JP5817980B2 - Peptide detection method - Google Patents

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Description

本発明は、ペプチドの検出方法に関する。特に本発明は、コラーゲン由来のペプチドの検出および定量に有用である。   The present invention relates to a method for detecting a peptide. The present invention is particularly useful for the detection and quantification of collagen-derived peptides.

ペプチドは、ホルモンやシグナル伝達物質などとして生命現象の中心的な役割を担っているだけでなく、治療薬や疾病のマーカーとしても利用されているなど、非常に重要な生体分子である。ペプチドの検出・定量は一般的に、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)による分離と210〜300nmのUV波長における吸光度測定を組み合わせて行われる。吸光度による検出は、ペプチドに含まれるペプチド結合と芳香族置換基の量に依存するため感度が低く、ナノモル程度が検出限界である。蛍光法は、吸光度法と比較して感度が高いことから、ペプチドのみを選択的に蛍光誘導体化できれば、微量の生体サンプルからペプチドの検出および定量が容易になる。   Peptides are very important biomolecules that not only play a central role in life phenomena as hormones and signaling substances, but are also used as therapeutic drugs and disease markers. Peptide detection / quantification is generally performed by a combination of separation by high performance liquid chromatography (HPLC) and absorbance measurement at a UV wavelength of 210 to 300 nm. Detection by absorbance depends on the amount of peptide bonds and aromatic substituents contained in the peptide, so the sensitivity is low and the detection limit is about nanomolar. Since the fluorescence method has higher sensitivity than the absorbance method, detection and quantification of the peptide from a very small amount of biological sample is facilitated if only the peptide can be selectively fluorescently derivatized.

従来のペプチドの蛍光検出に対しては、第一アミンと反応して蛍光性を与えるo−フタルアルデヒド試薬やフルオレッサミン試薬、ペプチド鎖中のアルギニンのアミジノ基と反応して蛍光性を与えるベンゾイン試薬、N末端にチロシンを含むペプチドを特異的に蛍光体にするヒドロキシルアミン試薬など、数種のペプチドの蛍光誘導体化試薬が開発されている。しかしこれらの試薬は、生体に大量に存在するアミノ酸をはじめとするペプチド以外の生体成分と反応して蛍光性を与えてしまうため、生体試料中のペプチドに対する選択性が低いという欠点を有する。   For fluorescence detection of conventional peptides, o-phthalaldehyde reagent and fluorescamine reagent that react with primary amine to give fluorescence, and benzoin that reacts with amidino group of arginine in peptide chain to give fluorescence Fluorescent derivatization reagents for several peptides have been developed, such as reagents and hydroxylamine reagents that specifically make peptides containing tyrosine at the N-terminus phosphor. However, since these reagents react with biological components other than peptides such as amino acids present in large amounts in living organisms to give fluorescence, they have the disadvantage of low selectivity for peptides in biological samples.

一方で本発明者らは、逆相液体クロマトグラフィーとペプチドN末端部位における蛍光体形成反応を利用したペプチド定量方法を開発した(非特許文献1参照)。この反応は、ホウ酸塩緩衝液中でペプチドとカテコールを過ヨウ素酸ナトリウムなどの酸化剤の存在下で100℃付近の高温で加熱する操作により、ペプチドを蛍光誘導体化するものである。   On the other hand, the present inventors have developed a peptide quantification method using reverse phase liquid chromatography and a phosphor formation reaction at the peptide N-terminal site (see Non-Patent Document 1). In this reaction, the peptide and the catechol are heated to a high temperature around 100 ° C. in the presence of an oxidizing agent such as sodium periodate in a borate buffer solution to derivatize the peptide.

ところで、コラーゲンは臓器や骨など組織の構造を維持するために重要なタンパク質であり、ヒト生体中に存在する総タンパク質の約30%を占めている。コラーゲン量は老化と密接な関係があることから、生体試料中に含まれるコラーゲンの簡便かつ特異的な検出、またコラーゲン量の簡便かつ特異的な測定の開発は、ヒトの健康状態を検査するためにも重要である。さらに、コラーゲンは被験者から外科的に試料を入手する必要があるが、そのため被験者の負担を最小限に抑えるよう、微量の試料から高感度にコラーゲン量を測定する必要もある。
現在、公知のコラーゲン定量法としてELISA法や比色法、o−フタルアルデヒドを用いた蛍光法等に基づく技術が知られており、その技術に基づくキットが市販されている。しかし、ELISA法は抗原抗体反応に依存するため、高価なキットになっている。また比色法によれば、コラーゲンと色素の相互作用に基づく吸収の変化を測定するために感度が低く、また多くの試料を必要とすること、特異性が低いこと、などの欠点があった。またo−フタルアルデヒドを用いる方法(非特許文献2参照)では、アミノ末端を検出するという特徴から、サンプル中に含まれるコラーゲン(またはコラーゲン由来のペプチド)以外のタンパク質やペプチド、アミノ基を有するペプチド側鎖をも検出してしまい、ブランクが非常に高いという欠点があった。
By the way, collagen is an important protein for maintaining the structure of tissues such as organs and bones, and occupies about 30% of the total protein present in the human body. Because the amount of collagen is closely related to aging, the development of simple and specific detection of collagen contained in biological samples and the development of simple and specific measurement of collagen amount is intended to examine the health condition of humans. Also important. Furthermore, since it is necessary to obtain a collagen sample from a subject surgically, it is also necessary to measure the amount of collagen with high sensitivity from a very small amount of sample so as to minimize the burden on the subject.
At present, techniques based on ELISA, colorimetry, fluorescence using o-phthalaldehyde, and the like are known as known collagen quantification methods, and kits based on these techniques are commercially available. However, since the ELISA method depends on the antigen-antibody reaction, it is an expensive kit. In addition, the colorimetric method has disadvantages such as low sensitivity for measuring changes in absorption based on the interaction between collagen and pigment, and the need for many samples and low specificity. . In addition, in the method using o-phthalaldehyde (see Non-Patent Document 2), a protein or peptide other than collagen (or a peptide derived from collagen) contained in a sample, or a peptide having an amino group, is characterized by detecting the amino terminus. The side chain was also detected, and there was a drawback that the blank was very high.

Kabashima T.et al.,Peptides 29(2008)pp.356−363Kabashima T. et al. et al. , Peptides 29 (2008) pp. 356-363 J.Biochemical and biophysical methods 70,pp.878−882(2008)J. et al. Biochemical and biophysical methods 70, pp. 878-882 (2008)

ペプチドを選択的に穏和な条件で蛍光誘導体化可能な方法や、試薬が求められている。特に、コラーゲン由来のペプチドを簡便かつ選択的に検出・定量可能な方法が求められている。   There is a need for methods and reagents that can selectively derivatize peptides under mild conditions. In particular, a method capable of simply and selectively detecting and quantifying a collagen-derived peptide is desired.

本発明者らは、今回、種々のカテコール類縁化合物のペプチドに対する反応性をスクリーニングした結果、カテコールのベンゼン環の置換基によって反応性が変化して、特に、数種のカテコール類縁化合物によれば、20〜50℃付近、最も好ましくは37℃付近の穏和な条件で、選択的にペプチドを蛍光誘導体に変換可能であることを明らかにした。
さらに特定のカテコール類縁化合物によれば、コラーゲンに由来するペプチドを上記条件で選択的に蛍光誘導体に変換可能なことも明らかにした。
本発明者らはこれらの知見に基づいてさらに鋭意研究を行った結果、本発明を完成するに至った。
As a result of screening the reactivity of various catechol-related compounds to peptides this time, the present inventors changed the reactivity depending on the substituent of the benzene ring of catechol, and in particular, according to several catechol-related compounds, It was clarified that the peptide can be selectively converted into a fluorescent derivative under mild conditions around 20-50 ° C., most preferably around 37 ° C.
Furthermore, according to a specific catechol-related compound, it has also been clarified that a peptide derived from collagen can be selectively converted into a fluorescent derivative under the above conditions.
As a result of further intensive studies based on these findings, the present inventors have completed the present invention.

