JP5665081B2 - 新規フルクトシルペプチドオキシダーゼ - Google Patents
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Description
フルクトシルペプチドオキシダーゼは、細菌、真菌、植物から見出されている。例えば、アカエトミエラ属、カエトミウム属(特許文献3)、カーブラリア属(特許文献2)、バラ科、ブドウ科、セリ科(特許文献4)、ショウガ科(特許文献5)等由来のフルクトシルペプチドオキシダーゼが知られている。
(1)α−糖化アミノ酸(例えば、α−フルクトシルバリン)に比べて、α−糖化ジペプチド(α−フルクトシルバリルヒスチジン)に対する活性は、必ずしも高くないこと、
(2)上述のように、N末端のα−糖化ジペプチド以外にも、リジンのε−アミノ基に糖が結合したε−糖化アミノ酸(ε−フルクトシルリジン)にも作用し、ヘモグロビンA1c測定における実測値を増加させること、
(3)酵素を用いる測定法の場合、測定時や保存時において酵素が不安定となる、
等の欠点があった。
(1) 以下の[1]〜[4]のいずれかに記載の蛋白質。
[1]配列番号1で表されるアミノ酸配列を有する蛋白質
[2]配列番号1で表されるアミノ酸配列において、1以上のアミノ酸が欠失、置換または付加したアミノ酸配列からなり、かつフルクトシルペプチドオキシダーゼ活性を有する蛋白質
[3]配列番号1で表されるアミノ酸配列と80%以上の相同性を有するアミノ酸配列からなり、かつフルクトシルペプチドオキシダーゼ活性を有する蛋白質
[4]寄託番号FERM BP-11026として寄託された大腸菌XL1-Blue MRF'株が担持する発現プラスミドによってコードされるフルクトシルペプチドオキシダーゼ活性を有する蛋白質
(2) 配列番号3で表されるアミノ酸配列からなる、(1)に記載の蛋白質。
(3) 以下の[1]〜[3]のいずれかに記載のDNA。
[1](1)記載の蛋白質をコードするDNA
[2]配列番号2で表される塩基配列を有するDNA
[3]配列番号2で表される塩基配列と相補的な塩基配列を有するDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつフルクトシルペプチドオキシダーゼ活性を有する蛋白質をコードするDNA
(4) 配列番号3で表されるアミノ酸配列からなる蛋白質をコードする、(3)に記載のDNA。
(5) 配列番号4で表される塩基配列からなる、(3)に記載のDNA。
(6) (3)〜(5)のいずれかに記載のDNAを含有する組換え体DNA。
(7) (6)記載の組換え体DNAを有する形質転換体。
(8) (7)記載の形質転換体を培地に培養し、培養物中に該蛋白質を生成、蓄積させ、該培養物より該蛋白質を採取する(1)又は(2)記載の蛋白質の製造方法。
(9) 試料を蛋白質分解酵素と反応させて糖化ペプチドを生成させ、次いで、生成した糖化ペプチドを(1)又は(2)記載の蛋白質と反応させ、当該糖化ペプチドと当該蛋白質との反応により生成した物質又は当該糖化ペプチドと当該蛋白質との反応において消費された物質を測定することを特徴とする、試料中の糖化蛋白質の測定方法。
(10) 糖化蛋白質が、糖化ヘモグロビンである(9)記載の測定方法。
(11) 糖化ヘモグロビンが、ヘモグロビンA1cである(10)記載の測定方法。
(12) 蛋白質分解酵素、(1)又は(2)記載の蛋白質を含む糖化蛋白質測定用試薬。
(13) さらに、(1)又は(2)記載の蛋白質と糖化蛋白質から生成する糖化ペプチドとの反応により生成する生成物を測定するための試薬を含む(12)記載の試薬。
(14) 生成物が、過酸化水素である(13)記載の試薬。
(15) 糖化蛋白質が、糖化ヘモグロビンである(12)〜(14)のいずれかに記載の試薬。
(16) 糖化ヘモグロビンが、ヘモグロビンA1cである(15)記載の試薬。
(17) 寄託番号FERM BP-11026として寄託された大腸菌XL1-Blue MRF'株。
本発明の蛋白質としては、
[1]配列番号1で表されるアミノ酸配列を有する蛋白質、
[2]配列番号1で表されるアミノ酸配列において、1以上のアミノ酸が欠失、置換または付加したアミノ酸配列からなり、かつフルクトシルペプチドオキシダーゼ活性を有する蛋白質、
[3]配列番号1で表されるアミノ酸配列と80%以上の相同性を有するアミノ酸配列からなり、かつフルクトシルペプチドオキシダーゼ活性を有する蛋白質、および、
[4]寄託番号FERM BP-11026として寄託された大腸菌XL1-Blue MRF'株が担持する発現プラスミドによってコードされるフルクトシルペプチドオキシダーゼ活性を有する蛋白質
を挙げることができる。
A群:ロイシン、イソロイシン、ノルロイシン、バリン、ノルバリン、アラニン、2−アミノブタン酸、メチオニン、O−メチルセリン、t−ブチルグリシン、t−ブチルアラニン、シクロヘキシルアラニン
