JP5736764B2 - Fusion protein with luminescent activity - Google Patents
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Description
本発明は、ルシフェラーゼを基質とする発光触媒活性を有する融合蛋白質などに関する。 The present invention relates to a fusion protein having a luminescence catalytic activity using luciferase as a substrate.
セレンテラジンを発光基質(ルシフェリン)とする発光酵素(ルシフェラーゼ)は、海洋性発光生物に散在し、その酵素は、セレンテラジン系ルシフェラーゼと呼ばれている。現在まで、レニラルシフェラーゼ、ガウシアルシフェラーゼ、プレウロマンマルシフェラーゼ、オプロフォーラスルシフェラーゼ、メトリディアルシフェラーゼ等の発光生物由来のルシフェラーゼの遺伝子が報告されている(表1)。ルシフェラーゼの分子量は、19 kDa から35 kDaと様々な分子量分布を示す。さらに、これらのルシフェラーゼの一次構造のアミノ酸配列間の相同性は全くなく、セレンテラジン系ルシフェラーゼによる発光機構は不明な点が多い。 A luminescent enzyme (luciferase) using coelenterazine as a luminescent substrate (luciferin) is scattered in marine luminescent organisms, and the enzyme is called coelenterazine-based luciferase. Up to now, luciferase genes derived from luminescent organisms such as Renilla luciferase, Gaussia luciferase, Pre-Urman luciferase, Oproforus luciferase, and Metriciluciferase have been reported (Table 1). The molecular weight of luciferase shows various molecular weight distributions from 19 kDa to 35 kDa. Furthermore, there is no homology between the amino acid sequences of the primary structures of these luciferases, and the luminescence mechanism by coelenterazine luciferase is unclear.
セレンテラジンの発光反応は、セレンテラジンとルシフェラーゼと酸素のみによって行われる最も単純な発光系のため、ルシフェラーゼは、各種アッセイ系でのレポーター酵素(遺伝子)として広く利用されている。 Since the luminescence reaction of coelenterazine is the simplest luminescence system performed only by coelenterazine, luciferase and oxygen, luciferase is widely used as a reporter enzyme (gene) in various assay systems.
一方、発光生物由来のルシフェラーゼ以外の蛋白質によるセレンテラジンの発光反応として、分子量69 kDaの牛血清アルブミン等の蛋白質による発光反応が知られている(非特許文献5:Zhao, H., Doyle, T.C., Wong, R.J., Cao, Y., Stevenson, D.K., Piwnica-Worms D., Contag, C.H. (2004) Mol. Imaging. 3,43-54.)。しかし、牛血清アルブミンが関与する発光反応については、その発光機構に関して詳細な報告もなく、さらに、発光生物由来のルシフェラーゼ以外の蛋白質で発光反応を触媒する蛋白質は、ほとんど見つかっていない。 On the other hand, as a luminescence reaction of coelenterazine by a protein other than a luciferase derived from a luminescent organism, a luminescence reaction by a protein such as bovine serum albumin having a molecular weight of 69 kDa is known (Non-Patent Document 5: Zhao, H., Doyle, TC, Wong, RJ, Cao, Y., Stevenson, DK, Piwnica-Worms D., Contag, CH (2004) Mol. Imaging. 3, 43-54.). However, with respect to the luminescence reaction involving bovine serum albumin, there is no detailed report on the luminescence mechanism, and furthermore, proteins that catalyze the luminescence reaction with proteins other than luciferases derived from luminescent organisms have not been found.
上記状況において、発光生物由来のルシフェラーゼ以外の蛋白質で、ルシフェリンを発光基質とする発光触媒活性を有する蛋白質が求められていた。 In the above situation, there has been a demand for a protein other than a luciferase derived from a luminescent organism and having a luminescent catalytic activity using luciferin as a luminescent substrate.
本発明者らは、種々の蛋白質を対象にして、セレンテラジンを発光基質とする発光触媒活性を有する蛋白質のスクーニングを行なった。その結果、ZZドメイン-gCysが、発光触媒活性を有することを見出した。ZZドメイン-gCysは、ZZドメインのC末端側に修飾可能なシステインをC末端に持つフレキシブルリンカー(gCys)を挿入した融合蛋白質である。ZZドメイン-gCysのZZドメインは、Staphylococcus aureus(黄色ブドウ状球菌)の細胞壁成分であるProtein AのIgG 結合ドメイン由来の人工ドメインである。これらの知見に基づいて更に検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。 The present inventors screened proteins having luminescent catalytic activity using coelenterazine as a luminescent substrate for various proteins. As a result, it was found that ZZ domain-gCys has a luminescent catalytic activity. ZZ domain-gCys is a fusion protein in which a flexible linker (gCys) having a modifiable cysteine at the C-terminus is inserted into the C-terminus of the ZZ domain. ZZ domain-The ZZ domain of gCys is an artificial domain derived from the IgG binding domain of Protein A, a cell wall component of Staphylococcus aureus (Staphylococcus aureus). As a result of further studies based on these findings, the present invention has been completed.
すなわち、本発明は、以下に示す融合蛋白質、ポリヌクレオチド、組換えベクター、形質転換体、融合蛋白質の製造方法、融合蛋白質に他の有用な化合物を結合した複合体などを提供する。 That is, the present invention provides the following fusion protein, polynucleotide, recombinant vector, transformant, method for producing a fusion protein, a complex in which another useful compound is bound to the fusion protein, and the like.
[1](1)式(Z)n
(式中、nは1〜5の整数を表し、Zは以下の(a)〜(d)からなる群から選択されるポリペプチドを表す:
(a)配列番号:8のアミノ酸配列からなるポリペプチド、
(b)配列番号:8のアミノ酸配列において1〜複数個のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加したアミノ酸配列からなるポリペプチド、
(c)配列番号:8のアミノ酸配列に対して90%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなるポリペプチド、および
(d)配列番号:7の塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドによってコードされるアミノ酸配列からなるポリペプチド)
で表され、かつ、修飾可能なポリペプチドとの融合蛋白質として発現させたときに、ルシフェリンを基質とする発光触媒活性を有するポリペプチドのアミノ酸配列を含有する第1の領域;と
(2)チオール基を介して他の有用な化合物を結合させるためのシステイン残基を1つ以上有する修飾可能なポリペプチドのアミノ酸配列を含有する第2の領域;と
を含有する、融合蛋白質。
[2]前記第2の領域が以下の(e)〜(h)からなる群:
(e)配列番号:6のアミノ酸配列からなるポリペプチド、
(f)配列番号:6のアミノ酸配列において1〜複数個のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加したアミノ酸配列からなり、かつ、チオール基を介して他の有用な化合物を結合させるためのシステイン残基を1つ以上有するポリペプチド、
(g)配列番号:6のアミノ酸配列に対して70%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなり、かつ、チオール基を介して他の有用な化合物を結合させるためのシステイン残基を1つ以上有するポリペプチド、および
(h)配列番号:5の塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドによってコードされるアミノ酸配列からなり、かつ、チオール基を介して他の有用な化合物を結合させるためのシステイン残基を1つ以上有するポリペプチド;
から選択されるポリペプチドのアミノ酸配列を含有する領域である、項[1]記載の融合蛋白質。
[3]前記第2の領域が以下の(e)〜(h)からなる群:
(e)配列番号:6のアミノ酸配列からなるポリペプチド、
(f)配列番号:6のアミノ酸配列において1〜3個のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加したアミノ酸配列からなり、かつ、チオール基を介して他の有用な化合物を結合させるためのシステイン残基を1つ以上有するポリペプチド、
(g)配列番号:6のアミノ酸配列に対して90%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなり、かつ、チオール基を介して他の有用な化合物を結合させるためのシステイン残基を1つ以上有するポリペプチド、および
(h)配列番号:5の塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチドと高ストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドによってコードされるアミノ酸配列からなり、かつ、チオール基を介して他の有用な化合物を結合させるためのシステイン残基を1つ以上有するポリペプチド;
から選択されるポリペプチドのアミノ酸配列を含有する領域である、項[2]記載の融合蛋白質。
[4]前記式(Z)nで表されるポリペプチドが、(Z)2で表されるポリペプチドである、項[1]〜[3]のいずれか1項記載の融合蛋白質。
[5]前記式(Z)2で表されるポリペプチドが、
(a)配列番号:10のアミノ酸配列からなるポリペプチド、
(b)配列番号:10のアミノ酸配列において1〜複数個のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加したアミノ酸配列からなり、かつ、修飾可能なポリペプチドとの融合蛋白質として発現させたときに、ルシフェリンを基質とする発光触媒活性を有するポリペプチド、
(c)配列番号:10のアミノ酸配列に対して90%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなり、かつ、修飾可能なポリペプチドとの融合蛋白質として発現させたときに、ルシフェリンを基質とする発光触媒活性を有するポリペプチド、および
(d)配列番号:9の塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドによってコードされるアミノ酸配列からなり、かつ、修飾可能なポリペプチドとの融合蛋白質として発現させたときに、ルシフェリンを基質とする発光触媒活性を有するポリペプチド
からなる群から選択されるポリペプチドである、項[4]記載の融合蛋白質。
[6]前記式(Z)nで表されるポリペプチドが、IgGのFc領域と結合することができる機能を有する、項[1]〜[5]のいずれか1項記載の融合蛋白質。
[7](1)前記第1の領域が配列番号:10のアミノ酸配列からなる領域であり、
(2)前記第2の領域が配列番号:6のアミノ酸配列からなる領域である、項[1]記載の融合蛋白質。
[8]さらに、翻訳促進のためのアミノ酸配列および/または精製のためのアミノ酸配列を含有する、項[1]〜[7]のいずれか1項記載の融合蛋白質。
[9]配列番号:2のアミノ酸配列からなる融合蛋白質。
[10]項[1]〜[9]のいずれか1項記載の融合蛋白質をコードするポリヌクレオチドを含有するポリヌクレオチド。
[11](1)式(Z)n
(式中、nは1〜5の整数を表し、Zは以下の(a)〜(d)からなる群から選択されるポリペプチドを表す:
(a)配列番号:8のアミノ酸配列からなるポリペプチド、
(b)配列番号:8のアミノ酸配列において1〜複数個のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加したアミノ酸配列からなるポリペプチド、
(c)配列番号:8のアミノ酸配列に対して90%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなるポリペプチド、および
(d)配列番号:7の塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドによってコードされるアミノ酸配列からなるポリペプチド)
で表され、かつ、修飾可能なポリペプチドとの融合蛋白質として発現させたときに、ルシフェリンを基質とする発光触媒活性を有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含有する第1のコード配列;と
(2)チオール基を介して他の有用な化合物を結合させるためのシステイン残基を1つ以上有する修飾可能なポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含有する第2のコード配列;と
を含有する、ポリヌクレオチド。
[12]前記第2のコード配列が以下の(e)〜(h)からなる群:
(e)配列番号:5の塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(f)配列番号:5の塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつ、チオール基を介して他の有用な化合物を結合させるためのシステイン残基を1つ以上有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、
(g)配列番号:6のアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、および
(h)配列番号:6のアミノ酸配列において1〜複数個のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加したアミノ酸配列からなり、かつ、チオール基を介して他の有用な化合物を結合させるためのシステイン残基を1つ以上有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチド;
から選択されるポリヌクレオチドを含有するコード配列である、項[11]記載のポリヌクレオチド。
[13]前記第2のコード配列が以下の(e)〜(h)からなる群:
(e)配列番号:5の塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(f)配列番号:5の塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチドと高ストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつ、チオール基を介して他の有用な化合物を結合させるためのシステイン残基を1つ以上有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、
(g)配列番号:6のアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、および
(h)配列番号:6のアミノ酸配列において1〜3個のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加したアミノ酸配列からなり、かつ、チオール基を介して他の有用な化合物を結合させるためのシステイン残基を1つ以上有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチド;
から選択されるポリヌクレオチドを含有するコード配列である、項[12]記載のポリヌクレオチド。
[14]前記式(Z)nで表されるポリペプチドが(Z)2で表されるポリペプチドである、項[11]〜[13]のいずれか1項記載のポリヌクレオチド。
[15]前記式(Z)2で表されるポリペプチドが、
(a)配列番号:10のアミノ酸配列からなるポリペプチド、
(b)配列番号:10のアミノ酸配列において1〜複数個のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加したアミノ酸配列からなり、かつ、修飾可能なポリペプチドとの融合蛋白質として発現させたときに、ルシフェリンを基質とする発光触媒活性を有するポリペプチド、
(c)配列番号:10のアミノ酸配列に対して90%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなり、かつ、修飾可能なポリペプチドとの融合蛋白質として発現させたときに、ルシフェリンを基質とする発光触媒活性を有するポリペプチド、および
(d)配列番号:9の塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドによってコードされるアミノ酸配列からなり、かつ、修飾可能なポリペプチドとの融合蛋白質として発現させたときに、ルシフェリンを基質とする発光触媒活性を有するポリペプチド
からなる群から選択されるポリペプチドである、項[14]記載のポリヌクレオチド。
[16]前記式(Z)nで表されるポリペプチドが、IgGのFc領域と結合することができる機能を有する、項[11]〜[15]のいずれか1項記載のポリヌクレオチド。
[17](1)前記第1のコード配列が配列番号:10のアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドからなるコード配列であり、
(2)前記第2のコード配列が配列番号:6のアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドからなるコード配列である、項[11]記載のポリヌクレオチド。
[18](1)前記第1のコード配列が配列番号:9の塩基配列からなるポリヌクレオチドからなるコード配列であり、
(2)前記第2のコード配列が配列番号:5の塩基配列からなるポリヌクレオチドからなるコード配列である、項[11]記載のポリヌクレオチド。
[19]さらに、翻訳促進のためのアミノ酸配列からなるポリペプチドおよび/または精製のためのアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含有する、項[11]〜[18]のいずれか1項記載のポリヌクレオチド。
[20]配列番号:1の塩基配列からなるポリヌクレオチドを含有するポリヌクレオチド。
[21]項[10]〜[20]のいずれか1項記載のポリヌクレオチドを含有する組換えベクター。
[22]項[21]記載の組換えベクターが導入された形質転換体。
[23]項[22]記載の形質転換体を培養し、項[1]〜[9]のいずれか1項記載の融合蛋白質を生成させる工程を含む、項[1]〜[9]のいずれか1項記載の融合蛋白質の製造方法。
[24]項[1]〜[9]のいずれか1項記載の融合蛋白質に、該融合蛋白質の第2の領域のシステイン残基のチオール基を介して、他の有用な化合物を結合した複合体。
[25]他の有用な化合物が蛍光物質および/または検出すべき物質に特異的なリガンドである、項[24]記載の複合体。
[26]項[1]〜[9]のいずれか1項記載の融合蛋白質を含むキット。
[27]項[10]〜[20]のいずれか1項記載のポリヌクレオチド、項[21]記載の組換えベクターまたは項[22]記載の形質転換体を含むキット。
[28]項[24]または[25]記載の複合体を含むキット。
[29]さらにルシフェリンを含む、項[26]〜[28]のいずれか1項記載のキット。
[30]ルシフェリンがセレンテラジン類である、項[29]記載のキット。
[31]セレンテラジン類がセレンテラジンである、項[30]記載のキット。
[32]項[1]〜[9]のいずれか1項記載の融合蛋白質または項[24]または[25]記載の複合体と、ルシフェリンとを接触させることを含む、発光反応を行う方法。
[33]項[1]〜[9]記載の融合蛋白質または項[24]または[25]記載の複合体をドナー蛋白質として用いて、生物発光共鳴エネルギー移動(BRET)法を行うことを特徴とする、生理機能の解析または酵素活性の測定方法。
[34]項[25]記載の複合体を用いる、リガンドに特異的な物質を測定する方法。
[35]項[1]〜[9]のいずれか1項記載の融合蛋白質を用いたイムノアッセイ法。
[1] (1) Formula (Z) n
(In the formula, n represents an integer of 1 to 5, and Z represents a polypeptide selected from the group consisting of the following (a) to (d):
(a) a polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 8,
(b) a polypeptide comprising an amino acid sequence in which one to a plurality of amino acids are deleted, substituted, inserted and / or added in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 8;
(c) a polypeptide comprising an amino acid sequence having 90% or more identity to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 8, and
(d) a polypeptide comprising an amino acid sequence encoded by a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions with a polynucleotide comprising a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 7)
A first region containing the amino acid sequence of a polypeptide having a luminescence catalytic activity using luciferin as a substrate when expressed as a fusion protein with a polypeptide that is represented by
(2) a second region containing an amino acid sequence of a modifiable polypeptide having one or more cysteine residues for binding other useful compounds via a thiol group;
[2] The group in which the second region is composed of the following (e) to (h):
(e) a polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6,
(f) The amino acid sequence of SEQ ID NO: 6 consists of an amino acid sequence in which one or more amino acids are deleted, substituted, inserted and / or added, and binds other useful compounds via a thiol group A polypeptide having one or more cysteine residues of
(g) One or more cysteine residues consisting of an amino acid sequence having 70% or more identity to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6 and for binding other useful compounds via a thiol group A polypeptide having, and
(h) consisting of an amino acid sequence encoded by a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions with a polynucleotide consisting of a base sequence complementary to the base sequence of SEQ ID NO: 5, and other via a thiol group A polypeptide having one or more cysteine residues for binding useful compounds;
The fusion protein according to Item [1], which is a region containing the amino acid sequence of a polypeptide selected from the group consisting of:
[3] The group in which the second region is composed of the following (e) to (h):
(e) a polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6,
(f) The amino acid sequence of SEQ ID NO: 6 consists of an amino acid sequence in which 1 to 3 amino acids are deleted, substituted, inserted and / or added, and for binding other useful compounds via a thiol group A polypeptide having one or more cysteine residues of
(g) One or more cysteine residues consisting of an amino acid sequence having 90% or more identity to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6 for binding other useful compounds via a thiol group A polypeptide having, and
(h) It consists of an amino acid sequence encoded by a polynucleotide that hybridizes with a polynucleotide comprising a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5 under highly stringent conditions, and other via a thiol group A polypeptide having one or more cysteine residues for binding a useful compound thereof;
The fusion protein according to Item [2], which is a region containing the amino acid sequence of a polypeptide selected from the group consisting of:
[4] The fusion protein according to any one of items [1] to [3], wherein the polypeptide represented by the formula (Z) n is a polypeptide represented by (Z) 2 .
[5] The polypeptide represented by the formula (Z) 2 is:
(a) a polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10,
(b) When expressed as a fusion protein consisting of an amino acid sequence in which one or more amino acids are deleted, substituted, inserted and / or added in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10, and a modifiable polypeptide A polypeptide having a luminescent catalytic activity using luciferin as a substrate,
(c) An amino acid sequence comprising 90% or more identity to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10 and expressed as a fusion protein with a modifiable polypeptide, using luciferin as a substrate A polypeptide having photocatalytic activity, and
(d) a polypeptide comprising an amino acid sequence encoded by a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions with a polynucleotide comprising a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 9, and a modifiable polypeptide Item 4. The fusion protein according to item [4], which is a polypeptide selected from the group consisting of polypeptides having luminescence catalytic activity using luciferin as a substrate when expressed as a fusion protein.
[6] The fusion protein according to any one of items [1] to [5], wherein the polypeptide represented by the formula (Z) n has a function capable of binding to the Fc region of IgG.
[7] (1) The first region is a region consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10;
(2) The fusion protein according to item [1], wherein the second region is a region consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6.
[8] The fusion protein according to any one of items [1] to [7], further comprising an amino acid sequence for promoting translation and / or an amino acid sequence for purification.
[9] A fusion protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2.
[10] A polynucleotide containing a polynucleotide encoding the fusion protein according to any one of items [1] to [9].
[11] (1) Formula (Z) n
(In the formula, n represents an integer of 1 to 5, and Z represents a polypeptide selected from the group consisting of the following (a) to (d):
(a) a polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 8,
(b) a polypeptide comprising an amino acid sequence in which one to a plurality of amino acids are deleted, substituted, inserted and / or added in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 8;
(c) a polypeptide comprising an amino acid sequence having 90% or more identity to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 8, and
(d) a polypeptide comprising an amino acid sequence encoded by a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions with a polynucleotide comprising a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 7)
A first coding sequence comprising a polynucleotide that encodes a polypeptide having a luminescence catalytic activity when expressed as a fusion protein with a polypeptide that is represented by
(2) a second coding sequence comprising a polynucleotide that encodes a modifiable polypeptide having one or more cysteine residues for attachment of other useful compounds via a thiol group; Polynucleotide.
[12] The group consisting of the following (e) to (h):
(e) a polynucleotide comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5,
(f) Residue of cysteine for hybridizing under stringent conditions with a polynucleotide comprising a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5 and binding other useful compounds via a thiol group A polynucleotide encoding a polypeptide having one or more groups,
(g) a polynucleotide encoding a polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6, and
(h) To bind other useful compounds via a thiol group, comprising an amino acid sequence in which one to a plurality of amino acids are deleted, substituted, inserted and / or added in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6. A polynucleotide encoding a polypeptide having one or more cysteine residues of
The polynucleotide of paragraph [11], which is a coding sequence containing a polynucleotide selected from.
[13] The group consisting of the second coding sequences (e) to (h):
(e) a polynucleotide comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5,
(f) Cysteine that hybridizes with a polynucleotide comprising a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5 under highly stringent conditions and binds other useful compounds via a thiol group A polynucleotide encoding a polypeptide having one or more residues,
(g) a polynucleotide encoding a polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6, and
(h) To bind other useful compounds via a thiol group, comprising an amino acid sequence in which 1 to 3 amino acids are deleted, substituted, inserted and / or added in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6. A polynucleotide encoding a polypeptide having one or more cysteine residues of
The polynucleotide of paragraph [12], which is a coding sequence containing a polynucleotide selected from.
[14] The polynucleotide according to any one of items [11] to [13], wherein the polypeptide represented by the formula (Z) n is a polypeptide represented by (Z) 2 .
[15] The polypeptide represented by the formula (Z) 2 is:
(a) a polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10,
(b) When expressed as a fusion protein consisting of an amino acid sequence in which one or more amino acids are deleted, substituted, inserted and / or added in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10, and a modifiable polypeptide A polypeptide having a luminescent catalytic activity using luciferin as a substrate,
(c) An amino acid sequence comprising 90% or more identity to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10 and expressed as a fusion protein with a modifiable polypeptide, using luciferin as a substrate A polypeptide having photocatalytic activity, and
(d) a polypeptide comprising an amino acid sequence encoded by a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions with a polynucleotide comprising a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 9, and a modifiable polypeptide The polynucleotide according to Item [14], which is a polypeptide selected from the group consisting of polypeptides having a luminescence catalytic activity using luciferin as a substrate when expressed as a fusion protein.
[16] The polynucleotide according to any one of items [11] to [15], wherein the polypeptide represented by the formula (Z) n has a function capable of binding to the Fc region of IgG.
[17] (1) The first coding sequence is a coding sequence consisting of a polynucleotide encoding a polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10;
(2) The polynucleotide according to Item [11], wherein the second coding sequence is a coding sequence consisting of a polynucleotide encoding a polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6.
[18] (1) The first coding sequence is a coding sequence comprising a polynucleotide comprising the base sequence of SEQ ID NO: 9;
(2) The polynucleotide according to Item [11], wherein the second coding sequence is a coding sequence comprising a polynucleotide comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5.
[19] Any one of Items [11] to [18], further comprising a polypeptide comprising an amino acid sequence for promoting translation and / or a polynucleotide encoding a polypeptide comprising an amino acid sequence for purification. The polynucleotide according to Item.
[20] A polynucleotide comprising a polynucleotide comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.
[21] A recombinant vector containing the polynucleotide according to any one of items [10] to [20].
[22] A transformant into which the recombinant vector according to item [21] has been introduced.
[23] Any of items [1] to [9], comprising culturing the transformant according to item [22] and generating the fusion protein according to any one of items [1] to [9]. A method for producing the fusion protein according to claim 1.
[24] A complex in which another useful compound is bound to the fusion protein according to any one of items [1] to [9] via the thiol group of the cysteine residue in the second region of the fusion protein body.
[25] The complex according to item [24], wherein the other useful compound is a fluorescent substance and / or a ligand specific to the substance to be detected.
[26] A kit comprising the fusion protein according to any one of items [1] to [9].
[27] A kit comprising the polynucleotide according to any one of items [10] to [20], the recombinant vector according to item [21], or the transformant according to item [22].
[28] A kit comprising the complex according to item [24] or [25].
[29] The kit according to any one of items [26] to [28], further comprising luciferin.
[30] The kit according to item [29], wherein the luciferin is coelenterazines.
[31] The kit according to item [30], wherein the coelenterazine is coelenterazine.
[32] A method for performing a luminescence reaction, comprising bringing the fusion protein according to any one of [1] to [9] or the complex according to [24] or [25] into contact with luciferin.
[33] A bioluminescence resonance energy transfer (BRET) method is performed using the fusion protein according to item [1] to [9] or the complex according to item [24] or [25] as a donor protein. To analyze physiological function or measure enzyme activity.
[34] A method for measuring a substance specific to a ligand, using the complex according to item [25].
[35] An immunoassay method using the fusion protein according to any one of items [1] to [9].
本発明の融合蛋白質は、ルシフェリンを基質とする発光触媒活性を有する。本発明の融合蛋白質は、化学修飾法により修飾可能であり汎用性も高い。本発明の好ましい態様の融合蛋白質が触媒する発光反応における発光は、牛血清アルブミンが触媒する発光反応における発光以上の発光強度である。 The fusion protein of the present invention has a luminescent catalytic activity using luciferin as a substrate. The fusion protein of the present invention can be modified by a chemical modification method and is highly versatile. Luminescence in the luminescence reaction catalyzed by the fusion protein of a preferred embodiment of the present invention is greater than the luminescence intensity in the luminescence reaction catalyzed by bovine serum albumin.