即ち本発明は、例えば以下に関するものである。
[1]ペプチドと式(I)
That is, the present invention relates to, for example, the following.
[1] Peptide and formula (I)

(式中、Rは、ハロゲン原子、カルボキシC1−6アルキルまたはカルボキシルを示す)で表される化合物を、ホウ酸溶液中、酸化剤存在下、20〜50℃で反応させて蛍光体を製造することを特徴とする、ペプチドの検出方法;
[2]反応が、pH7〜8で行われる、[1]に記載の方法;
[3]酸化剤が、過ヨウ素酸ナトリウムである、[1]または[2]に記載の方法;
[4]式(I)で表される化合物が、3,4−ジヒドロキシフェニル酢酸、3,4−ジヒドロキシ安息香酸および4−ハロゲン化カテコールから選択される、[1]〜[3]のいずれか一に記載の方法;
[5]式(I)で表される化合物が、3,4−ジヒドロキシ安息香酸であり、ペプチドが、N末端がプロリンであるペプチドである、[1]〜[4]のいずれか一に記載の方法;
[6]式(I)で表される化合物が、3,4−ジヒドロキシフェニル酢酸であり、ペプチドが、グリシンを含むペプチドである、[1]〜[4]のいずれか一に記載の方法;
[7]式(I)で表される化合物が、3,4−ジヒドロキシフェニル酢酸であり、ペプチドが、試料のコラゲナーゼ処理により得られるペプチドである、[1]〜[4]のいずれか一に記載の方法;
[8]試料中のコラーゲンを検出する方法である、[7]に記載の方法;
[9]試料中のコラーゲンを定量する方法である、[7]に記載の方法;
[10]式(I)
(Wherein R represents a halogen atom, carboxy C 1-6 alkyl or carboxyl), and a phosphor is produced by reacting in a boric acid solution at 20 to 50 ° C. in the presence of an oxidizing agent. A method for detecting a peptide, comprising:
[2] The method according to [1], wherein the reaction is performed at pH 7 to 8;
[3] The method according to [1] or [2], wherein the oxidizing agent is sodium periodate;
[4] Any of [1] to [3], wherein the compound represented by the formula (I) is selected from 3,4-dihydroxyphenylacetic acid, 3,4-dihydroxybenzoic acid, and 4-halogenated catechol A method according to one;
[5] The compound represented by the formula (I) is 3,4-dihydroxybenzoic acid, and the peptide is a peptide whose N-terminal is proline, [1] to [4] the method of;
[6] The method according to any one of [1] to [4], wherein the compound represented by the formula (I) is 3,4-dihydroxyphenylacetic acid, and the peptide is a peptide containing glycine;
[7] The compound represented by the formula (I) is 3,4-dihydroxyphenylacetic acid, and the peptide is a peptide obtained by treating a sample with collagenase, according to any one of [1] to [4] Described method;
[8] The method according to [7], which is a method for detecting collagen in a sample;
[9] The method according to [7], which is a method for quantifying collagen in a sample;
[10] Formula (I)

(式中、Rは、ハロゲン原子、カルボキシC1−6アルキルまたはカルボキシルを示す)で表される化合物、酸化剤およびホウ酸溶液を含んでなる、ペプチド検出試薬;
[11]酸化剤が、過ヨウ素酸ナトリウムである、[10]に記載の試薬;
[12]式(I)で表される化合物が、3,4−ジヒドロキシフェニル酢酸、3,4−ジヒドロキシ安息香酸および4−ハロゲン化カテコールから選択される、[10]または[11]に記載の試薬;
[13]式(I)で表される化合物が、3,4−ジヒドロキシ安息香酸であり、ペプチドが、N末端がプロリンであるペプチドである、[10]〜[12]のいずれか一に記載の試薬;
[14]式(I)で表される化合物が、3,4−ジヒドロキシフェニル酢酸であり、ペプチドが、グリシンを含むペプチドである、[10]〜[12]のいずれか一に記載の試薬;
[15]式(I)で表される化合物が、3,4−ジヒドロキシフェニル酢酸であり、ペプチドが、試料のコラゲナーゼ処理により得られるペプチドである、[10]〜[12]のいずれか一に記載の試薬;
[16]コラーゲンの検出試薬である、[15]に記載の試薬;
[17]ペプチドと式(I)
A peptide detection reagent comprising a compound represented by the formula (wherein R represents a halogen atom, carboxy C 1-6 alkyl or carboxyl), an oxidizing agent and a boric acid solution;
[11] The reagent according to [10], wherein the oxidizing agent is sodium periodate;
[12] The compound represented by formula (I) is selected from 3,4-dihydroxyphenylacetic acid, 3,4-dihydroxybenzoic acid and 4-halogenated catechol, according to [10] or [11] reagent;
[13] The compound represented by formula (I) is 3,4-dihydroxybenzoic acid, and the peptide is a peptide having N-terminal proline as described in any one of [10] to [12]. Reagents of;
[14] The reagent according to any one of [10] to [12], wherein the compound represented by the formula (I) is 3,4-dihydroxyphenylacetic acid, and the peptide is a peptide containing glycine;
[15] Any one of [10] to [12], wherein the compound represented by the formula (I) is 3,4-dihydroxyphenylacetic acid, and the peptide is a peptide obtained by collagenase treatment of a sample. The described reagents;
[16] The reagent according to [15], which is a collagen detection reagent;
[17] Peptide and formula (I)

(式中、Rは、ハロゲン原子、カルボキシC1−6アルキルまたはカルボキシルを示す)で表される化合物とを、ホウ酸溶液中、酸化剤存在下、20〜50℃で反応させることを特徴とする、ペプチドの蛍光標識方法;
[18]反応が、pH7〜8で行われる、[17]に記載の方法;
[19]酸化剤が、過ヨウ素酸ナトリウムである、[17]または[18]に記載の方法;
[20]式(I)で表される化合物が、3,4−ジヒドロキシフェニル酢酸、3,4−ジヒドロキシ安息香酸および4−ハロゲン化カテコールから選択される、[17]〜[19]のいずれか一に記載の方法。
(Wherein R represents a halogen atom, carboxy C 1-6 alkyl or carboxyl) and is reacted in a boric acid solution at 20 to 50 ° C. in the presence of an oxidizing agent. A method for fluorescent labeling of peptides;
[18] The method according to [17], wherein the reaction is performed at pH 7 to 8;
[19] The method according to [17] or [18], wherein the oxidizing agent is sodium periodate;
[20] Any of [17] to [19], wherein the compound represented by the formula (I) is selected from 3,4-dihydroxyphenylacetic acid, 3,4-dihydroxybenzoic acid and 4-halogenated catechol The method according to 1.