B群:アスパラギン酸、グルタミン酸、イソアスパラギン酸、イソグルタミン酸、2−アミノアジピン酸、2−アミノスベリン酸
C群:アスパラギン、グルタミン
D群:リジン、アルギニン、オルニチン、2,4−ジアミノブタン酸、2,3−ジアミノプロピオン酸
E群:プロリン、3−ヒドロキシプロリン、4−ヒドロキシプロリン
F群:セリン、スレオニン、ホモセリン
G群:フェニルアラニン、チロシン
(a) 作用:分子状酸素を用いて、糖化ペプチドを酸化して、糖オソン(α−ケトアルデヒド体)、ペプチド及び過酸化水素を生成する。
(b) 基質特異性:α−FVHに対する反応性が高く、かつε-フルクトシルリジン(以下、ε−FKと略記する)に対する反応性が低い。
作用適温の範囲については、特に制限はないが、30〜50℃付近が好ましい。耐熱性は、高い方が好ましく、例えば、50℃、15分間の熱処理後の残存活性が、25%以上のものが好ましく用いられる。
A液:発色液
A−1液:4−アミノアンチピリンを2.4 mmol/L濃度になるように、イオン交換水に溶解する。
A−2液:N−エチル−N−(3−メチルフェニル)−N’−サクシニルエチレンジアミン(EMSE)を32 mmol/L濃度になるように、イオン交換水に溶解する。
B液:パーオキシダーゼ溶液
パーオキシダーゼ(110 U/mg、東洋紡績社製)を2 mg/mL濃度になるように、0.1 mol/Lリン酸緩衝液(pH 7.0)に溶解する。
C液:基質溶液
α−FVHまたはε−FK(ペプチド研究所製)を10 mmol/L濃度になるように、0.1 mol/Lリン酸緩衝液(pH 7.0)に溶解する。
A−1液 50μL、A−2液 50μL、B液 2μL、C液 20μLを混合し、水で200μLにフィルアップした後、30℃にて5分間プレインキュベーションした後、酵素液 1μLを添加し、30℃で30分間反応させ、プレートリーダー(infinite F200、Tecan社製)で550 nmにおける吸光度を測定した。なお、ブランク値は、基質溶液(C液)の代わりにイオン交換水を用いたものを測定する。
そして前記の測定系に、種々の量の過酸化水素を添加して、550 nmの吸光度を測定し、過酸水素の量と吸光度の関係を表わす検量曲線を作成し、そこから酵素の単位数(酵素力価)を求める。
(a)寄託機関の名称・あて名
名称:独立行政法人産業技術総合研究所 特許生物寄託センター
あて名:日本国茨城県つくば市東1丁目1番地1 中央第6(郵便番号305-8566)
(b)受領日(寄託日):2008年9月19日
(c)受領番号(寄託番号): FERM BP-11026
本発明のDNAとしては、
[1]上記1の[1]〜[3]の本発明の蛋白質をコードするDNA、
[2]配列番号2で表される塩基配列を有するDNA、および
[3]配列番号2で表される塩基配列と相補的な塩基配列を有するDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつフルクトシルペプチドオキシダーゼ活性を有する蛋白質をコードするDNA、
を挙げることができる。
本発明の形質転換体としては、上記2のDNAを含む組換え体DNAを用い、宿主細胞を公知の方法で形質転換して得られる形質転換体を挙げることができ、宿主細胞としては、細菌、酵母、動物細胞、昆虫細胞および植物細胞、好ましくは細菌、より好ましくは原核細胞、より好ましくはエシェリヒア(Escherichia)属に属する微生物を挙げることができる。
本発明のDNAは、例えば、配列番号2で表される塩基配列に基づき設計することができるプローブを用い、糸状菌等の微生物、好ましくはAspergillus属、Emericella属等に属する微生物、特に好ましくはEmericella nidulans等に属する微生物により取得することができる。
更に、決定されたDNAの塩基配列に基づいて、パーセプティブ・バイオシステムズ社製8905型DNA合成装置等を用いて化学合成することにより目的とするDNAを調製することもできる。
上記のようにして取得されるDNAとして、例えば、配列番号2で表される塩基配列を有するDNAを挙げることができる。
本発明のDNAをもとにして、必要に応じて、本発明の蛋白質をコードする部分を含む適当な長さのDNA断片を調製する。また、該蛋白質をコードする部分の塩基配列を、宿主の発現に最適なコドンとなるように、塩基を置換することにより、該蛋白質の生産率が向上した形質転換体を取得することができる。
該組換え体DNAを、該発現ベクターに適合した宿主細胞に導入することにより、本発明の蛋白質を生産する形質転換体を得ることができる。
宿主細胞としては、細菌、酵母、動物細胞、昆虫細胞等、植物細胞等、目的とする遺伝子を発現できるものであればいずれも用いることができる。
発現ベクターとしては、上記宿主細胞において自律複製可能ないしは染色体中への組込が可能で、本発明のDNAを転写できる位置にプロモーターを含有しているものが用いられる。