以下、本発明について詳細に説明する。
1.本発明の融合蛋白質
本発明の融合蛋白質は、(1)式(Z)nで表され、配列番号:10のアミノ酸配列からなるポリペプチドと実質的に同質の活性もしくは機能を有するポリペプチドのアミノ酸配列を含有する第1の領域と、(2)チオール基を介して他の有用な化合物を結合させるためのシステイン残基を1つ以上有するポリペプチドのアミノ酸配列からなる第2の領域とを含有する融合蛋白質である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
1. Fusion protein of the present invention The fusion protein of the present invention comprises (1) a polypeptide represented by the formula (Z) n and having substantially the same activity or function as the polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10. A first region containing the amino acid sequence of (2), and (2) a second region consisting of the amino acid sequence of a polypeptide having one or more cysteine residues for binding other useful compounds via a thiol group; Is a fusion protein containing
本発明の融合蛋白質は、第1の領域と第2の領域とが「N末端−第1の領域−第2の領域−C末端」の順で並んでいるものであっても、あるいは「N末端−第2の領域−第1の領域−C末端」の順で並んでいるものであってもよい。本発明の好ましい態様の融合蛋白質は、第1の領域と第2の領域とが「N末端−第1の領域−第2の領域−C末端」の順で並んでいるものである。 The fusion protein of the present invention may be one in which the first region and the second region are arranged in the order of “N-terminal-first region-second region-C-terminal” or “N It may be arranged in the order of "terminal-second region-first region-C-terminal". In a preferred embodiment of the fusion protein of the present invention, the first region and the second region are arranged in the order of “N-terminal-first region-second region-C-terminal”.
第1の領域は、式(Z)nで表され、配列番号:10のアミノ酸配列からなるポリペプチドと実質的に同質の活性もしくは機能を有するポリペプチドのアミノ酸配列を含有する領域である。 The first region is a region containing the amino acid sequence of a polypeptide represented by the formula (Z) n and having substantially the same activity or function as the polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10.
「配列番号:10のアミノ酸配列からなるポリペプチドと実質的に同質の活性もしくは機能」とは、例えば、修飾可能なポリペプチドとの融合蛋白質として発現させたときの、ルシフェリンを基質とする発光触媒活性(本明細書中で、単に「発光活性」という場合がある。)、すなわち、ルシフェリン(例えば、セレンテラジン類)が酸素分子で酸化されてオキシルシフェリンが励起状態で生成する反応を触媒するようになる活性を意味する。なお、励起状態で生成したオキシルシフェリンは可視光を発して基底状態となる。 “Substantially the same activity or function as the polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10” means, for example, a luminescent catalyst using luciferin as a substrate when expressed as a fusion protein with a modifiable polypeptide. Activity (sometimes referred to herein simply as “luminescence activity”), that is, to catalyze a reaction in which luciferin (eg, coelenterazines) is oxidized with oxygen molecules to produce oxyluciferin in an excited state. Means activity. Note that oxyluciferin generated in an excited state emits visible light and becomes a ground state.
このような活性もしくは機能は、例えば、文献Inouye, S. & Sahara, Y. (2008) Biochem. Biophys. Res. Commun. 365, 96−101などに記載の方法によって測定することができる。具体的には、本発明の融合蛋白質をルシフェリンと混合することにより発光反応を開始させ、発光測定装置を用いて発光触媒活性を測定することができる。発光測定装置としては、市販されている装置、例えばLuminescencer−PSN AB2200(アトー社製)、Centro 960 luminometer (ベルトール社製)などを使用することができる。 Such activity or function can be measured, for example, by the method described in the literature Inouye, S. & Sahara, Y. (2008) Biochem. Biophys. Res. Commun. 365, 96-101. Specifically, the luminescence reaction can be started by mixing the fusion protein of the present invention with luciferin, and the luminescence catalytic activity can be measured using a luminescence measuring device. As the luminescence measuring device, a commercially available device such as Luminescencer-PSN AB2200 (manufactured by Atto Corporation), Centro 960 luminometer (manufactured by Bertoor Corporation) or the like can be used.
本発明で用いられるルシフェリンとしては、本発明の融合蛋白質の基質となるルシフェリンであればよい。本発明で用いられるルシフェリンとしては、具体的にはセレンテラジン類が挙げられる。 The luciferin used in the present invention may be luciferin that serves as a substrate for the fusion protein of the present invention. Specific examples of luciferin used in the present invention include coelenterazines.
本明細書において、セレンテラジン類とは、セレンテラジンおよびセレンテラジン誘導体を意味する。セレンテラジン誘導体としては、例えば、h−セレンテラジン、hcp−セレンテラジン、cp−セレンテラジン、f−セレンテラジン、fcp−セレンテラジン、n−セレンテラジン、Bis−セレンテラジン、MeO−セレンテラジン、e−セレンテラジン、cl−セレンテラジンch−セレンテラジン、3iso-セレンテラジン、3meo-セレンテラジン、cf3-セレンテラジン、i-セレンテラジン、et-セレンテラジン、me-セレンテラジン、3me-セレンテラジン、αmeh-セレンテラジン8-(1-naphthyl)-セレンテラジン、8-(2-naphthyl)-セレンテラジン、8-(2-thienyl)-セレンテラジン、6,8-di(2-thienyl)-セレンテラジン、8-(4-hydroxyphenyl)-セレンテラジン、8-(2-benzothienyl)-セレンテラジン、8-(b-styryl)-セレンテラジン、8-phenyl-セレンテラジン、6-deoxy-セレンテラジン、8-(3-thienyl)-セレンテラジンおよび8-(3-benzo[b]thienyl)-セレンテラジンなどがあげられる。これらのセレンテラジン類の中でも、本発明では、セレンテラジンが特に好ましい。これらのセレンテラジン類は、公知の方法で合成してもよく、あるいは、市販のものを入手することもできる。 In the present specification, coelenterazines mean coelenterazine and coelenterazine derivatives. Examples of coelenterazine derivatives include h-coelenterazine, hcp-coelenterazine, cp-coelenterazine, f-coelenterazine, fcp-coelenterazine, n-coelenterazine, Bis-coelenterazine, MeO-coelenterazine, e-coelenterazine, cl-coelenterazine, 3iso-coelenterazine, 3meo-coelenterazine, cf3-coelenterazine, i-coelenterazine, et-coelenterazine, me-coelenterazine, 3me-coelenterazine, αmeh-coelenterazine 8- (1-naphthyl) -coelenterazine, 8- (2-naphthyl) -coelenterazine , 8- (2-thienyl) -coelenterazine, 6,8-di (2-thienyl) -coelenterazine, 8- (4-hydroxyphenyl) -coelenterazine, 8- (2-benzothienyl) -coelenterazine, 8- (b-styryl ) -Coelenterazine, 8-phenyl-coelenterazine, 6-deoxy-coelenterazine, 8- (3-thienyl) -coelenterazine and 8- (3-benzo [b] th ienyl) -coelenterazine and the like. Among these coelenterazines, coelenterazine is particularly preferable in the present invention. These coelenterazines may be synthesized by a known method, or commercially available products can be obtained.
セレンテラジン類の合成方法としては、例えば、Shimo mura et al. (1988) Biochem.J. 251, 405-410、Shimomura et al. (1989) Biochem.J. 261, 913-920、Shimomura et al. (1990) Biochem.J. 270, 309-312、WO2010/090319号公報、Inouye et al.(2010) Anal. Biochem.407, 247-252などに記載の方法またはそれに準ずる方法が挙げられる。 As a method for synthesizing coelenterazines, for example, Shimomura et al. (1988) Biochem. J. 251 , 405-410, Shimomura et al. (1989) Biochem. J. 261 , 913-920, Shimomura et al. 1990) Biochem. J. 270 , 309-312, WO2010 / 090319 publication, Inouye et al. (2010) Anal. Biochem. 407 , 247-252, etc.
また、セレンテラジン類の市販品に関しては、例えば、チッソ株式会社製のセレンテラジンおよびh−セレンテラジン;シグマ社製のhcp−セレンテラジン、cp−セレンテラジン、f−セレンテラジン、fcp−セレンテラジンおよびn−セレンテラジン;プロメガ社製のセレンテラジン、Bis-セレンテラジン、hcp-セレンテラジンおよびh-セレンテラジンなどを挙げることができる。 Regarding the coelenterazine commercial products, for example, coelenterazine and h-coelenterazine manufactured by Chisso Corporation; hcp-coelenterazine, cp-coelenterazine, f-coelenterazine, fcp-coelenterazine and n-coelenterazine manufactured by Promega Corporation Examples include coelenterazine, Bis-coelenterazine, hcp-coelenterazine, and h-coelenterazine.
本発明のいくつかの態様では、第1の領域は、さらに、IgGに結合することができる活性もしくは機能、例えば、IgGのFC領域に結合することができる活性もしくは機能を有する。好ましくは、本発明の融合蛋白質は、ルシフェリンを基質とする発光触媒活性を実質的に阻害することなく、IgGに結合することができる。IgGに結合することができる活性もしくは機能は、例えば、ウエスタンブロッティング法、後述の実施例に記載の方法などに従って測定することができる。 In some embodiments of the invention, the first region further has an activity or function capable of binding to IgG, eg, an activity or function capable of binding to the FC region of IgG. Preferably, the fusion protein of the present invention can bind to IgG without substantially inhibiting the luminescent catalytic activity using luciferin as a substrate. The activity or function capable of binding to IgG can be measured, for example, according to the Western blotting method, the method described in the examples described later, and the like.
Zは、以下の(a)〜(d)からなる群から選択されるポリペプチドを表す:
(a)配列番号:8のアミノ酸配列からなるポリペプチド、
(b)配列番号:8のアミノ酸配列において1〜複数個のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加したアミノ酸配列からなるポリペプチド、
(c)配列番号:8のアミノ酸配列に対して90%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなるポリペプチド、および
(d)配列番号:7の塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドによってコードされるアミノ酸配列からなるポリペプチド。
Z represents a polypeptide selected from the group consisting of the following (a) to (d):
(a) a polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 8,
(b) a polypeptide comprising an amino acid sequence in which one to a plurality of amino acids are deleted, substituted, inserted and / or added in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 8;
(c) a polypeptide comprising an amino acid sequence having 90% or more identity to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 8, and
(d) A polypeptide comprising an amino acid sequence encoded by a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions with a polynucleotide comprising a base sequence complementary to the base sequence of SEQ ID NO: 7.
nは、1〜5の整数を表し、2または3であるのが好ましく、特に2であるのが好ましい。
式(Z)nで表されるポリペプチドにおいて、各Zは同一であっても異なっていてもよい。
式(Z)nで表されるポリペプチドとしては、特に式(Z)2で表されるポリペプチドが好ましい。
n represents an integer of 1 to 5, preferably 2 or 3, and particularly preferably 2.
In the polypeptide represented by the formula (Z) n , each Z may be the same or different.
As the polypeptide represented by the formula (Z) n , a polypeptide represented by the formula (Z) 2 is particularly preferable.
式(Z)2で表されるポリペプチドとしては、例えば、配列番号:10のアミノ酸配列からなるポリペプチドまたは配列番号:10のアミノ酸配列からなるポリペプチドと実質的に同質の活性もしくは機能を有するポリペプチドが挙げられる。本明細書中、配列番号:10のアミノ酸配列からなるポリペプチドまたは配列番号:10のアミノ酸配列からなるポリペプチドと実質的に同質の活性もしくは機能を有するポリペプチドを「ZZドメイン」と称することがある。 The polypeptide represented by the formula (Z) 2 has, for example, substantially the same activity or function as the polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10 or the polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10. A polypeptide. In the present specification, a polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10 or a polypeptide having substantially the same activity or function as the polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10 is referred to as a “ZZ domain”. is there.
式(Z)2で表されるポリペプチドとしては、より具体的には、例えば、
(a)配列番号:10のアミノ酸配列からなるポリペプチド、
(b)配列番号:10のアミノ酸配列において1〜複数個のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加したアミノ酸配列からなり、かつ、修飾可能なポリペプチドとの融合蛋白質として発現させたときに、ルシフェリンを基質とする発光触媒活性を有するポリペプチド、
(c)配列番号:10のアミノ酸配列に対して90%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなり、かつ、修飾可能なポリペプチドとの融合蛋白質として発現させたときに、ルシフェリンを基質とする発光触媒活性を有するポリペプチド、および
(d)配列番号:9の塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドによってコードされるアミノ酸配列からなり、かつ、修飾可能なポリペプチドとの融合蛋白質として発現させたときに、ルシフェリンを基質とする発光触媒活性を有するポリペプチド
からなる群から選択されるポリペプチドなどが挙げられる。
As a polypeptide represented by the formula (Z) 2 , more specifically, for example,
(a) a polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10,
(b) When expressed as a fusion protein consisting of an amino acid sequence in which one or more amino acids are deleted, substituted, inserted and / or added in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10, and a modifiable polypeptide A polypeptide having a luminescent catalytic activity using luciferin as a substrate,
(c) An amino acid sequence comprising 90% or more identity to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10 and expressed as a fusion protein with a modifiable polypeptide, using luciferin as a substrate A polypeptide having photocatalytic activity, and
(d) a polypeptide comprising an amino acid sequence encoded by a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions with a polynucleotide comprising a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 9, and a modifiable polypeptide Examples thereof include a polypeptide selected from the group consisting of polypeptides having luminescence catalytic activity using luciferin as a substrate when expressed as a fusion protein.
第1の領域において、「1〜複数個のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加」とは、同一配列中の任意かつ1もしくは複数のアミノ酸配列中の位置において、1または複数のアミノ酸残基の欠失、置換、挿入および/または付加があることを意味する。 In the first region, “one or more amino acids are deleted, substituted, inserted and / or added” means one or more amino acids at any position in one or more amino acid sequences in the same sequence It means that there is a deletion, substitution, insertion and / or addition of a residue.
第1の領域において、「1〜複数個のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加したアミノ酸配列」における「1〜複数個」の範囲は、例えば、1〜20個、1〜15個、1〜10個、1〜9個、1〜8個、1〜7個、1〜6個(1〜数個)、1〜5個、1〜4個、1〜3個、1〜2個、1個である。欠失、置換、挿入もしくは付加したアミノ酸の数は、一般的に少ないほど好ましい。上記アミノ酸残基の欠失、置換、挿入および付加のうち2種以上が同時に生じてもよい。このような領域は、“Sambrook J. et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Third Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press (2001)”、“Ausbel F. M. et al., Current Protocols in Molecular Biology, Supplement 1〜38, John Wiley and Sons (1987-1997) ”、“Nuc. Acids. Res., 10, 6487 (1982)”、“Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 79, 6409 (1982)”、“Gene, 34, 315 (1985)”、“Nuc. Acids. Res., 13, 4431 (1985)”、“Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 82, 488 (1985)”等に記載の部位特異的変異導入法を用いて、取得することができる。 In the first region, the range of “1 to plural” in “amino acid sequence in which one or more amino acids are deleted, substituted, inserted and / or added” is, for example, 1 to 20, 1 to 15 , 1-10, 1-9, 1-8, 1-7, 1-6 (1 to several), 1-5, 1-4, 1-3, 1-2 One piece. In general, the smaller the number of amino acids deleted, substituted, inserted or added, the better. Two or more of the amino acid residue deletions, substitutions, insertions and additions may occur simultaneously. Such regions are described in “Sambrook J. et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Third Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press (2001)”, “Ausbel FM et al., Current Protocols in Molecular Biology, Supplement 1- 38, John Wiley and Sons (1987-1997) ”,“ Nuc. Acids. Res., 10, 6487 (1982) ”,“ Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 79, 6409 (1982) ”,“ Gene , 34, 315 (1985) ”,“ Nuc. Acids. Res., 13, 4431 (1985) ”,“ Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 82, 488 (1985) ”, etc. It can be obtained using a mutagenesis method.
以下に、相互に置換可能なアミノ酸残基の例を示す。同一群に含まれるアミノ酸残基は相互に置換可能である。
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。
Examples of amino acid residues that can be substituted with each other are shown below. Amino acid residues contained in the same group can be substituted for each other.
Group A: leucine, isoleucine, norleucine, valine, norvaline, alanine, 2-aminobutanoic acid, methionine, o-methylserine, t-butylglycine, t-butylalanine, cyclohexylalanine;
Group B: aspartic acid, glutamic acid, isoaspartic acid, isoglutamic acid, 2-aminoadipic acid, 2-aminosuberic acid;
Group C: asparagine, glutamine;
Group D: lysine, arginine, ornithine, 2,4-diaminobutanoic acid, 2,3-diaminopropionic acid;
Group E: proline, 3-hydroxyproline, 4-hydroxyproline;
Group F: serine, threonine, homoserine;
Group G: phenylalanine, tyrosine.
第1の領域において、「90%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなるポリペプチド」における「90%以上」の範囲は、例えば、90%以上、91%以上、92%以上、93%以上、94%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、99%以上、99.1%以上、99.2%以上、99.3%以上、99.4%以上、99.5%以上、99.6%以上、99.7%以上、99.8%以上、99.9%以上である。上記同一性の数値は、一般的に大きいほど好ましい。なお、アミノ酸配列や塩基配列の同一性は、BLAST(例えば、Altzshul S. F. et al., J. Mol. Biol. 215, 403 (1990)、など参照)等の解析プログラムを用いて決定できる。BLASTを用いる場合は、各プログラムのデフォルトパラメーターを用いる。 In the first region, the range of “90% or more” in the “polypeptide consisting of an amino acid sequence having 90% or more identity” is, for example, 90% or more, 91% or more, 92% or more, 93% or more, 94% or more, 95% or more, 96% or more, 97% or more, 98% or more, 99% or more, 99.1% or more, 99.2% or more, 99.3% or more, 99.4% or more, 99. 5% or more, 99.6% or more, 99.7% or more, 99.8% or more, 99.9% or more. In general, the larger the numerical value of identity, the better. The identity of amino acid sequences and base sequences can be determined using an analysis program such as BLAST (see, for example, Altzshul S. F. et al., J. Mol. Biol. 215, 403 (1990)). When using BLAST, the default parameters of each program are used.
第1の領域において、「ストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチド」とは、配列番号:7もしくは9の塩基配列と相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチドまたは配列番号:8もしくは10のアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドの全部または一部をプローブとして、コロニーハイブリダイゼーション法、プラークハイブリダイゼーション法またはサザンハイブリダイゼーション法などを用いることにより得られるポリヌクレオチド(例えば、DNA)をいう。具体的には、コロニーあるいはプラーク由来のポリヌクレオチドを固定化したフィルターを用いて、0.7〜1.0mol/LのNaCl存在下、65℃でハイブリダイゼーションを行った後、0.1〜2倍濃度のSSC(Saline-sodium citrate)溶液(1倍濃度のSSC溶液の組成は、150mmol/L塩化ナトリウム、15mmol/Lクエン酸ナトリウムよりなる)を用い、65℃条件下でフィルターを洗浄することにより同定できるポリヌクレオチドをあげることができる。 In the first region, “a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions” means a polynucleotide comprising a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 7 or 9, or the amino acid of SEQ ID NO: 8 or 10 A polynucleotide (for example, DNA) obtained by using a colony hybridization method, a plaque hybridization method, a Southern hybridization method, or the like using all or part of a polynucleotide encoding a sequence as a probe. Specifically, hybridization was performed at 65 ° C. in the presence of 0.7 to 1.0 mol / L NaCl using a filter on which a colony or plaque-derived polynucleotide was immobilized, and then 0.1 to 2 times the concentration of SSC ( Saline-sodium citrate) solution (composition of 1-fold concentration of SSC solution consists of 150 mmol / L sodium chloride and 15 mmol / L sodium citrate), and a polynucleotide that can be identified by washing the filter under 65 ° C conditions Can give.
ハイブリダイゼーションは、Sambrook J. et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Third Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press (2001)、Ausbel F. M. et al., Current Protocols in Molecular Biology, Supplement 1〜38, John Wiley and Sons (1987-1997)、Glover D. M. and Hames B. D., DNA Cloning 1: Core Techniques, A practical Approach, Second Edition, Oxford University Press (1995)等の実験書に記載されている方法に準じて行うことができる。 Hybridization is described in Sambrook J. et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Third Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press (2001), Ausbel FM et al., Current Protocols in Molecular Biology, Supplement 1-38, John Wiley and Sons (1987-1997), Glover DM and Hames BD, DNA Cloning 1: Core Techniques, A practical Approach, Second Edition, Oxford University Press (1995), etc. .
「ストリンジェントな条件」は、低ストリンジェントな条件、中ストリンジェントな条件及び高ストリンジェントな条件のいずれでもよい。「低ストリンジェントな条件」は、例えば、5×SSC、5×デンハルト溶液、0.5%(w/v)SDS、50%(v/v)ホルムアミド、32℃の条件である。また、「中ストリンジェントな条件」は、例えば、5×SSC、5×デンハルト溶液、0.5%(w/v)SDS、50%(v/v)ホルムアミド、42℃の条件である。「高ストリンジェントな条件」は、例えば、5×SSC、5×デンハルト溶液、0.5(w/v)%SDS、50%(v/v)ホルムアミド、50℃の条件である。条件を厳しくするほど、二本鎖形成に必要とする相補性が高くなる。具体的には、例えば、これらの条件において、温度を上げるほど高い相同性を有するポリヌクレオチド(例えば、DNA)が効率的に得られることが期待できる。ただし、ハイブリダイゼーションのストリンジェンシーに影響する要素としては温度、プローブ濃度、プローブの長さ、イオン強度、時間、塩濃度など複数の要素が考えられ、当業者であればこれら要素を適宜選択することで同様のストリンジェンシーを実現することが可能である。 “Stringent conditions” may be any of low stringency conditions, moderate stringency conditions, and high stringency conditions. “Low stringent conditions” are, for example, conditions of 5 × SSC, 5 × Denhardt's solution, 0.5% (w / v) SDS, 50% (v / v) formamide, 32 ° C. The “medium stringent conditions” are, for example, conditions of 5 × SSC, 5 × Denhardt's solution, 0.5% (w / v) SDS, 50% (v / v) formamide, 42 ° C. “High stringent conditions” are, for example, conditions of 5 × SSC, 5 × Denhardt's solution, 0.5 (w / v)% SDS, 50% (v / v) formamide, 50 ° C. The tighter the conditions, the higher the complementarity required for duplex formation. Specifically, for example, it can be expected that a polynucleotide (eg, DNA) having high homology as the temperature is increased can be efficiently obtained under these conditions. However, multiple factors such as temperature, probe concentration, probe length, ionic strength, time, and salt concentration can be considered as factors that affect hybridization stringency. Those skilled in the art will select these factors as appropriate. It is possible to achieve similar stringency.
なお、ハイブリダイゼーションに市販のキットを用いる場合は、例えばAlkphos Direct Labelling Reagents(アマシャムファルマシア社製)を用いることができる。この場合は、キットに添付のプロトコールにしたがい、標識したプローブとのインキュベーションを一晩行った後、メンブレンを55℃の条件下で0.1% (w/v) SDSを含む1次洗浄バッファーで洗浄後、ハイブリダイズしたDNAを検出することができる。 In addition, when using a commercially available kit for hybridization, for example, Alkphos Direct Labeling Reagents (manufactured by Amersham Pharmacia) can be used. In this case, follow the protocol attached to the kit, incubate with the labeled probe overnight, and then wash the membrane with a primary wash buffer containing 0.1% (w / v) SDS at 55 ° C. , Hybridized DNA can be detected.
これ以外にハイブリダイズ可能なポリヌクレオチドとしては、BLAST等の解析プログラムにより、デフォルトのパラメータを用いて計算したときに、配列番号:7もしくは9の塩基配列からなるポリヌクレオチドまたは配列番号:8もしくは10のアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドと約60%以上、65%以上、70%以上、75%以上、80%以上、85%以上、88%以上、90%以上、92%以上、95%以上、97%以上、98%以上、99%以上、99.3%以上、99.5%以上、99.7%以上、99.8%以上、99.9%以上の同一性を有するDNAをあげることができる。なお、塩基配列またはアミノ酸配列の同一性は、前述した方法を用いて決定できる。 Other polynucleotides that can be hybridized include polynucleotides consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 7 or 9 or SEQ ID NO: 8 or 10 when calculated using the default parameters by an analysis program such as BLAST. About 60% or more, 65% or more, 70% or more, 75% or more, 80% or more, 85% or more, 88% or more, 90% or more, 92% or more, 95% or more, Examples include DNA having 97% or more, 98% or more, 99% or more, 99.3% or more, 99.5% or more, 99.7% or more, 99.8% or more, 99.9% or more. The identity of the base sequence or amino acid sequence can be determined using the method described above.
さらに好ましくは、第1の領域は、配列番号:10のアミノ酸配列からなる領域である。 More preferably, the first region is a region consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10.
第2の領域は、チオール基を介して他の有用な化合物を結合させるためのシステイン残基を1つ以上有するポリペプチドのアミノ酸配列を含有する領域である。前記「チオール基を介して他の有用な化合物を結合させるためのシステイン残基を1つ以上有する」における「1つ以上」とは、例えば、1個、2個、または3個であり、好ましくは、1個または2個であり、特に好ましくは、1個である。本発明の融合蛋白質に、第2の領域に含まれるシステイン残基由来のチオール基を介して化学修飾により他の有用な化合物を導入することが可能である。本発明の好ましい態様の融合蛋白質は、融合蛋白質の発光触媒活性にほとんど影響を与えずに、第2の領域に含まれるシステイン残基由来のチオール基を介して化学修飾により他の有用な化合物を導入することが可能である。 The second region is a region containing the amino acid sequence of a polypeptide having one or more cysteine residues for binding other useful compounds via a thiol group. The “one or more” in the above “having one or more cysteine residues for binding other useful compounds via a thiol group” is, for example, 1, 2, or 3, preferably Is one or two, and particularly preferably one. It is possible to introduce other useful compounds into the fusion protein of the present invention by chemical modification via a thiol group derived from a cysteine residue contained in the second region. The fusion protein according to a preferred embodiment of the present invention has another useful compound by chemical modification via a thiol group derived from a cysteine residue contained in the second region, while hardly affecting the photocatalytic activity of the fusion protein. It is possible to introduce.
第2の領域のポリペプチドの長さは、例えば、2〜40アミノ酸であり、好ましくは、5〜35アミノ酸であり、より好ましくは、7〜30アミノ酸であり、さらに好ましくは、10〜20アミノ酸であり、最も好ましくは、15アミノ酸である。 The length of the polypeptide in the second region is, for example, 2 to 40 amino acids, preferably 5 to 35 amino acids, more preferably 7 to 30 amino acids, and still more preferably 10 to 20 amino acids. And most preferably 15 amino acids.