本発明のペプチド検出方法は、穏和な温度条件でペプチドを選択的に蛍光誘導体化することを特徴とする。したがって、ペプチド以外の生体成分と反応して蛍光性を与えてしまうことが無く、またマイルドな条件にも関わらずペプチドを高い割合で蛍光体化することができる。
特に本発明のペプチド検出方法は、アミノ酸の種類や隣接するペプチド結合を認識して、特定のペプチド(例えば、N末端がプロリンであるペプチドや、グリシンを含むペプチド)を高選択的に蛍光体化することができる。特にグリシンを含むペプチドの検出は、コラゲナーゼの使用と組み合わせて、コラーゲン検出方法として応用することができる点で有用である。
また当該コラーゲン検出方法によれば、コラーゲンを定量的に測定することも可能であるし、コラーゲンをバイオマーカーとする疾患の診断を行うことも可能である。
さらに本発明のペプチド検出方法は、従来のペプチド蛍光体形成反応に比べてよりマイルドな温度条件で、短時間にペプチドを高選択的に蛍光検出できるので、各種プロテアーゼの酵素活性の測定方法など、生化学や病態検査学の分野にも応用することが可能である。
The peptide detection method of the present invention is characterized in that a peptide is selectively fluorescently derivatized under mild temperature conditions. Therefore, it does not react with biological components other than the peptide to give fluorescence, and the peptide can be fluorescentized at a high rate regardless of mild conditions.
In particular, the peptide detection method of the present invention recognizes the types of amino acids and adjacent peptide bonds, and highly selectively fluoresces specific peptides (for example, peptides whose N-terminal is proline or peptides containing glycine). can do. In particular, detection of a peptide containing glycine is useful in that it can be applied as a collagen detection method in combination with the use of collagenase.
Further, according to the collagen detection method, it is possible to quantitatively measure collagen, and it is also possible to diagnose a disease using collagen as a biomarker.
Furthermore, since the peptide detection method of the present invention is capable of highly selective fluorescence detection of peptides in a short time under milder temperature conditions than the conventional peptide fluorophore formation reaction, a method for measuring enzyme activities of various proteases, etc. It can be applied to the fields of biochemistry and pathological examination.

ジヒドロキシフェニル酢酸を用い蛍光体化したペプチドの蛍光強度を示す図である。It is a figure which shows the fluorescence intensity of the peptide fluorinated using dihydroxyphenylacetic acid. ジヒドロキシ安息香酸を用い蛍光体化したペプチドの蛍光強度を示す図である。It is a figure which shows the fluorescence intensity of the peptide fluorescentized using dihydroxy benzoic acid. 4−クロロカテコールを用い蛍光体化したペプチドの蛍光強度を示す図である。It is a figure which shows the fluorescence intensity of the peptide fluorescentized using 4-chlorocatechol. ジヒドロキシフェニル酢酸を用いたペプチドの蛍光体化により、コラーゲンを選択的に検出したことを示す図である。It is a figure which shows having detected the collagen selectively by fluorescentizing the peptide using dihydroxyphenylacetic acid. コラゲナーゼ処理したヒトコラーゲンおよびウシコラーゲンの量と蛍光体化したペプチドの蛍光強度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the amount of collagenase-treated human collagen and bovine collagen and the fluorescence intensity of the fluorinated peptide.

本発明は、ペプチドと式(I)   The present invention relates to peptides and formula (I)

(式中、Rは、ハロゲン原子、カルボキシC1−6アルキルまたはカルボキシルを示す)で表される化合物(以下、化合物(I)と略記する)とを、ホウ酸溶液中、酸化剤存在下、30〜40℃で反応させて蛍光体を製造することを特徴とする、ペプチドの検出方法を提供する。 (Wherein R represents a halogen atom, carboxy C 1-6 alkyl or carboxyl) (hereinafter abbreviated as compound (I)) in a boric acid solution in the presence of an oxidizing agent, Provided is a method for detecting a peptide, which comprises producing a phosphor by reacting at 30 to 40 ° C.

本発明のペプチドの検出方法は、ペプチドを蛍光体化する工程と、得られた蛍光体を検出する工程に分けられる。以下、各工程に分けて説明する。   The method for detecting a peptide of the present invention is divided into a step of making a peptide a fluorescent substance and a step of detecting the obtained fluorescent substance. In the following, each process will be described separately.

工程(1):ペプチドを蛍光体化する工程
本発明における「ペプチド」とは、後述する蛍光体形成反応により蛍光体化される限りその配列は特に限定されず、例えばアミノ酸数が2以上のペプチドが挙げられる。
Step (1): Step of Phosphorizing a Peptide “Peptide” in the present invention is not particularly limited in sequence as long as it is fluorescentized by a phosphor forming reaction described later. For example, a peptide having 2 or more amino acids Is mentioned.

後述する蛍光体形成反応において、化合物(I)が、Rがカルボキシルである化合物(3,4−ジヒドロ安息香酸)またはRがハロゲン原子である化合物(4−ハロゲン化カテコール)の場合、ペプチドのN末端はプロリンであることが好ましい。すなわち本発明の方法において、化合物(I)が3,4−ジヒドロ安息香酸である場合は、ペプチドの中でもN末端がプロリンであるペプチドを選択的に蛍光体化し、検出することが可能である。一方、化合物(I)が、Rがカルボキシル−C1−6アルキルである化合物(例えば、3,4−ジヒドロキシフェニル酢酸)である化合物の場合は、ランダムなアミノ酸配列を有するペプチドに対して蛍光を与える傾向にあるが、ペプチドの中でもグリシンを含むペプチドを選択的に蛍光体化し、検出することが可能である。 In the phosphor-forming reaction described later, when compound (I) is a compound in which R is carboxyl (3,4-dihydrobenzoic acid) or a compound in which R is a halogen atom (4-halogenated catechol), N of the peptide The terminal is preferably proline. That is, in the method of the present invention, when compound (I) is 3,4-dihydrobenzoic acid, it is possible to selectively fluoresce and detect a peptide having N-terminal proline among peptides. On the other hand, when the compound (I) is a compound in which R is carboxyl-C 1-6 alkyl (for example, 3,4-dihydroxyphenylacetic acid), fluorescence is emitted to a peptide having a random amino acid sequence. However, among peptides, peptides containing glycine can be selectively fluorescentized and detected.

後述の蛍光体形成反応におけるペプチドとしては、通常単一のペプチドであるが、2種以上の複数のペプチドであってもよい。複数のペプチドを用いることによって、得られるペプチド蛍光体が増え、結果として得られる蛍光強度が変化する。従って本発明の方法によれば、ペプチドの検出だけでなく、得られた蛍光強度のデータをデータベース化して多種多様なペプチドの存在を予測することも可能になる。   The peptide in the phosphor-forming reaction described later is usually a single peptide, but may be a plurality of two or more peptides. By using a plurality of peptides, the obtained peptide phosphors increase, and the resulting fluorescence intensity changes. Therefore, according to the method of the present invention, it is possible not only to detect peptides but also to predict the existence of various peptides by creating a database of the obtained fluorescence intensity data.

あるいは検出対象となるペプチドは、どのような方法で製造されてもよく、当業者であれば適切な製造方法を選択することが可能である。例えば、当業者であれば自体公知のペプチド合成法を用いてペプチドを製造することができるし、また市販品があればそれを購入して用いてもよい。また、プロテアーゼなどの酵素を用いて断片化したペプチドであってもよい。プロテアーゼとしては特に限定されず、当業者であれば最終的な目的に沿ったプロテアーゼを適宜選択することが可能である。例えば、本発明のペプチド検出方法をコラーゲンの検出・定量に応用する場合には、コラゲナーゼを用いてペプチドを得ればよい。
コラゲナーゼを用いる場合の反応条件、コラゲナーゼの量などは、当業者であれば適宜選択することができる。またコラゲナーゼの種類は、検出・定量したいコラーゲンの種類に合わせて適宜選択することが可能である。
Alternatively, the peptide to be detected may be produced by any method, and those skilled in the art can select an appropriate production method. For example, a person skilled in the art can produce a peptide using a peptide synthesis method known per se, or a commercially available product may be purchased and used. Moreover, the peptide fragmented using enzymes, such as protease, may be sufficient. The protease is not particularly limited, and those skilled in the art can appropriately select a protease in accordance with the final purpose. For example, when the peptide detection method of the present invention is applied to collagen detection / quantification, a peptide may be obtained using collagenase.
Those skilled in the art can appropriately select the reaction conditions and the amount of collagenase when using collagenase. The type of collagenase can be appropriately selected according to the type of collagen to be detected and quantified.