本発明のDNAを発現ベクターに結合させた組換え体DNAにおいては、転写終結配列は必ずしも必要ではないが、構造遺伝子の直下に転写終結配列を配置することが好ましい。
このような組換え体DNAとしては、例えばpET21-plu1440を挙げることができる。
マウス・ミエローマ細胞としては、SP2/0、NSO等、ラット・ミエローマ細胞としてはYB2/0等、ヒト胎児腎臓細胞としてはHEK293(ATCC CRL-1573)、ヒト白血病細胞としてはBALL-1等、アフリカミドリザル腎臓細胞としてはCOS-1、COS-7等を挙げることができる。
即ち、組換え遺伝子導入ベクターおよびバキュロウイルスを昆虫細胞に共導入して昆虫細胞培養上清中に組換えウイルスを得た後、さらに組換えウイルスを昆虫細胞に感染させ、蛋白質を生産させることができる。
バキュロウイルスとしては、例えば、夜盗蛾科昆虫に感染するウイルスであるアウトグラファ・カリフォルニカ・ヌクレアー・ポリヘドロシス・ウイルス(Autographa californica nuclear polyhedrosis virus) 等を用いることができる。
昆虫細胞としては、スポドプテラ・フルギペルダ(Spodoptera frugiperda)の卵巣細胞、トリコプルシア・ニ(Trichoplusia ni)の卵巣細胞、カイコ卵巣由来の培養細胞等を用いることができる。
スポドプテラ・フルギペルダの卵巣細胞としてはSf9、Sf21(バキュロウイルス・イクスプレッション・ベクターズ ア・ラボラトリー・マニュアル)等、トリコプルシア・ニの卵巣細胞としてはHigh 5、BTI-TN-5B1-4(インビトロジェン社製)等、カイコ卵巣由来の培養細胞としてはボンビクス・モリ(Bombyx mori)N4等を挙げることができる。
プロモーターとしては、植物細胞中で機能するものであればいずれのものを用いてもよく、例えば、カリフラワーモザイクウイルス(CaMV)の35Sプロモーター、イネアクチン1プロモーター等を挙げることができる。
宿主細胞としては、タバコ、ジャガイモ、トマト、ニンジン、ダイズ、アブラナ、アルファルファ、イネ、コムギ、オオムギ等の植物細胞等を挙げることができる。
組換えベクターの植物細胞への導入方法としては、植物細胞にDNAを導入する方法であればいずれも用いることができ、例えば、アグロバクテリウム(Agrobacterium)を用いる方法(特開昭59-140885、特開昭60-70080、WO94/00977)、エレクトロポレーション法(特開昭60-251887)、パーティクルガン(遺伝子銃)を用いる方法(特許第2606856、特許第2517813)等を挙げることができる。
上記5の方法で得られる形質転換体を培地に培養し、培養物中に本発明の蛋白質を生成、蓄積させ、該培養物から採取することにより、該蛋白質を製造することができる。
本発明の蛋白質を製造するための上記形質転換体の宿主としては、細菌、酵母、動物細胞、昆虫細胞等、植物細胞等いずれであってもよいが、好ましくは細菌、より好ましくはエシェリヒア属に属する微生物、さらに好ましくはエシェリヒア・コリに属する微生物を挙げることができる。
酵母、動物細胞、昆虫細胞または植物細胞により発現させた場合には、糖あるいは糖鎖が付加された蛋白質を得ることができる。
上記形質転換体を培地に培養する方法は、宿主の培養に用いられる通常の方法に従って行うことができる。
また、培養中必要に応じて、アンピシリンやテトラサイクリン等の抗生物質を培地に添加してもよい。
培養は、通常pH6〜8、25〜40℃、5%CO2存在下等の条件下で1〜7日間行う。
また、培養中必要に応じて、カナマイシン、ペニシリン、ストレプトマイシン等の抗生物質を培地に添加してもよい。
培養は、通常pH6〜7、25〜30℃等の条件下で1〜5日間行う。
また、培養中必要に応じて、ゲンタマイシン等の抗生物質を培地に添加してもよい。
培養は、通常pH5〜9、20〜40℃の条件下で3〜60日間行う。
また、培養中必要に応じて、カナマイシン、ハイグロマイシン等の抗生物質を培地に添加してもよい。
すなわち、遺伝子組換えの手法を用いて、本発明の蛋白質の活性部位を含む蛋白質の手前にシグナルペプチドを付加した形で生産させることにより、該蛋白質を宿主細胞外に積極的に分泌させることができる。
動物個体の場合は、例えば、本発明のDNAまたは本発明の製造法に用いられるDNAを導入したトランスジェニック非ヒト動物を飼育し、本発明の蛋白質を該動物中に生成、蓄積させ、該動物中より該蛋白質を採取することにより、該蛋白質を製造することができる。該動物中の該蛋白質を生成、蓄積させる場所としては、例えば、該動物のミルク(特開昭63-309192)、卵等を挙げることができる。この際に用いられるプロモーターとしては、動物で機能するものであればいずれも用いることができるが、例えば、乳腺細胞特異的なプロモーターであるαカゼインプロモーター、βカゼインプロモーター、βラクトグロブリンプロモーター、ホエー酸性プロテインプロモーター等が好適に用いられる。