第2の領域に結合させるための他の有用な化合物としては、蛍光物質、検出すべき物質に特異的なリガンド(例、ビオチン、ビオチン結合蛋白質、酵素、基質、抗体、抗原、核酸、多糖類、レセプター、またはこれらに結合能を有する化合物等)等を挙げることができる。 Other useful compounds for binding to the second region include fluorescent substances, ligands specific to the substance to be detected (e.g. biotin, biotin-binding protein, enzyme, substrate, antibody, antigen, nucleic acid, polysaccharide). , A receptor, or a compound capable of binding to these).
「蛍光物質」および「リガンド」としては、後述のものが挙げられる。 Examples of the “fluorescent substance” and the “ligand” include those described later.
本発明のいくつかの態様では、第2の領域は、以下の(e)〜(h)からなる群:
(e)配列番号:6のアミノ酸配列からなるポリペプチド、
(f)配列番号:6のアミノ酸配列において1〜複数個のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加したアミノ酸配列を含有し、かつ、チオール基を介して他の有用な化合物を結合させるためのシステイン残基を1つ以上有するポリペプチド、
(g)配列番号:6のアミノ酸配列に対して70%以上の同一性を有するアミノ酸配列を含有し、かつ、チオール基を介して他の有用な化合物を結合させるためのシステイン残基を1つ以上有するポリペプチド、および
(h)配列番号:5の塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドによってコードされるアミノ酸配列を含有し、かつ、チオール基を介して他の有用な化合物を結合させるためのシステイン残基を1つ以上有するポリペプチド;
から選択されるポリペプチドのアミノ酸配列を含有する領域である。
In some embodiments of the present invention, the second region is a group consisting of the following (e) to (h):
(e) a polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6,
(f) The amino acid sequence of SEQ ID NO: 6 contains an amino acid sequence in which one to a plurality of amino acids are deleted, substituted, inserted and / or added, and another useful compound is bonded via a thiol group. A polypeptide having one or more cysteine residues for
(g) one amino acid sequence having 70% or more identity to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6 and one cysteine residue for binding other useful compounds via a thiol group A polypeptide having, and
(h) containing an amino acid sequence encoded by a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions with a polynucleotide comprising a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5, and others via a thiol group A polypeptide having one or more cysteine residues for binding a useful compound thereof;
A region containing the amino acid sequence of a polypeptide selected from.
第2の領域において、「1〜複数個のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加」とは、同一配列中の任意かつ1もしくは複数のアミノ酸配列中の位置において、1または複数のアミノ酸残基の欠失、置換、挿入および/または付加があることを意味する。 In the second region, “one or more amino acids are deleted, substituted, inserted and / or added” means one or more amino acids at any position in one or more amino acid sequences in the same sequence It means that there is a deletion, substitution, insertion and / or addition of a residue.
第2の領域において、「1〜複数個のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加したアミノ酸配列」における「1〜複数個」の範囲は、例えば、1〜5個、1〜4個、1〜3個、1〜2個、1個である。欠失、置換、挿入もしくは付加したアミノ酸の数は、一般的に少ないほど好ましい。上記アミノ酸残基の欠失、置換、挿入および付加のうち2種以上が同時に生じてもよい。このような領域は、“Sambrook J. et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Third Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press (2001)”、“Ausbel F. M. et al., Current Protocols in Molecular Biology, Supplement 1〜38, John Wiley and Sons (1987−1997)”、“Nuc. Acids. Res., 10, 6487 (1982)”、“Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 79, 6409 (1982)”、“Gene, 34, 315 (1985)”、“Nuc. Acids. Res., 13, 4431 (1985)”、“Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 82, 488 (1985)”等に記載の部位特異的変異導入法を用いて、取得することができる。 In the second region, the range of “1 to plural” in the “amino acid sequence in which one or more amino acids are deleted, substituted, inserted and / or added” is, for example, 1 to 5, 1 to 4 , 1-3, 1-2, and 1. In general, the smaller the number of amino acids deleted, substituted, inserted or added, the better. Two or more of the amino acid residue deletions, substitutions, insertions and additions may occur simultaneously. Such regions are described in “Sambrook J. et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Third Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press (2001)”, “Ausbel FM et al., Current Protocols in Molecular Biology, Supplement 1- 38, John Wiley and Sons (1987-1997) ”,“ Nuc. Acids. Res., 10, 6487 (1982) ”,“ Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 79, 6409 (1982) ”,“ Gene , 34, 315 (1985) ”,“ Nuc. Acids. Res., 13, 4431 (1985) ”,“ Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 82, 488 (1985) ”, etc. It can be obtained using a mutagenesis method.
以下に、相互に置換可能なアミノ酸残基の例を示す。同一群に含まれるアミノ酸残基は相互に置換可能である。
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。
Examples of amino acid residues that can be substituted with each other are shown below. Amino acid residues contained in the same group can be substituted for each other.
Group A: leucine, isoleucine, norleucine, valine, norvaline, alanine, 2-aminobutanoic acid, methionine, o-methylserine, t-butylglycine, t-butylalanine, cyclohexylalanine;
Group B: aspartic acid, glutamic acid, isoaspartic acid, isoglutamic acid, 2-aminoadipic acid, 2-aminosuberic acid;
Group C: asparagine, glutamine;
Group D: lysine, arginine, ornithine, 2,4-diaminobutanoic acid, 2,3-diaminopropionic acid;
Group E: proline, 3-hydroxyproline, 4-hydroxyproline;
Group F: serine, threonine, homoserine;
Group G: phenylalanine, tyrosine.
第2の領域において、「70%以上の同一性を有するアミノ酸配列」における「70%以上」の範囲は、例えば、70%以上、75%以上、80%以上、85%以上、88%以上、90%以上、91%以上、92%以上、93%以上、94%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、99%以上、99.1%以上、99.2%以上、99.3%以上、99.4%以上、99.5%以上、99.6%以上、99.7%以上、99.8%以上、99.9%以上である。上記同一性の数値は、一般的に大きいほど好ましい。なお、塩基配列またはアミノ酸配列の同一性は、BLAST(例えば、Altzshul S. F. et al., J. Mol. Biol. 215, 403 (1990)など参照)等の解析プログラムを用いて決定できる。BLASTを用いる場合は、各プログラムのデフォルトパラメーターを用いる。 In the second region, the range of “70% or more” in the “amino acid sequence having 70% or more identity” is, for example, 70% or more, 75% or more, 80% or more, 85% or more, 88% or more, 90% or more, 91% or more, 92% or more, 93% or more, 94% or more, 95% or more, 96% or more, 97% or more, 98% or more, 99% or more, 99.1% or more, 99.2% or more, 99.3% Above, 99.4% or more, 99.5% or more, 99.6% or more, 99.7% or more, 99.8% or more, 99.9% or more. In general, the larger the numerical value of identity, the better. The identity of the base sequence or amino acid sequence can be determined using an analysis program such as BLAST (see, for example, Altzshul S. F. et al., J. Mol. Biol. 215, 403 (1990)). When using BLAST, the default parameters of each program are used.
第2の領域において、「ストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチド」とは、配列番号:5の塩基配列と相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチドまたは配列番号:6のアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドの全部または一部をプローブとして、コロニーハイブリダイゼーション法、プラークハイブリダイゼーション法またはサザンハイブリダイゼーション法などを用いることにより得られるポリヌクレオチド(例えば、DNA)をいう。具体的には、コロニーあるいはプラーク由来のポリヌクレオチドを固定化したフィルターを用いて、0.7〜1.0mol/LのNaCl存在下、65℃でハイブリダイゼーションを行った後、0.1〜2倍濃度のSSC(Saline-sodium citrate)溶液(1倍濃度のSSC溶液の組成は、150mmol/L塩化ナトリウム、15mmol/Lクエン酸ナトリウムよりなる)を用い、65℃条件下でフィルターを洗浄することにより同定できるポリヌクレオチドをあげることができる。 In the second region, “a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions” encodes a polynucleotide comprising a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5 or the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6. A polynucleotide (for example, DNA) obtained by using a colony hybridization method, a plaque hybridization method, a Southern hybridization method, or the like using all or part of the polynucleotide as a probe. Specifically, hybridization was performed at 65 ° C. in the presence of 0.7 to 1.0 mol / L NaCl using a filter on which a colony or plaque-derived polynucleotide was immobilized, and then 0.1 to 2 times the concentration of SSC ( Saline-sodium citrate) solution (composition of 1-fold concentration of SSC solution consists of 150 mmol / L sodium chloride and 15 mmol / L sodium citrate), and a polynucleotide that can be identified by washing the filter under 65 ° C conditions Can give.
ハイブリダイゼーションは、Sambrook J. et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Third Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press (2001)、Ausbel F. M. et al., Current Protocols in Molecular Biology, Supplement 1〜38, John Wiley and Sons (1987-1997)、Glover D. M. and Hames B. D., DNA Cloning 1: Core Techniques, A practical Approach, Second Edition, Oxford University Press (1995)等の実験書に記載されている方法に準じて行うことができる。 Hybridization is described in Sambrook J. et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Third Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press (2001), Ausbel FM et al., Current Protocols in Molecular Biology, Supplement 1-38, John Wiley and Sons (1987-1997), Glover DM and Hames BD, DNA Cloning 1: Core Techniques, A practical Approach, Second Edition, Oxford University Press (1995), etc. .
「ストリンジェントな条件」は、低ストリンジェントな条件、中ストリンジェントな条件及び高ストリンジェントな条件のいずれでもよい。「低ストリンジェントな条件」は、例えば、5×SSC、5×デンハルト溶液、0.5%(w/v)SDS、50%(v/v)ホルムアミド、32℃の条件である。また、「中ストリンジェントな条件」は、例えば、5×SSC、5×デンハルト溶液、0.5%(w/v)SDS、50%(v/v)ホルムアミド、42℃の条件である。「高ストリンジェントな条件」は、例えば、5×SSC、5×デンハルト溶液、0.5(w/v)%SDS、50%(v/v)ホルムアミド、50℃の条件である。条件を厳しくするほど、二本鎖形成に必要とする相補性が高くなる。具体的には、例えば、これらの条件において、温度を上げるほど高い相同性を有するポリヌクレオチド(例えば、DNA)が効率的に得られることが期待できる。ただし、ハイブリダイゼーションのストリンジェンシーに影響する要素としては温度、プローブ濃度、プローブの長さ、イオン強度、時間、塩濃度など複数の要素が考えられ、当業者であればこれら要素を適宜選択することで同様のストリンジェンシーを実現することが可能である。 “Stringent conditions” may be any of low stringency conditions, moderate stringency conditions, and high stringency conditions. “Low stringent conditions” are, for example, conditions of 5 × SSC, 5 × Denhardt's solution, 0.5% (w / v) SDS, 50% (v / v) formamide, 32 ° C. The “medium stringent conditions” are, for example, conditions of 5 × SSC, 5 × Denhardt's solution, 0.5% (w / v) SDS, 50% (v / v) formamide, 42 ° C. “High stringent conditions” are, for example, conditions of 5 × SSC, 5 × Denhardt's solution, 0.5 (w / v)% SDS, 50% (v / v) formamide, 50 ° C. The tighter the conditions, the higher the complementarity required for duplex formation. Specifically, for example, it can be expected that a polynucleotide (eg, DNA) having high homology as the temperature is increased can be efficiently obtained under these conditions. However, multiple factors such as temperature, probe concentration, probe length, ionic strength, time, and salt concentration can be considered as factors that affect hybridization stringency. Those skilled in the art will select these factors as appropriate. It is possible to achieve similar stringency.
なお、ハイブリダイゼーションに市販のキットを用いる場合は、例えばAlkphos Direct Labelling Reagents(アマシャムファルマシア社製)を用いることができる。この場合は、キットに添付のプロトコールにしたがい、標識したプローブとのインキュベーションを一晩行った後、メンブレンを55℃の条件下で0.1% (w/v) SDSを含む1次洗浄バッファーで洗浄後、ハイブリダイズしたDNAを検出することができる。 In addition, when using a commercially available kit for hybridization, for example, Alkphos Direct Labeling Reagents (manufactured by Amersham Pharmacia) can be used. In this case, follow the protocol attached to the kit, incubate with the labeled probe overnight, and then wash the membrane with a primary wash buffer containing 0.1% (w / v) SDS at 55 ° C. , Hybridized DNA can be detected.
これ以外にハイブリダイズ可能なポリヌクレオチドとしては、BLAST等の解析プログラムにより、デフォルトのパラメータを用いて計算したときに、配列番号:5の塩基配列からなるポリヌクレオチドまたは配列番号:6のアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドと約60%以上、65%以上、70%以上、75%以上、80%以上、85%以上、88%以上、90%以上、92%以上、95%以上、97%以上、98%以上、99%以上、99.3%以上、99.5%以上、99.7%以上、99.8%以上、99.9%以上の同一性を有するDNAをあげることができる。なお、塩基配列またはアミノ酸配列の同一性は、前述した方法を用いて決定できる。 As other hybridizable polynucleotides, the polynucleotide consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5 or the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6 when calculated using the default parameters by an analysis program such as BLAST About 60% or more, 65% or more, 70% or more, 75% or more, 80% or more, 85% or more, 88% or more, 90% or more, 92% or more, 95% or more, 97% or more Examples of the DNA include 98% or more, 99% or more, 99.3% or more, 99.5% or more, 99.7% or more, 99.8% or more, 99.9% or more. The identity of the base sequence or amino acid sequence can be determined using the method described above.
本発明の好ましい態様においては、第2の領域は以下の(e)〜(h)からなる群:
(e)配列番号:6のアミノ酸配列からなるポリペプチド、
(f)配列番号:6のアミノ酸配列において1〜3個のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加したアミノ酸配列を含有し、かつ、チオール基を介して他の有用な化合物を結合させるためのシステイン残基を1つ以上有するポリペプチド、
(g)配列番号:6のアミノ酸配列に対して90%以上の同一性を有するアミノ酸配列を含有し、かつ、チオール基を介して他の有用な化合物を結合させるためのシステイン残基を1つ以上有するポリペプチド、および
(h)配列番号:5の塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチドと高ストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドによってコードされるアミノ酸配列を含有し、かつ、チオール基を介して他の有用な化合物を結合させるためのシステイン残基を1つ以上有するポリペプチド;
から選択されるポリペプチドのアミノ酸配列を含有する領域である。
In a preferred embodiment of the present invention, the second region is a group consisting of the following (e) to (h):
(e) a polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6,
(f) contains an amino acid sequence in which 1 to 3 amino acids are deleted, substituted, inserted and / or added in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6, and binds other useful compounds via a thiol group A polypeptide having one or more cysteine residues for
(g) one amino acid sequence having 90% or more identity to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6, and one cysteine residue for binding other useful compounds via a thiol group A polypeptide having, and
(h) containing an amino acid sequence encoded by a polynucleotide that hybridizes with a polynucleotide consisting of a base sequence complementary to the base sequence of SEQ ID NO: 5 under highly stringent conditions, and via a thiol group A polypeptide having one or more cysteine residues for binding to other useful compounds;
A region containing the amino acid sequence of a polypeptide selected from.
本発明のさらに好ましい態様においては、第2の領域は配列番号:6のアミノ酸配列からなる領域である。 In a further preferred embodiment of the present invention, the second region is a region consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6.
本発明の好ましい態様の融合蛋白質は、
(1)配列番号:10のアミノ酸配列からなる第1の領域と、(2)配列番号:6のアミノ酸配列からなる第2の領域とを含有する融合蛋白質である。
本発明のさらに好ましい態様の融合蛋白質として、例えば、配列番号:2のアミノ酸配列からなる融合蛋白質などがあげられる。
The fusion protein of a preferred embodiment of the present invention is
(1) A fusion protein comprising a first region consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10 and (2) a second region consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6.
As a further preferred embodiment of the fusion protein of the present invention, for example, a fusion protein comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 can be mentioned.
本発明の融合蛋白質は、配列番号:2のアミノ酸配列のように、さらに他のペプチド配列をN末端および/またはC末端、好ましくはN末端に含んでいてもよい。他のペプチド配列としては、例えば、翻訳促進のためのペプチド配列、精製のためのペプチド配列、分泌シグナルペプチド配列、本発明の融合蛋白質を可溶性蛋白質として発現するためのペプチド配列、抗体認識可能なエピトープ配列などからなる群から選択される少なくとも1つのペプチド配列を挙げることができる。他のペプチド配列は、好ましくは、精製のためのペプチド配列および/または分泌シグナルペプチド配列である。本発明の別の好ましい態様では、他のペプチド配列は、精製のためのペプチド配列、分泌シグナルペプチド配列、および本発明の融合蛋白質を可溶性蛋白質として発現するための配列からなる群から選択される少なくとも1つの配列である。 The fusion protein of the present invention may further contain other peptide sequences at the N-terminus and / or C-terminus, preferably at the N-terminus, like the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2. Other peptide sequences include, for example, a peptide sequence for promoting translation, a peptide sequence for purification, a secretory signal peptide sequence, a peptide sequence for expressing the fusion protein of the present invention as a soluble protein, and an antibody-recognizable epitope. Mention may be made of at least one peptide sequence selected from the group consisting of sequences and the like. The other peptide sequence is preferably a peptide sequence for purification and / or a secretory signal peptide sequence. In another preferred embodiment of the present invention, the other peptide sequence is at least selected from the group consisting of a peptide sequence for purification, a secretory signal peptide sequence, and a sequence for expressing the fusion protein of the present invention as a soluble protein. An array.
本発明の融合蛋白質は、配列番号:2のアミノ酸配列のように、さらに、制限酵素サイトのリンカー配列が含まれていてもよい。 The fusion protein of the present invention may further contain a linker sequence of a restriction enzyme site, like the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2.
翻訳促進のためのペプチド配列としては、当技術分野において用いられているペプチド配列を使用することができる。翻訳促進のためのペプチド配列としては、例えば、TEE配列などが挙げられる。 As a peptide sequence for promoting translation, a peptide sequence used in this technical field can be used. Examples of peptide sequences for promoting translation include TEE sequences.
精製のためのペプチド配列としては、当技術分野において用いられているペプチド配列を使用することができる。精製のためのペプチド配列としては、例えば、ヒスチジン残基が4残基以上、好ましくは6残基以上連続したアミノ酸配列を有するヒスチジンタグ配列、グルタチオン S−トランスフェラーゼのグルタチオンへの結合ドメインのアミノ酸配列、プロテインAのアミノ酸配列、アビジンタグ配列などが挙げられる。 The peptide sequence used in this technical field can be used as the peptide sequence for purification. Examples of the peptide sequence for purification include a histidine tag sequence having an amino acid sequence of 4 or more, preferably 6 or more histidine residues, an amino acid sequence of a binding domain of glutathione S-transferase to glutathione, Examples include protein A amino acid sequence and avidin tag sequence.
分泌シグナルペプチドとは、当該分泌シグナルペプチドに結合された蛋白質を、細胞膜透過させる役割を担うペプチド領域を意味する。このような分泌シグナルペプチドのアミノ酸配列およびそれをコードする核酸配列は、当技術分野において周知であり、報告されている(例えばvon Heijine G (1988) Biochim. Biohys. Acra 947: 307−333、von Heijine G (1990) J. Membr. Biol. 115: 195−201など参照)。分泌シグナルペプチドとしては、より具体的には、例えば、大腸菌の外膜蛋白質A由来の分泌シグナルペプチド(OmpA)(Ghrayeb, J. et al. (1984) EMBO J. 3:2437−2442)、コレラ菌由来コレラトキシン由来の分泌シグナルペプチドなどが挙げられる。 The secretory signal peptide means a peptide region that plays a role of allowing a protein bound to the secretory signal peptide to permeate the cell membrane. The amino acid sequences of such secretory signal peptides and the nucleic acid sequences that encode them are well known and reported in the art (eg von Heijine G (1988) Biochim. Biohys. Acra 947: 307-333, von Heijine G (1990) J. Membr. Biol. 115: 195-201). More specifically, the secretion signal peptide is, for example, a secretion signal peptide (OmpA) derived from outer membrane protein A of E. coli (Ghrayeb, J. et al. (1984) EMBO J. 3: 2437-2442), cholera. Examples include secretory signal peptides derived from fungal cholera toxin.
制限酵素サイトのリンカー配列としては、当技術分野において用いられているペプチド配列を使用することができる。 The peptide sequence used in this technical field can be used as the linker sequence for the restriction enzyme site.
本発明の融合蛋白質は、第1の領域と第2の領域とが「N末端−第1の領域−第2の領域−C末端」の順で並んでいるものである場合、第1の領域からC末端までの間の第1の領域を除く部分の長さが、例えば、4〜50アミノ酸、好ましくは、7〜45アミノ酸であり、より好ましくは、14〜43アミノ酸であり、さらに好ましくは、17〜40アミノ酸であり、最も好ましくは、21〜36アミノ酸である。 In the fusion protein of the present invention, when the first region and the second region are arranged in the order of "N-terminal-first region-second region-C-terminal", the first region The length of the portion excluding the first region from to the C-terminal is, for example, 4 to 50 amino acids, preferably 7 to 45 amino acids, more preferably 14 to 43 amino acids, still more preferably 17-40 amino acids, most preferably 21-36 amino acids.
本発明の融合蛋白質は、第1の領域と第2の領域とが「N末端−第2の領域−第1の領域−C末端」の順で並んでいるものである場合、N末端から第1の領域までの間の第1の領域を除く部分の長さが、例えば、4〜50アミノ酸、好ましくは、7〜45アミノ酸であり、より好ましくは、14〜43アミノ酸であり、さらに好ましくは、17〜40アミノ酸であり、最も好ましくは、21〜36アミノ酸である。 In the fusion protein of the present invention, when the first region and the second region are arranged in the order of “N-terminal-second region-first region-C-terminal”, The length of the portion excluding the first region between up to 1 region is, for example, 4 to 50 amino acids, preferably 7 to 45 amino acids, more preferably 14 to 43 amino acids, still more preferably 17-40 amino acids, most preferably 21-36 amino acids.
本発明の融合蛋白質の取得方法については特に制限はない。本発明の融合蛋白質としては、化学合成により合成した融合蛋白質でもよいし、遺伝子組換え技術により作製した組換え蛋白質であってもよい。本発明の融合蛋白質を化学合成する場合には、例えば、Fmoc法(フルオレニルメチルオキシカルボニル法)、tBoc法(t−ブチルオキシカルボニル法)等により合成することができる。また、アドバンスドケムテック社製、パーキンエルマー社製、ファルマシア社製、プロテインテクノロジーインストゥルメント社製、シンセセルーベガ社製、パーセプティブ社製、島津製作所社製等のペプチド合成機を利用して化学合成することもできる。本発明の融合蛋白質を遺伝子組換え技術により作製する場合には、通常の遺伝子組換え手法により作製することができる。より具体的には、本発明の融合蛋白質をコードするポリヌクレオチド(例えば、DNA)を適当な発現系に導入することにより、本発明の融合蛋白質を作製することができる。本発明の融合蛋白質をコードするポリヌクレオチド、本発明の融合蛋白質の発現系での発現などについては、後記する。 There is no restriction | limiting in particular about the acquisition method of the fusion protein of this invention. The fusion protein of the present invention may be a fusion protein synthesized by chemical synthesis or a recombinant protein produced by a gene recombination technique. When the fusion protein of the present invention is chemically synthesized, it can be synthesized, for example, by the Fmoc method (fluorenylmethyloxycarbonyl method), the tBoc method (t-butyloxycarbonyl method), or the like. Chemical synthesis using peptide synthesizers such as Advanced Chemtech, PerkinElmer, Pharmacia, Protein Technology Instruments, Syntheselvega, Perceptive, Shimadzu, etc. You can also. When the fusion protein of the present invention is produced by a gene recombination technique, it can be produced by an ordinary gene recombination technique. More specifically, the fusion protein of the present invention can be prepared by introducing a polynucleotide (eg, DNA) encoding the fusion protein of the present invention into an appropriate expression system. The polynucleotide encoding the fusion protein of the present invention and the expression of the fusion protein of the present invention in the expression system will be described later.
2.本発明のポリヌクレオチド
本発明は、前述した本発明の融合蛋白質をコードするポリヌクレオチドも提供する。本発明のポリヌクレオチドとしては、本発明の融合蛋白質をコードする塩基配列を含有するものであればいかなるものであってもよいが、好ましくはDNAである。DNAとしては、ゲノムDNA、ゲノムDNAライブラリー、細胞・組織由来のcDNA、細胞・組織由来のcDNAライブラリー、合成DNAなどが挙げられる。ライブラリーに使用するベクターは、特に制限はなく、バクテリオファージ、プラスミド、コスミド、ファージミドなどいずれであってもよい。また、前記した細胞・組織からtotalRNAまたはmRNA画分を調製したものを用いて直接 Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction(以下、RT-PCR法と略称する)によって増幅することもできる。
2. Polynucleotide of the Present Invention The present invention also provides a polynucleotide encoding the above-described fusion protein of the present invention. The polynucleotide of the present invention may be any polynucleotide as long as it contains the base sequence encoding the fusion protein of the present invention, but is preferably DNA. Examples of DNA include genomic DNA, genomic DNA library, cell / tissue-derived cDNA, cell / tissue-derived cDNA library, and synthetic DNA. The vector used for the library is not particularly limited and may be any of bacteriophage, plasmid, cosmid, phagemid and the like. Further, it can also be amplified directly by reverse transcription polymerase chain reaction (hereinafter abbreviated as RT-PCR method) using a total RNA or mRNA fraction prepared from the cells / tissues described above.
本発明のポリヌクレオチドとしては、具体的には、
(1)式(Z)nで表され、かつ、修飾可能なポリペプチドとの融合蛋白質として発現させたときに、ルシフェリンを基質とする発光触媒活性を有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含有する第1のコード配列;と
(2)チオール基を介して他の有用な化合物を結合させるためのシステイン残基を1つ以上有する修飾可能なポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含有する第2のコード配列;と
を含有するポリヌクレオチドなどが含まれる。
As the polynucleotide of the present invention, specifically,
(1) A polynucleotide encoding a polypeptide having a luminescent catalytic activity using luciferin as a substrate when expressed as a fusion protein with a polypeptide that is represented by the formula (Z) n and can be modified A first coding sequence; and
(2) a second coding sequence comprising a polynucleotide that encodes a modifiable polypeptide having one or more cysteine residues for binding other useful compounds via a thiol group; Nucleotides are included.