本発明のペプチドを含むサンプルは、本発明のペプチドそのものであってもよいが、後述する蛍光体形成反応を妨げない限り、どのような物質が含まれていてもよい。例えば、本発明のペプチドを含むサンプルとしては、ペプチド水溶液、ペプチド緩衝液だけでなく、ペプチドを含む種々の生体サンプル:例えば、血液、血清、リンパ液、細胞抽出液、細胞培養液、組織抽出液、組織培養液など:が挙げられる。したがって、例えば血中のコラーゲンを定量する場合、血液自体をコラゲナーゼ処理し、これをそのままコラーゲン由来のペプチドを含むサンプルとして用いてもよい。またこれらのサンプルは、後述する蛍光体形成反応を妨げないように、さらに処理されていてもよい。当該処理方法は、当業者であれば適宜選択し、実行することが可能である。   The sample containing the peptide of the present invention may be the peptide of the present invention itself, but may contain any substance as long as it does not interfere with the phosphor formation reaction described later. For example, examples of the sample containing the peptide of the present invention include not only aqueous peptide solutions and peptide buffers, but also various biological samples containing peptides: blood, serum, lymph, cell extract, cell culture solution, tissue extract, Tissue culture medium and the like. Therefore, for example, when quantifying collagen in blood, the blood itself may be treated with collagenase, and this may be used as it is as a sample containing a peptide derived from collagen. In addition, these samples may be further processed so as not to interfere with the phosphor formation reaction described later. Those skilled in the art can appropriately select and execute the processing method.

蛍光体は、ホウ酸溶液中、酸化剤存在下、20〜50℃で、ペプチドと化合物(I)とを反応させて製造する。   The phosphor is produced by reacting the peptide and compound (I) in a boric acid solution in the presence of an oxidizing agent at 20 to 50 ° C.

本工程における「酸化剤」としては特に限定されるものではなく、例えば過酸化水素、過ヨウ素酸ナトリウム、過ホウ素酸ナトリウム、過塩素酸ナトリウム、m−クロロ過安息香酸などの酸化剤が挙げられる。なかでも過ヨウ素酸ナトリウムであることがより好ましい。
酸化剤の添加量は、後述する蛍光体形成反応を進行させ、特定の波長で発光する蛍光体が形成される限り特に限定されるものではない。しかしながら、反応系中に酸化剤と反応するような物質が存在する場合や、後述する蛍光体形成を妨げるような物質が存在する場合は、酸化剤が消費されて実質的に工程(1)で用いられる酸化剤の量が減少するので、酸化剤の量を増やす必要がある。例えば検出に用いられるサンプルが血液や血清であった場合、本工程において血液や血清中の物質によって酸化剤が消費される場合がある。このような場合は、通常よりも酸化剤の量を増やすことで本工程を進行させることができる。
このような酸化剤の量は、当業者であれば適宜決定することが可能である。
The “oxidizing agent” in this step is not particularly limited, and examples thereof include oxidizing agents such as hydrogen peroxide, sodium periodate, sodium perborate, sodium perchlorate, and m-chloroperbenzoic acid. . Of these, sodium periodate is more preferable.
The addition amount of the oxidizing agent is not particularly limited as long as the phosphor forming reaction described later proceeds to form a phosphor that emits light at a specific wavelength. However, when there is a substance that reacts with the oxidant in the reaction system, or when a substance that prevents phosphor formation described later is present, the oxidant is consumed and the process (1) is substantially performed. Since the amount of oxidant used is reduced, it is necessary to increase the amount of oxidant. For example, when the sample used for detection is blood or serum, the oxidizing agent may be consumed by substances in the blood or serum in this step. In such a case, this process can be advanced by increasing the amount of oxidizing agent than usual.
Those skilled in the art can appropriately determine the amount of such an oxidizing agent.

本発明の化合物(I)として好ましくは、3,4−ジヒドロキシフェニル酢酸、3,4−ジヒドロキシ安息香酸または4−ハロゲン化カテコールである。
特に後述する蛍光体形成反応において、化合物(I)としてRがカルボキシルである化合物(3,4−ジヒドロキシ安息香酸)またはRがハロゲン原子である化合物(4−ハロゲン化カテコール)を用いた場合は、N末端がプロリンであるペプチドを高選択的に蛍光体化することができる。
一方、化合物(I)としてRがカルボキシル−C1−6アルキルである化合物(例えば、3,4−ジヒドロキシフェニル酢酸)を用いた場合は、ランダムなアミノ酸配列を有するペプチドに対して蛍光を与えるが、後述する実施例1および2で示されるように、特にグリシンを含むペプチドに対して蛍光を与える(図1参照)。
Compound (I) of the present invention is preferably 3,4-dihydroxyphenylacetic acid, 3,4-dihydroxybenzoic acid or 4-halogenated catechol.
In particular, in the phosphor forming reaction described later, when a compound (3,4-dihydroxybenzoic acid) in which R is carboxyl or a compound (4-halogenated catechol) in which R is a halogen atom is used as compound (I), Peptides whose N-terminal is proline can be highly selectively fluorescent.
On the other hand, when a compound (for example, 3,4-dihydroxyphenylacetic acid) in which R is carboxyl-C 1-6 alkyl is used as compound (I), it gives fluorescence to a peptide having a random amino acid sequence. As shown in Examples 1 and 2 to be described later, fluorescence is given particularly to peptides containing glycine (see FIG. 1).

本工程(1)においては、上記した酸化剤の存在下において、ペプチドのN末端のアミノ基が化合物(I)と反応し、さらに、これがホウ酸溶液中のホウ素と反応して蛍光体を形成すると考えられる。化合物(I)として3,4−ジヒドロキシフェニル酢酸(3,4−DHPAA)を用いた場合に、推定されるペプチド蛍光体合成に関する反応式を以下に示す。   In this step (1), the amino group at the N-terminal of the peptide reacts with compound (I) in the presence of the oxidizing agent described above, and this reacts with boron in the boric acid solution to form a phosphor. I think that. A reaction formula relating to the synthesis of a peptide phosphor estimated when 3,4-dihydroxyphenylacetic acid (3,4-DHPAA) is used as the compound (I) is shown below.

ペプチドと反応する化合物(I)の量や、ホウ酸溶液中のホウ酸(ホウ素)量は、本工程が進行する限り特に限定されず、当業者であれば適宜適切な量を調整することが可能である。   The amount of compound (I) that reacts with the peptide and the amount of boric acid (boron) in the boric acid solution are not particularly limited as long as this step proceeds, and those skilled in the art can appropriately adjust an appropriate amount. Is possible.

ホウ酸溶液の組成としては、特に限定されず、本工程における反応を阻害しないのであればどのような溶媒であってもよいし、ホウ酸(ホウ素)以外にどのような化合物が含まれていても構わない。本工程におけるホウ酸溶液として好ましくは、ホウ酸水溶液またはホウ酸緩衝液である。ホウ酸溶液がホウ酸緩衝液である場合のpHは特に限定されないが、中性(pH6〜8)付近が好ましく、pH7〜8がより好ましい。   The composition of the boric acid solution is not particularly limited, and any solvent may be used as long as it does not inhibit the reaction in this step, and any compound other than boric acid (boron) is included. It doesn't matter. The boric acid solution in this step is preferably an aqueous boric acid solution or a boric acid buffer. The pH when the boric acid solution is a borate buffer is not particularly limited, but is preferably near neutral (pH 6-8), more preferably pH 7-8.

