JP5554528B2 - 新規アミロイドβ凝集体結合性ペプチドおよび新規アミロイドβ凝集体結合性ペプチドを用いたアミロイド病の検査方法 - Google Patents
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1.アミノ酸配列HQKLVFFAED(配列番号1)にて表されるアミロイドβの部分ペプチドであって、1個以上のアミノ酸基が非天然アミノ酸に置換されてなる、アミロイドβ凝集体結合性ペプチド。
2.1〜4個のアミノ酸残基が非天然アミノ酸に置換されてなる、前項1に記載のアミロイドβ凝集体結合性ペプチド。
3.配列番号1のアミノ酸配列における、6番目のフェニルアラニン(Phe)が非天然アミノ酸に置換されてなる、前項1または2に記載のアミロイドβ凝集体結合性ペプチド。
4.標識物が付加された、前項1〜3のいずれか1に記載のアミロイドβ凝集体結合性ペプチド。
5.固相ペプチド合成方法による、前項1〜4のいずれか1に記載のアミロイドβ凝集体結合性ペプチドを作製する方法。
6.前項1〜4のいずれか1に記載のアミロイドβ凝集体結合性ペプチドを用いた、アミロイドβ凝集体の分析方法。
7.前項1〜4のいずれか1に記載のアミロイドβ凝集体結合性ペプチドを含む、アミロイドβ凝集体分析用試薬。
8.前項1〜4のいずれか1に記載のアミロイドβ凝集体結合性ペプチドを用いた、アミロイド病の検査方法。
9.前項1〜4のいずれか1に記載のアミロイドβ凝集体結合性ペプチドを含む、アミロイド病検査用試薬。
10.アミロイドβ凝集体に結合する非天然アミノ酸を含むペプチドをスクリーニングする方法であって、以下の工程を含む方法:
1)非天然アミノ酸を含むペプチドを2以上含む候補ペプチド群を、アミロイドβタンパク質および/またはアミロイドβ凝集体を含む溶液に添加してインキュベートする工程;
2)アミロイドβ凝集体の沈殿物を得て、アミロイドβ凝集体を溶解する工程;
3)工程2)により得られたアミロイドβ凝集体の溶解液について、蛍光スペクトルおよび/または吸収スペクトルを測定する工程;並びに
4)蛍光スペクトルおよび/または吸収スペクトルの測定結果を解析する工程。
11.工程1)において、アミロイドβ凝集体を含む溶液に候補ペプチドを添加し、インキュベーションが、1分間〜24時間行われる、前項10に記載の方法。
12.工程1)において、アミロイドβタンパク質を含む溶液に候補ペプチドを添加し、インキュベーションが、1時間〜7日間行われる、前項10に記載の方法。
13.前項10〜12のいずれか1に記載のアミロイドβ凝集体に結合する、非天然アミノ酸を含むペプチドをスクリーニングする方法に使用される、蛍光物質、非天然アミノ酸、アミロイドβ凝集体を形成するペプチドを含む、試薬キット。
また、本発明におけるAβ凝集体結合性ペプチドは、非天然アミノ酸を含まないAβ(14−23)に比べて、2.6倍といった高い結合性を有し、Aβ凝集体についての分析や、Aβ凝集体を検出することによるアミロイド病の検査方法などに用いるのに適している。
1)非天然アミノ酸を含むペプチドを2以上含む候補ペプチド群を、アミロイドβタンパク質および/またはアミロイドβ凝集体を含む溶液に添加してインキュベートする工程;
2)アミロイドβ凝集体の沈殿物を得て、アミロイドβ凝集体を溶解する工程;
3)工程2)により得られたアミロイドβ凝集体の溶解液について、蛍光スペクトルおよび/または吸収スペクトルを測定する工程;並びに
4)蛍光スペクトルおよび/または吸収スペクトルの測定結果を解析する工程。
溶液の組成は、Aβ凝集体とペプチドとの結合反応を妨げないものであればよく、生化学的反応に用いる一般的な緩衝液、例えばリン酸緩衝液やトリス緩衝液や、酢酸緩衝液、HEPES緩衝液などを用いることができる。緩衝液の濃度やpHは、一般的なものであればよく、例えば5 mM〜1.0 Mの範囲、および、pH 5.5〜pH 9.0のものを使用すればよい。
Aβ凝集体はAβ(1−42)(蛋白研究所製)から作製した。Aβ凝集体の形成の確認はチオフラビンT(以下「ThT」と称する)を用いて蛍光により調べた。なおThTはAβ凝集体と結合することで、蛍光発光することが知られている。