ここで、式(Z)nは前記と同じ意味を表す。 Here, the formula (Z) n represents the same meaning as described above.
本発明のポリヌクレオチドとしては、なかでも、
(1)式(Z)2で表され、かつ、修飾可能なポリペプチドとの融合蛋白質として発現させたときに、ルシフェリンを基質とする発光触媒活性を有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含有する第1のコード配列;と
(2)チオール基を介して他の有用な化合物を結合させるためのシステイン残基を1つ以上有する修飾可能なポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含有する第2のコード配列;と
を含有するポリヌクレオチドが好ましい。
Among the polynucleotides of the present invention, among others,
(1) A polynucleotide encoding a polypeptide having a luminescent catalytic activity using luciferin as a substrate when expressed as a fusion protein with a polypeptide represented by formula (Z) 2 and a modifiable polypeptide. A first coding sequence; and
(2) a second coding sequence comprising a polynucleotide that encodes a modifiable polypeptide having one or more cysteine residues for binding other useful compounds via a thiol group; Nucleotides are preferred.
ここで、式(Z)2は前記と同じ意味を表す。 Here, the formula (Z) 2 represents the same meaning as described above.
式(Z)2で表されるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドとしては、より具体的には、例えば、
(a)配列番号:10のアミノ酸配列からなるポリペプチド、
(b)配列番号:10のアミノ酸配列において1〜複数個のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加したアミノ酸配列からなり、かつ、修飾可能なポリペプチドとの融合蛋白質として発現させたときに、ルシフェリンを基質とする発光触媒活性を有するポリペプチド、
(c)配列番号:10のアミノ酸配列に対して90%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなり、かつ、修飾可能なポリペプチドとの融合蛋白質として発現させたときに、ルシフェリンを基質とする発光触媒活性を有するポリペプチド、および
(d)配列番号:9の塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドによってコードされるアミノ酸配列からなり、かつ、修飾可能なポリペプチドとの融合蛋白質として発現させたときに、ルシフェリンを基質とする発光触媒活性を有するポリペプチド
からなる群から選択されるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドなどが挙げられる。
As the polynucleotide encoding the polypeptide represented by the formula (Z) 2 , more specifically, for example,
(a) a polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10,
(b) When expressed as a fusion protein consisting of an amino acid sequence in which one or more amino acids are deleted, substituted, inserted and / or added in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10, and a modifiable polypeptide A polypeptide having a luminescent catalytic activity using luciferin as a substrate,
(c) An amino acid sequence comprising 90% or more identity to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10 and expressed as a fusion protein with a modifiable polypeptide, using luciferin as a substrate A polypeptide having photocatalytic activity, and
(d) a polypeptide comprising an amino acid sequence encoded by a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions with a polynucleotide comprising a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 9, and a modifiable polypeptide Examples thereof include a polynucleotide encoding a polypeptide selected from the group consisting of polypeptides having a luminescence catalytic activity using luciferin as a substrate when expressed as a fusion protein.
式(Z)2で表されるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドは、好ましくは、以下の(a)〜(d)からなる群から選択されるポリヌクレオチド:
(a)配列番号:9の塩基配列からなるポリヌクレオチドを含有するポリヌクレオチド、
(b)配列番号:9の塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつ、修飾可能なポリペプチドとの融合蛋白質として発現させたときに、ルシフェリンを基質とする発光触媒活性を有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含有するポリヌクレオチド、
(c)配列番号:10のアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含有するポリヌクレオチド、および
(d)配列番号:10のアミノ酸配列において1〜複数個のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加したアミノ酸配列からなり、かつ、修飾可能なポリペプチドとの融合蛋白質として発現された場合に、ルシフェリンを基質とする発光触媒活性を有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含有するポリヌクレオチド
などである。
The polynucleotide encoding the polypeptide represented by the formula (Z) 2 is preferably a polynucleotide selected from the group consisting of the following (a) to (d):
(a) a polynucleotide containing a polynucleotide consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 9,
(b) When hybridized with a polynucleotide comprising a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 9 under stringent conditions and expressed as a fusion protein with a modifiable polypeptide, luciferin A polynucleotide containing a polynucleotide that encodes a polypeptide having a luminescent catalytic activity, wherein
(c) a polynucleotide containing a polynucleotide encoding a polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10, and
(d) When the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10 comprises an amino acid sequence in which one or more amino acids are deleted, substituted, inserted and / or added, and is expressed as a fusion protein with a modifiable polypeptide. And a polynucleotide containing a polynucleotide encoding a polypeptide having a luminescence catalytic activity using luciferin as a substrate.
前記第2のコード配列は、好ましくは、以下の(e)〜(h)からなる群:
(e)配列番号:5の塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(f)配列番号:5の塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつ、チオール基を介して他の有用な化合物を結合させるためのシステイン残基を1つ以上有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、
(g)配列番号:6のアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、および
(h)配列番号:6のアミノ酸配列において1〜複数個のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加したアミノ酸配列からなり、かつ、チオール基を介して他の有用な化合物を結合させるためのシステイン残基を1つ以上有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチド;
から選択されるポリヌクレオチドを含有するコード配列である。
The second coding sequence is preferably a group consisting of the following (e) to (h):
(e) a polynucleotide comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5,
(f) Residue of cysteine for hybridizing under stringent conditions with a polynucleotide comprising a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5 and binding other useful compounds via a thiol group A polynucleotide encoding a polypeptide having one or more groups,
(g) a polynucleotide encoding a polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6, and
(h) To bind other useful compounds via a thiol group, comprising an amino acid sequence in which one to a plurality of amino acids are deleted, substituted, inserted and / or added in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6. A polynucleotide encoding a polypeptide having one or more cysteine residues of
A coding sequence containing a polynucleotide selected from
ここで、第1および第2のコード配列における「ストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチド」とは、配列番号:5、7または9の塩基配列と相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチドまたは配列番号:6、8または10のアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドの全部または一部をプローブとして、コロニーハイブリダイゼーション法、プラークハイブリダイゼーション法またはサザンハイブリダイゼーション法などを用いることにより得られるポリヌクレオチド(例えば、DNA)をいう。具体的には、コロニーあるいはプラーク由来のポリヌクレオチドを固定化したフィルターを用いて、0.7〜1.0mol/LのNaCl存在下、65℃でハイブリダイゼーションを行った後、0.1〜2倍濃度のSSC(Saline-sodium citrate)溶液(1倍濃度のSSC溶液の組成は、150mmol/L塩化ナトリウム、15mmol/Lクエン酸ナトリウムよりなる)を用い、65℃条件下でフィルターを洗浄することにより同定できるポリヌクレオチドをあげることができる。 Here, the “polynucleotide hybridizing under stringent conditions” in the first and second coding sequences refers to a polynucleotide comprising a base sequence complementary to the base sequence of SEQ ID NO: 5, 7, or 9 or A polynucleotide (for example, a polynucleotide obtained by using a colony hybridization method, a plaque hybridization method, a Southern hybridization method, or the like using, as a probe, all or part of a polynucleotide encoding the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6, 8, or 10. , DNA). Specifically, hybridization was performed at 65 ° C. in the presence of 0.7 to 1.0 mol / L NaCl using a filter on which a colony or plaque-derived polynucleotide was immobilized, and then 0.1 to 2 times the concentration of SSC ( Saline-sodium citrate) solution (composition of 1-fold concentration of SSC solution consists of 150 mmol / L sodium chloride and 15 mmol / L sodium citrate), and a polynucleotide that can be identified by washing the filter under 65 ° C conditions Can give.
ハイブリダイゼーションは、Sambrook J. et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Third Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press (2001)、Ausbel F. M. et al., Current Protocols in Molecular Biology, Supplement 1〜38, John Wiley and Sons (1987-1997)、Glover D. M. and Hames B. D., DNA Cloning 1: Core Techniques, A practical Approach, Second Edition, Oxford University Press (1995)等の実験書に記載されている方法に準じて行うことができる。 Hybridization is described in Sambrook J. et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Third Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press (2001), Ausbel FM et al., Current Protocols in Molecular Biology, Supplement 1-38, John Wiley and Sons (1987-1997), Glover DM and Hames BD, DNA Cloning 1: Core Techniques, A practical Approach, Second Edition, Oxford University Press (1995), etc. .
「ストリンジェントな条件」は、低ストリンジェントな条件、中ストリンジェントな条件及び高ストリンジェントな条件のいずれでもよい。「低ストリンジェントな条件」は、例えば、5×SSC、5×デンハルト溶液、0.5%(w/v)SDS、50%(v/v)ホルムアミド、32℃の条件である。また、「中ストリンジェントな条件」は、例えば、5×SSC、5×デンハルト溶液、0.5%(w/v)SDS、50%(v/v)ホルムアミド、42℃の条件である。「高ストリンジェントな条件」は、例えば、5×SSC、5×デンハルト溶液、0.5(w/v)%SDS、50%(v/v)ホルムアミド、50℃の条件である。条件を厳しくするほど、二本鎖形成に必要とする相補性が高くなる。具体的には、例えば、これらの条件において、温度を上げるほど高い相同性を有するポリヌクレオチド(例えば、DNA)が効率的に得られることが期待できる。ただし、ハイブリダイゼーションのストリンジェンシーに影響する要素としては温度、プローブ濃度、プローブの長さ、イオン強度、時間、塩濃度など複数の要素が考えられ、当業者であればこれら要素を適宜選択することで同様のストリンジェンシーを実現することが可能である。 “Stringent conditions” may be any of low stringency conditions, moderate stringency conditions, and high stringency conditions. “Low stringent conditions” are, for example, conditions of 5 × SSC, 5 × Denhardt's solution, 0.5% (w / v) SDS, 50% (v / v) formamide, 32 ° C. The “medium stringent conditions” are, for example, conditions of 5 × SSC, 5 × Denhardt's solution, 0.5% (w / v) SDS, 50% (v / v) formamide, 42 ° C. “High stringent conditions” are, for example, conditions of 5 × SSC, 5 × Denhardt's solution, 0.5 (w / v)% SDS, 50% (v / v) formamide, 50 ° C. The tighter the conditions, the higher the complementarity required for duplex formation. Specifically, for example, it can be expected that a polynucleotide (eg, DNA) having high homology as the temperature is increased can be efficiently obtained under these conditions. However, multiple factors such as temperature, probe concentration, probe length, ionic strength, time, and salt concentration can be considered as factors that affect hybridization stringency. Those skilled in the art will select these factors as appropriate. It is possible to achieve similar stringency.
なお、ハイブリダイゼーションに市販のキットを用いる場合は、例えばAlkphos Direct Labelling Reagents(アマシャムファルマシア社製)を用いることができる。この場合は、キットに添付のプロトコールにしたがい、標識したプローブとのインキュベーションを一晩行った後、メンブレンを55℃の条件下で0.1% (w/v) SDSを含む1次洗浄バッファーで洗浄後、ハイブリダイズしたDNAを検出することができる。 In addition, when using a commercially available kit for hybridization, for example, Alkphos Direct Labeling Reagents (manufactured by Amersham Pharmacia) can be used. In this case, follow the protocol attached to the kit, incubate with the labeled probe overnight, and then wash the membrane with a primary wash buffer containing 0.1% (w / v) SDS at 55 ° C. , Hybridized DNA can be detected.
これ以外にハイブリダイズ可能なポリヌクレオチドとしては、BLAST等の解析プログラムにより、デフォルトのパラメータを用いて計算したときに、配列番号:5、7または9の塩基配列からなるポリヌクレオチドまたは配列番号:6、8または10のアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドと約60%以上、65%以上、70%以上、75%以上、80%以上、85%以上、88%以上、90%以上、92%以上、95%以上、97%以上、98%以上、99%以上、99.3%以上、99.5%以上、99.7%以上、99.8%以上、99.9%以上の同一性を有するDNAをあげることができる。なお、アミノ酸配列や塩基配列の同一性は、前述した方法を用いて決定できる。 Other polynucleotides that can be hybridized include polynucleotides consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5, 7, or 9 or SEQ ID NO: 6 when calculated using the default parameters by an analysis program such as BLAST. About 60% or more, 65% or more, 70% or more, 75% or more, 80% or more, 85% or more, 88% or more, 90% or more, 92% or more, and a polynucleotide encoding an amino acid sequence of 8 or 10 Examples include DNA having 95% or more, 97% or more, 98% or more, 99% or more, 99.3% or more, 99.5% or more, 99.7% or more, 99.8% or more, 99.9% or more. The identity of amino acid sequences and base sequences can be determined using the method described above.
第1および第2のコード配列における、「1〜複数個のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加したアミノ酸配列」とは、それぞれ、前記第1および第2の領域で説明した通りである。 In the first and second coding sequences, “an amino acid sequence in which one or more amino acids are deleted, substituted, inserted and / or added” is as described in the first and second regions, respectively. is there.
あるアミノ酸配列に対して、1もしくは複数個のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加したアミノ酸配列を有する領域をコードするポリヌクレオチドは、部位特異的変異導入法(例えば、Gotoh, T. et al., Gene 152, 271-275 (1995)、Zoller, M.J., and Smith, M., Methods Enzymol. 100, 468-500 (1983)、Kramer, W. et al., Nucleic Acids Res. 12, 9441-9456 (1984)、Kramer W, and Fritz H.J., Methods. Enzymol. 154, 350-367 (1987)、Kunkel,T.A., Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 82, 488-492 (1985)、Kunkel, Methods Enzymol. 85, 2763-2766 (1988)、など参照)、アンバー変異を利用する方法(例えば、Gapped duplex法、Nucleic Acids Res. 12, 9441-9456 (1984)、など参照)などを用いることにより得ることができる。 A polynucleotide encoding a region having an amino acid sequence in which one or more amino acids have been deleted, substituted, inserted and / or added to a certain amino acid sequence can be obtained by site-directed mutagenesis (see, for example, Gotoh, T. et al., Gene 152, 271-275 (1995), Zoller, MJ, and Smith, M., Methods Enzymol. 100, 468-500 (1983), Kramer, W. et al., Nucleic Acids Res. 12, 9441-9456 (1984), Kramer W, and Fritz HJ, Methods.Enzymol. 154, 350-367 (1987), Kunkel, TA, Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 82, 488-492 (1985), Kunkel, Methods Enzymol. 85, 2763-2766 (1988), etc.), a method utilizing amber mutation (for example, see Gapped duplex method, Nucleic Acids Res. 12, 9441-9456 (1984), etc.) Can be obtained.
また目的の変異(欠失、付加、置換および/または挿入)を導入した配列をそれぞれの5’端に持つ1組のプライマーを用いたPCR(例えば、Ho S. N. et al., Gene 77, 51 (1989)など参照)によっても、ポリヌクレオチドに変異を導入することができる。 PCR (for example, Ho SN et al., Gene 77, 51 (for example, Ho SN et al., Gene 77, 51 ( 1989) and the like) can also introduce a mutation into a polynucleotide.
また欠失変異体の一種である蛋白質の部分断片をコードするポリヌクレオチドは、その蛋白質をコードするポリヌクレオチド中の作製したい部分断片をコードする領域の5’端の塩基配列と一致する配列を有するオリゴヌクレオチドおよび3’端の塩基配列と相補的な配列を有するオリゴヌクレオチドをプライマーとして用いて、その蛋白質をコードするポリヌクレオチドを鋳型にしたPCRを行うことにより取得できる。 In addition, a polynucleotide encoding a partial fragment of a protein that is a kind of deletion mutant has a sequence that matches the base sequence of the 5 'end of the region encoding the partial fragment to be prepared in the polynucleotide encoding the protein. It can be obtained by performing PCR using an oligonucleotide and an oligonucleotide having a sequence complementary to the base sequence at the 3 ′ end as a primer and using a polynucleotide encoding the protein as a template.
本発明の好ましい態様のポリヌクレオチドでは、第1のコード配列が、以下の(a)〜(d)からなる群:
(a)配列番号:9の塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(b)配列番号:9の塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチドと高ストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつ、修飾可能なポリペプチドとの融合蛋白質として発現させたときに、ルシフェリンを基質とする発光触媒活性を有するポリヌクレオチドをコードするポリヌクレオチド、
(c)配列番号:10のアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、および
(d)配列番号:10のアミノ酸配列において1〜3個のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加したアミノ酸配列からなり、かつ、修飾可能なポリペプチドとの融合蛋白質として発現させたときに、ルシフェリンを基質とする発光触媒活性を有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチド;
から選択されるポリヌクレオチドを含有するコード配列である。
In a preferred embodiment of the polynucleotide of the present invention, the first coding sequence consists of the following groups (a) to (d):
(a) a polynucleotide comprising the base sequence of SEQ ID NO: 9;
(b) When hybridized with a polynucleotide comprising a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 9 under highly stringent conditions and expressed as a fusion protein with a modifiable polypeptide, A polynucleotide encoding a polynucleotide having luminescence catalytic activity using luciferin as a substrate;
(c) a polynucleotide encoding a polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10, and
(d) When expressed as a fusion protein consisting of an amino acid sequence in which 1 to 3 amino acids are deleted, substituted, inserted and / or added in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10, and a modifiable polypeptide And a polynucleotide encoding a polypeptide having a luminescence catalytic activity using luciferin as a substrate;
A coding sequence containing a polynucleotide selected from
本発明の好ましい態様のポリヌクレオチドでは、第2のコード配列が、以下の(e)〜(h)からなる群:
(e)配列番号:5の塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(f)配列番号:5の塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチドと高ストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつ、チオール基を介して他の有用な化合物を結合させるためのシステイン残基を1つ以上有するポリヌクレオチド、
(g)配列番号:6のアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、および
(h)配列番号:6のアミノ酸配列において1〜3個のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加したアミノ酸配列からなり、かつ、チオール基を介して他の有用な化合物を結合させるためのシステイン残基を1つ以上有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチド;
から選択されるポリヌクレオチドを含有するコード配列である。
In a preferred embodiment of the polynucleotide of the present invention, the second coding sequence comprises the following group (e) to (h):
(e) a polynucleotide comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5,
(f) Cysteine that hybridizes with a polynucleotide comprising a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5 under highly stringent conditions and binds other useful compounds via a thiol group A polynucleotide having one or more residues,
(g) a polynucleotide encoding a polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6, and
(h) To bind other useful compounds via a thiol group, comprising an amino acid sequence in which 1 to 3 amino acids are deleted, substituted, inserted and / or added in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6. A polynucleotide encoding a polypeptide having one or more cysteine residues of
A coding sequence containing a polynucleotide selected from
本発明のさらに好ましい態様のポリヌクレオチドは、
(1)配列番号:9の塩基配列からなるポリヌクレオチドからなる第1のコード配列と、(2)配列番号:5の塩基配列からなるポリヌクレオチドからなる第2のコード配列とを含有するポリヌクレオチドである。
The polynucleotide of a further preferred embodiment of the present invention is
(1) a polynucleotide comprising a first coding sequence comprising a polynucleotide comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 9 and (2) a second coding sequence comprising a polynucleotide comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5 It is.
本発明の特に好ましい態様のポリヌクレオチドとして、例えば、配列番号:2のアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含有するポリヌクレオチドなどがあげられる。配列番号:2のアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含有するポリヌクレオチドとしては、例えば、配列番号:1の塩基配列からなるポリヌクレオチドを含有するポリヌクレオチドなどが挙げられる。 As a particularly preferred embodiment of the polynucleotide of the present invention, for example, a polynucleotide containing a polynucleotide encoding a polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 can be mentioned. Examples of the polynucleotide containing a polynucleotide encoding a polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 include a polynucleotide containing a polynucleotide consisting of the base sequence of SEQ ID NO: 1.
本発明のポリヌクレオチドは、配列番号:1の塩基配列からなるポリヌクレオチドを含有するポリヌクレオチドのように、他のペプチド配列をコードするポリヌクレオチドを含有するポリヌクレオチドを含んでいてもよい。他のペプチド配列としては、例えば、翻訳促進のためのペプチド配列、精製のためのペプチド配列、分泌シグナルペプチド配列、本発明の融合蛋白質を可溶性蛋白質として発現するためのペプチド配列、抗体認識可能なエピトープ配列などからなる群から選択される少なくとも1つのペプチド配列を挙げることができる。 The polynucleotide of the present invention may include a polynucleotide containing a polynucleotide encoding another peptide sequence, such as a polynucleotide containing a polynucleotide consisting of the base sequence of SEQ ID NO: 1. Other peptide sequences include, for example, a peptide sequence for promoting translation, a peptide sequence for purification, a secretory signal peptide sequence, a peptide sequence for expressing the fusion protein of the present invention as a soluble protein, and an antibody-recognizable epitope. Mention may be made of at least one peptide sequence selected from the group consisting of sequences and the like.
本発明のポリヌクレオチドは、配列番号:1の塩基配列からなるポリヌクレオチドを含有するポリヌクレオチドのように、さらに、制限酵素サイトのリンカー配列をコードするポリヌクレオチドを含んでいてもよい。 The polynucleotide of the present invention may further include a polynucleotide encoding a linker sequence of a restriction enzyme site, such as a polynucleotide containing a polynucleotide consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.
翻訳促進のためのペプチド配列をコードするポリヌクレオチドを含有するポリヌクレオチドとしては、当技術分野において用いられている翻訳促進のためのペプチド配列をコードするポリヌクレオチドを含有するポリヌクレオチドを使用することができる。翻訳促進のためのペプチド配列としては、前記したものなどが挙げられる。 As the polynucleotide containing a polynucleotide encoding a peptide sequence for promoting translation, a polynucleotide containing a polynucleotide encoding a peptide sequence for promoting translation used in the art may be used. it can. Examples of peptide sequences for promoting translation include those described above.
精製のためのペプチド配列をコードするポリヌクレオチドとしては、当技術分野において用いられている精製のためのペプチド配列をコードする塩基配列を含有するポリヌクレオチドを使用することができる。精製のためのペプチド配列としては、前記したものなどが挙げられる。 As a polynucleotide encoding a peptide sequence for purification, a polynucleotide containing a base sequence encoding a peptide sequence for purification used in the art can be used. Examples of the peptide sequence for purification include those described above.
分泌シグナルペプチドをコードするポリヌクレオチドとしては、当記述分野において知られている分泌シグナルペプチドをコードする核酸配列を含有するポリヌクレオチドを使用することができる。分泌シグナルペプチドとしては、前記したものなどが挙げられる。 As a polynucleotide encoding a secretory signal peptide, a polynucleotide containing a nucleic acid sequence encoding a secretory signal peptide known in the art can be used. Examples of the secretory signal peptide include those described above.
本発明の蛋白質を可溶性蛋白質として発現するためのペプチド配列をコードするポリヌクレオチドとしては、例えば式(Z)nで表わされるポリペプチドを挙げることができる。式(Z)nで表わされるポリペプチドのアミノ酸配列およびそれをコードする核酸配列としては、前記したものなどが挙げられる。 Examples of the polynucleotide encoding a peptide sequence for expressing the protein of the present invention as a soluble protein include a polypeptide represented by the formula (Z) n . Examples of the amino acid sequence of the polypeptide represented by the formula (Z) n and the nucleic acid sequence encoding it include those described above.
制限酵素サイトのリンカー配列をコードするポリヌクレオチドとしては、当技術分野において用いられている精製のためのペプチド配列をコードする塩基配列を含有するポリヌクレオチドを使用することができる。 As the polynucleotide encoding the linker sequence of the restriction enzyme site, a polynucleotide containing a base sequence encoding a peptide sequence for purification used in the art can be used.
3.本発明の組換えベクターおよび形質転換体
さらに、本発明は、上述した本発明のポリヌクレオチドを含有する組換えベクターおよび形質転換体を提供する。
3. Recombinant vector and transformant of the present invention Furthermore, the present invention provides a recombinant vector and a transformant containing the above-described polynucleotide of the present invention.
組換えベクターの作製
本発明の組換えベクターは、適当なベクターに本発明のポリヌクレオチド(DNA)を連結(挿入)することにより得ることができる。より具体的には、精製されたポリヌクレオチド(DNA)を適当な制限酵素で切断し、適当なベクターの制限酵素部位またはマルチクローニングサイトに挿入して、ベクターに連結することにより得ることができる。本発明のポリヌクレオチドを挿入するためのベクターは、宿主中で複製可能なものであれば特に限定されず、例えば、プラスミド、バクテリオファージ、動物ウイルス等が挙げられる。プラスミドとしては、例えば、大腸菌由来のプラスミド(例えばpBR322, pBR325, pUC118, pUC119等)、枯草菌由来のプラスミド(例えばpUB110, pTP5等)、酵母由来のプラスミド(例えばYEp13, YEp24, YCp50等)などがあげられる。バクテリオファージとしては、例えば、λファージなどがあげられる。動物ウイルスとしては、例えば、レトロウイルス、ワクシニアウイルス、昆虫ウイルス(例えば、バキュロウイルスなど)などがあげられる。また、pCold Iベクター、pCold IIベクター、pCold IIIベクター、pCold IVベクター(以上、タカラバイオ社製)、PICZ aベクター(インビトロジェン社製)なども好適に使用することができる。
Production of Recombinant Vector The recombinant vector of the present invention can be obtained by ligating (inserting) the polynucleotide (DNA) of the present invention into an appropriate vector. More specifically, it can be obtained by cleaving a purified polynucleotide (DNA) with an appropriate restriction enzyme, inserting it into a restriction enzyme site or a multiple cloning site of an appropriate vector, and ligating it to the vector. The vector for inserting the polynucleotide of the present invention is not particularly limited as long as it can replicate in the host, and examples thereof include plasmids, bacteriophages, animal viruses and the like. Examples of the plasmid include Escherichia coli-derived plasmids (e.g., pBR322, pBR325, pUC118, pUC119), Bacillus subtilis-derived plasmids (e.g., pUB110, pTP5), and yeast-derived plasmids (e.g., YEp13, YEp24, YCp50). can give. Examples of the bacteriophage include λ phage. Examples of animal viruses include retroviruses, vaccinia viruses, insect viruses (eg, baculoviruses) and the like. Further, a pCold I vector, a pCold II vector, a pCold III vector, a pCold IV vector (above, manufactured by Takara Bio Inc.), a PICZa vector (manufactured by Invitrogen), and the like can be suitably used.