例えば、本発明の蛋白質が、細胞内に溶解状態で生産された場合には、培養終了後、細胞を遠心分離により回収し、水系緩衝液に懸濁後、超音波破砕機、フレンチプレス、マントンガウリンホモゲナイザー、ダイノミル等により細胞を破砕し、無細胞抽出液を得る。
該可溶化液を、蛋白質変性剤を含まないあるいは蛋白質変性剤の濃度が蛋白質が変性しない程度に希薄な溶液に希釈、あるいは透析し、該蛋白質を正常な立体構造に構成させた後、上記と同様の単離精製法により精製標品を得ることができる。
即ち、該培養物を上記と同様の遠心分離等の手法により処理することにより可溶性画分を取得し、該可溶性画分から、上記と同様の単離精製法を用いることにより、精製標品を得ることができる。
このようにして取得される蛋白質として、例えば、配列番号1で表されるアミノ酸配列からなる蛋白質を挙げることができる。
本発明の蛋白質は、糖化蛋白質に蛋白質分解酵素が作用して糖化蛋白質より生成する糖化ペプチドに作用し、過酸化水素を生成する性質を有することから、各種試料中の糖化蛋白質の測定に用いることができる。具体的には、試料を蛋白質分解酵素と反応させて糖化ペプチドを生成させ、生成した糖化ペプチドと、本発明の蛋白質とを反応させ、当該糖化ペプチドと本発明の蛋白質との反応により生成する物質又は当該糖化ペプチドと本発明の蛋白質との反応において消費される物質を測定することにより、試料中の糖化蛋白質を測定することができる。試料中の糖化蛋白質の測定に係る反応は、後述の水性媒体中で行われてもよい。本発明における糖化蛋白質としては、例えばヘモグロビンA1c等の糖化ヘモグロビンや糖化アルブミン等が挙げられ、糖化ヘモグロビンが好ましく、ヘモグロビンA1cが特に好ましい。
以下、本発明の測定方法について説明する。
本発明の測定方法に用いられる試料としては、糖化蛋白質を含む試料であれば特に制限はなく、例えば全血液、血漿、血清、血球、細胞試料、尿、髄液、汗、涙液、唾液、皮膚、粘膜、毛髪等の生体試料、及び食品等が挙げられる。試料としては、全血液、血漿、血清、血球等が好ましく、全血液、血球等が特に好ましい。なお、全血液には、全血液由来の血球分画に血漿が混合している試料も含まれる。これらの試料は、溶血、分離、希釈、濃縮、精製等の前処理を施したものを用いてもよい。
即ち、精製ヘモグロビンを含む試料又は全血液を含む試料に蛋白質分解酵素を作用させると、例えばα−FVH、α−FV、ε−FK、α−FVL等が生成し、α−FVH及びα−FVLは糖化ヘモグロビンに由来し、α−FVHはヘモグロビンA1cに特異的に由来する。
従って、ヘモグロビンA1cを測定する場合は、α−FVHを特異的に測定すればよい。本発明の蛋白質は、α−FVHに対する反応性が高く、かつε−FKに対する反応性が低いため、ヘモグロビンA1cを効果的に測定することができる。
本発明に使用しうる蛋白質分解酵素は、試料中に含まれる測定すべき糖化蛋白質に作用するものであればいかなるものを用いてもよく、例えば動物、植物、微生物由来のプロテアーゼ、メタロプロテアーゼ、エンドプロテアーゼ、エキソプロテアーゼ、セリンプロテアーゼ、システインプロテアーゼ、酸性プロテアーゼ、アルカリ性プロテアーゼ、チオールプロテアーゼ等が挙げられる。
(1) バチルス(Bacillus)属由来プロテアーゼ;ズブチリシン(Subtilisin)、プロテアーゼ−タイプ-VIII、プロテアーゼ−タイプ-IX、プロテアーゼ−タイプ-X、プロテアーゼ−タイプ-XV、プロテアーゼ−タイプ-XXIV、プロテアーゼ−タイプ-XXVII、プロテアーゼ−タイプ-XXXI、プロテイナーゼTypeVII、バチルスリケニフォルミス由来プロテアーゼ(以上、シグマ社製)、サーモリシン(和光純薬工業社製)、オリエンターゼ-90N、オリエンターゼ-10NL、オリエンターゼ-22BF、オリエンターゼ-Y、オリエンターゼ-5BL、ヌクレイシン(以上、エイチビィアイ株式会社製)、プロレザーFG-F、プロテアーゼNL「アマノ」、プロテアーゼS「アマノ」G、プロテアーゼN「アマノ」G(以上、天野エンザイム社製)、GODO-BNP、GODO-BAP、GODO高純度プロテアーゼ(以上、合同酒清社精製)、プロチン-AC10F、プロチン-NL10、プロチン-NC25、プロチン-NY10、プロチン-PC10F、プロチン−PS10、デスキン、デピレイス、ビオソーク、サモアーゼ-PC10F、サーモリシン(以上、大和化成社製)、トヨチームNEP、中性プロテアーゼ(以上、東洋紡績社製)、ニュートラーゼ、エスペラーゼ、サビナーゼ、デュラザイム、バイオフィードプロ、アルカラーゼ、NUE、ピラーゼ、クリアーレンズプロ、エバラーゼ、ノボザイム-FM、ボラン(以上、ノボノルディスクバイオインダストリー社製)、エンチロン-NBS、エンチロン-SA(以上、洛東化成工業社製)、ナガーゼ(Nagarse)、ビオプラーゼAPL-30、ビオプラーゼSP-4FG、ビオプラーゼXL-416F、ビオプラーゼAL-15FG、ペクチナーゼXP-534(以上、ナガセケムテックス社製)、アロアーゼAP-10、プロテアーゼYB、(以上、ヤクルト薬品工業社製)、コロラーゼ-N、コロラーゼ-7089、ベロンW(以上、樋口商会社製)、キラザイム P-1、ディスパーゼ(以上、ロシュ社製)、サチライシン(ベーリンガー・マンハイム社製)、プロテイナーゼN、プロテイナーゼBacterial Subtilisin(以上、フルカ社製)、プロナーゼE(科研製薬社製)等。