蛍光アミノ酸を使用して、蛍光アミノ酸を含んだAβ凝集体結合ペプチド(以下「Fl-AβbPep」とも称する)を、慣例法であるFmocペプチド固相合成法によって得た。蛍光アミノ酸のうち、Fmoc-Lys(MOC)-OH、Fmoc-Lys(HOC)-OH、Fmoc-Lys(MOCA)-OH、Fmoc-Lys(DEAC)-OH、Fmoc-Lys(DMACA)-OH、Fmoc-Ala(Acd)-OH を渡辺化学から購入し、Fmoc-Lys(FAM)-OH、Fmoc-Lys(TMR)-OHを、ABD Bioquest社から購入した。Fmoc化された水溶性リンカーから成るアミノ酸はMerck社より購入した。その他のFmoc化された天然アミノ酸やペプチド合成に必要な試薬類はいずれも渡辺化学工業より購入した。また、蛍光アミノ酸および、以下の実施例にて用いた非天然アミノ酸の化学構造を、図2に示す。Fmoc化された蛍光アミノ酸および天然アミノ酸はいずれもL体である。図2中、いずれもペプチド中のアミノ酸ユニットとして示した。
(2)FAM-Fur: Ac-EE-FAM-EE-Sp6-HQKLVFurFAED-NH2 (配列番号2)
(3)MOC-Pri: Ac-EE-MOC-EE-Sp6-HQKLVPriFAED-NH2 (配列番号2)
(4)HOC-Thi: Ac-EE-HOC-EE-Sp6-HQKLVThiFAED-NH2 (配列番号2)
(5)MOCA-Thz: Ac-EE-MOCA-EE-Sp6-HQKLVThzFAED-NH2 (配列番号2)
(6)DEAC-Dph: Ac-EE-DEAC-EE-Sp6-HQKLVDphFAED-NH2 (配列番号2)
(7)DMACA-Bph: Ac-EE-DMACA-EE-Sp6-HQKLVBphFAED-NH2 (配列番号2)
(8)Acd-Tyr: Ac-EE-Acd-EE-Sp6-HQKLVYFAED-NH2 (配列番号3)
ここで、AcはペプチドのN末端がアセチル基で保護されていることを示している。天然アミノ酸ユニットは1文字表記で示している。NH2はペプチドのC末端が第一アミドであることを示している。Sp6はエチレングリコールユニットから成るアミノ酸ユニットであり、非天然アミノ酸ユニットを含むAβ凝集体結合ペプチド部分と蛍光アミノ酸ユニットとをつなげるスペーサの役割をもつ。蛍光アミノ酸の両側のEはグルタミン酸ユニットであり、蛍光アミノ酸を含めたことで生じる水溶性の低さをカバーする役割がある。TMR-Pheのペプチドのアミノ酸配列はAβ(14−23)であり、Aβ凝集体に結合することが知られているので参照として加えた。今回用いたペプチドのうちDEAC-Dphの化学構造を以下に例示する。
まずFl-AβbPepのみで、凝集体を形成するかについて確認を行った。Fl-AβbPepを添加して、2日程度静置して、次のようにして種々の時間における沈殿物中のFl-AβbPepの量を確認した。まず遠心分離によって沈殿物を回収し、上澄み液を採取し、沈殿物に20μLのDMSOを添加して懸濁し、沈殿物を再溶解させた。沈殿物の溶解したDMSO溶液のうち5μLを、MeOH/HEPES(pH=7.4)=1/1(v/v)2000μLに加えて、蛍光スペクトルを測定した。また、採取した上澄み液のうち5μLを、MeOH/HEPES(pH=7.4)=1/1(v/v) 2000μLに加えて、蛍光スペクトルを測定した。測定した蛍光スペクトルを予め測定していたコンポーネントスペクトル(各Fl-AβbPepの蛍光スペクトル)によって最小二乗解析することで、溶液中の各Fl-AβbPepの濃度を求めた。
従って、本発明の蛍光アミノ酸の付加したペプチドによる、Aβ凝集体結合性ペプチドをスクリーニングする方法により、Aβ凝集体に結合したFl-AβbPepを検出可能であることがわかった。
2種類の条件によってAβ凝集体に結合するFl-AβbPepのスクリーニングを行った。
<方法1> Aβ凝集体を形成させた後、Fl-AβbPepを加える方法
(1)Aβ溶液(14.4 μM, 1200μL)を4日間、室温で放置した。はじめは無色透明だった溶液内で、繊維状の白色析出物(Aβ凝集体)が目視できるほどにまで成長した。
(2)(1)の溶液に8種類の全てのFl-AβbPepの入った混合溶液(それぞれ144μM)を10μL加えた。各成分の終濃度は以下のようになった。