本工程における反応温度は、本発明がマイルドな条件で行われるという特徴を鑑み、通常20℃〜50℃であるが、100℃程度の高温でも本工程の反応は進行する。しかしながら、本工程における反応温度として好ましくは30℃〜40℃、より好ましくは35℃〜38℃、最も好ましくは37℃である。反応温度が20℃(好ましくは30℃、より好ましくは35℃)より低ければ、たとえ本発明の化合物(I)であっても蛍光体が形成しにくくなり、反応温度が50℃(好ましくは40℃、より好ましくは38℃)より高くても、ペプチドが分解される、副反応が増加するなどして蛍光体が形成されにくくなる。   The reaction temperature in this step is usually 20 ° C. to 50 ° C. in view of the feature that the present invention is carried out under mild conditions, but the reaction in this step proceeds even at a high temperature of about 100 ° C. However, the reaction temperature in this step is preferably 30 ° C to 40 ° C, more preferably 35 ° C to 38 ° C, and most preferably 37 ° C. If the reaction temperature is lower than 20 ° C. (preferably 30 ° C., more preferably 35 ° C.), it becomes difficult to form a phosphor even with the compound (I) of the present invention, and the reaction temperature is 50 ° C. (preferably 40 ° C.). Even if the temperature is higher than 38 ° C. (preferably 38 ° C.), it is difficult to form a phosphor due to degradation of the peptide or increase of side reactions.

本発明は、非特許文献1により従来公知のペプチド定量方法とは異なり、よりマイルドな条件でペプチドを蛍光体化できるので、各種プロテアーゼの酵素活性の測定方法など、生化学や病態検査学の分野にも応用することが可能である。また本発明は、従来公知の方法と比較して、100℃近くの過酷な反応条件によるペプチド分解の恐れを低減できることや、加熱操作を省くことによる操作の簡便化などの利点を有する。   The present invention is different from the conventionally known peptide quantification methods according to Non-Patent Document 1, and can fluoresce peptides under milder conditions. Therefore, the field of biochemistry and pathological examinations such as a method for measuring enzyme activities of various proteases. It can also be applied to. In addition, the present invention has advantages such as reduction of the possibility of peptide degradation under severe reaction conditions near 100 ° C. and simplification of operation by omitting the heating operation as compared with conventionally known methods.

なお、本工程における反応温度は前述のとおりであるが、必ずしもこの範囲内でなければ本発明が実施できないというわけではない。本発明は、従来のペプチド蛍光体化方法に比べてマイルドな条件でペプチドを蛍光体化できる化合物(I)を発見したことに基づくものであって、反応温度が若干本発明の範囲外となったとしても、化合物(I)、酸化物、ホウ酸溶液などの本発明の構成要素や、後述する反応時間等を適宜調整することによって、本発明を実施することが可能である。   In addition, although reaction temperature in this process is as above-mentioned, it does not necessarily mean that this invention cannot be implemented unless it is in this range. The present invention is based on the discovery of a compound (I) that can fluorinate a peptide under milder conditions than conventional peptide fluorination methods, and the reaction temperature is slightly outside the scope of the present invention. Even so, the present invention can be carried out by appropriately adjusting the components of the present invention such as the compound (I), oxide, boric acid solution, and the reaction time described later.

反応時間は、通常3〜15分間であり、好ましくは5〜13分間、より好ましくは10分間である。   The reaction time is usually 3 to 15 minutes, preferably 5 to 13 minutes, more preferably 10 minutes.

本工程により、励起波長約370〜450nm、蛍光波長約465〜540nmの蛍光体が製造される。得られた蛍光体は単離することなく、次の工程(2)に付すことが可能である。   By this step, a phosphor having an excitation wavelength of about 370 to 450 nm and a fluorescence wavelength of about 465 to 540 nm is manufactured. The obtained phosphor can be subjected to the next step (2) without isolation.

ところで、本発明の検出方法は、特にコラーゲンの検出・定量に応用され得る。工程(2)の前に、本発明の検出方法を利用したコラーゲンの検出方法、定量方法にかかる、蛍光体の製造工程について説明する。   By the way, the detection method of the present invention can be applied particularly to detection and quantification of collagen. Prior to the step (2), a phosphor manufacturing process according to a collagen detection method and a quantification method using the detection method of the present invention will be described.

コラーゲンの検出の対象である「コラーゲン」としては特に限定されず、I型コラーゲン、II型コラーゲン、III型コラーゲン、IV型コラーゲンなどが挙げられる。検出するコラーゲンがどのようなコラーゲンであるかは、用いるコラゲナーゼの種類に依存する。
コラーゲンは、グリシン−アミノ酸(X)−アミノ酸(Y)という、グリシンが3残基ごとに繰り返される一次構造を有しており、各種コラゲナーゼによってグリシンをN末端に含むペプチド断片に分解することができる。コラゲナーゼとしては、検出したいコラーゲンの種類に合わせて選択すればよく、したがって、例えばI型コラーゲンを検出する場合は、コラーゲンを含む試料をI型コラゲナーゼ(I型コラーゲンを消化するコラゲナーゼ)で消化すればよい。得られたペプチド断片はI型コラーゲン由来であるので、このペプチド断片を検出することでI型コラーゲンを特異的に検出することになる。コラゲナーゼの反応条件、量などは、当業者であれば適宜選択可能である。
The “collagen” that is the target of collagen detection is not particularly limited, and examples include type I collagen, type II collagen, type III collagen, type IV collagen, and the like. The type of collagen to be detected depends on the type of collagenase used.
Collagen has a primary structure called glycine-amino acid (X) -amino acid (Y) in which glycine is repeated every 3 residues, and can be decomposed into peptide fragments containing glycine at the N-terminus by various collagenases. . The collagenase may be selected in accordance with the type of collagen to be detected. Therefore, for example, when detecting type I collagen, a sample containing collagen may be digested with type I collagenase (collagenase that digests type I collagen). Good. Since the obtained peptide fragment is derived from type I collagen, type I collagen is specifically detected by detecting this peptide fragment. The reaction conditions and amount of collagenase can be appropriately selected by those skilled in the art.

このグリシンを含むペプチド断片は、前述したように、RがカルボキシC1−6アルキルである化合物(I)によって特異的に蛍光体化できる。特に後述する図1に示されるように、本発明の化合物(I)はGP、GPP(G:グリシン、P:プロリン)という配列に非常に反応性が高いことが分かる。コラーゲンの一次構造において、アミノ酸(X)はプロリンであることが多く、またアミノ酸(Y)はヒドロキシプロリンであることが多いので、結果的に、本発明の化合物(I)は特にコラーゲン由来のペプチド断片を選択的に蛍光体化することになる。
よって上記工程を経て得られた蛍光体を、後述する工程(2)において蛍光スペクトロメーター等に付し、蛍光強度を測定するのみで、試料中に存在するコラーゲンを検出することができる。
As described above, this peptide fragment containing glycine can be specifically fluorinated by the compound (I) in which R is carboxy C 1-6 alkyl. In particular, as shown in FIG. 1, which will be described later, it can be seen that the compound (I) of the present invention is very reactive to sequences GP and GPP (G: glycine, P: proline). In the primary structure of collagen, the amino acid (X) is often proline and the amino acid (Y) is often hydroxyproline. As a result, the compound (I) of the present invention is particularly a peptide derived from collagen. The fragments will be selectively phosphorylated.
Therefore, collagen present in the sample can be detected only by applying the phosphor obtained through the above steps to a fluorescence spectrometer or the like in step (2) described later and measuring the fluorescence intensity.

本発明のコラーゲン検出方法において、化合物(I)としては特に限定されないが、RがカルボキシC1−6アルキルである化合物が望ましく、Rがカルボキシメチルである3,4−ジヒドロキシフェニル酢酸がより好ましい。 In the collagen detection method of the present invention, the compound (I) is not particularly limited, but a compound in which R is carboxy C 1-6 alkyl is desirable, and 3,4-dihydroxyphenylacetic acid in which R is carboxymethyl is more preferable.

