gluc(wt)から530nmの光が(1)、(3)及び(4)で検出され、TlucC(mut)とTlucNの結合によって、600nmの光が(2)及び(3)で検出された。(4)では、BAD(StrippleA)タンパク質と14−3−3タンパク質は結合しないため、TlucC(mut)とTlucNも結合せず、光は検出されなかった。   As a result, as shown in FIG. 10, 530 nm light is detected from (1), (3) and (4) from Gluc (wt), and 600 nm light is (2) due to the binding of TlucC (mut) and TlucN. ) And (3). In (4), since BAD (StripeA) protein and 14-3-3 protein do not bind, neither TlucC (mut) nor TlucN binds, and no light was detected.

このように、TlucC(mut)ドメインを有するタンパク質と、抗TlucC(mut)ドメインを有するタンパク質との複合体が生体内で発光しても、体外からその光を検出できるだけでなく、各複合体特異的な波長の光を検出することによって、各複合体を識別できる。   Thus, even when a complex of a protein having a TlucC (mut) domain and a protein having an anti-TlucC (mut) domain emits light in vivo, not only can the light be detected from outside the body, but also each complex-specific Each complex can be identified by detecting light of a specific wavelength.

タンパク質の相補性に基づく、生物発光プローブの原理を模式的に示したものである。The principle of a bioluminescent probe based on protein complementarity is schematically shown. 一実施例において、(a)FlunNとTlucC(mut)、(b)GlucNとTlucC(mut)、(c)TlucCとTlucC(mut)の相補性を示したものである。In one embodiment, (a) FlunN and TlucC (mut), (b) GlucN and TlucC (mut), (c) TlucC and TlucC (mut) are shown to be complementary. 一実施例において、使用した各発光プローブコンストラクトを示したものである。In one example, each luminescent probe construct used is shown. 一実施例において、COS−7細胞での、pBAD(wt)−TlucC(mut)、pBAD(S112A)−TlucC(mut)、pBAD(S136A)−TlucC(mut)、pBAD(S155A)−TlucC(mut)、pBAD(StrippleA)−TlucC(mut)、pGlucN−14−3−3、およびpGlucN−BCL−Xからの発現を示したものである。In one example, pBAD (wt) -TlucC (mut), pBAD (S112A) -TlucC (mut), pBAD (S136A) -TlucC (mut), pBAD (S155A) -TlucC (mut) in COS-7 cells. ), pBAD (StrippleA) -TlucC ( mut), it shows the expression from pGlucN-14-3-3, and pGlucN-BCL-X L. 一実施例において、BADまたはBADの変異体と14−3−3との相互作用を示したものである。In one example, the interaction between BAD or a BAD variant and 14-3-3 is shown. 一実施例において、BAD(S112A)、BAD(S136A)、BAD(S155A)における、112番目のアミノ酸、136番目のアミノ酸、155番目のアミノ酸が、それぞれリン酸化しないこと、また、これら3つのアミノ酸が全て、BAD(wt)においてリン酸化することを示したものである。In one example, the 112th amino acid, 136th amino acid, and 155th amino acid in BAD (S112A), BAD (S136A), and BAD (S155A) are not phosphorylated, and these three amino acids are All show phosphorylation in BAD (wt). 一実施例において、BAD/14−3−3相互作用に対する様々なリン酸化刺激物質およびリン酸化阻害物質の影響を示す。In one example, the effects of various phosphorylation stimulators and phosphorylation inhibitors on BAD / 14-3-3 interactions are shown. 一実施例において、BADとBCL−Xとの相互作用、およびこのBAD/BCL−X相互作用に対するBCL−X阻害物質の影響を示す図である。In one embodiment, a diagram illustrating interaction between BAD and BCL-X L, and the effect of BCL-X L inhibitors for the BAD / BCL-X L interaction. 一実施例において、GlucNとTlucC(mut)との組み合わせ、FlucNとTlucC(mut)、およびTlucNとTlucC(mut)がそれぞれ放出する光のスペクトルシフトを示す図である。In one Example, it is a figure which shows the spectral shift of the light which the combination of GlucN and TlucC (mut), FlucN and TlucC (mut), and TlucN and TlucC (mut) emit, respectively. 一実施例において、ヌードマウスの皮下細胞中における発光の検出を示す図である。Em530nm、Em600nmは、検出した光の波長を表す。OPENは、波長を絞らずに検出した場合の結果を示す。In one Example, it is a figure which shows the detection of the light emission in the subcutaneous cell of a nude mouse. Em530nm and Em600nm represent the wavelength of the detected light. OPEN indicates the result of detection without reducing the wavelength.