本発明のポリヌクレオチドは、通常、適当なベクター中のプロモーターの下流に、発現可能なように連結される。用いられるプロモーターとしては、形質転換する際の宿主が動物細胞である場合には、SV40由来のプロモーター、レトロウイルスのプロモーター、メタロチオネインプロモーター、ヒートショックプロモーター、サイトメガロウイルスプロモーター、SRαプロモーターなどが好ましい。宿主がエシェリヒア属菌である場合は、Trpプロモーター、T7プロモーター、lacプロモーター、recAプロモーター、λPLプロモーター、lppプロモーターなどが好ましい。宿主がバチルス属菌である場合は、SPO1プロモーター、SPO2プロモーター、penPプロモーターなどが好ましい。宿主が酵母である場合は、PHO5プロモーター、PGKプロモーター、GAPプロモーター、ADH1プロモーター、GALプロモーターなどが好ましい。宿主が昆虫細胞である場合は、ポリヘドリンプロモーター、P10プロモーターなどが好ましい。 The polynucleotide of the present invention is usually operably linked downstream of a promoter in an appropriate vector. The promoter used is preferably an SV40-derived promoter, a retrovirus promoter, a metallothionein promoter, a heat shock promoter, a cytomegalovirus promoter, an SRα promoter or the like when the host to be transformed is an animal cell. When the host is an Escherichia bacterium, Trp promoter, T7 promoter, lac promoter, recA promoter, λPL promoter, lpp promoter and the like are preferable. When the host is Bacillus, SPO1 promoter, SPO2 promoter, penP promoter and the like are preferable. When the host is yeast, the PHO5 promoter, PGK promoter, GAP promoter, ADH1 promoter, GAL promoter and the like are preferable. When the host is an insect cell, a polyhedrin promoter, a P10 promoter and the like are preferable.
また、低温で発現誘導可能なプロモーターも好適に使用することができる。低温で発現誘導可能なプロモーターとしては、例えば、コールドショック遺伝子のプロモーター配列などが挙げられる。コールドショック遺伝子としては、例えば、大腸菌コールドショック遺伝子(例えば、cspA、cspB、cspG、cspI、csdAなど)、Bacillus caldolyticusコールドショック遺伝子(例えば、Bc−Cspなど)、Salmonella entericaコールドショック遺伝子(例えば、cspEなど)、Erwinia carotovoraコールドショック遺伝子(例えば、cspGなど)などが挙げられる。低温で発現誘導可能なプロモーターとしては、なかでも、例えば、cspAプロモーター、cspBプロモーター、cspGプロモーター、cspIプロモーター、csdAプロモーターなどを好適に使用することができる。 A promoter capable of inducing expression at a low temperature can also be suitably used. Examples of the promoter capable of inducing expression at a low temperature include a promoter sequence of a cold shock gene. Cold shock genes include, for example, E. coli cold shock genes (e.g., cspA, cspB, cspG, cspI, csdA, etc.), Bacillus caldolyticus cold shock genes (e.g., Bc-Csp, etc.), Salmonella enterica cold shock genes (e.g., cspE Erwinia carotovora cold shock gene (for example, cspG etc.) and the like. Among them, for example, a cspA promoter, a cspB promoter, a cspG promoter, a cspI promoter, a csdA promoter and the like can be preferably used as a promoter capable of inducing expression at a low temperature.
本発明の組換えベクターには、以上の他に、所望によりエンハンサー、スプライシングシグナル、ポリA付加シグナル、リボソーム結合配列(SD配列)、選択マーカーなどを含有しているものを用いることができる。選択マーカーとしては、例えば、ジヒドロ葉酸還元酵素遺伝子、アンピシリン耐性遺伝子、ネオマイシン耐性遺伝子などがあげられる。 In addition to the above, the recombinant vector of the present invention may include those containing an enhancer, a splicing signal, a poly A addition signal, a ribosome binding sequence (SD sequence), a selection marker, and the like as desired. Examples of the selection marker include a dihydrofolate reductase gene, an ampicillin resistance gene, a neomycin resistance gene, and the like.
形質転換体の作成
このようにして得られた、本発明のポリヌクレオチド(すなわち、本発明の融合蛋白質をコードするポリヌクレオチド)を含有する組換えベクターを、適当な宿主中に導入することによって、形質転換体を作成することができる。宿主としては、本発明のポリヌクレオチド(DNA)を発現できるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、エシェリヒア属菌、バチルス属菌、シュードモナス属菌、リゾビウム属菌、酵母、動物細胞または昆虫細胞などがあげられる。エシェリヒア属菌としては、例えば、エシェリヒア・コリ(Escherichia coli)などがあげられる。バチルス属菌としては、例えば、バチルス・ズブチリス(Bacillus subtilis)などがあげられる。シュードモナス属菌としては、例えば、シュードモナス・プチダ(Pseudomonas putida)などがあげられる。リゾビウム属菌としては、例えば、リゾビウム・メリロティ(Rhizobium meliloti)などがあげられる。酵母としては、例えば、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、シゾサッカロミセス・ポンベ(Schizosaccharomyces pombe)などがあげられる。動物細胞としては、例えば、COS細胞、CHO細胞などがあげられる。昆虫細胞としては、例えば、Sf9、Sf21などがあげられる。
Production of a transformant By introducing a recombinant vector containing the polynucleotide of the present invention (that is, the polynucleotide encoding the fusion protein of the present invention) thus obtained into a suitable host, Transformants can be created. The host is not particularly limited as long as it can express the polynucleotide (DNA) of the present invention. For example, Escherichia, Bacillus, Pseudomonas, Rhizobium, yeast, animal cells or Insect cells. Examples of the genus Escherichia include Escherichia coli. Examples of the genus Bacillus include Bacillus subtilis. Examples of Pseudomonas spp. Include Pseudomonas putida. Examples of the genus Rhizobium include Rhizobium meliloti. Examples of the yeast include Saccharomyces cerevisiae and Schizosaccharomyces pombe. Examples of animal cells include COS cells and CHO cells. Examples of insect cells include Sf9 and Sf21.
組換えベクターの宿主への導入方法およびこれによる形質転換方法は、一般的な各種方法によって行うことができる。組換えベクターの宿主細胞への導入方法としては、例えば、リン酸カルシウム法(Virology, 52, 456−457 (1973))、リポフェクション法(Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 84, 7413 (1987))、エレクトロポレーション法(EMBO J., 1, 841−845 (1982))などがあげられる。エシェリヒア属菌の形質転換方法としては、例えば、Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 69, 2110 (1972)、Gene, 17, 107 (1982)などに記載の方法などがあげられる。バチルス属菌の形質転換方法としては、例えば、Molecular & General Genetics,168, 111 (1979)に記載の方法などがあげられる。酵母の形質転換方法としては、例えば、Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 75, 1929 (1978)に記載の方法などがあげられる。動物細胞の形質転換方法としては、例えば、Virology,52, 456 (1973)に記載の方法などがあげられる。昆虫細胞の形質転換方法としては、例えば、Bio/Technology, 6, 47−55 (1988)に記載の方法などがあげられる。このようにして、本発明の蛋白質をコードするポリヌクレオチド(本発明のポリヌクレオチド)を含有する組換えベクターで形質転換された形質転換体を得ることができる。 The introduction method of the recombinant vector into the host and the transformation method thereby can be performed by various general methods. Examples of methods for introducing a recombinant vector into a host cell include the calcium phosphate method (Virology, 52, 456-457 (1973)) and the lipofection method (Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 84, 7413 (1987)). Electroporation method (EMBO J., 1, 841-845 (1982)). Examples of the transformation method of the genus Escherichia include the methods described in Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 69, 2110 (1972), Gene, 17, 107 (1982) and the like. Examples of the method for transforming Bacillus include the method described in Molecular & General Genetics, 168, 111 (1979). Examples of yeast transformation methods include the method described in Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 75, 1929 (1978). Examples of methods for transforming animal cells include the method described in Virology, 52, 456 (1973). Examples of the method for transforming insect cells include the method described in Bio / Technology, 6, 47-55 (1988). Thus, a transformant transformed with a recombinant vector containing a polynucleotide encoding the protein of the present invention (polynucleotide of the present invention) can be obtained.
低温で発現誘導可能なプロモーター配列を含有する発現ベクターおよび形質転換体
発現ベクターとしては、なかでも低温で発現誘導可能なプロモーター配列を含有する発現ベクターが好ましい。
低温で発現誘導可能なプロモーター配列を含有する発現ベクターとは、具体的には、次のプロモーター配列、およびコード配列を含有する発現ベクターを意味する:
(1)低温で発現誘導可能なプロモーター配列;および
(2)本発明のポリヌクレオチドを含有するコード配列。
低温で発現誘導可能なプロモーター配列とは、宿主細胞を増殖させる培養条件から、温度を下げることによって融合蛋白質の発現を誘導可能なプロモーター配列を意味する。低温で発現誘導可能なプロモーターとしては、例えば、コールドショック蛋白質をコードする遺伝子(コールドショック遺伝子)のプロモーターが挙げられる。コールドショック遺伝子のプロモーターとしては、前記したものが挙げられる。
As an expression vector and a transformant expression vector containing a promoter sequence capable of inducing expression at a low temperature, an expression vector containing a promoter sequence capable of inducing expression at a low temperature is particularly preferable.
The expression vector containing a promoter sequence capable of inducing expression at a low temperature specifically means an expression vector containing the following promoter sequence and coding sequence:
(1) a promoter sequence capable of inducing expression at low temperature; and
(2) A coding sequence containing the polynucleotide of the present invention.
The promoter sequence capable of inducing expression at a low temperature means a promoter sequence capable of inducing the expression of the fusion protein by lowering the temperature from the culture conditions for growing the host cells. Examples of the promoter capable of inducing expression at a low temperature include a promoter of a gene encoding a cold shock protein (cold shock gene). Examples of the cold shock gene promoter include those described above.
本発明で用いられる低温で発現誘導可能なプロモーターが発現誘導しうる温度としては、通常30℃以下、好ましくは25℃以下、より好ましくは20℃以下、特に好ましくは15℃以下である。ただし、より効率良く発現を誘導させるため、通常は5℃以上、好ましくは10℃以上、特に好ましくは約15℃で発現誘導させる。 The temperature at which the promoter capable of inducing expression at a low temperature used in the present invention is usually 30 ° C. or lower, preferably 25 ° C. or lower, more preferably 20 ° C. or lower, and particularly preferably 15 ° C. or lower. However, in order to induce the expression more efficiently, the expression is usually induced at 5 ° C. or higher, preferably 10 ° C. or higher, particularly preferably about 15 ° C.
本発明の低温で発現誘導可能なプロモーター配列を含有する発現ベクターを作製する場合、本発明のポリヌクレオチドを挿入するためのベクターとしては、pCold Iベクター、pCold IIベクター、pCold IIIベクター、pCold IVベクター(以上、タカラバイオ社製)などを好適に使用することができる。これらのベクターを使用して、原核細胞を宿主として発現させた場合、融合蛋白質を宿主細胞の細胞質中に可溶性蛋白質として産生させることができる。 When preparing an expression vector containing a promoter sequence capable of inducing expression at low temperature of the present invention, vectors for inserting the polynucleotide of the present invention include pCold I vector, pCold II vector, pCold III vector, pCold IV vector (Above, manufactured by Takara Bio Inc.) can be preferably used. When these vectors are used to express a prokaryotic cell as a host, the fusion protein can be produced as a soluble protein in the cytoplasm of the host cell.
低温で発現誘導可能なプロモーター配列を含有する発現ベクターを導入する宿主としては、原核細胞が好ましく、さらに大腸菌が好ましく、特にBL21株、JM109株が好ましく、なかでもBL21株が好ましい。 As a host into which an expression vector containing a promoter sequence capable of inducing expression at a low temperature is introduced, prokaryotic cells are preferable, E. coli is more preferable, particularly BL21 strain and JM109 strain are preferable, and BL21 strain is particularly preferable.
低温で発現誘導可能なプロモーター配列を含有する発現ベクターが導入された形質転換体を細胞増殖させる培養温度は、通常25〜40℃、好ましくは30〜37℃である。発現誘導させる温度は、通常4〜25℃、好ましくは10〜20℃、より好ましくは12〜18℃、特に好ましくは15℃である。 The culture temperature for cell growth of a transformant introduced with an expression vector containing a promoter sequence capable of inducing expression at low temperature is usually 25 to 40 ° C, preferably 30 to 37 ° C. The temperature for inducing expression is usually 4 to 25 ° C, preferably 10 to 20 ° C, more preferably 12 to 18 ° C, and particularly preferably 15 ° C.
4.本発明の融合蛋白質の製造
また、本発明は、前記形質転換体を培養し、本発明の融合蛋白質を生成させる工程を含む、本発明の融合蛋白質の製造方法を提供する。本発明の融合蛋白質は、例えば、前記形質転換体を本発明の融合蛋白質をコードするポリヌクレオチド(DNA)が発現可能な条件下で培養し、本発明の融合蛋白質を生成・蓄積させ、分離・精製することによって製造することができる。
4. Production of fusion protein of the present invention The present invention also provides a method for producing the fusion protein of the present invention, comprising the steps of culturing the transformant to produce the fusion protein of the present invention. The fusion protein of the present invention can be obtained, for example, by culturing the transformant under conditions that allow expression of the polynucleotide (DNA) encoding the fusion protein of the present invention, generating and accumulating the fusion protein of the present invention, It can be manufactured by purification.
形質転換体の培養
本発明の形質転換体の培養は、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。該培養によって、形質転換体によって本発明の融合蛋白質が生成され、形質転換体内または培養液中などに本発明の融合蛋白質が蓄積される。
Culturing of the transformant The transformant of the present invention can be cultured according to a usual method used for culturing a host. By the cultivation, the fusion protein of the present invention is produced by the transformant, and the fusion protein of the present invention is accumulated in the transformant or in the culture solution.
宿主がエシェリヒア属菌、バチルス属菌である形質転換体を培養する培地としては、該形質転換体の生育に必要な炭素源、窒素源、無機塩類等を含有し、形質転換体の培養を効率的に行うことができる培地であれば、天然培地、合成培地のいずれを用いてもよい。炭素源としては、グルコース、フラクトース、スクロース、デンプンなどの炭水化物、酢酸、プロピオン酸などの有機酸、エタノール、プロパノール等のアルコール類が用いられる。窒素源としては、アンモニア、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、リン酸アンモニウムなどの無機酸もしくは有機酸のアンモニウム塩またはその他の含窒素化合物のほか、ペプトン、肉エキス、コーンスティープリカーなどが用いられる。無機塩類としては、リン酸第一カリウム、リン酸第二カリウム、リン酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化ナトリウム、硫酸第一鉄、硫酸マンガン、硫酸銅、炭酸カルシウムなどが用いられる。培養中は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。プロモーターとして誘導性のプロモーターを用いた発現ベクターで形質転換した形質転換体を培養する場合は、必要に応じてインデューサーを培地に添加してもよい。例えば、Lacプロモーターを用いた発現ベクターで形質転換した形質転換体を培養するときにはイソプロピル−β−D−チオガラクトピラノシド(IPTG)などを、trpプロモーターを用いた発現ベクターで形質転換した形質転換体を培養するときにはインドールアクリル酸(IAA)などを培地に添加してもよい。 As a medium for cultivating transformants whose hosts are Escherichia or Bacillus genus, it contains a carbon source, nitrogen source, inorganic salts, etc. necessary for the growth of the transformant, so that transformants can be cultured efficiently. Any natural or synthetic medium may be used as long as it can be performed automatically. As the carbon source, carbohydrates such as glucose, fructose, sucrose and starch, organic acids such as acetic acid and propionic acid, and alcohols such as ethanol and propanol are used. As the nitrogen source, ammonia, ammonium salts of inorganic or organic acids such as ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium acetate, and ammonium phosphate, or other nitrogen-containing compounds, peptone, meat extract, corn steep liquor, and the like are used. Examples of inorganic salts include monopotassium phosphate, dipotassium phosphate, magnesium phosphate, magnesium sulfate, sodium chloride, ferrous sulfate, manganese sulfate, copper sulfate, and calcium carbonate. During culture, an antibiotic such as ampicillin or tetracycline may be added to the medium as necessary. When cultivating a transformant transformed with an expression vector using an inducible promoter as a promoter, an inducer may be added to the medium as necessary. For example, when cultivating a transformant transformed with an expression vector using Lac promoter, transformation with isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside (IPTG) or the like transformed with an expression vector using trp promoter When culturing the body, indoleacrylic acid (IAA) or the like may be added to the medium.
宿主がエシェリヒア属菌の場合、培養は通常約15〜43℃で約3〜24時間行い、必要により、通気や撹拌を加える。宿主がバチルス属菌の場合、培養は通常約30〜40℃で約6〜24時間行ない、必要により通気や撹拌を加える。 When the host is Escherichia, the culture is usually performed at about 15 to 43 ° C. for about 3 to 24 hours, and if necessary, aeration or agitation is added. When the host is Bacillus, the culture is usually carried out at about 30 to 40 ° C. for about 6 to 24 hours, and if necessary, aeration or agitation is added.
宿主が酵母である形質転換体を培養する培地としては、たとえばバークホールダー(Burkholder)最小培地(Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 77, 4505 (1980))や0.5%(w/v)カザミノ酸を含有するSD培地(Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 81, 5330 (1984))があげられる。培地のpHは約5〜8に調整するのが好ましい。培養は通常約20℃〜35℃で約24〜72時間行い、必要に応じて通気や撹拌を加える。 As a medium for cultivating a transformant whose host is yeast, for example, Burkholder minimum medium (Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 77, 4505 (1980)) or 0.5% (w / v) casamino An SD medium containing acid (Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 81, 5330 (1984)) can be mentioned. The pH of the medium is preferably adjusted to about 5-8. The culture is usually carried out at about 20 ° C. to 35 ° C. for about 24 to 72 hours, and aeration and agitation are added as necessary.
宿主が動物細胞である形質転換体を培養する培地としては、たとえば約5〜20%(v/v)の胎児牛血清を含むMEM培地(Science, 122, 501 (1952)),DMEM培地(Virology, 8, 396 (1959))などが用いられる。pHは約6〜8であるのが好ましい。培養は通常約30℃〜40℃で約15〜60時間行い、必要に応じて通気や撹拌を加える。 As a medium for culturing a transformant whose host is an animal cell, for example, a MEM medium (Science, 122, 501 (1952)) containing about 5 to 20% (v / v) fetal bovine serum, a DMEM medium (Virology , 8, 396 (1959)). The pH is preferably about 6-8. Culture is usually performed at about 30 ° C. to 40 ° C. for about 15 to 60 hours, and aeration and agitation are added as necessary.
宿主が昆虫細胞である形質転換体を培養する培地としては、Grace's Insect Medium(Nature,195,788(1962))に非働化した10%(v/v)ウシ血清等の添加物を適宜加えたものなどが用いられる。培地のpHは約6.2〜6.4に調整するのが好ましい。培養は通常約27℃で約3〜5日間行い、必要に応じて通気や撹拌を加える。 As a medium for cultivating transformants whose host is an insect cell, an appropriate addition of additives such as 10% (v / v) bovine serum deactivated in Grace's Insect Medium (Nature, 195,788 (1962)), etc. Is used. The pH of the medium is preferably adjusted to about 6.2 to 6.4. The culture is usually carried out at about 27 ° C. for about 3 to 5 days, and aeration and agitation are added as necessary.
なお、低温で発現誘導可能なプロモーター配列を含有する発現ベクターが導入された形質転換体を細胞増殖させる培養温度および発現誘導させる温度は、前記した通りである。 The culture temperature for cell growth and the temperature for inducing expression of a transformant introduced with an expression vector containing a promoter sequence capable of inducing expression at low temperatures are as described above.
本発明の融合蛋白質の分離・精製
上記培養物から、本発明の融合蛋白質を分離・精製することによって、本発明の融合蛋白質を得ることができる。ここで、培養物とは、培養液、培養菌体もしくは培養細胞、または培養菌体もしくは培養細胞の破砕物のいずれをも意味する。本発明の融合蛋白質の分離・精製は、通常の方法に従って行うことができる。
Separation and purification of the fusion protein of the present invention The fusion protein of the present invention can be obtained by separating and purifying the fusion protein of the present invention from the above culture. Here, the culture means any of a culture solution, cultured cells or cultured cells, or disrupted cultured cells or cultured cells. Separation and purification of the fusion protein of the present invention can be carried out according to ordinary methods.
具体的には、本発明の融合蛋白質が培養菌体内もしくは培養細胞内に蓄積される場合には、培養後、通常の方法(例えば、超音波、リゾチーム、凍結融解など)で菌体もしくは細胞を破砕した後、通常の方法(例えば、遠心分離、ろ過など)により本発明の融合蛋白質の粗抽出液を得ることができる。本発明の融合蛋白質がペリプラズムスペース中に蓄積される場合には、培養終了後、通常の方法(例えば浸透圧ショック法など)により本発明の融合蛋白質を含む抽出液を得ることができる。本発明の融合蛋白質が培養液中に蓄積される場合には、培養終了後、通常の方法(例えば、遠心分離、ろ過など)により菌体もしくは細胞と培養上清とを分離することにより、本発明の融合蛋白質を含む培養上清を得ることができる。 Specifically, when the fusion protein of the present invention is accumulated in cultured cells or cultured cells, after culturing, the cells or cells are removed by a usual method (for example, ultrasonic wave, lysozyme, freeze-thawing, etc.). After crushing, a crude extract of the fusion protein of the present invention can be obtained by ordinary methods (eg, centrifugation, filtration, etc.). When the fusion protein of the present invention is accumulated in the periplasmic space, an extract containing the fusion protein of the present invention can be obtained by the usual method (for example, osmotic shock method) after completion of the culture. When the fusion protein of the present invention is accumulated in the culture solution, the cells or cells and the culture supernatant are separated from each other by a conventional method (for example, centrifugation, filtration, etc.) after completion of the culture. A culture supernatant containing the fusion protein of the invention can be obtained.
このようにして得られた抽出液もしくは培養上清中に含まれる本発明の融合蛋白質の精製は、通常の分離・精製方法に従って行うことができる。分離・精製方法としては、例えば、硫酸アンモニウム沈殿、ゲルろ過クロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー、逆相高速液体クロマトグラフィー、透析法、限外ろ過法などを単独で、または適宜組み合わせて用いることができる。本発明の融合蛋白質が上述した精製のためのペプチド配列を含有する場合、これを用いて精製するのが好ましい。具体的には、本発明の融合蛋白質がヒスチジンタグ配列を含有する場合にはニッケルキレートアフィニティークロマト法、S−トランスフェラーゼのグルタチオンへの結合ドメインを含有する場合にはグルタチオン結合ゲルによるアフィニティークロマト法、プロテインAのアミノ酸の配列を含有する場合には抗体アフィニティークロマト法を用いることができる。 Purification of the fusion protein of the present invention contained in the extract or culture supernatant thus obtained can be performed according to a conventional separation / purification method. Separation / purification methods include, for example, ammonium sulfate precipitation, gel filtration chromatography, ion exchange chromatography, affinity chromatography, reverse phase high performance liquid chromatography, dialysis, ultrafiltration, etc., alone or in appropriate combination. be able to. When the fusion protein of the present invention contains the above-described peptide sequence for purification, it is preferably purified using this. Specifically, when the fusion protein of the present invention contains a histidine tag sequence, nickel chelate affinity chromatography, and when it contains a binding domain to glutathione of S-transferase, affinity chromatography using glutathione-binding gel, protein When the amino acid sequence of A is contained, antibody affinity chromatography can be used.
5.本発明の複合体
前記本発明の融合蛋白質(以下、「本発明のルシフェラーゼ」という場合がある。)は、他の有用な化合物(例、蛍光物質、検出すべき物質に特異的なリガンド等)と結合し、複合体を形成することができる。
5. Complex of the Present Invention The fusion protein of the present invention (hereinafter sometimes referred to as “the luciferase of the present invention”) is another useful compound (eg, fluorescent substance, ligand specific to the substance to be detected). Etc.) to form a complex.
本発明の複合体は、他の有用な化合物を、本発明のルシフェラーゼの第2の領域のシステイン残基のチオール基を介して結合したものである。本発明のいくつかの態様では、複合体は、本発明のルシフェラーゼと、蛍光物質または検出すべき物質に特異的なリガンドとが結合したものである。本発明のいくつかの態様の複合体では、ルシフェラーゼのチオール基と蛍光物質またはリガンドとの結合比率は、1:1の比率、またはそれに近い比率である。 The complex of the present invention is obtained by linking other useful compounds via the thiol group of the cysteine residue in the second region of the luciferase of the present invention. In some embodiments of the present invention, the complex is a combination of the luciferase of the present invention and a fluorescent substance or a ligand specific for the substance to be detected. In the complex of some embodiments of the present invention, the binding ratio between the thiol group of luciferase and the fluorescent substance or ligand is a ratio of 1: 1 or a ratio close thereto.
他の有用な化合物のうち、蛍光物質としては、Hoechist3342、Indo−1、DAP1などの有機化合物;緑色蛍光蛋白質(GFP)、青色蛍光蛋白質(BFP)、変異GFP蛍光蛋白質、フィコビリンなどの蛍光蛋白質を挙げることができる。 Among other useful compounds, fluorescent materials include organic compounds such as Hoechist3342, Indo-1, and DAP1; fluorescent proteins such as green fluorescent protein (GFP), blue fluorescent protein (BFP), mutant GFP fluorescent protein, and phycobilin Can be mentioned.
検出すべき物質に特異的なリガンドは、検出すべき物質に直接的に結合する物質、または、検出すべき物質に間接的に結合する物質の何れであってもよい。リガンドとしては、例えば、ビオチン、ビオチン結合タンパク質、酵素、基質、抗体、抗原、核酸、多糖類、レセプター、またはこれらに結合能を有する化合物を挙げることができる。 The ligand specific to the substance to be detected may be either a substance that directly binds to the substance to be detected or a substance that indirectly binds to the substance to be detected. Examples of the ligand include biotin, biotin-binding protein, enzyme, substrate, antibody, antigen, nucleic acid, polysaccharide, receptor, or a compound capable of binding to these.