メタロプロテアーゼとしては、例えばサーモリシン、プロテアーゼN等が挙げられる。エンドプロテアーゼとしては、例えばサーモリシン、パパイン、ズブチリシン、ペプシン、トリプシン、キモトリプシン等が挙げられる。エキソプロテアーゼとしては、例えばアミノペプチダーゼ、カルボキシペプチダーゼ等が挙げられる。セリンプロテアーゼとしては、サーミターゼ、プロテイナーゼK、トリプシン、キモトリプシン、トロンビン、プラスミン、エラスターゼ等が挙げられる。システインプロテアーゼとしては、パパイン、カスパーゼ等が挙げられる。酸性プロテアーゼとしては、ペプシン、カテプシンD等が挙げられる。アルカリ性プロテアーゼとしては、オリエンターゼ22BF等が挙げられる。チオールプロテアーゼは、例えばパパイン、フィシン、ブロメライン等が挙げられる。
本発明の試料中の測定すべき糖化蛋白質の測定は、下記(i)〜(iii)の工程を順次行うことによって行うことができる。
(i)試料を蛋白質分解酵素と反応させて糖化ペプチドを生成させる工程、
(ii)生成した糖化ペプチドを本発明の蛋白質と反応させる工程、及び、
(iii)(ii)の工程で生成した物質、又は、消費された物質を測定する工程。
各工程の反応の反応温度としては、例えば10〜50℃で、好ましくは20〜40℃であり、反応時間としては、1秒間〜60分間、好ましくは1〜10分間である。
過酸化水素測定試薬は、生成した過酸化水素を検出可能な物質へ変換するための試薬である。検出可能な物質としては、例えば色素、光等が挙げられるが、色素が好ましい。
測定すべき糖化蛋白質を含む試料は、必要に応じて生体試料から分離することができる。分離方法としては、遠心、濾過、血球分離膜を用いた方法等が挙げられる。例えば遠心による分離方法は、全血液を血球、血漿もしくは血清に分離することができる。必要に応じて、該血球を生理食塩水等の等張液で洗浄することで、血漿由来の成分を除去した洗浄血球を得ることもできる。
健常人及び糖尿病患者から血液を採取、転倒混和後、25℃で5分間、遠心分離(3,000 rpm)を行う。遠心分離後、上澄みの血漿は除去する。下層部分の血球層1容に対して、4容の生理食塩水を追加し、転倒混和後、25℃で5分間、遠心分離(3,000 rpm)を行う。遠心分離後、上澄みの生理食塩水を除去する。この洗浄操作を3回繰り返した後、洗浄された血球層1容に対して9容の蒸留水を添加し、洗浄血球を得ることができる。
本発明の糖化蛋白質測定用試薬及び測定用キットは、本発明の糖化蛋白質の測定方法に使用することができる。本発明の糖化蛋白質測定用試薬は、保存、運搬、流通に適した形態として、キットの形態をとり得る。キットの形態としては、2試薬系、3試薬系等が挙げられる。
・キット1(2試薬系キット)
以下の2つの試薬を含むキット。
(1)蛋白質分解酵素を含む試薬;
(2)本発明の蛋白質を含む試薬。
以下の2つの試薬を含むキット。
(1)蛋白質分解酵素を含む試薬;
(2)本発明の蛋白質、及び、本発明の蛋白質と糖化蛋白質から生成する糖化ペプチドとの反応により生成する生成物を測定するための試薬を含む試薬。
以下の2つの試薬を含むキット。
(1)蛋白質分解酵素、及び、本発明の蛋白質と糖化蛋白質から生成する糖化ペプチドとの反応により生成する生成物を測定するための試薬を含む試薬;
(2)本発明の蛋白質を含む試薬。
以下の2つの試薬を含むキット。
(1)蛋白質分解酵素、及び、本発明の蛋白質と糖化蛋白質から生成する糖化ペプチドとの反応により生成する生成物を測定するための試薬を含む試薬;
(2)本発明の蛋白質、及び、本発明の蛋白質と糖化蛋白質から生成する糖化ペプチドとの反応により生成する生成物を測定するための試薬を含む試薬。
以下の3つの試薬を含むキット。
(1)蛋白質分解酵素を含む試薬;
(2)本発明の蛋白質を含む試薬;及び、
(3)本発明の蛋白質と糖化蛋白質から生成する糖化ペプチドとの反応により生成する生成物を測定するための試薬を含む試薬。
以下の3つの試薬を含むキット。
(1)蛋白質分解酵素、及び、本発明の蛋白質と糖化蛋白質から生成する糖化ペプチドとの反応により生成する生成物を測定するための試薬を含む試薬;
(2)本発明の蛋白質を含む試薬;及び、
(3)本発明の蛋白質と糖化蛋白質から生成する糖化ペプチドとの反応により生成する生成物を測定するための試薬を含む試薬。
以下の3つの試薬を含むキット。
(1)蛋白質分解酵素を含む試薬;