Claims (12)

アミノ酸配列番号1を有するTlucC(mut)ドメインを含有するタンパク質。   A protein containing a TlucC (mut) domain having amino acid sequence number 1. 配列番号1において1若しくは数個のアミノ酸が置換、欠失、若しくは付加されたアミノ酸配列を有するTlucC(mut)ドメインを含有する第1タンパク質と、アミノ酸配列番号2を有するGlucNドメイン、アミノ酸配列番号3を有するFlucNドメイン、またはアミノ酸配列番号4を有するTlucNドメインを含有する、前記第1タンパク質と結合能を有する第2タンパク質と、を結合させる工程と、
第2タンパク質の有する前記GlucNドメイン、前記FlucNドメイン、前記TlucNドメインが、第1タンパク質の有する前記TlucC(mut)ドメインを相補するかどうか確認する工程と、
を有する、第2タンパク質の有する前記GlucNドメイン、前記FlucNドメイン、前記TlucNドメインが、第1タンパク質の有する前記TlucC(mut)ドメインを相補するかどうか確認する方法。
A first protein containing a TlucC (mut) domain having an amino acid sequence in which one or several amino acids are substituted, deleted or added in SEQ ID NO: 1, a GlucN domain having amino acid SEQ ID NO: 2, amino acid SEQ ID NO: 3 Binding a second protein having a binding ability to the first protein, which comprises a FlucN domain having the amino acid sequence or a TlucN domain having the amino acid sequence number 4.
Confirming whether the GlucN domain, the FlucN domain, and the TlucN domain of a second protein complement the TlucC (mut) domain of the first protein;
A method for confirming whether the GlucN domain, the FlucN domain, and the TlucN domain that the second protein has have complementary to the TlucC (mut) domain that the first protein has .
請求項1に記載のタンパク質と、アミノ酸配列番号2を有するGlucNドメイン、アミノ酸配列番号3を有するFlucNドメイン、またはアミノ酸配列番号4を有するTlucNドメインを含有するタンパク質とを含む複合体。   A complex comprising the protein of claim 1 and a protein comprising a GlucN domain having amino acid sequence number 2, a FlucN domain having amino acid sequence number 3, or a TlucN domain having amino acid sequence number 4. アミノ酸配列番号2を有するGlucNドメイン、アミノ酸配列番号3を有するFlucNドメイン、またはアミノ酸配列番号4を有するTlucNドメインを有するタンパク質を検出する方法であって、
当該タンパク質を、当該タンパク質が結合能をもつ請求項1に記載のタンパク質と相互作用させ、複合体を形成させる工程と
前記複合体から放出される光を検出する工程と、を含むことを特徴とする方法。
A method for detecting a protein having a GlucN domain having amino acid sequence number 2, a FlucN domain having amino acid sequence number 3, or a TlucN domain having amino acid sequence number 4,
And a step of allowing the protein to interact with the protein according to claim 1 having a binding ability to form a complex, and a step of detecting light emitted from the complex. how to.
請求項4に記載のタンパク質検出方法であって、
アミノ酸配列番号2を有するGlucNドメイン、アミノ酸配列番号3を有するFlucNドメイン、またはアミノ酸配列番号4を有するTlucNドメインを有するタンパク質を、請求項1のタンパク質と相互作用させ、複合体を形成させる工程と、
前記複合体から放出される光を検出する工程と、を含むことを特徴とする方法。
The protein detection method according to claim 4,
Interacting a protein having a GlucN domain having amino acid sequence number 2, a FlucN domain having amino acid sequence number 3 or a TlucN domain having amino acid sequence number 4 with the protein of claim 1 to form a complex;
Detecting the light emitted from the complex.
請求項5に記載の複合体の検出方法であって、前記複合体から放出される光を検出する工程を含むことを特徴とする方法。   The method for detecting a complex according to claim 5, comprising the step of detecting light emitted from the complex. 請求項1に記載の第1のタンパク質と、アミノ酸配列番号2を有するGlucNドメイン、アミノ酸配列番号3を有するFlucNドメイン、またはアミノ酸配列番号4を有するTlucNドメインを有する第2のタンパク質との結合を検出する方法であって、
第1のタンパク質と第2のタンパク質を相互作用させ、複合体を形成させる工程と、
前記複合体から放出される光を検出する工程と、を含むことを特徴とする方法。
Detection of binding between the first protein of claim 1 and a GlucN domain having amino acid sequence number 2, a FlucN domain having amino acid sequence number 3, or a second protein having a TlucN domain having amino acid sequence number 4 A way to
Interacting a first protein and a second protein to form a complex;
Detecting the light emitted from the complex.