このうち、ビオチン結合蛋白質としては、アビジン、ストレプトアビジン、変異型アビジン(ニュートラアビジン)等を挙げることができる。これらのビオチン結合蛋白質は市販のものを入手することができる。常法により、市販のビオチン結合蛋白質を修飾可能なように調製することもできる。 Among these, examples of the biotin-binding protein include avidin, streptavidin, mutant avidin (neutravidin) and the like. These biotin-binding proteins can be obtained commercially. A commercially available biotin-binding protein can also be prepared by a conventional method so that it can be modified.
抗原および抗体としては、これまで、様々な物質(例、腫瘍マーカーやホルモンなどといったヒトや動植物の生体内微量成分や、環境中の微量汚染物質など)の抗原、およびこれらの抗原に対する抗体が市販されており、測定したい被検体を抗原とする抗体を適宜必要に応じて入手し、使用することができる。 As antigens and antibodies, antigens of various substances (e.g., in vivo trace components of humans and animals and plants such as tumor markers and hormones, trace contaminants in the environment, etc.), and antibodies against these antigens have been commercially available. Thus, an antibody having the analyte to be measured as an antigen as appropriate can be obtained and used as necessary.
中でも、腫瘍の増殖に伴って血清や尿中に増加する腫瘍マーカーとしては、胎児性抗原、CA19−9、シリアルLex−i抗原、シリアルTn抗原、チミジンキナーゼ活性、組織ポリペプチド抗原、塩基性フェトプロテイン、免疫抑制酸性蛋白、CA72−4、CA125、DUPAN−2、SPan−1、エラスターゼ1、BCA−225、CA15−3、SCC抗原、サイトケラチン19フラグメント、前立腺特異抗原、γ−セミノプロテイン、前立腺酸性フォスファターゼ、α−フェトプロテイン、AFPレクチン分画、PIVKA−II、神経特異エノラーゼ、NCC−ST−439、CA130、I型コラーゲン−C−テロペプチドなど、各器官における腫瘍の生成に伴って特異的に増加するマーカーがこれまでに知られている。これらの抗原は市販されており、血清あるいは尿中の該マーカーを測定する上での標準物質として適宜利用することができる。更に、これらの抗原に対する種々のクラスあるいはサブクラスからなる抗体が市販されており、これらを適宜使用することができる。 Among them, tumor markers that increase in serum and urine with tumor growth include fetal antigen, CA19-9, serial Lex-i antigen, serial Tn antigen, thymidine kinase activity, tissue polypeptide antigen, basic fetoprotein , Immunosuppressive acidic protein, CA72-4, CA125, DUPAN-2, SPan-1, elastase 1, BCA-225, CA15-3, SCC antigen, cytokeratin 19 fragment, prostate specific antigen, gamma-seminoprotein, prostate Acid phosphatase, α-fetoprotein, AFP lectin fraction, PIVKA-II, nerve specific enolase, NCC-ST-439, CA130, type I collagen-C-telopeptide, etc. Increasing markers are known so far. These antigens are commercially available, and can be appropriately used as standard substances for measuring the marker in serum or urine. Furthermore, antibodies of various classes or subclasses against these antigens are commercially available, and these can be used as appropriate.
核酸としては、任意の相補的DNAおよびRNAが挙げられ、例えば、病原性遺伝子の検出、遺伝子診断等に使用可能な塩基配列を有するDNAおよびRNAを挙げることができる。これらの核酸は、常法により、適宜化学合成することができる。 Examples of the nucleic acid include any complementary DNA and RNA, and examples thereof include DNA and RNA having a base sequence that can be used for detection of pathogenic genes, genetic diagnosis, and the like. These nucleic acids can be appropriately chemically synthesized by conventional methods.
物理化学的特性等により異なるが、本発明のルシフェラーゼの分子サイズおよび他の有用な化合物との立体障害を考慮して、直接的にまたはリンカーもしくはスペーサーを介して、他の有用な化合物を本発明のルシフェラーゼに結合させる。 Depending on the physicochemical properties, etc., in consideration of the molecular size of the luciferase of the present invention and steric hindrance with other useful compounds, other useful compounds are directly or via a linker or spacer. To luciferase.
本発明において用いるリンカーまたはスペーサーは、−SH基と特異的に反応しうるものであれば特に限定されないが、20オングストローム以上の長さを有するものが好ましい。リンカーもしくはスペーサーとして使用しうる種々の−SH基修飾試薬は市販されており、これらを適宜利用することができる。 The linker or spacer used in the present invention is not particularly limited as long as it can specifically react with the —SH group, but preferably has a length of 20 angstroms or more. Various —SH group-modifying reagents that can be used as linkers or spacers are commercially available, and these can be used as appropriate.
システインのチオール基(「スルフヒドリル基」ともいう。)と反応する官能基を有する架橋試薬は、特に限定されるものではないが、具体的には、N-(4-[p-アジドサリシルアミド]ブチル)-3´-2´ピリジルジチオ)プロピオンアミド(APDP)、1,4−ジ-(3´-[2´ピリジルジチオ]プロピオンアミド)ブタン、1,6−ヘキサン-ビス-ビニルスルホン(HBVS)、スクシンイミジル3-(ブロモアセタミド)プロピオネート(SBAP)、N-スクシンイミジル3-(2-ピリジルジチオ)プロピオネート(SPDP)、N-(α‐マレイミドアセトキシ)-スクシンイミドエステル(AMAS)、スクシンイミジル 4−(N−マレイミドメチル)シクロヘキサン(SMCC)、SMCCのスルホン化誘導体(スルホ−SMCC)、m−マレイミドベンゾイル−N−ヒドロキシスクシンイミドエステル(MBS)、MBSのスルホン化誘導体(スルホ−MBS)、スクシンイミジル 4−(p−マレイミドフェニル)ブチレート(SMPB)、SMPBのスルホン化誘導体(スルホ−SMPB)、スクシンイミジル−6−(N−マレイミド−n−ヘキサノエート)、スクシンイミジル(4−ヨードアセチル)アミノベンゾエート(SIAB)、N−ヒドロキシスクシンイミジルブロモアセテート、ビス−(マレイミド)メチルエステル、ビス−マレイミドヘキサン(BMH)などを挙げることができる。本発明においては、その中でもスルフヒドリル基と反応する官能基としてマレイミド基を有する架橋試薬が好ましい。 The cross-linking reagent having a functional group that reacts with the thiol group of cysteine (also referred to as “sulfhydryl group”) is not particularly limited, but specifically, N- (4- [p-azidosalicylamido ] Butyl) -3′-2′pyridyldithio) propionamide (APDP), 1,4-di- (3 ′-[2′pyridyldithio] propionamide) butane, 1,6-hexane-bis-vinylsulfone ( HBVS), succinimidyl 3- (bromoacetamide) propionate (SBAP), N-succinimidyl 3- (2-pyridyldithio) propionate (SPDP), N- (α-maleimidoacetoxy) -succinimide ester (AMAS), succinimidyl 4- (N -Maleimidomethyl) cyclohexane (SMCC), sulfonated derivative of SMCC (sulfo-SMCC), m-maleimidobenzoyl-N-hydroxysuccinimide ester (MBS), sulfonated derivative of MBS (sulfo-MBS), succini Gills 4- (p-maleimidophenyl) butyrate (SMPB), sulfonated derivatives of SMPB (sulfo-SMPB), succinimidyl-6- (N-maleimide-n-hexanoate), succinimidyl (4-iodoacetyl) aminobenzoate (SIAB) ), N-hydroxysuccinimidyl bromoacetate, bis- (maleimido) methyl ester, bis-maleimidohexane (BMH), and the like. In the present invention, among them, a crosslinking reagent having a maleimide group as a functional group that reacts with a sulfhydryl group is preferable.
本発明のルシフェラーゼに他の有用な化合物を結合させる反応は、Hermanson G.T.著“Bioconjugate Techniques, 2 nd Edition (2008) ElsevierInc.等に記載されている方法のように当該分野で公知の方法により行うことができる。より具体的には、検出すべき物質に特異的なリガンドの場合、反応は、30 ℃以下、好ましくは25 ℃以下、pH6〜8、好ましくはpH7〜7.5で行うのが望ましい。蛍光物質の場合、反応は、25 ℃以下、好ましくは4 ℃以下、pH6〜8、好ましくはpH7〜7.5で行うのが望ましい。 Reactions for conjugating other useful compounds to the luciferase of the present invention are described in Hermanson GT. "Bioconjugate Techniques, 2" nd Edition (2008) Elsevier Inc. can be carried out by a method known in the art, such as the method described in Elsevier Inc. More specifically, in the case of a ligand specific to the substance to be detected, the reaction is desirably performed at 30 ° C. or lower, preferably 25 ° C. or lower, pH 6-8, preferably pH 7-7.5. In the case of a fluorescent substance, the reaction is desirably carried out at 25 ° C. or lower, preferably 4 ° C. or lower, pH 6-8, preferably pH 7-7.5.
特に、ビオチン結合蛋質の場合、反応は、25 ℃以下、好ましくは4 ℃以下、pH6〜8、好ましくはpH7〜7.5で行うのが望ましい。抗体の場合、反応は、25 ℃以下、好ましくは4 ℃以下、pH6〜8、好ましくはpH7〜7.5で行うのが望ましい。核酸の場合、反応は、25 ℃以下、好ましくは4 ℃以下、pH6〜8、好ましくはpH7〜7.5で行うのが望ましい。 In particular, in the case of a biotin-binding protein, the reaction is desirably performed at 25 ° C. or lower, preferably 4 ° C. or lower, pH 6-8, preferably pH 7-7.5. In the case of antibodies, the reaction is desirably carried out at 25 ° C. or lower, preferably 4 ° C. or lower, pH 6-8, preferably pH 7-7.5. In the case of nucleic acids, the reaction is desirably carried out at 25 ° C. or lower, preferably 4 ° C. or lower, pH 6-8, preferably pH 7-7.5.
6.本発明の融合蛋白質および複合体の利用
発光による検出マーカーとしての利用
本発明の融合蛋白質または本発明の複合体は、ルシフェリン存在下、発光による検出マーカーとして利用することができる。本発明の検出マーカーは、例えば、イムノアッセイ、ハイブリダイゼーションアッセイなどにおける目的物質の検出に利用することができる。本発明の複合体を検出マーカーとして利用する場合、本発明の複合体中の他の有用な化合物は、検出すべき物質に特異的なリガンドである。
6. Use of the fusion protein and complex of the present invention
Use as a detection marker by luminescence The fusion protein of the present invention or the complex of the present invention can be used as a detection marker by luminescence in the presence of luciferin. The detection marker of the present invention can be used, for example, for detection of a target substance in an immunoassay, a hybridization assay, or the like. When the complex of the present invention is used as a detection marker, other useful compounds in the complex of the present invention are ligands specific to the substance to be detected.
本発明の好ましい態様の融合蛋白質は、ルシフェリンを基質とする発光触媒活性を実質的に阻害することなく、IgGに結合することができる。このような融合蛋白質は、イムノアッセイにおけるIgGの検出に利用することができる。このようなIgGの検出は、通常の方法によって行うことができる。具体的には、本発明の融合蛋白質をIgGに結合させ、ルシフェリンによって発光させることによりIgGを検出することができる。 The fusion protein of a preferred embodiment of the present invention can bind to IgG without substantially inhibiting the luminescent catalytic activity using luciferin as a substrate. Such a fusion protein can be used for detection of IgG in an immunoassay. Such detection of IgG can be performed by a usual method. Specifically, IgG can be detected by binding the fusion protein of the present invention to IgG and emitting light with luciferin.
本発明の複合体をイムノアッセイで利用する場合、本発明の複合体のリガンドは、例えば、目的物質を特異的に認識する1次抗体である。本発明の複合体における1次抗体は、試料中に存在する検出すべき物質(抗原)に特異的に結合するので、本発明の複合体における融合蛋白質の発光を測定することにより、試料中の検出すべき物質の部位や量が検出できる。 When the complex of the present invention is used in an immunoassay, the ligand of the complex of the present invention is, for example, a primary antibody that specifically recognizes a target substance. Since the primary antibody in the complex of the present invention specifically binds to a substance to be detected (antigen) present in the sample, by measuring the luminescence of the fusion protein in the complex of the present invention, The part and amount of the substance to be detected can be detected.
検出の感度を高めるために、1次抗体を特異的に認識する2次抗体を使う方法も周知である。この場合、本発明の複合体中のリガンドは、例えば、2次抗体である。 In order to increase the sensitivity of detection, a method using a secondary antibody that specifically recognizes the primary antibody is also well known. In this case, the ligand in the complex of the present invention is, for example, a secondary antibody.
また、2次抗体にビオチンを結合し、このビオチン化2次抗体と、本発明の融合蛋白質と結合したアビジンまたはストレプトアビジンとを反応させることもできる。この場合、本発明の複合体中のリガンドは、アビジンまたはストレプトアビジンである。 Alternatively, biotin can be bound to the secondary antibody, and this biotinylated secondary antibody can be reacted with avidin or streptavidin bound to the fusion protein of the present invention. In this case, the ligand in the complex of the present invention is avidin or streptavidin.
さらに、1分子のアビジンまたは1分子のストレプトアビジンが、4分子のビオチンと結合する性質を利用することもできる。すなわち、ビオチン化2次抗体と、アビジンまたはストレプトアビジンとを反応させ、さらに、本発明の融合蛋白質と結合したビオチンと反応させるものである。この場合、本発明の複合体中のリガンドは、ビオチンである。 Furthermore, the property that one molecule of avidin or one molecule of streptavidin binds to four molecules of biotin can be used. That is, a biotinylated secondary antibody is reacted with avidin or streptavidin, and further reacted with biotin bound to the fusion protein of the present invention. In this case, the ligand in the complex of the present invention is biotin.
本発明の複合体を用いてレセプターを検出する場合においては、レセプターに結合するシグナルペプチド(インシュリンのようなホルモン、サイトカイン、TNF、Fasリガンド等)を、本発明の複合体中のリガンドとすることができる。一方、シグナルペプチドを検出する場合には、レセプターを構成する蛋白質を、本発明の複合体中のリガンドとすることができる。すなわち、ある薬物が結合するレセプターを検出する場合には、その薬物を本発明の複合体中のリガンドとすることができ、あるレセプターに結合する薬物を検出する場合は、そのレセプターを本発明の複合体中のリガンドとすることができる。 When detecting a receptor using the complex of the present invention, a signal peptide (hormone such as insulin, cytokine, TNF, Fas ligand, etc.) that binds to the receptor is used as a ligand in the complex of the present invention. Can do. On the other hand, when detecting a signal peptide, a protein constituting the receptor can be used as a ligand in the complex of the present invention. That is, when detecting a receptor to which a certain drug binds, the drug can be used as a ligand in the complex of the present invention. When detecting a drug that binds to a certain receptor, the receptor is defined as that of the present invention. It can be a ligand in a complex.
本発明の複合体を用いて酵素を検出する場合には、その酵素の基質を本発明の複合体中のリガンドとすることができる。一方、その酵素の基質を検出する場合には、その酵素を本発明の複合体中のリガンドとすることができる。 When an enzyme is detected using the complex of the present invention, the enzyme substrate can be used as a ligand in the complex of the present invention. On the other hand, when detecting a substrate of the enzyme, the enzyme can be used as a ligand in the complex of the present invention.
本発明の複合体をハイブリダイゼーションアッセイで利用する場合、ある核酸に対して特異的に結合する他の核酸を検出するために、検出する核酸に相補的な核酸を、本発明の複合体中のリガンドとすることができる。 When the complex of the present invention is used in a hybridization assay, a nucleic acid complementary to the nucleic acid to be detected is detected in the complex of the present invention in order to detect other nucleic acids that specifically bind to one nucleic acid. It can be a ligand.
本発明の複合体を用いて多糖類に対して特異的に結合する他の物質を検出する場合には、多糖類を、本発明の複合体中のリガンドとすることができる。 When other substances that specifically bind to polysaccharides are detected using the complex of the present invention, the polysaccharide can be used as a ligand in the complex of the present invention.
この他、血液凝固因子と特異的に結合しうるレクチンや転写因子等のDNA結合性蛋白質等も、本発明の複合体中のリガンドとすることができる。 In addition, a DNA-binding protein such as a lectin or a transcription factor that can specifically bind to a blood coagulation factor can be used as a ligand in the complex of the present invention.
本発明の複合体は、上記のようにリガンドを介して目的物質に直接的または間接的に結合することができるので、ルシフェリン存在下、発光による検出マーカーとして利用することができる。このような検出マーカーを用いた目的物質の検出は通常の方法により行うことができる。 Since the complex of the present invention can be directly or indirectly bound to a target substance via a ligand as described above, it can be used as a detection marker by luminescence in the presence of luciferin. Detection of a target substance using such a detection marker can be performed by a usual method.
また、本発明の融合蛋白質は、例えば、目的蛋白質との融合蛋白質として発現させ、マイクロインジェクション法などの手法により細胞内に導入することによって、前記目的蛋白質の分布を測定するために利用することもできる。このような目的タンパク質などの分布の測定は、発光イメージング等の検出法などを利用して行うこともできる。なお、本発明の融合蛋白質は、マイクロインジェクション法などの手法により細胞内に導入する以外に、細胞内で発現させて用いることもできる。 In addition, the fusion protein of the present invention can be used for measuring the distribution of the target protein, for example, by expressing it as a fusion protein with the target protein and introducing it into the cell by a technique such as microinjection. it can. Such measurement of the distribution of the target protein or the like can also be performed using a detection method such as luminescence imaging. In addition, the fusion protein of the present invention can be expressed in a cell and used in addition to being introduced into a cell by a technique such as a microinjection method.
レポーター蛋白質としての利用
本発明の融合蛋白質は、レポーター蛋白質としてプロモーターなどの転写活性の測定に利用することもできる。本発明の融合蛋白質をコードするポリヌクレオチド(すなわち、本発明のポリヌクレオチド)を、目的のプロモーターまたは他の発現制御配列(例えば、エンハンサーなど)に融合したベクターを構築する。前記ベクターを宿主細胞に導入し、ルシフェリン存在下、本発明の融合蛋白質に由来する発光を検出することにより、目的のプロモーターまたは他の発現制御配列の活性を測定することができる。
Use as a reporter protein The fusion protein of the present invention can also be used as a reporter protein to measure transcriptional activity of a promoter or the like. A vector is constructed in which a polynucleotide encoding the fusion protein of the present invention (ie, the polynucleotide of the present invention) is fused to a target promoter or other expression control sequence (for example, an enhancer). By introducing the vector into a host cell and detecting luminescence derived from the fusion protein of the present invention in the presence of luciferin, the activity of the target promoter or other expression control sequence can be measured.
本発明のポリヌクレオチドは、上述のようにして、レポーター遺伝子として利用することができる。 The polynucleotide of the present invention can be used as a reporter gene as described above.
アミューズメント用品の材料
本発明の融合蛋白質は、ルシフェリンが酸素分子で酸化されてオキシルシフェリンが励起状態で生成される反応を触媒する活性を有する。励起状態のオキシルシフェリンは可視光を発して基底状態となる。よって、本発明の融合蛋白質などは、アミューズメント用品の材料の発光基材として好適に使用することができる。アミューズメント用品としては、たとえば、発光シャボン玉、発光アイス、発光飴、発光絵の具等があげられる。本発明のアミューズメント用品は、通常の方法によって製造することができる。
Materials for Amusement Products The fusion protein of the present invention has an activity of catalyzing a reaction in which luciferin is oxidized with oxygen molecules and oxyluciferin is generated in an excited state. Excited oxyluciferin emits visible light to the ground state. Therefore, the fusion protein of the present invention can be suitably used as a luminescent base material for amusement materials. Examples of the amusement goods include a light emitting soap bubble, a light emitting ice, a light emitting bowl, and a light emitting paint. The amusement product of the present invention can be manufactured by a usual method.
生物発光共鳴エネルギー移動(BRET)法
本発明の融合蛋白質または本発明の複合体は、生物発光共鳴エネルギー移動(BRET)法による分子間相互作用の原理を利用した生理機能の解析や酵素活性の測定等の分析方法に利用することができる。
Bioluminescence Resonance Energy Transfer (BRET) Method The fusion protein of the present invention or the complex of the present invention is analyzed for physiological functions and measurement of enzyme activity using the principle of intermolecular interaction by the bioluminescence resonance energy transfer (BRET) method. It can be used for analysis methods such as.
例えば、本発明の融合蛋白質または本発明の複合体において、本発明の融合蛋白質または本発明の複合体(「本発明のルシフェラーゼ」という場合がある。)をドナーとして使用し、蛍光物質(例、有機化合物、蛍光蛋白質等)をアクセプターとして使用して、両者の間で生物発光共鳴エネルギー移動(BRET)を起こすことによりドナーとアクセプターとの間の相互作用を検出することができる。 For example, in the fusion protein of the present invention or the complex of the present invention, the fusion protein of the present invention or the complex of the present invention (sometimes referred to as “the luciferase of the present invention”) is used as a donor, and a fluorescent substance (eg, The interaction between the donor and the acceptor can be detected by causing bioluminescence resonance energy transfer (BRET) between them using an organic compound, a fluorescent protein, etc.) as an acceptor.
本発明のある態様では、アクセプターとして使用する有機化合物は、Hoechist3342、Indo−1、DAP1などである。本発明の別の態様では、アクセプターとして使用する蛍光蛋白質は、緑色蛍光蛋白質(GFP)、青色蛍光蛋白質(BFP)、変異GFP蛍光蛋白質、フィコビリンなどである。 In one embodiment of the present invention, the organic compound used as an acceptor is Hoechist3342, Indo-1, DAP1, or the like. In another embodiment of the present invention, the fluorescent protein used as an acceptor is green fluorescent protein (GFP), blue fluorescent protein (BFP), mutant GFP fluorescent protein, phycobilin, and the like.
本発明の好ましい態様において、解析する生理機能は、オーファン受容体(特にG蛋白質共役受容体)、アポトーシス、または遺伝子発現による転写調節などである。また、本発明の好ましい態様において、分析する酵素は、プロテアーゼ、エステラーゼまたはリン酸化酵素などである。 In a preferred embodiment of the present invention, the physiological function to be analyzed is orphan receptor (especially G protein-coupled receptor), apoptosis, or transcriptional regulation by gene expression. In a preferred embodiment of the present invention, the enzyme to be analyzed is a protease, esterase or phosphorylase.
BRET法による生理機能の解析は、公知の方法で行うことができ、例えば、Biochem. J. 2005, 385, 625−637、またはExpert Opin. Ther Tarets, 2007 11: 541−556などに記載の方法に準じて行うことができる。また、酵素活性の測定も、公知の方法で行うことができ、例えば、Nature Methods 2006, 3:165−174、またはBiotechnol. J. 2008, 3:311−324などに記載の方法に準じて行うことができる。 Analysis of physiological functions by the BRET method can be performed by a known method, for example, the method described in Biochem. J. 2005, 385, 625-637 or Expert Opin. Ther Tarets, 2007 11: 541-556, etc. It can be performed according to. The enzyme activity can also be measured by a known method, for example, according to the method described in Nature Methods 2006, 3: 165-174, Biotechnol. J. 2008, 3: 311-324, or the like. be able to.
本発明のいくつかの態様の複合体は、本発明の融合蛋白質に、他の有用な化合物として蛍光物質を結合したものである。蛍光物質としては前記したものが挙げられる。この複合体中の本発明の融合蛋白質をドナーとし、同一複合体中の蛍光物質をアクセプターとして、両者の間でBRETを起こすこともできる。 The complex of some embodiments of the present invention is obtained by binding a fluorescent substance as another useful compound to the fusion protein of the present invention. Examples of the fluorescent material include those described above. BRET can be caused between the fusion protein of the present invention in this complex as a donor and the fluorescent substance in the same complex as an acceptor.
7.本発明のキット
本発明は、本発明の融合蛋白質、本発明のポリヌクレオチド、本発明の組換えベクター、本発明の形質転換体および本発明の複合体から選択されるいずれかを含むキットも提供する。本発明のキットには、さらにルシフェリン(例えば、セレンテラジン類)を含んでいてもよい。本発明のキットは、通常用いられる材料および方法で製造することができる。本発明のキットは、例えば、サンプルチューブ、プレート、キット使用者に対する指示書、溶液、バッファー、試薬、標準化のために好適なサンプルまたは対照サンプルを含んでもよい。本発明のキットには、さらに、ハロゲン化物イオンを含む塩などを含んでいてもよい。
7. Kit of the Present Invention The present invention is a kit comprising any one selected from the fusion protein of the present invention, the polynucleotide of the present invention, the recombinant vector of the present invention, the transformant of the present invention and the complex of the present invention. Also provide. The kit of the present invention may further contain luciferin (for example, coelenterazines). The kit of the present invention can be produced by commonly used materials and methods. The kits of the invention may include, for example, sample tubes, plates, instructions for kit users, solutions, buffers, reagents, samples suitable for standardization or control samples. The kit of the present invention may further contain a salt containing a halide ion.
本発明のキットは、上述したレポーター蛋白質もしくはレポーター遺伝子を用いた測定、発光による検出マーカー、BRET法による生理機能の解析または酵素活性の測定などに利用することができる。 The kit of the present invention can be used for measurement using the above-described reporter protein or reporter gene, detection marker by luminescence, analysis of physiological function by BRET method, measurement of enzyme activity, and the like.
8.発光反応方法
発光触媒活性
本発明の融合蛋白質または本発明の複合体(以下、「本発明の融合蛋白質等」とする場合がある。)は、ルシフェリン(例えば、セレンテラジン類)を酸素分子で酸化して励起状態のオキシルシフェリンを生成させる反応を触媒する活性を有する。励起状態のオキシルシフェリンは、基底状態となる際に可視光を発する。すなわち、本発明の融合蛋白質等は、ルシフェリン(例えば、セレンテラジン類)を基質とする発光反応を触媒し、発光を生じさせる活性を有する。この活性を、本明細書において、「発光触媒活性」と称することがある。
8. Luminescent reaction method
Luminescent Catalytic Activity The fusion protein of the present invention or the complex of the present invention (hereinafter sometimes referred to as “the fusion protein of the present invention”) is an excited state by oxidizing luciferin (for example, coelenterazines) with oxygen molecules. It has an activity to catalyze a reaction for producing oxyluciferin. Excited oxyluciferin emits visible light when it reaches the ground state. That is, the fusion protein of the present invention has an activity of catalyzing a luminescence reaction using luciferin (for example, coelenterazines) as a substrate and generating luminescence. This activity is sometimes referred to herein as “luminescence catalytic activity”.