Aβ:14.4μM*1200μL/(1200+10)μL = 14.28μM
Fl-AβbPep:144μM*10μL/(1200+10)μL = 1.19μM
(3)(2)の溶液を0時間、1時間、2時間、または4時間、室温で放置した。
(4)(3)の各時間の経過した溶液について遠心分離を行い、沈殿物を回収し、さらに20μLのDMSOによって、その沈殿物を再溶解させた。
(5)(4)のDMSO溶液のうち5μLを、MeOH/HEPES(pH=7.4)=1/1(v/v)2000μLに加えて、蛍光スペクトルを測定した。また、遠心分離した後に得られた上澄み液(1210μL)のうち5μLを、MeOH/HEPES(pH=7.4)=1/1(v/v) 2000μLに加えて、蛍光スペクトルを測定した。
(6)測定した蛍光スペクトルを予め測定していたコンポーネントスペクトル(各Fl-AβbPepの蛍光スペクトル)によって最小二乗解析することで、(5)の溶液中の各Fl-AβbPepの濃度を求め、Aβ凝集体に結合したFl-AβbPepのモル量とAβ凝集体に結合しなかった(溶液中に残存した)Fl-AβbPepのモル量を算出した。
(1)Aβ溶液(14.4μM, 1200μL)に8種類の全てのFl-AβbPepの入った混合溶液(それぞれ144μM)を10μL加え、4日間、室温で放置した。はじめは桃色透明だった溶液内で、繊維状の桃色析出物(AβとFl-AβbPepとの凝集体)が目視できるほどにまで成長した。なお各成分の終濃度は以下のとおりである。
Aβ:14.4μM*1200μL/(1200+10)μL = 14.28μM
Fl-AβbPep:144μM*10μL/(1200+10)μL = 1.19μM
(2)(1)の溶液について、遠心分離によって沈殿物を回収し、さらに20μLのDMSOによって、その沈殿物を再溶解させた。
(3)(2)のDMSO溶液のうち5μLを、MeOH/HEPES(pH=7.4)=1/1(v/v) 2000μLに加えて、蛍光スペクトルを測定した。また、遠心分離した後に得られた上澄み液(1210μL)のうち5μLを、MeOH/HEPES(pH=7.4)=1/1(v/v) 2000μLに加えて、蛍光スペクトルを測定した。
(4)測定した蛍光スペクトルを予め測定していたコンポーネントスペクトル(各Fl-AβbPepの蛍光スペクトル)によって最小二乗解析することで、(5)の各溶液中の濃度を求め、Aβ凝集体に結合した(取り込まれた)Fl-AβbPepのモル量とAβ凝集体に結合しなかった(溶液中に残存した)Fl-AβbPepのモル量を算出した。
Claims (9)
- アミノ酸配列HQKLVFFAED(配列番号1)にて表されるアミロイドβの部分ペプチドであって、配列番号1のアミノ酸配列における1〜4個のアミノ酸基が非天然アミノ酸の(β,β-ジフェニル)-アラニル基に置換されてなる、アミロイドβ凝集体結合性ペプチド。
- 配列番号1のアミノ酸配列におけるVFFの1個以上のアミノ酸基が、非天然アミノ酸の(β,β-ジフェニル)-アラニル基に置換されてなる、請求項1に記載のアミロイドβ凝集体結合性ペプチド。
- 配列番号1のアミノ酸配列における、6番目のフェニルアラニン(Phe)が非天然アミノ酸の(β,β-ジフェニル)-アラニル基に置換されてなる、請求項1または2に記載のアミロイドβ凝集体結合性ペプチド。
- 標識物が付加された、請求項1〜3のいずれか1に記載のアミロイドβ凝集体結合性ペプチド。
- 固相ペプチド合成方法による、請求項1〜4のいずれか1に記載のアミロイドβ凝集体結合性ペプチドを作製する方法。
- 請求項1〜4のいずれか1に記載のアミロイドβ凝集体結合性ペプチドを用いた、アミロイドβ凝集体の分析方法。
- 請求項1〜4のいずれか1に記載のアミロイドβ凝集体結合性ペプチドを含む、アミロイドβ凝集体分析用試薬。
- 請求項1〜4のいずれか1に記載のアミロイドβ凝集体結合性ペプチドを用いた、アミロイド病の検査方法。
- 請求項1〜4のいずれか1に記載のアミロイドβ凝集体結合性ペプチドを含む、アミロイド病検査用試薬。
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