(2)本発明の蛋白質、及び、本発明の蛋白質と糖化蛋白質から生成する糖化ペプチドとの反応により生成する生成物を測定するための試薬を含む試薬;及び、
(3)本発明の蛋白質と糖化蛋白質から生成する糖化ペプチドとの反応により生成する生成物を測定するための試薬を含む試薬。
以下の3つの試薬を含むキット。
(1)蛋白質分解酵素、及び、本発明の蛋白質と糖化蛋白質から生成する糖化ペプチドとの反応により生成する生成物を測定するための試薬を含む試薬;
(2)本発明の蛋白質、及び、本発明の蛋白質と糖化蛋白質から生成する糖化ペプチドとの反応により生成する生成物を測定するための試薬を含む試薬;及び、
(3)本発明の蛋白質と糖化蛋白質から生成する糖化ペプチドとの反応により生成する生成物を測定するための試薬を含む試薬。
本発明の測定用試薬及び測定用キットには、必要に応じて、それぞれ緩衝剤、安定化剤、防腐剤、影響物質除去剤、非特異反応抑制剤、界面活性剤等が含有されてもよい。緩衝剤としては、例えば前述の緩衝剤等が挙げられる。安定化剤としては、例えばエチレンジアミン四酢酸(EDTA)、シュークロース、塩化カルシウム、アミノ酸類、アルブミン、デキストラン、酢酸カルシウム等の塩類等が挙げられる。防腐剤としては、例えばアジ化ナトリウム、抗生物質等が挙げられる。影響物質除去剤としては、例えばアスコルビン酸の影響を消去するためのアスコルビン酸オキシダーゼ等が挙げられる。非特異反応抑制剤としては、デキストラン硫酸等の高分子化合物等が挙げられる。界面活性剤としては、例えば非イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤、両性界面活性剤等が挙げられる。
本発明の測定キットにおける本発明の蛋白質の含量としては、水性媒体で溶解された状態での濃度が0.01〜10,000 U/mLとなる含量が好ましく、0.1〜1,000 U/mLとなる含量がより好ましい。
過酸化水素測定試薬としてパーオキシダーゼと酸化カップリング型色原体を含む試薬を使用する場合のキットにおけるパーオキシダーゼ及び該酸化カップリング型色原体の含量としては、それぞれ、水性媒体で溶解された状態での濃度が1〜600 U/mL、0.5〜40 g/Lとなる含量が好ましく、2〜150 U/mL、1〜20 g/Lとなる含量がより好ましい。
α−FVHに対する活性が比較的高く、かつε−FKに対する活性が低い酵素を生産する菌として、Emericella nidulans KY125株を選択した。
次に、E. nidulansの類縁の菌で、かつその全ゲノム配列が解読されているAspergillus nidulans FGSC A4株のDNA配列(Nature, 438, 1105 (2005))を参考にしたプライマー(配列番号5、配列番号6)を用いて、フルクトシルペプチドオキシダーゼ遺伝子の全長をPCR法を用いて増幅した。そのDNA配列をDNA シークエンサーを用いて解読したところ、KY125株のフルクトシルペプチドオキシダーゼ遺伝子は、6個のエキソンの間に、5個のイントロンを含んでいた。そこで、オーバーラップPCR法(Nucleic Acids Res., 16, 7351 (1988))によってエキソン部分のみを増幅し、それらを結合し、エキソンのみからなる成熟型フルクトシルペプチドオキシダーゼ遺伝子を造成した。そしてそのDNA配列を解読したところ、成熟型のフルクトシルペプチドオキシダーゼ遺伝子は、1317 bp、438アミノ酸からなることが判明した。
実施例1で得られたフルクトシルペプチドオキシダーゼ遺伝子に対してランダム変異を導入した。ランダム変異の導入は、Stratagene社の「GeneMorph II Random Mutagenesis Kit」を用いて行った。pTrcFPOX-1をテンプレートDNAとし、そのフルクトシルペプチドオキシダーゼ遺伝子の5’-側上流と3’-側下流に相当する領域に対応するプライマー(配列番号5、配列番号6)を用いるPCR法により、塩基置換の導入と全長の増幅を同時に行った。
実施例2で得られたFPOX-9を保有するE. coli XL1-Blue株をアンピシリン50 mg/Lを含有するLB培地を10 mL含む試験管10本に植菌し、30℃で、24時間振とう培養した。これらの培養液をアンピシリン50 mg/LとIPTG20 mg/Lを含有するLB培地を300 mL含む三角フラスコ10個にそれぞれ移しかえ、30℃で、24時間振とう培養した。
実施例2で得られた新規FPOX-9の糖化ペプチド及び/又は糖化アミノ酸への基質特異性を、以下の第1試薬〜第3試薬を用いて測定した。
トリス緩衝液(pH7.5) 100 mmol/L
トリス緩衝液(pH7.5) 100 mmol/L
フルクトシルペプチドオキシダーゼFPOX-9 2μL
4−アミノアンチピリン 0.5 mmol/L
TOOS 0.2 mmol/L
パーオキシダーゼ(西洋わさび由来) 10 U/mL