コラーゲンを含む試料としては特に限定されないが、生体試料、例えば血液、血清、尿などが挙げられる。また食品、飲料、化粧品、実験用試薬なども挙げられる。本発明のコラーゲン検出方法における、コラーゲンを含むこれらの試料には、コラゲナーゼによるコラーゲンのペプチド断片化を阻害しない限り、コラーゲン以外の成分が含まれていてもよい。   Although it does not specifically limit as a sample containing collagen, A biological sample, for example, blood, serum, urine etc. are mentioned. Also included are foods, beverages, cosmetics, laboratory reagents and the like. In the collagen detection method of the present invention, these samples containing collagen may contain components other than collagen as long as they do not inhibit collagen peptide fragmentation by collagenase.

従来のコラーゲンの検出には、ELISA法や比色法、o−フタルアルデヒドを用いた蛍光法が用いられてきた。本発明のコラーゲン検出方法は、試料に含まれるコラーゲンをコラゲナーゼによって切断して生成される多くのペプチド断片を、グリシンを含むペプチドに特異的な蛍光反応によって検出するものである。この方法の感度はペプチド断片数が多くなるほどシグナルが増加することに伴い増大するので、本発明のコラーゲン検出方法によれば、微量のコラーゲンであっても高い感度で検出することができる。   Conventional detection of collagen has been performed by ELISA, colorimetry, or fluorescence using o-phthalaldehyde. The collagen detection method of the present invention detects many peptide fragments produced by cleaving collagen contained in a sample with collagenase by a fluorescent reaction specific to a peptide containing glycine. Since the sensitivity of this method increases as the number of peptide fragments increases, the signal increases, so according to the collagen detection method of the present invention, even a very small amount of collagen can be detected with high sensitivity.

ところで本発明のコラーゲン検出方法においては、後述する図4に示されるように、コラーゲン量と蛍光強度との間に線形性が認められる。したがって、検出方法ごとにその都度検量線を作成することで、コラーゲン量を定量することも可能である。よって本発明のコラーゲン検出方法は、コラーゲン定量方法でもあり得る。   By the way, in the collagen detection method of this invention, as FIG. 4 mentioned later shows, linearity is recognized between collagen amount and fluorescence intensity. Therefore, the amount of collagen can be quantified by creating a calibration curve for each detection method. Therefore, the collagen detection method of the present invention can also be a collagen quantification method.

更に、この蛍光反応は20〜50℃というマイルドな条件でも進行することから、試料にコラゲナーゼ及び蛍光試薬を同時に加え、コラゲナーゼによるペプチド断片化と蛍光試薬による蛍光体化を同時に行うことが可能である。これにより、従来のコラーゲン検出方法で必要とされていた免疫反応や洗浄操作などが省略されるため、検出時間を大幅に短縮しつつ、簡便な操作で試料中のコラーゲンを検出・定量できる。
現在のところ、このような蛍光法に基づくコラーゲン測定キットは市販されておらず、本発明は簡便かつ高感度なコラーゲンの蛍光検出・定量法と成り得るものである。
Furthermore, since this fluorescent reaction proceeds even under mild conditions of 20 to 50 ° C., it is possible to simultaneously add collagenase and a fluorescent reagent to a sample, and simultaneously perform peptide fragmentation with collagenase and fluorescentization with a fluorescent reagent. . As a result, the immune reaction and the washing operation required in the conventional collagen detection method are omitted, so that the collagen in the sample can be detected and quantified by a simple operation while greatly reducing the detection time.
At present, a collagen measurement kit based on such a fluorescence method is not commercially available, and the present invention can be a simple and highly sensitive method for detecting and quantifying fluorescence of collagen.

また、血中コラーゲン(特に、血中IV型コラーゲン)は肝臓の線維化に相関する肝線維化マーカーであり、また尿中コラーゲン(特に、尿中IV型コラーゲン)は、糖尿や腎炎による腎臓の糸球体崩壊に相関するマーカーであることが知られている。
よって本発明のコラーゲン検出・定量方法によれば、これらの疾患を発見・診断することも可能となる。
Moreover, blood collagen (especially blood type IV collagen) is a liver fibrosis marker that correlates with liver fibrosis, and urine collagen (particularly urine type IV collagen) is a kidney disease caused by diabetes or nephritis. It is known to be a marker that correlates with glomerular collapse.
Therefore, according to the collagen detection / quantification method of the present invention, these diseases can be discovered and diagnosed.

工程(2):蛍光体を検出する工程
本工程は、工程(1)で得られた蛍光体を検出することで、サンプル中に存在するペプチドを検出する工程である。
Step (2): Step of detecting phosphor This step is a step of detecting a peptide present in the sample by detecting the phosphor obtained in step (1).

蛍光体の検出方法は特に限定されるものではないが、簡便性や多数のペプチドを分析する必要性、夾雑物の存在などを鑑みて、蛍光スペクトロメーターやマイクロプレートリーダーにより検出することが望ましい。また、HPLCやマイクロチップ電気泳動による分離も可能である。HPLCやマイクロチップ電気泳動を利用することで、多数のペプチドを分離して分析することが可能である。HPLC条件としては、励起波長を320〜500nm近傍、好ましくは370〜450nm近傍に、蛍光を400〜590nm近傍、好ましくは465〜540nm近傍にそれぞれ設定する。なお、当業者であれば、化合物(I)に含まれる化合物に応じて、その都度適宜最適な条件を設定することが可能である。これ以外のHPLC条件は特に限定されず、当業者であれば適宜条件を設定することが可能である。   The detection method of the fluorescent substance is not particularly limited, but it is desirable to detect the fluorescent substance with a fluorescence spectrometer or a microplate reader in view of convenience, necessity of analyzing a large number of peptides, presence of contaminants, and the like. Separation by HPLC or microchip electrophoresis is also possible. By using HPLC or microchip electrophoresis, a large number of peptides can be separated and analyzed. As HPLC conditions, the excitation wavelength is set to around 320 to 500 nm, preferably around 370 to 450 nm, and the fluorescence is set around 400 to 590 nm, preferably around 465 to 540 nm. A person skilled in the art can appropriately set optimum conditions each time depending on the compound contained in the compound (I). Other HPLC conditions are not particularly limited, and those skilled in the art can appropriately set conditions.

蛍光体の検出に際しては、蛍光体を含む試料中に他の成分が含まれていても構わない。したがって本発明の検出方法では、工程(1)において化合物(I)、酸化剤、ホウ酸溶液やプロテアーゼを試料に添加して蛍光体を製造し、次いで蛍光体を含む混合液を工程(2)に付してそのまま蛍光を測定するという極めて単純な操作で、ペプチドやコラーゲンを検出することができるのである。
また夾雑物が蛍光測定の妨げになる場合は、自体公知の方法によって、蛍光体以外の成分を除く操作を行うか、あるいは上記HPLCのような蛍光体を分離する操作を行えばよい。このような方法は、当業者に公知である。
When detecting the phosphor, the sample containing the phosphor may contain other components. Therefore, in the detection method of the present invention, in step (1), compound (I), oxidizing agent, boric acid solution or protease is added to the sample to produce a phosphor, and then a mixture containing the phosphor is added to step (2). Peptides and collagen can be detected by a very simple operation of measuring fluorescence as it is.
In addition, when contaminants hinder fluorescence measurement, an operation of removing components other than the phosphor may be performed by a method known per se, or an operation of separating the phosphor such as the HPLC may be performed. Such methods are known to those skilled in the art.

また本発明は、化合物(I)、酸化剤およびホウ酸溶液を含んでなる、ペプチド検出試薬を提供する。本発明のペプチド検出試薬に含まれる、化合物(I)、酸化剤およびホウ酸溶液は、前記したとおりである。   The present invention also provides a peptide detection reagent comprising compound (I), an oxidizing agent and a boric acid solution. Compound (I), oxidizing agent and boric acid solution contained in the peptide detection reagent of the present invention are as described above.