相互に結合能を有する第1のタンパク質と第2のタンパク質との結合を検出する方法であって、
アミノ酸配列番号1を有するTlucC(mut)ドメインを、第1のタンパク質に融合させる工程と、
アミノ酸配列番号2を有するGlucNドメイン、アミノ酸配列番号3を有するFlucNドメイン、またはアミノ酸配列番号4を有するTlucNドメインを第2のタンパク質に融合させる工程と、
前記融合した第1のタンパク質と前記融合した第2のタンパク質とを相互作用させ、複合体を形成させる工程と、
前記複合体から放出される光を検出する工程と、
を含むことをと特徴とする方法。
A method for detecting the binding between a first protein and a second protein having binding ability to each other,
Fusing a TlucC (mut) domain having amino acid sequence number 1 to the first protein;
Fusing a GlucN domain having amino acid sequence number 2, a FlucN domain having amino acid sequence number 3 or a TlucN domain having amino acid sequence number 4 to a second protein;
Interacting the fused first protein and the fused second protein to form a complex;
Detecting light emitted from the complex;
A method characterized by comprising.
第2のタンパク質と第3のタンパク質から、第1のタンパク質の結合タンパク質を選択する方法であって、
前記第1のタンパク質はアミノ酸配列番号1を有するTlucC(mut)ドメインに融合しており、前記第2のタンパク質と、前記第3のタンパク質のそれぞれは、アミノ酸配列番号2を有するGlucNドメイン、アミノ酸配列番号3を有するFlucNドメイン、またはアミノ酸配列番号4を有するTlucNドメインからなる群から選ばれる異なるドメインに融合しており、
前記第1のタンパク質を前記第2のタンパク質および前記第3のタンパク質と相互作用させる工程と、
放出される光を検出して、前記光を前記タンパク質のどの複合体が放出しているかを判断する工程と、
を含むことを特徴とする方法。
A method for selecting a binding protein of a first protein from a second protein and a third protein, comprising:
The first protein is fused to a TlucC (mut) domain having amino acid sequence number 1, and each of the second protein and the third protein is a GlucN domain having amino acid sequence number 2, an amino acid sequence Fused to a different domain selected from the group consisting of a FlucN domain having number 3 or a TlucN domain having amino acid sequence number 4;
Interacting the first protein with the second protein and the third protein;
Detecting the emitted light and determining which complex of the protein emits the light; and
A method comprising the steps of:
請求項8に記載の方法であって、さらに、
アミノ酸配列番号1を有するTlucC(mut)ドメインを前記第1のタンパク質に融合させる工程と、
アミノ酸配列番号2を有するGlucNドメイン、アミノ酸配列番号3を有するFlucNドメイン、またはアミノ酸配列番号4を有するTlucNドメインからなる群から選ばれる2つのドメインのそれぞれを、前記第2のタンパク質および前記第3のタンパク質に融合させる工程と、
を含むことを特徴とする方法。
The method of claim 8, further comprising:
Fusing a TlucC (mut) domain having amino acid sequence number 1 to the first protein;
Each of two domains selected from the group consisting of a GlucN domain having amino acid sequence number 2, a FlucN domain having amino acid sequence number 3 or a TlucN domain having amino acid sequence number 4 is used as the second protein and the third Fusing to protein,
A method comprising the steps of:
アミノ酸配列番号1を有するTlucC(mut)ドメインをコードする配列を含むことを特徴とする、ベクター。   A vector comprising a sequence encoding a TlucC (mut) domain having amino acid SEQ ID NO: 1. TlucC(mut)ドメインを含有するタンパク質が、アミノ酸配列番号2を有するGlucNドメイン、アミノ酸配列番号3を有するFlucNドメイン、またはアミノ酸配列番号4を有するTlucNドメインを含有するタンパク質と複合体を形成することができるかどうか調べる方法であって、TlucC(mut)ドメインは、配列番号1において、1若しくは数個のアミノ酸が置換、欠失、若しくは付加されたアミノ酸配列を有することを特徴とする方法。   A protein containing a TlucC (mut) domain may form a complex with a protein containing a GlucN domain having amino acid sequence number 2, a FlucN domain having amino acid sequence number 3 or a TlucN domain having amino acid sequence number 4 A method for examining whether or not the TlucC (mut) domain has an amino acid sequence in which one or several amino acids are substituted, deleted, or added in SEQ ID NO: 1.
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