発光反応
本発明の融合蛋白質等を用いた、ルシフェリン(例えば、セレンテラジン類)を基質とする発光反応は、本発明の融合蛋白質等とルシフェリンとを接触させることにより行うことができる。反応条件としては、ガウシアルシフェラーゼを用いた発光反応に通常用いられる条件またはそれに準じた条件で行うことができる(例えば、WO99/49019、J. Biol. Chem. 279, 3212−3217 (2004)、およびそれらの引用文献など参照)。
Luminescent reaction A luminescent reaction using a luciferin (for example, coelenterazines) as a substrate using the fusion protein of the present invention can be carried out by bringing the fusion protein of the present invention into contact with luciferin. As the reaction conditions, it can be carried out under conditions usually used for luminescence reaction using Gaussia luciferase or conditions based thereon (for example, WO99 / 49019, J. Biol. Chem. 279, 3212-3217 (2004), And their references).
具体的には、反応溶媒としては、例えば、Tris−HCl緩衝液、リン酸ナトリウム緩衝液などの緩衝液、水、などが用いられる。 Specifically, as the reaction solvent, for example, a buffer such as a Tris-HCl buffer or a sodium phosphate buffer, water, or the like is used.
反応温度は、通常約4℃〜約40℃、好ましくは約4℃〜約25℃である。 The reaction temperature is generally about 4 ° C to about 40 ° C, preferably about 4 ° C to about 25 ° C.
反応溶液のpHは、通常約5〜約10、好ましくは約6〜約9、より好ましくは約7〜約8、特に好ましくは約7.5である。 The pH of the reaction solution is usually about 5 to about 10, preferably about 6 to about 9, more preferably about 7 to about 8, and particularly preferably about 7.5.
ルシフェリンとしては、セレンテラジン類が好ましく、特にセレンテラジンが好ましい。
ルシフェリンは、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホオキシド等の極性溶媒や、メタノール、エタノール、ブタノール等のアルコール溶液として反応系に加えてもよい。
As luciferin, coelenterazines are preferable, and coelenterazine is particularly preferable.
Luciferin may be added to the reaction system as a polar solvent such as dimethylformamide or dimethylsulfoxide, or an alcohol solution such as methanol, ethanol or butanol.
発光活性の活性化
本発明の融合蛋白質等の、ルシフェリン(例えば、セレンテラジン類)を基質とする発光活性(発光触媒活性)は、ハロゲン化物イオン、非イオン性界面活性剤などにより活性化される。
Activation of Luminescent Activity Luminescent activity (luminescent catalytic activity) using luciferin (for example, coelenterazines) as a substrate, such as the fusion protein of the present invention, is activated by halide ions, nonionic surfactants, and the like.
ハロゲン化物イオンとしては、フッ素イオン、塩素イオン、臭素イオン、ヨウ素イオンなどがあげられ、塩素イオン、臭素イオン、ヨウ素イオンが好ましい。
ハロゲン化物イオンの濃度は、通常約10μM〜約100mM、好ましくは約100μM〜約50mM、特に好ましくは約1mM〜約20mMである。
Examples of the halide ion include fluorine ion, chlorine ion, bromine ion and iodine ion, and chlorine ion, bromine ion and iodine ion are preferable.
The concentration of halide ions is usually about 10 μM to about 100 mM, preferably about 100 μM to about 50 mM, particularly preferably about 1 mM to about 20 mM.
反応系にハロゲン化物イオンを添加する方法としては、塩として添加する方法などがあげられる。用いられる塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩;カルシウム塩、マグネシウム塩、バリウム塩などのアルカリ土類金属塩などがあげられる。より具体的には、NaF、NaCl、NaBr、NaI、KF、KCl、KBr、KI、CaF2、CaCl2、CaBr2、CaI2、MgF2、MgCl2、MgBr2、MgI2などがあげられる。 Examples of the method of adding halide ions to the reaction system include a method of adding as a salt. Examples of the salt used include alkali metal salts such as sodium salt and potassium salt; alkaline earth metal salts such as calcium salt, magnesium salt and barium salt. More specifically, NaF, NaCl, NaBr, NaI, KF, KCl, KBr, KI, CaF 2 , CaCl 2 , CaBr 2 , CaI 2 , MgF 2 , MgCl 2 , MgBr 2 , MgI 2 and the like can be mentioned.
非イオン性界面活性剤としては、Tween20(ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート)、Tween80(ポリオキシエチレンソルビタンモノオレアート)、TritonX-100(ポリエチレングリコール−p−イソオクチルフェニルエーテル)、Briji-58 (ポリオキシエチレン(20)セチルエーテル)、Nonidet P-40 (エチルフェノールポリ(エチレングリコールエーテル)nなどがあげられ、Tween20、TritonX-100などが好ましい。
非イオン性界面活性剤の濃度は、通常約0.0002%(w/v)〜約0.2%(w/v)、好ましくは約0.001%(w/v)〜約0.1%(w/v)、特に好ましくは約0.05%(w/v)〜約0.02%(w/v)である。
Nonionic surfactants include Tween 20 (polyoxyethylene sorbitan monolaurate), Tween 80 (polyoxyethylene sorbitan monooleate), Triton X-100 (polyethylene glycol-p-isooctyl phenyl ether), Briji-58 ( Polyoxyethylene (20) cetyl ether), Nonidet P-40 (ethylphenol poly (ethylene glycol ether) n) and the like, and Tween 20, Triton X-100 and the like are preferable.
The concentration of the nonionic surfactant is usually about 0.0002% (w / v) to about 0.2% (w / v), preferably about 0.001% (w / v) to about 0.1% (w / v), especially Preferably, it is about 0.05% (w / v) to about 0.02% (w / v).
なお、本明細書に記載した全ての文献及び刊行物は、その目的にかかわらず参照によりその全体を本明細書に組み込むものとする。 It should be noted that all documents and publications described in this specification are incorporated herein by reference in their entirety regardless of their purposes.
実施の形態及び実施例に特に説明がない場合には、J. Sambrook, E. F. Fritsch & T. Maniatis (Ed.), Molecular cloning, a laboratory manual (3rd edition), Cold Spring Harbor Press, Cold Spring Harbor, New York (2001); F. M. Ausubel, R. Brent, R. E. Kingston, D. D. Moore, J.G. Seidman, J. A. Smith, K. Struhl (Ed.), Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons Ltd.などの標準的なプロトコール集に記載の方法、あるいはそれを修飾したり、改変した方法を用いる。また、市販の試薬キットや測定装置を用いる場合には、特に説明が無い場合、それらに添付のプロトコールを用いる。 Unless otherwise stated in the embodiments and examples, J. Sambrook, EF Fritsch & T. Maniatis (Ed.), Molecular cloning, a laboratory manual (3rd edition), Cold Spring Harbor Press, Cold Spring Harbor, New York (2001); FM Ausubel, R. Brent, RE Kingston, DD Moore, JG Seidman, JA Smith, K. Struhl (Ed.), Standard Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons Ltd. The method described in the protocol collection, or a modified or modified method thereof is used. In addition, when using commercially available reagent kits and measuring devices, unless otherwise explained, protocols attached to them are used.
なお、本発明の目的、特徴、利点、及びそのアイデアは、本明細書の記載により、当業者には明らかであり、本明細書の記載から、当業者であれば、容易に本発明を再現できる。 The objects, features, advantages, and ideas of the present invention will be apparent to those skilled in the art from the description of the present specification, and those skilled in the art can easily reproduce the present invention from the description of the present specification. it can.
発明の実施の形態及び具体的な実施例などは、本発明の好ましい実施態様を示すものであり、例示又は説明のために示されているのであって、本発明をそれらに限定するものではない。本明細書で開示されている本発明の意図ならびに範囲内で、本明細書の記載に基づき、様々に修飾ができることは、当業者にとって明らかである。 The embodiments and specific examples of the invention show preferred embodiments of the present invention, and are shown for illustration or explanation, and the present invention is not limited thereto. . It will be apparent to those skilled in the art that various modifications can be made based on the description of the present specification within the spirit and scope of the present invention disclosed herein.
以下に実施例により本発明を説明するが、実施例は本発明を制限するものではない。 EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples, but the examples are not intended to limit the present invention.
実施例1 アミノ末端にヒスチジン配列を有し、IgG結合ドメインであるZZドメインを有する蛋白質を発現するための新規基本ベクターpCold-ZZ-gCysの構築
新規発現ベクターpCold-ZZ-gCysを、以下の手順で構築した。pCold-ZZ-gCysは、ニッケルキレートゲルクロマトグラフ法による精製を可能にするヒスチジン配列と、プロテインAのIgG結合ドメインであるZZドメインと、ZZドメインのC-末端側にペプチドリンカーおよびシステイン残基とを有する融合蛋白質(組換えZZドメイン-gCys)を発現する。
Example 1 Construction of a new basic vector pCold-ZZ-gCys for expressing a protein having a histidine sequence at the amino terminus and a ZZ domain that is an IgG binding domain A new expression vector pCold-ZZ-gCys was prepared by the following procedure. Built with. pCold-ZZ-gCys has a histidine sequence that enables purification by nickel chelate gel chromatography, a ZZ domain that is an IgG-binding domain of protein A, and a peptide linker and cysteine residue on the C-terminal side of the ZZ domain. A fusion protein (recombinant ZZ domain-gCys) is expressed.
特開2008-99669号公報の実施例1に記載の方法と同様の方法にてZZ融合蛋白質発現ベクターpCold-ZZ-XのHindIII/PstIサイトに、ペプチドリンカーおよびシステイン残基(Gly-Gly-Gly-Gly-Ser-Gly-Gly-Gly-Gly-Ser-Gly-Gly-Gly-Gly-Cys)(配列番号:6)をコードする以下のオリゴヌクレオチドを挿入してpCold-ZZ-gCysを構築した。 In the same manner as described in Example 1 of JP-A-2008-99669, peptide linker and cysteine residue (Gly-Gly-Gly -Gly-Ser-Gly-Gly-Gly-Gly-Ser-Gly-Gly-Gly-Gly-Cys) (SEQ ID NO: 6) was inserted to construct pCold-ZZ-gCys. .
GGGGS Linker-F(5’ AG CTT GGT GGT GGT GGT TCT GGT GGT GGT GGT TCT GGT GGT GGT GGT TGC TAA GCT AGC CTG CA 3’)(配列番号3);および
GGGGS Linker-R(5’ G GCT AGC TTA GCA ACC ACC ACC ACC AGA ACC ACC ACC ACC AGA ACC ACC ACC ACC A 3’)(配列番号4)。
GGGGS Linker-F (5 'AG CTT GGT GGT GGT GGT TCT GGT GGT GGT GGT TCT GGT GGT GGT GGT TGC TAA GCT AGC CTG CA 3') (SEQ ID NO: 3); and
GGGGS Linker-R (5 'G GCT AGC TTA GCA ACC ACC ACC ACC AGA ACC ACC ACC ACC AGA ACC ACC ACC ACC A 3') (SEQ ID NO: 4).
DNA シークエンサー(ABI社製)により塩基配列を決定することにより、インサートDNAの確認を行った。組換えZZドメイン-gCysをコードするポリヌクレオチドの塩基配列を配列番号:1に示し、組換えZZドメイン-gCysのアミノ酸配列を配列番号:2に示す。 The insert DNA was confirmed by determining the nucleotide sequence with a DNA sequencer (manufactured by ABI). The nucleotide sequence of the polynucleotide encoding the recombinant ZZ domain-gCys is shown in SEQ ID NO: 1, and the amino acid sequence of the recombinant ZZ domain-gCys is shown in SEQ ID NO: 2.
新規発現ベクターpCold-ZZ-gCysは、プロモーターとして大腸菌のコールドショックプロテインAのプロモーターと、オペレーターとしてラクトースのオペレーターとを有し、キレートゲルによる精製を可能とする6個のヒスチジン配列と、IgG結合能を有するZZドメインをコードする配列と、その下流にフレキシブルペプチドリンカーおよびシステイン残基をコードする配列とを有する(図1)。 The new expression vector pCold-ZZ-gCys has E. coli cold shock protein A promoter as the promoter and lactose operator as the operator, and has 6 histidine sequences that can be purified by chelating gel and IgG binding ability. And a sequence encoding a flexible peptide linker and a cysteine residue downstream thereof (FIG. 1).
実施例2 組換えZZドメイン-gCysの精製法
組換えZZドメイン-gCysは、以下に示すように取得した。すなわち、発現ベクターpCold-ZZ-gCysを用いて、大腸菌にて組換えZZドメイン-gCysを発現させ、IgGセファロースカラムクロマトグラフ法にて精製することにより、精製ZZドメイン-gCysを取得した。
Example 2 Purification Method of Recombinant ZZ Domain-gCys Recombinant ZZ domain-gCys was obtained as shown below. That is, using the expression vector pCold-ZZ-gCys, recombinant ZZ domain-gCys was expressed in E. coli, and purified by IgG sepharose column chromatography to obtain purified ZZ domain-gCys.
1)組換えZZドメイン-gCysの大腸菌での発現
大腸菌において組換えZZドメイン-gCysを発現させるために、ZZドメイン-gCys遺伝子を包含する発現ベクター pCold-ZZ-gCysを用いた。常法により大腸菌BL21株に発現ベクターpCold-ZZ-gCysを導入し、得られた形質転換株を、アンピシリン(50μg/ml)を含有する10mlのLB液体培地(水1リットルあたり、バクトトリプトン10g、イーストイクストラクト5g、塩化ナトリウム5g、pH7.2)に植菌し、37℃で18時間培養を行った。次いで、その培養物を新たなLB液体培地400 ml x5本(総量2L)に添加して37℃で2.5時間培養した後、氷水上で冷却して、イソプロピル-β-D(−)-チオガラクトピラノシド(IPTG、和光純薬工業社製)を最終濃度0.2 mMになるように培養液に添加し、15℃で17時間培養を行った。培養後、菌体を遠心回収(5,000rpm、5分)し、蛋白質抽出の出発材料とした。
1) Expression of recombinant ZZ domain-gCys in E. coli In order to express recombinant ZZ domain-gCys in E. coli, an expression vector pCold-ZZ-gCys including the ZZ domain-gCys gene was used. The expression vector pCold-ZZ-gCys was introduced into Escherichia coli BL21 by a conventional method, and the obtained transformant was treated with 10 ml of LB liquid medium containing ampicillin (50 μg / ml) (10 g of bactotryptone per liter of water). Inoculated in yeast extract 5 g, sodium chloride 5 g, pH 7.2) and cultured at 37 ° C. for 18 hours. Then, the culture was added to 400 ml x5 new LB liquid medium (total volume 2 L), incubated at 37 ° C. for 2.5 hours, cooled on ice water, and isopropyl-β-D (−)-thiogalacto Pyranoside (IPTG, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to the culture solution to a final concentration of 0.2 mM, and cultured at 15 ° C. for 17 hours. After culturing, the cells were collected by centrifugation (5,000 rpm, 5 minutes) and used as a starting material for protein extraction.
2)培養菌体からのZZドメイン-gCysの抽出およびIgGセファロースカラムクロマトグラフ法
集菌した培養菌体を200mlの50mM Tris-HCl (pH7.6)で懸濁し、氷冷下で超音波破砕処理(ブランソン社製、Sonifier model cycle 250)を3分間、3回行い、その菌体破砕液を10,000rpm(12,000×g)で4 ℃、20分間遠心した。得られた可溶性画分をTBST溶液(20 mM Tris-HCl (pH7.4), 150 mM NaCl, 0.5% Tween20)で平衡化したIgGセファロース6FastFlowカラム(アマシャムバイオサイエンス社、カラムサイズ:直径2.5×6 cm)に供し、カラムにZZドメイン-gCysを吸着させた。カラムを、300 mlのTBST溶液、次いで100 mlの酢酸アンモニウム溶液(pH5.0)で洗浄した後、0.5 M酢酸溶液(pH3.4)(和光純薬工業社製)で順次10 mlで溶出を行なった。溶出画分を280 nm の吸収スペクトルで測定した結果、ZZドメイン-gCys画分を確認した。さらに、溶出画分を還元状態で12%ポリアクリルアミドゲルを用いたSDS-PAGEによる分析を行い、ZZドメイン-gCysを確認した。SDS-PAGE分析の結果を図2に示した。
2) Extraction of ZZ domain-gCys from cultured cells and IgG Sepharose column chromatography The collected cultured cells are suspended in 200 ml of 50 mM Tris-HCl (pH 7.6) and subjected to ultrasonic crushing under ice-cooling. (Branson, Sonifier model cycle 250) was performed 3 times for 3 minutes, and the cell disruption solution was centrifuged at 10,000 rpm (12,000 × g) at 4 ° C. for 20 minutes. An IgG Sepharose 6 FastFlow column (Amersham Biosciences, column size: diameter 2.5 × 6) in which the obtained soluble fraction was equilibrated with a TBST solution (20 mM Tris-HCl (pH7.4), 150 mM NaCl, 0.5% Tween20). cm), and ZZ domain-gCys was adsorbed on the column. The column was washed with 300 ml of TBST solution, then with 100 ml of ammonium acetate solution (pH 5.0), and then eluted with 10 ml of 0.5 M acetic acid solution (pH 3.4) (Wako Pure Chemical Industries). I did it. As a result of measuring the eluted fraction with an absorption spectrum at 280 nm, the ZZ domain-gCys fraction was confirmed. Further, the elution fraction was analyzed by SDS-PAGE using a 12% polyacrylamide gel in a reduced state, and ZZ domain-gCys was confirmed. The results of SDS-PAGE analysis are shown in FIG.
3)IgGセファロースカラム溶出液の透析
IgGセファロースカラムより得られたZZドメイン-gCys溶出画分20 mlを5 Lの100 mMリン酸ナトリウムバッファー(pH7.3)にて4℃で72時間透析し、22 mlのZZドメイン-gCys溶液を取得した。透析後のZZドメイン-gCys溶液について、非還元状態で12%ポリアクリルアミドゲルを用いたSDS-PAGEによる分析を行った。SDS-PAGE分析の結果を図3に示した。72時間の透析の間に生成した、ZZドメイン-gCysの新規導入システイン残基によるダイマー形成を確認した。
3) Dialysis of IgG Sepharose column eluate
20 ml of the ZZ domain-gCys elution fraction obtained from the IgG sepharose column was dialyzed against 5 L of 100 mM sodium phosphate buffer (pH 7.3) at 4 ° C for 72 hours, and 22 ml of ZZ domain-gCys solution was dialyzed. I got it. The ZZ domain-gCys solution after dialysis was analyzed by SDS-PAGE using 12% polyacrylamide gel in a non-reducing state. The results of SDS-PAGE analysis are shown in FIG. Dimer formation by a newly introduced cysteine residue of ZZ domain-gCys generated during 72 hours of dialysis was confirmed.
尚、蛋白量濃度は、Bradford法にもとづく市販のキット(バイオラッド社製)を用い、ウシ血清アルブミン(ピアス社製)を標準物質として用いて決定した。 The protein concentration was determined using a commercially available kit (Bio-Rad) based on the Bradford method and using bovine serum albumin (Pierce) as a standard substance.
それぞれの精製過程におけるSDS-PAGE分析の結果を図2に示す。図2に示すように、最終精製画分は分子量18kDa蛋白質に相当する単一バンドが検出され,純度95%以上であると明らかとなった。表2に示すように、2Lの培養菌体から94.6 mgのZZドメイン-gCysを得た。 The results of SDS-PAGE analysis in each purification process are shown in FIG. As shown in FIG. 2, a single band corresponding to a molecular weight of 18 kDa protein was detected in the final purified fraction, and it was revealed that the purity was 95% or more. As shown in Table 2, 94.6 mg of ZZ domain-gCys was obtained from 2 L of cultured cells.
実施例3 質量分析法によるZZドメイン-gCysの同定
実施例2で精製したZZドメイン-gCysについて、Matrix assisted laser desorption time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF-MS)法による質量解析を、AutoFLEX (Bruker Daltonics社)を用いて行った。分子量のスタンダードとして、アンジオテンシンI (m/z 1296.69)、インシュリン(m/z 5734.59)、アポミオグロビン(m/z 16952.60)、アポイクオリン(m/z 2163.20)を用いた。マトリックスとしてシナピン酸(インビトロジェン社製)を用いた。測定の結果、主ピークのm/z として17921.37を得た。この値は、ZZドメイン-gCysの平均質量計算値[M+H+]=18004.68と非常に良い一致を示した。また、実施例2記載にあるZZドメイン-gCysダイマー([M+H+]=36,007.7)に相当するm/z =35, 800.38の測定値を確認した。ピーク強度の換算計算より、72時間の透析において、6.5%のZZドメイン-gCysがダイマーを形成することが明らかとなった。そのため、透析後のZZドメイン-gCysは、凍結により保存した。
Example 3 Identification of ZZ Domain-gCys by Mass Spectrometry Mass analysis by Matrix assisted laser desorption time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF-MS) was performed on the ZZ domain-gCys purified in Example 2. (Bruker Daltonics). Angiotensin I (m / z 1296.69), insulin (m / z 5734.59), apomyoglobin (m / z 16952.60), and apoaequorin (m / z 2163.20) were used as molecular weight standards. Sinapic acid (Invitrogen) was used as a matrix. As a result of measurement, 1792.37 was obtained as m / z of the main peak. This value was in good agreement with the calculated average mass [M + H + ] = 1804.68 of ZZ domain-gCys. Moreover, the measured value of m / z = 35, 800.38 corresponding to the ZZ domain-gCys dimer ([M + H + ] = 36,007.7) described in Example 2 was confirmed. The peak intensity conversion calculation revealed that 6.5% ZZ domain-gCys formed dimers in 72 hours of dialysis. Therefore, the ZZ domain-gCys after dialysis was stored by freezing.
実施例4 ZZドメイン-gCysの発光活性の検出
ZZドメイン-gCysの発光活性の測定は、次のようにして行った。100μlの10mM EDTAを含む30mM Tris-HCl (pH7.6)溶液にエタノールに溶解した基質セレンテラジン(1μg/μl)を混合した後、ZZドメイン-gCys (5μg)を加えることにより発光反応を開始させた。発光測定装置Luminescencer-PSN AB2200(アトー社製)で60秒間発光活性を測定した。発光活性は、最大発光値(Imax)で示した。コントロール実験として、5μgのプロテインA(RepliGen社製)および牛血清アルブミン(シグマ社製)を用いて、同様に発光活性を測定した。酵素的反応であることを示す為に、熱処理を95℃で10分間行ない、同様に発光活性を測定した。発光活性の測定結果を表3にまとめた。
Example 4 Detection of Luminescent Activity of ZZ Domain-gCys
The luminescence activity of ZZ domain-gCys was measured as follows. The substrate coelenterazine (1 μg / μl) dissolved in ethanol was mixed with 30 μm Tris-HCl (pH 7.6) solution containing 100 μl of 10 mM EDTA, and then the luminescence reaction was started by adding ZZ domain-gCys (5 μg). . Luminescence activity was measured for 60 seconds with a luminescence measuring device Luminescencer-PSN AB2200 (manufactured by ATTO). Luminescent activity was indicated by the maximum luminescence value (Imax). As a control experiment, luminescence activity was measured in the same manner using 5 μg of Protein A (RepliGen) and bovine serum albumin (Sigma). In order to show that it was an enzymatic reaction, heat treatment was performed at 95 ° C. for 10 minutes, and the luminescence activity was measured in the same manner. The measurement results of the luminescence activity are summarized in Table 3.
その結果、ZZドメイン-gCysは、発光を触媒する蛋白質(ルシフェラーゼ)であることが明らかとなった。また、牛血清アルブミンの約100倍の活性をしめし、十分に発光酵素として、使用可能であることが分かった。 As a result, it became clear that ZZ domain-gCys is a protein (luciferase) that catalyzes luminescence. In addition, it showed an activity about 100 times that of bovine serum albumin, and was found to be sufficiently usable as a luminescent enzyme.
さらに、ZZドメイン-gCysの蛋白質濃度(1〜15μg)と発光活性の関係を調べると、表4に示すように、濃度依存的に発光強度が増すことから、ZZドメイン-gCysが通常のルシフェラーゼと同様な性質を示すことが分かる。 Furthermore, when the relationship between the protein concentration (1-15 μg) of ZZ domain-gCys and the luminescence activity was examined, as shown in Table 4, the luminescence intensity increased in a concentration-dependent manner, so that ZZ domain-gCys was compared with normal luciferase. It turns out that the same property is shown.
また、ZZドメイン-gCysの発光パターンを図4に示した。ZZドメイン-gCysは、発光反応開始後、急激に減衰する発光パターンを示す。 The light emission pattern of ZZ domain-gCys is shown in FIG. ZZ domain-gCys shows a light emission pattern that decays rapidly after the start of the light emission reaction.
実施例5 発光スペクトルの測定による分光学的解析
精製ZZドメイン-gCys(500 μg)を500 μlの10 mM EDTA を含む30 mM Tris-HCl(pH7.6) 溶液に溶解したのち、そのZZドメイン-gCys溶液に、エタノールに溶解した基質セレンテラジン(5μg/5μl)を添加することにより発光反応を開始させ、光路長10mmの石英セルにて、蛍光測定装置(日本分光社製、FP-6500)の励起光源をオフにして発光スペクトルを測定し、スペクトル補正を行なった。測定条件は、次の通りである:バンドパス:20nm、レスポンス:0.5sec、スキャンスピード:2000nm/min、温度:22〜25℃。測定した発光スペクトルより発光極大値(λmax, nm)と半値幅(nm)を求め、その結果を表5にまとめた。また、発光スペクトルを図5に示した。このスペクトル結果は、セレンテラジンを基質とするルシフェラーゼの青色発光とよく類似している。
Example 5 Spectroscopic analysis by measurement of emission spectrum Purified ZZ domain--GCys (500 μg) was dissolved in 500 μl of 30 mM Tris-HCl (pH 7.6) solution containing 10 mM EDTA, and then the ZZ domain- Luminescence reaction is started by adding coelenterazine (5μg / 5μl) substrate dissolved in ethanol to gCys solution, and excitation of fluorescence measuring device (manufactured by JASCO Corporation, FP-6500) in quartz cell with optical path length of 10mm The emission spectrum was measured with the light source turned off, and the spectrum was corrected. The measurement conditions are as follows: band pass: 20 nm, response: 0.5 sec, scan speed: 2000 nm / min, temperature: 22-25 ° C. The emission maximum value (λmax, nm) and the half width (nm) were determined from the measured emission spectrum, and the results are summarized in Table 5. The emission spectrum is shown in FIG. This spectral result is very similar to the blue emission of luciferase using coelenterazine as a substrate.