本発明のペプチド検出試薬は、対象とするサンプルに加えることで、サンプルに含まれるペプチドを蛍光体化することができる。この際、サンプルに加える各成分の量については、当業者であれば適宜決定することができる。   By adding the peptide detection reagent of the present invention to a target sample, the peptide contained in the sample can be converted into a fluorescent substance. At this time, the amount of each component added to the sample can be appropriately determined by those skilled in the art.

以下に実施例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明する。なお以下の実施例は本願発明の一例を挙げるに過ぎず、本発明をこの範囲に限定するものではない。   The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. The following examples are merely examples of the present invention, and the present invention is not limited to this range.

実施例1:蛍光体への変換およびスペクトロメーターによる蛍光体の検出
40μMの各ペプチド溶液250μLに、0.5mMの化合物(I) 375μL、100mM HBO−NaOH(pH 8.0)312μL、5mM NaIO 63μLを加え(終濃度としてペプチド10μM、NaBO 31mM、NaIO 315μM)、37℃で10分間反応を進行させた。その後反応液を10分間氷冷し、蛍光スペクトロメーター(励起波長370nm、蛍光波長465nm)によって蛍光強度を測定した。結果を図1〜図3に示す。
蛍光光度分析:
機種:日本分光 FP−6300 Spectrofluorometer
スリット幅:10nm、10nm
感度:medium
レスポンス:medium
Example 1: Conversion to phosphor and detection of phosphor by spectrometer In 250 μL of each 40 μM peptide solution, 375 μL of 0.5 mM Compound (I), 312 μL of 100 mM H 3 BO 3 -NaOH (pH 8.0), 63 μL of 5 mM NaIO 4 was added (the final concentration was 10 μM peptide, 31 mM Na 3 BO 3, 315 μM NaIO 4 ), and the reaction was allowed to proceed at 37 ° C. for 10 minutes. Thereafter, the reaction solution was ice-cooled for 10 minutes, and the fluorescence intensity was measured with a fluorescence spectrometer (excitation wavelength: 370 nm, fluorescence wavelength: 465 nm). The results are shown in FIGS.
Fluorometric analysis:
Model: JASCO FP-6300 Spectrofluorometer
Slit width: 10nm, 10nm
Sensitivity: medium
Response: medium

実施例2:HPLCによる蛍光体の検出
実施例1で得られた反応液をHPLCによって分析した。
HPLC条件:移動層;15−80%メタノール+5% 0.25M pH7.0 HBO−NaOH(0−40min linear gradient)、励起波長370〜450nm,蛍光波長465〜540nm,カラムODS−80Ts(150mm×4.6mm i.d,pore size 5mm,Tosoh)。
Example 2: Detection of phosphor by HPLC The reaction solution obtained in Example 1 was analyzed by HPLC.
HPLC conditions: mobile phase; 15-80% methanol + 5% 0.25M pH7.0 H 3 BO 3 -NaOH (0-40min linear gradient), excitation wavelength 370~450Nm, fluorescence wavelength 465~540Nm, column ODS-80Ts ( 150 mm × 4.6 mm id, pore size 5 mm, Tosoh).

化合物(I)として3,4−ジヒドロキシフェニル酢酸(3,4−DHPAA)を用いた場合(図1)、ランダムなアミノ酸配列を有するペプチド、特にグリシンを含むペプチドを蛍光体化することができる一方で、3,4−ジヒドロキシ安息香酸(図2)や4−ハロゲン化カテコール(図3)は、N末端がプロリンであるペプチドを高選択的に蛍光体化することが分かった。   When 3,4-dihydroxyphenylacetic acid (3,4-DHPAA) is used as compound (I) (FIG. 1), a peptide having a random amino acid sequence, particularly a peptide containing glycine, can be fluorescentized. Thus, it was found that 3,4-dihydroxybenzoic acid (FIG. 2) and 4-halogenated catechol (FIG. 3) highly selectively fluoresce a peptide whose N-terminal is proline.

実施例3:コラーゲンの検出
コラーゲンを含む各タンパク質(20nM)またはHeLa細胞抽出物(全タンパク質量15.2μg/tube;4×10cells/tube)を、5mM CaClを含む50mMホウ酸緩衝液(pH7.5)中、微生物由来コラゲナーゼ(2.0μg/tube,ナカライテスク社製)と37℃で1時間反応させた。その後、315μM NaIOと31.2mMホウ酸緩衝液の存在下、187μM 3,4−DHPAAと37℃で10分間反応させ、蛍光体を製造した。その後、反応液を10分間氷冷し、蛍光スペクトロメーター(実施例1参照)によって、励起波長370nm、蛍光波長465nmで、得られた蛍光体を含む溶液の蛍光強度を測定した。結果を図4に示す。
本発明のコラーゲン検出方法によれば、コラーゲンを特異的に検出できることが明らかとなった。
Example 3 Detection of Collagen Each protein containing collagen (20 nM) or HeLa cell extract (total protein amount 15.2 μg / tube; 4 × 10 5 cells / tube) was added to 50 mM borate buffer containing 5 mM CaCl 2. (PH 7.5) was reacted with a microorganism-derived collagenase (2.0 μg / tube, manufactured by Nacalai Tesque) at 37 ° C. for 1 hour. Then, in the presence of 315 μM NaIO 4 and 31.2 mM borate buffer, it was reacted with 187 μM 3,4-DHPAA at 37 ° C. for 10 minutes to produce a phosphor. Thereafter, the reaction solution was ice-cooled for 10 minutes, and the fluorescence intensity of the solution containing the obtained phosphor was measured with a fluorescence spectrometer (see Example 1) at an excitation wavelength of 370 nm and a fluorescence wavelength of 465 nm. The results are shown in FIG.
According to the collagen detection method of the present invention, it was revealed that collagen can be specifically detected.

実施例4:コラーゲンの定量
ヒトまたはウシコラーゲン−I(シグマ社製)を、5mM CaClを含む50mMホウ酸緩衝液(pH 7.5)中、微生物由来コラゲナーゼ(2.0μg/tube,ナカライテスク社製)と37℃で1時間反応させた。その後、315μM NaIOと31.2mMホウ酸緩衝液の存在下、187μM 3,4−DHPAAと37℃で10分間反応させ、蛍光体を製造した。その後、反応液を10分間氷冷し、蛍光スペクトロメーター(実施例1参照)によって、励起波長370nm、蛍光波長465nmで、得られた蛍光体を含む溶液の蛍光強度を測定した。得られた結果を、ヒトまたはウシコラーゲン−I量との関係でプロットし、検量線を作成した。結果を図5に示す。
Example 4: Quantification of Collagen Human or bovine collagen-I (manufactured by Sigma) in a 50 mM borate buffer solution (pH 7.5) containing 5 mM CaCl 2 (2.0 μg / tube, Nacalai Tesque) And made at 37 ° C. for 1 hour. Then, in the presence of 315 μM NaIO 4 and 31.2 mM borate buffer, it was reacted with 187 μM 3,4-DHPAA at 37 ° C. for 10 minutes to produce a phosphor. Thereafter, the reaction solution was ice-cooled for 10 minutes, and the fluorescence intensity of the solution containing the obtained phosphor was measured with a fluorescence spectrometer (see Example 1) at an excitation wavelength of 370 nm and a fluorescence wavelength of 465 nm. The obtained results were plotted in relation to the amount of human or bovine collagen-I to create a calibration curve. The results are shown in FIG.