ここで、FPOX-9溶液は、実施例3で調製したものを使用した。
トリス緩衝液(pH7.5) 100 mmol/L
α−FVH,α−FV又はε−FK X mmol/L
(α−FVH又はα−FVを用いた場合は、X=0,0.05,0.1,0.5,1,2,5,10)
(ε−FKを用いた場合は、X=0,1,2,5,10,20,40, 50, 80, 100)
ΔA0=A0 x- A0’(Abs) (I)
ΔAs=As x- As’(Abs) (II)
酵素活性(U/mL)={(ΔAs―ΔA0)×総反応液量(mL)}/{分子吸光係数ε/1000×酵素液量(mL)×0.5×反応時間(min)×光路長(cm)} (III)
pTrcFPOX-9をテンプレートDNAとし、そのフルクトシルペプチドオキシダーゼ遺伝子の5’−側上流と3’−側下流に相当する領域に対応するプライマー(配列番号5、配列番号6)を用いて、「GeneMorph II Random Mutagenesis Kit」を用いるPCR法により、塩基置換の導入と全長の増幅を同時に行った。
実施例2で得られたFPOX-15の糖化ペプチド及び/又は糖化アミノ酸への基質特異性を、以下の第1試薬〜第3試薬を用いて測定した。
リン酸二水素ナトリウム(pH8.0) 100 mmol/L
フルクトシルペプチドオキシダーゼFPOX-15 2μL
ここで、FPOX-15溶液は、実施例3で得られた溶液を4倍希釈したものを用いた。
リン酸二水素ナトリウム(pH6.0またはpH7.0またはpH8.0) 100mmol/L
パーオキシダーゼ(西洋わさび由来) 3U/mL
4−アミノアンチピリン 0.5mmol/L
EMSE 0.4mmol/L
α−FVH、α−FV又はε−FK X mmol/L
(α-FVH又はα−FVを用いた場合は、X=0, 2, 2.5, 3, 3.66)
(ε−FKを用いた場合は、X=0, 20, 30, 40, 50)
ΔA0=A0 X−A0’(Abs) (I)
ΔAS=AS X−AS’(Abs) (II)
酵素活性(U/mL)={(ΔAS―ΔA0)×総反応液量(mL)}/{分子吸光係数ε/1000×酵素液量(mL)×0.5×反応時間(min)×光路長(cm)} (III)
FPOX-9及びFPOX-15の1 mg/mLリン酸緩衝液(pH7.0)溶液の各溶液(3μL)を、Phast System(全自動電気泳動システム、GE Healthcare社)の等電点電気泳動ゲルにアプライし、操作手順に従って、電気泳動、染色、脱色操作を行い、各フルクトシルペプチドオキシダーゼのpIを決定した。その結果を表6に示す。
フルクトシルペプチドオキシダーゼFPOX-9及びFPOX-15の安定性に対するpHの影響を、以下の第1試薬〜第3試薬を用いて評価した。評価に際して、第1試薬として、調製直後の試薬、調製後30℃にて24時間(1日)保存した試薬、調製後30℃にて5日間保存した試薬を用いた。
Bis-Tris(pH5.0またはpH6.0またはpH7.0またはpH8.0) 100 mmol/L
フルクトシルペプチドオキシダーゼFPOX-9またはFPOX-15 2μL
ここで、FPOX-9溶液は、実施例3で得られた溶液を20倍希釈したもの、FPOX-15溶液は、実施例3で得られた溶液を20倍希釈したものを用いた。
リン酸二水素ナトリウム(pH6.0またはpH7.0またはpH8.0) 100 mmol/L
パーオキシダーゼ(西洋わさび由来) 3 U/mL
4−アミノアンチピリン 0.5 mmol/L
EMSE 0.4 mmol/L
α−FG(フルクトシルグリシン) 0または15 mmol/L
ΔA0=A0 X−A0’(Abs) (I)
ΔAS=AS X−AS’(Abs) (II)
酵素活性(U/mL)={(ΔAS―ΔA0)×総反応液量(mL)}/{分子吸光係数ε/1000×酵素液量(mL)×0.5×反応時間(min)×光路長(cm)} (III)
酵素活性残存率E'(%)=(E1day、又は、E5day)/E0day×100 (IV)
フルクトシルペプチドオキシダーゼFPOX-9及びFPOX-15の安定性に対する金属の影響を、以下の第1試薬〜第3試薬を用いて評価した。評価に際して、第1試薬として、調製直後の試薬、調製後5℃にて24時間(1日)保存した試薬、調製後30℃にて24時間(1日)保存した試薬を用いた。
Bis-Tris(pH7.0) 100 mmol/L
フルクトシルペプチドオキシダーゼFPOX-9またはFPOX-15 2μL
金属イオン X mmol/L
(金属イオンがNa+、K+、Li+の場合:X=100;金属イオンがMg2+、Ca2+の場合:X=10;金属イオンがCr3+、Mn2+、Fe3+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Cd2+、Pb2+、Ba2+、Al3+、Sr2+の場合:X=0.1)
リン酸二水素ナトリウム(pH8.0) 100 mmol/L