実施例6 ZZドメイン-gCysの基質特異性
100μlの10mM EDTAを含む30mM Tris-HCl (pH7.6)にエタノールに溶解した基質セレンテラジン(CTZ)またはその誘導体(Bis-CTZ〜8-(3-benzo[b]thienyl)-CTZ)(1μg/μl)を混合した後、ZZドメイン-gCys 1μl(4.25μg蛋白質)を加えることにより発光反応を開始させた。基質セレンテラジンまたはその誘導体は、市販のもの、あるいは、WO2010/090319号公報またはInouye et al.(2010) Anal. Biochem.407, 247-252に記載の合成方法またはそれに準ずる方法により調製したものなどを用いた。具体的には、CTZ、Bis-CTZ、hcp-CTZおよびh-CTZは、プロメガ社から入手したもの用いた。n-CTZ、3iso-CTZ、3meo-CTZ、cf3-CTZ、i-CTZ、et-CTZ、meo-CTZ、me-CTZ、3me-CTZ、αmeh-CTZ、8-(1-naphthyl)-CTZ、8-(2-naphthyl)-CTZ、8-(2-thienyl)-CTZ、8-(4-hydroxyphenyl)-CTZ、8-(2-benzothienyl)-CTZ、8-(b-styryl)-CTZ、8-phenyl-CTZ、8-(3-thienyl)-CTZ、8-(3-benzo[b]thienyl)-CTZ、6,8-di(2-thienyl)-CTZ、6-deoxy-CTZは、Inouye et al.(2010) Anal. Biochem.407, 247-252に記載の合成方法またはそれに準ずる方法にて調製したものを用いた。発光測定装置Luminescencer-PSN AB2200(アトー社製)で30秒間発光活性を測定した。発光活性は最大発光値(Imax)をセレンテラジン(CTZ)に対する相対活性(%)で示した(表6)。その結果、ZZドメイン-gCysのための最も良い発光基質はセレンテラジンであるが、セレンテラジンの誘導体も、発光基質になることが明らかとなった。
Example 6 Substrate specificity of ZZ domain-gCys
Substrate coelenterazine (CTZ) or its derivative (Bis-CTZ to 8- (3-benzo [b] thienyl) -CTZ) dissolved in ethanol in 30 mM Tris-HCl (pH 7.6) containing 100 μl of 10 mM EDTA (1 μg / μl) was mixed, and 1 μl of ZZ domain-gCys (4.25 μg protein) was added to initiate the luminescence reaction. The substrate coelenterazine or a derivative thereof is commercially available, or prepared by a synthesis method described in WO2010 / 090319 or Inouye et al. (2010) Anal. Biochem. 407 , 247-252 or a method analogous thereto. Using. Specifically, CTZ, Bis-CTZ, hcp-CTZ and h-CTZ were obtained from Promega. n-CTZ, 3iso-CTZ, 3meo-CTZ, cf3-CTZ, i-CTZ, et-CTZ, meo-CTZ, me-CTZ, 3me-CTZ, αmeh-CTZ, 8- (1-naphthyl) -CTZ, 8- (2-naphthyl) -CTZ, 8- (2-thienyl) -CTZ, 8- (4-hydroxyphenyl) -CTZ, 8- (2-benzothienyl) -CTZ, 8- (b-styryl) -CTZ, 8-phenyl-CTZ, 8- (3-thienyl) -CTZ, 8- (3-benzo [b] thienyl) -CTZ, 6,8-di (2-thienyl) -CTZ, 6-deoxy-CTZ A synthesis method described in Inouye et al. (2010) Anal. Biochem. 407 , 247-252 or a method prepared by the same method was used. Luminescence activity was measured for 30 seconds with a luminescence measuring device Luminescencer-PSN AB2200 (manufactured by ATTO). Luminescent activity was expressed as relative activity (%) relative to coelenterazine (CTZ) (Table 6). As a result, it was revealed that the best luminescent substrate for ZZ domain-gCys is coelenterazine, but derivatives of coelenterazine also become luminescent substrates.
ここで、CTZの最大発光値 (Imax)は27,084 rlu (100%)であり、30 秒間の発光積算値は、2,052,125 rlu (100%)である。相対発光強度の1 rlu は、1.8 x 106 フォトンに相当する。 Here, the maximum light emission value (Imax) of CTZ is 27,084 rlu (100%), and the light emission integrated value for 30 seconds is 2,052,125 rlu (100%). The relative emission intensity of 1 rlu corresponds to 1.8 x 10 6 photons.
実施例7 ZZドメイン-gCysの最適pH
100μlの100 mM酢酸ナトリウム緩衝液 (pH5.0)、100 mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH6.0, pH6.5, pH7.0, およびpH7.5)、100 mM Tris-HCl緩衝液 (pH7.0, pH7.5, pH8.0, pH8.5, およびpH9.0)、または100 mMグリシン-水酸化ナトリウム緩衝液 (pH8.0, pH9.0, およびpH10.0)に、エタノールに溶解した基質セレンテラジン(1μg/μl)を混合した後、混合溶液にZZドメイン-gCys 1μl(4.25μg蛋白質)を加えることにより発光反応を開始させた。発光測定装置Luminescencer-PSN AB2200(アトー社製)で60秒間発光活性を測定した。発光活性は最大発光値(Imax)を相対活性(%)で示した(図6)。その結果、ZZドメイン-gCysの最適な緩衝液および至適pHは、100 mM Tris-HCl (pH7.5)であることが示された。Tris-HCl緩衝液のみで活性が検出できたのは、緩衝剤由来のナトリウムウイオン、酢酸イオン、リン酸イオンによる効果でなく、Tris-HCl緩衝液に含まれるトリスアミノメタンあるは塩素イオン(Cl-)による効果による可能性が示唆された。
Example 7 Optimal pH of ZZ Domain-gCys
100 μl of 100 mM sodium acetate buffer (pH 5.0), 100 mM sodium phosphate buffer (pH 6.0, pH 6.5, pH 7.0, and pH 7.5), 100 mM Tris-HCl buffer (pH 7. 0, pH 7.5, pH 8.0, pH 8.5, and pH 9.0) or 100 mM glycine-sodium hydroxide buffer (pH 8.0, pH 9.0, and pH 10.0) dissolved in ethanol After mixing the substrate coelenterazine (1 μg / μl), the luminescence reaction was started by adding 1 μl of ZZ domain-gCys (4.25 μg protein) to the mixed solution. Luminescence activity was measured for 60 seconds with a luminescence measuring device Luminescencer-PSN AB2200 (manufactured by ATTO). Luminescent activity showed the maximum luminescence value (Imax) as relative activity (%) (FIG. 6). As a result, it was shown that the optimum buffer and optimum pH of ZZ domain-gCys was 100 mM Tris-HCl (pH 7.5). The activity was detected only with the Tris-HCl buffer solution, not by the effects of sodium ions, acetate ions, and phosphate ions derived from the buffer, but with the trisaminomethane or chloride ions contained in the Tris-HCl buffer solution ( The possibility of the effect by Cl-) was suggested.
実施例8 塩化ナトリウムによるZZドメイン-gCysの発光活性の活性化
100μlの塩化ナトリウム溶液を含む100 mMリン酸ナトリウム緩衝液 (pH7.5)をはじめとする各種濃度のリン酸ナトリウム緩衝液に、エタノールに溶解した基質セレンテラジン(1μg/μl)を混合した後、混合溶液にZZドメイン-gCys 1μlを加えることにより発光反応を開始させた。発光測定装置Luminescencer-PSN AB2200(アトー社製)で10秒間発光活性を測定した。発光活性は最大値(Imax)を相対活性(%)で示した(図7)。その結果、ZZドメイン-gCysの活性化がもっとも高い塩化ナトリウム濃度は、100 mMであることが示された。すなわち、塩素イオン(Cl-)効果による活性化がおきることが明らかとなった。
Example 8 Activation of Luminescent Activity of ZZ Domain-gCys by Sodium Chloride
The substrate coelenterazine (1 μg / μl) dissolved in ethanol was mixed with various concentrations of sodium phosphate buffer including 100 mM sodium phosphate buffer (pH 7.5) containing 100 μl sodium chloride solution, and then mixed Luminescent reaction was initiated by adding 1 μl of ZZ domain-gCys to the solution. Luminescence activity was measured for 10 seconds with a luminescence measuring device Luminescencer-PSN AB2200 (manufactured by ATTO). Luminescent activity showed the maximum value (Imax) as relative activity (%) (FIG. 7). As a result, the sodium chloride concentration with the highest activation of ZZ domain-gCys was shown to be 100 mM. In other words, it was revealed that activation was caused by the chloride ion (Cl − ) effect.
実施例9 ハロゲンイオンによるZZドメイン-gCysの発光活性の活性化
さらに、他のハロゲンイオンによる活性化効果を調べるために、50μlの100 mMリン酸ナトリウム緩衝液 (pH7.5)に、50μlの純水に溶解した100 mMのハロゲン化合物(MgCl2、NaF、KCl、NaCl、KBr、NaBr、KI、またはNaI)(最終濃度50 mM)およびエタノールに溶解した基質セレンテラジン(1μg/μl)を混合した後、混合溶液にZZドメイン-gCys 1μl(4.25μg蛋白質)を加えることにより発光反応を開始させた。発光測定装置Luminescencer-PSN AB2200(アトー社製)で10秒間発光活性を測定した。発光活性は最大発光値(Imax)を相対活性(%)で示した(表7)。ハロゲンイオンのBr-, Cl-, I-の添加により、無添加の場合と比較してZZドメイン-gCysの発光活性が著しく活性化し、NaFの添加によって無添加の場合と比較して10%強の活性化を示した。これにより、ZZドメイン-gCysの発光活性は、一般にハロゲンイオンにより活性化がおきることが明らかとなった。
Example 9 Activation of Luminescent Activity of ZZ Domain-gCys by Halogen Ion In order to investigate the activation effect by other halogen ions, 50 μl of pure phosphine in 50 mM 100 mM sodium phosphate buffer (pH 7.5) was used. After mixing 100 mM halogen compound (MgCl 2 , NaF, KCl, NaCl, KBr, NaBr, KI, or NaI) dissolved in water (final concentration 50 mM) and substrate coelenterazine (1 μg / μl) dissolved in ethanol The luminescence reaction was initiated by adding 1 μl of ZZ domain-gCys (4.25 μg protein) to the mixed solution. Luminescence activity was measured for 10 seconds with a luminescence measuring device Luminescencer-PSN AB2200 (manufactured by ATTO). Luminescent activity was expressed as the maximum luminescence value (Imax) in relative activity (%) (Table 7). Halogen ions Br -, Cl -, I - addition, the light emission activity significantly activated ZZ domain -gCys as compared with the case of no addition, over 10% as compared with the case of no addition by the addition of NaF in Activation was shown. This revealed that the luminescence activity of ZZ domain-gCys is generally activated by halogen ions.
実施例10 Tween 20によるZZドメイン-gCysの発光活性の活性化
界面活性剤の添加による発光活性の効果を調べるために、各種濃度の非イオン性界面活性剤であるTween 20(シグマ社製)を含む100μlのPBS(シグマ社製)に、ZZドメイン-gCys 1μl(4.25μg蛋白質)を混合した後、混合溶液に、エタノールに溶解した基質セレンテラジン(1μg/μl)を加えることにより発光反応を開始させた。発光測定装置Luminescencer-PSN AB2200(アトー社製)で60秒間発光活性を測定した。発光活性は最大値(Imax)を相対活性で示した(図8)。その結果、非イオン性界面活性剤Tween 20の添加により、ZZドメイン-gCysの発光活性の活性化がおこり、至適Tween 20の濃度は、0.01 %(w/v)であることが明らかとなった。
Example 10 Activation of Luminescence Activity of ZZ Domain-gCys by Tween 20 In order to examine the effect of luminescence activity by addition of a surfactant, various concentrations of nonionic surfactant Tween 20 (manufactured by Sigma) After mixing ZZ domain-gCys 1 μl (4.25 μg protein) with 100 μl PBS (Sigma) containing, the substrate is coelenterazine (1 μg / μl) dissolved in ethanol to start the luminescence reaction. It was. Luminescence activity was measured for 60 seconds with a luminescence measuring device Luminescencer-PSN AB2200 (manufactured by ATTO). Luminescent activity showed the maximum value (Imax) as relative activity (FIG. 8). As a result, it became clear that the addition of the nonionic surfactant Tween 20 activated the luminescent activity of ZZ domain-gCys, and the optimal Tween 20 concentration was 0.01% (w / v). It was.
実施例11 ヒトIgGによるZZドメイン-gCysの発光活性の阻害効果
発光触媒活性を有するZZドメイン-gCysのZZドメインはIgG 結合能を有する。IgG結合部位と発光触媒部位が同一であるか確認するため、ZZドメイン-gCyにヒトIgG を添加し、その発光活性への影響を調べた。
Example 11 Inhibitory Effect of Luminescent Activity of ZZ Domain-gCys by Human IgG The ZZ domain of ZZ domain-gCys having luminescent catalytic activity has IgG binding ability. In order to confirm whether the IgG binding site and the luminescent catalytic site are identical, human IgG was added to ZZ domain-gCy, and the effect on the luminescent activity was examined.
具体的には、100μlのPBS(シグマ社製)中に、ZZドメイン-gCys 1μl(18kDa, 5.0μg蛋白質)とヒトIgG (150 kDa, 10 mg/ml, オリエンタル酵母社製)のモル比が, 1:0、1:0.5、1:1、0:0.5、および0:1になるように混合し、25 oCで10分間放置したのち、エタノールに溶解した基質セレンテラジン(1μg/μl)を加えることにより発光反応を開始させた。発光測定装置Luminescencer-PSN AB2200(アトー社製)で60秒間発光活性を測定した。発光活性は最大値(Imax)で示した。その結果、表8に示すように、ヒトIgG添加によるZZドメイン-gCysの発光活性への阻害効果がみられないことより、IgG結合部位と発光触媒部位が異なることが明らかとなった。
このことは、ZZドメイン-gCysは、IgG結合と発光触媒活性を有する蛋白質であることを示している。
Specifically, in 100 μl of PBS (manufactured by Sigma), the molar ratio of ZZ domain-gCys 1 μl (18 kDa, 5.0 μg protein) and human IgG (150 kDa, 10 mg / ml, manufactured by Oriental Yeast) Mix at 1: 0, 1: 0.5, 1: 1, 0: 0.5, and 0: 1, let stand at 25 ° C for 10 minutes, then add substrate coelenterazine (1 μg / μl) dissolved in ethanol This initiated the luminescence reaction. Luminescence activity was measured for 60 seconds with a luminescence measuring device Luminescencer-PSN AB2200 (manufactured by ATTO). Luminescent activity was shown as a maximum value (Imax). As a result, as shown in Table 8, since the inhibitory effect on the luminescence activity of ZZ domain-gCys by addition of human IgG was not observed, it was revealed that the IgG binding site and the luminescent catalyst site were different.
This indicates that ZZ domain-gCys is a protein having IgG binding and photocatalytic activity.
[配列番号:1]実施例1で作製した発現ベクター pCold-ZZ-gCysに挿入されたZZドメイン-gCys (ZZドメインとペプチドリンカーおよびシステイン残基とを含む)をコードするDNAの塩基配列を示す。
[配列番号:2]実施例1で作製した発現ベクターpCold-ZZ-gCys挿入された、ZZドメイン-gCysのアミノ酸配列を示す。
[配列番号:3]実施例1で用いられたペプチドリンカーおよびシステイン残基の塩基配列を示す。
[配列番号:4]実施例1で用いられたペプチドリンカーおよびシステイン残基の塩基配列を示す。
[配列番号:5]ペプチドリンカーおよびシステイン残基をコードするDNAの塩基配列を示す。
[配列番号:6]配列番号:5ペプチドリンカーおよびシステイン残基のアミノ酸配列を示す。
[配列番号:7]式Zで表されるポリペプチドをコードするDNAの塩基配列を示す。
[配列番号:8]式Zで表されるポリペプチドのアミノ酸配列を示す。
[配列番号:9]式(Z)2で表されるポリペプチドをコードするDNAの塩基配列を示す。
[配列番号:10]式(Z)2で表されるポリペプチドのアミノ酸配列を示す。
[SEQ ID NO: 1] This shows the base sequence of DNA encoding ZZ domain-gCys (including ZZ domain, peptide linker and cysteine residue) inserted into expression vector pCold-ZZ-gCys prepared in Example 1 .
[SEQ ID NO: 2] This shows the amino acid sequence of ZZ domain-gCys into which the expression vector pCold-ZZ-gCys prepared in Example 1 has been inserted.
[SEQ ID NO: 3] This shows the base sequence of the peptide linker and cysteine residue used in EXAMPLE 1.
[SEQ ID NO: 4] This shows the base sequence of the peptide linker and cysteine residue used in EXAMPLE 1.
[SEQ ID NO: 5] This shows the base sequence of DNA encoding peptide linker and cysteine residue.
[SEQ ID NO: 6] SEQ ID NO: 5 This shows the amino acid sequence of the peptide linker and cysteine residue.
[SEQ ID NO: 7] This shows the base sequence of DNA encoding the polypeptide represented by formula Z.
[SEQ ID NO: 8] This shows the amino acid sequence of the polypeptide represented by formula Z.
[SEQ ID NO: 9] This shows the base sequence of DNA encoding the polypeptide represented by formula (Z) 2 .
[SEQ ID NO: 10] This shows the amino acid sequence of the polypeptide represented by formula (Z) 2 .
Claims (31)
(式中、nは1〜5の整数を表し、Zは以下の(a)〜(c)からなる群から選択されるポリペプチドを表す:
(a)配列番号:8のアミノ酸配列からなるポリペプチド、
(b)配列番号:8のアミノ酸配列において1〜5個のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加したアミノ酸配列からなるポリペプチド、および
(c)配列番号:8のアミノ酸配列に対して90%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなるポリペプチド)
で表され、かつ、修飾可能なポリペプチドとの融合蛋白質として発現させたときに、ルシフェリンを基質とする発光触媒活性を有するポリペプチドのアミノ酸配列を含有する第1の領域;と
(2)チオール基を介して他の有用な化合物を結合させるためのシステイン残基を1つ以上有する修飾可能なポリペプチドとして、以下の(d)〜(f)からなる群:
(d)配列番号:6のアミノ酸配列からなるポリペプチド、
(e)配列番号:6のアミノ酸配列において1〜3個のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加したアミノ酸配列からなり、かつ、チオール基を介して他の有用な化合物を結合させるためのシステイン残基を1つ以上有するポリペプチド、および
(f)配列番号:6のアミノ酸配列に対して90%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなり、かつ、チオール基を介して他の有用な化合物を結合させるためのシステイン残基を1つ以上有するポリペプチド、
から選択されるポリペプチドのアミノ酸配列を含有する第2の領域;と
を含有する、融合蛋白質。 (1) Formula (Z) n
(Wherein n represents an integer of 1 to 5 and Z represents a polypeptide selected from the group consisting of the following (a) to ( c ):
(a) a polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 8,
(b) a polypeptide comprising an amino acid sequence in which 1 to 5 amino acids are deleted, substituted, inserted and / or added in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 8; and
(c) a polypeptide comprising an amino acid sequence having 90% or more identity to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 8 )
A first region containing the amino acid sequence of a polypeptide having a luminescence catalytic activity using luciferin as a substrate when expressed as a fusion protein with a polypeptide that is represented by
(2) As a modifiable polypeptide having one or more cysteine residues for binding other useful compounds via a thiol group, the group consisting of the following (d) to (f):
(d) a polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6,
(e) In order to bind another useful compound via a thiol group, comprising an amino acid sequence in which 1 to 3 amino acids are deleted, substituted, inserted and / or added in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6. A polypeptide having one or more cysteine residues, and
(f) one or more cysteine residues consisting of an amino acid sequence having 90% or more identity to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6 and for binding other useful compounds via a thiol group A polypeptide having,
And a second region containing the amino acid sequence of a polypeptide selected from : a fusion protein.
(a)配列番号:10のアミノ酸配列からなるポリペプチド、
(b)配列番号:10のアミノ酸配列において1〜10個のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加したアミノ酸配列からなり、かつ、修飾可能なポリペプチドとの融合蛋白質として発現させたときに、ルシフェリンを基質とする発光触媒活性を有するポリペプチド、および
(c)配列番号:10のアミノ酸配列に対して90%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなり、かつ、修飾可能なポリペプチドとの融合蛋白質として発現させたときに、ルシフェリンを基質とする発光触媒活性を有するポリペプチド、
からなる群から選択されるポリペプチドである、請求項2記載の融合蛋白質。 The polypeptide represented by the formula (Z) 2 is:
(a) a polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10,
(b) When the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10 comprises an amino acid sequence in which 1 to 10 amino acids are deleted, substituted, inserted and / or added, and is expressed as a fusion protein with a modifiable polypeptide. And a polypeptide having a luminescence catalytic activity using luciferin as a substrate, and
(c) An amino acid sequence comprising 90% or more identity to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10 and expressed as a fusion protein with a modifiable polypeptide, using luciferin as a substrate A polypeptide having photocatalytic activity,
Or Ranaru a polypeptide selected from the group claim 2 fusion protein according.
(2)前記第2の領域が配列番号:6のアミノ酸配列からなる領域である、請求項1記載の融合蛋白質。 (1) the first region is a region consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10;
(2) The fusion protein according to claim 1, wherein the second region is a region consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6.
(式中、nは1〜5の整数を表し、Zは以下の(a)〜(c)からなる群から選択されるポリペプチドを表す:
(a)配列番号:8のアミノ酸配列からなるポリペプチド、
(b)配列番号:8のアミノ酸配列において1〜5個のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加したアミノ酸配列からなるポリペプチド、および
(c)配列番号:8のアミノ酸配列に対して90%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなるポリペプチド)
で表され、かつ、修飾可能なポリペプチドとの融合蛋白質として発現させたときに、ルシフェリンを基質とする発光触媒活性を有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含有する第1のコード配列;と
(2)チオール基を介して他の有用な化合物を結合させるためのシステイン残基を1つ以上有する修飾可能なポリペプチドをコードするポリヌクレオチドとして、以下の(d)〜(f)からなる群:
(d)配列番号:5の塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(e)配列番号:6のアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、および
(f)配列番号:6のアミノ酸配列において1〜3個のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加したアミノ酸配列からなり、かつ、チオール基を介して他の有用な化合物を結合させるためのシステイン残基を1つ以上有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、
から選択されるポリヌクレオチドを含有する第2のコード配列;と
を含有する、ポリヌクレオチド。 (1) Formula (Z) n
(Wherein n represents an integer of 1 to 5 and Z represents a polypeptide selected from the group consisting of the following (a) to ( c ):
(a) a polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 8,
(b) a polypeptide comprising an amino acid sequence in which 1 to 5 amino acids are deleted, substituted, inserted and / or added in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 8; and
(c) a polypeptide comprising an amino acid sequence having 90% or more identity to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 8 )
A first coding sequence comprising a polynucleotide that encodes a polypeptide having a luminescence catalytic activity when expressed as a fusion protein with a polypeptide that is represented by
(2) As a polynucleotide encoding a modifiable polypeptide having one or more cysteine residues for binding other useful compounds via a thiol group , the following groups (d) to (f) :
(d) a polynucleotide comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5;
(e) a polynucleotide encoding a polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6, and
(f) The amino acid sequence of SEQ ID NO: 6 consists of an amino acid sequence in which 1 to 3 amino acids are deleted, substituted, inserted and / or added, and for binding other useful compounds via a thiol group A polynucleotide encoding a polypeptide having one or more cysteine residues of
And a second coding sequence containing a polynucleotide selected from .
(a)配列番号:10のアミノ酸配列からなるポリペプチド、
(b)配列番号:10のアミノ酸配列において1〜10個のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加したアミノ酸配列からなり、かつ、修飾可能なポリペプチドとの融合蛋白質として発現させたときに、ルシフェリンを基質とする発光触媒活性を有するポリペプチド、および
(c)配列番号:10のアミノ酸配列に対して90%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなり、かつ、修飾可能なポリペプチドとの融合蛋白質として発現させたときに、ルシフェリンを基質とする発光触媒活性を有するポリペプチド、
からなる群から選択されるポリペプチドである、請求項10記載のポリヌクレオチド。 The polypeptide represented by the formula (Z) 2 is:
(a) a polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10,
(b) When the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10 comprises an amino acid sequence in which 1 to 10 amino acids are deleted, substituted, inserted and / or added, and is expressed as a fusion protein with a modifiable polypeptide. And a polypeptide having a luminescence catalytic activity using luciferin as a substrate, and
(c) An amino acid sequence comprising 90% or more identity to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10 and expressed as a fusion protein with a modifiable polypeptide, using luciferin as a substrate A polypeptide having photocatalytic activity,
Or Ranaru a polypeptide selected from the group claim 10, wherein the polynucleotide.
(2)前記第2のコード配列が配列番号:6のアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドからなるコード配列である、請求項9記載のポリヌクレオチド。 (1) the first coding sequence is a coding sequence consisting of a polynucleotide encoding a polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10,
(2) The polynucleotide according to claim 9 , wherein the second coding sequence is a coding sequence consisting of a polynucleotide encoding a polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6.
(2)前記第2のコード配列が配列番号:5の塩基配列からなるポリヌクレオチドからなるコード配列である、請求項9記載のポリヌクレオチド。 (1) the first coding sequence is a coding sequence comprising a polynucleotide comprising the base sequence of SEQ ID NO: 9,
(2) The polynucleotide according to claim 9 , wherein the second coding sequence is a coding sequence comprising a polynucleotide comprising the base sequence of SEQ ID NO: 5.
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