パーオキシダーゼ(西洋わさび由来) 3 U/mL
4−アミノアンチピリン 0.5 mmol/L
EMSE 0.4 mmol/L
α−FG(フルクトシルグリシン) 0または15 mmol/L
ΔA0=A0 X−A0’(Abs) (I)
ΔAS=AS X−AS’(Abs) (II)
酵素活性(U/mL)={(ΔAS―ΔA0)×総反応液量(mL)}/{分子吸光係数ε/1000×酵素液量(mL)×0.5×反応時間(min)×光路長(cm)} (III)
酵素活性残存率E''(%)=(E’1day/E’0day)×100 (V)
配列番号6−人工配列の説明:合成DNA
Claims (17)
- 以下の[1]〜[4]のいずれかに記載の蛋白質。
[1]配列番号1で表されるアミノ酸配列を有する蛋白質
[2]配列番号1で表されるアミノ酸配列において、71番目のTyr、109番目のArg、94番目のMet、269番目のIle、および104番目のLys以外の部位の1〜10個のアミノ酸が欠失、置換または付加したアミノ酸配列からなり、かつフルクトシルペプチドオキシダーゼ活性を有する蛋白質であって、α−フルクトシルバリルヒスチジン(α−FVH)に対するpH7.5、37℃でのKm値(mmol/L)が0.5以下であり、かつ、ε−フルクトシルリジン(ε−FK)に対するpH7.5、37℃でのKm値(mmol/L)が4.0以上である、蛋白質
[3]配列番号1で表されるアミノ酸配列の71番目のTyr、109番目のArg、94番目のMet、269番目のIle、および104番目のLysのアミノ酸残基が保持された、配列番号1で表されるアミノ酸配列と98%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなり、かつフルクトシルペプチドオキシダーゼ活性を有する蛋白質であって、α−フルクトシルバリルヒスチジン(α−FVH)に対するpH7.5、37℃でのKm値(mmol/L)が0.5以下であり、かつ、ε−フルクトシルリジン(ε−FK)に対するpH7.5、37℃でのKm値(mmol/L)が4.0以上である、蛋白質
[4]寄託番号FERM BP-11026として寄託された大腸菌XL1-Blue MRF'株が担持する発現プラスミドによってコードされるフルクトシルペプチドオキシダーゼ活性を有する蛋白質 - 配列番号3で表されるアミノ酸配列からなる、請求項1に記載の蛋白質。
- 以下の[1]〜[3]のいずれかに記載のDNA。
[1]請求項1記載の蛋白質をコードするDNA
[2]配列番号2で表される塩基配列を有するDNA
[3]配列番号2で表される塩基配列と98%以上の同一性を有するDNAであって、配列番号1で表されるアミノ酸配列の71番目のTyr、109番目のArg、94番目のMet、269番目のIle、および104番目のLysのアミノ酸残基が保持されたフルクトシルペプチドオキシダーゼ活性を有する蛋白質をコードするDNAであり、ここで、該蛋白質のα−フルクトシルバリルヒスチジン(α−FVH)に対するpH7.5、37℃でのKm値(mmol/L)が0.5以下であり、かつ、ε−フルクトシルリジン(ε−FK)に対するpH7.5、37℃でのKm値(mmol/L)が4.0以上である、DNA - 配列番号3で表されるアミノ酸配列からなる蛋白質をコードする、請求項3に記載のDNA。
- 配列番号4で表される塩基配列からなる、請求項3に記載のDNA。
- 請求項3〜5のいずれかに記載のDNAを含有する組換え体DNA。
- 請求項6記載の組換え体DNAを有する形質転換体。
- 請求項7記載の形質転換体を培地に培養し、培養物中に該蛋白質を生成、蓄積させ、該培養物より該蛋白質を採取する請求項1又は2記載の蛋白質の製造方法。
- 試料を蛋白質分解酵素と反応させて糖化ペプチドを生成させ、次いで、生成した糖化ペプチドを請求項1又は2記載の蛋白質と反応させ、当該糖化ペプチドと当該蛋白質との反応により生成した物質又は当該糖化ペプチドと当該蛋白質との反応において消費された物質を測定することを特徴とする、試料中の糖化蛋白質の測定方法。
- 糖化蛋白質が、糖化ヘモグロビンである請求項9記載の測定方法。
- 糖化ヘモグロビンが、ヘモグロビンA1cである請求項10記載の測定方法。
- 蛋白質分解酵素、請求項1又は2記載の蛋白質を含む糖化蛋白質測定用試薬。
- さらに、請求項1又は2記載の蛋白質と糖化蛋白質から生成する糖化ペプチドとの反応により生成する生成物を測定するための試薬を含む請求項12記載の試薬。
- 生成物が、過酸化水素である請求項13記載の試薬。
- 糖化蛋白質が、糖化ヘモグロビンである請求項12〜14のいずれかに記載の試薬。
- 糖化ヘモグロビンが、ヘモグロビンA1cである請求項15記載の試薬。
- 寄託番号FERM BP-11026として寄託された大腸菌XL1-Blue MRF'株。
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