本発明のペプチド検出方法は、穏和な温度条件でペプチドを選択的に蛍光誘導体化することを特徴とする。したがって、ペプチド以外の生体成分と反応して蛍光性を与えてしまうことが無く、またマイルドな条件にも関わらずペプチドを高い割合で蛍光体化することができる。
特に本発明のペプチド検出方法は、アミノ酸の種類や隣接するペプチド結合を認識して、特定のペプチド(例えば、N末端がプロリンであるペプチドや、グリシンを含むペプチド)を高選択的に蛍光体化することができる。特にグリシンを含むペプチドの検出は、コラゲナーゼの使用と組み合わせて、コラーゲン検出方法として応用することができる点で有用である。
また当該コラーゲン検出方法によれば、コラーゲンを定量的に測定することも可能であるし、コラーゲンをバイオマーカーとする疾患の診断を行うことも可能である。
さらに本発明のペプチド検出方法は、従来のペプチド蛍光体形成反応に比べてよりマイルドな温度条件で、短時間にペプチドを高選択的に蛍光検出できるので、各種プロテアーゼの酵素活性の測定方法など、生化学や病態検査学の分野にも応用することが可能である。
The peptide detection method of the present invention is characterized in that a peptide is selectively fluorescently derivatized under mild temperature conditions. Therefore, it does not react with biological components other than the peptide to give fluorescence, and the peptide can be fluorescentized at a high rate regardless of mild conditions.
In particular, the peptide detection method of the present invention recognizes the types of amino acids and adjacent peptide bonds, and highly selectively fluoresces specific peptides (for example, peptides whose N-terminal is proline or peptides containing glycine). can do. In particular, detection of a peptide containing glycine is useful in that it can be applied as a collagen detection method in combination with the use of collagenase.
Further, according to the collagen detection method, it is possible to quantitatively measure collagen, and it is also possible to diagnose a disease using collagen as a biomarker.
Furthermore, since the peptide detection method of the present invention is capable of highly selective fluorescence detection of peptides in a short time under milder temperature conditions than the conventional peptide fluorophore formation reaction, a method for measuring enzyme activities of various proteases, etc. It can be applied to the fields of biochemistry and pathological examination.

本出願は、特願2011−045491(出願日:平成23年3月2日)を基礎としており、それらの内容は本明細書に全て包含されるものである。   This application is based on a patent application No. 2011-054991 (filing date: March 2, 2011), the contents of which are incorporated in full herein.

Claims (25)

N末端がグリシンであるペプチドと、3,4−ジヒドロキシフェニル酢酸を、ホウ酸溶液中、酸化剤存在下、20〜50℃で反応させて蛍光体を製造することを特徴とする、ペプチドの検出方法。 Peptide detection characterized by producing a phosphor by reacting a peptide whose N-terminal is glycine with 3,4-dihydroxyphenylacetic acid in a boric acid solution in the presence of an oxidizing agent at 20 to 50 ° C. Method. 反応が、pH7〜8で行われる、請求項1に記載の方法。   The process according to claim 1, wherein the reaction is carried out at a pH of 7-8. 酸化剤が、過ヨウ素酸ナトリウムである、請求項1または2に記載の方法。   The method according to claim 1 or 2, wherein the oxidizing agent is sodium periodate. プチドが、試料のコラゲナーゼ処理により得られるペプチドである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。 Peptide is a peptide obtained by collagenase treatment of the sample, the method according to any one of claims 1 to 3. 試料中のコラーゲンを検出する方法である、請求項に記載の方法。 The method according to claim 4 , which is a method for detecting collagen in a sample. 試料中のコラーゲンを定量する方法である、請求項に記載の方法。 The method according to claim 4 , which is a method for quantifying collagen in a sample. 3,4−ジヒドロキシフェニル酢酸、酸化剤およびホウ酸溶液を含んでなる、N末端がグリシンであるペプチド検出試薬。 A reagent for detecting a peptide whose N-terminus is glycine, comprising 3,4-dihydroxyphenylacetic acid , an oxidizing agent and a boric acid solution. 酸化剤が、過ヨウ素酸ナトリウムである、請求項に記載の試薬。 The reagent according to claim 7 , wherein the oxidizing agent is sodium periodate. プチドが、試料のコラゲナーゼ処理により得られるペプチドである、請求項7または8に記載の試薬。 Peptide is a peptide obtained by collagenase treatment of the sample, reagent according to claim 7 or 8. コラーゲンの検出試薬である、請求項に記載の試薬。 The reagent according to claim 9 , which is a detection reagent for collagen. N末端がグリシンであるペプチドと、3,4−ジヒドロキシフェニル酢酸を、ホウ酸溶液中、酸化剤存在下、20〜50℃で反応させることを特徴とする、ペプチドの蛍光標識方法。 A peptide fluorescent labeling method comprising reacting a peptide having N-terminal glycine with 3,4-dihydroxyphenylacetic acid in a boric acid solution in the presence of an oxidizing agent at 20 to 50 ° C. 反応が、pH7〜8で行われる、請求項1に記載の方法。 The reaction is carried out in pH 7-8, the method of claim 1 1. 酸化剤が、過ヨウ素酸ナトリウムである、請求項1または1に記載の方法。 Oxidizing agent is sodium periodate method of claim 1 1 or 1 2. プロリン−グリシンのアミノ酸配列からなるペプチドと、3,4−ジヒドロキシ安息香酸を、ホウ酸溶液中、酸化剤存在下、20〜50℃で反応させて蛍光体を製造することを特徴とする、ペプチドの検出方法。A peptide comprising a peptide comprising an amino acid sequence of proline-glycine and 3,4-dihydroxybenzoic acid in a boric acid solution in the presence of an oxidizing agent at 20 to 50 ° C. to produce a phosphor. Detection method. 反応が、pH7〜8で行われ、酸化剤が、過ヨウ素酸ナトリウムである、請求項14に記載の方法。The process according to claim 14, wherein the reaction is carried out at pH 7-8 and the oxidizing agent is sodium periodate. 3,4−ジヒドロキシ安息香酸、酸化剤およびホウ酸溶液を含んでなる、プロリン−グリシンのアミノ酸配列からなるペプチドの検出試薬。A reagent for detecting a peptide consisting of an amino acid sequence of proline-glycine, comprising 3,4-dihydroxybenzoic acid, an oxidizing agent, and a boric acid solution. 酸化剤が、過ヨウ素酸ナトリウムである、請求項16に記載の試薬。The reagent according to claim 16, wherein the oxidizing agent is sodium periodate. プロリン−グリシンのアミノ酸配列からなるペプチドと、3,4−ジヒドロキシ安息香酸を、ホウ酸溶液中、酸化剤存在下、20〜50℃で反応させることを特徴とする、ペプチドの蛍光標識方法。A method for fluorescent labeling of a peptide, comprising reacting a peptide having an amino acid sequence of proline-glycine and 3,4-dihydroxybenzoic acid in a boric acid solution in the presence of an oxidizing agent at 20 to 50 ° C. 反応が、pH7〜8で行われ、酸化剤が、過ヨウ素酸ナトリウムである、請求項18に記載の方法。The process according to claim 18, wherein the reaction is carried out at pH 7-8 and the oxidizing agent is sodium periodate. プロリン−グリシンまたはプロリン−アラニンのアミノ酸配列からなるペプチドと、4−クロロカテコールを、ホウ酸溶液中、酸化剤存在下、20〜50℃で反応させて蛍光体を製造することを特徴とする、ペプチドの検出方法。Characterized in that a phosphor comprising a peptide having an amino acid sequence of proline-glycine or proline-alanine and 4-chlorocatechol in a boric acid solution in the presence of an oxidizing agent at 20 to 50 ° C., Peptide detection method. 反応が、pH7〜8で行われ、酸化剤が、過ヨウ素酸ナトリウムである、請求項20に記載の方法。21. The method of claim 20, wherein the reaction is carried out at pH 7-8 and the oxidizing agent is sodium periodate. 4−クロロカテコール、酸化剤およびホウ酸溶液を含んでなる、プロリン−グリシンまたはプロリン−アラニンのアミノ酸配列からなるペプチドの検出試薬。A reagent for detecting a peptide comprising an amino acid sequence of proline-glycine or proline-alanine, comprising 4-chlorocatechol, an oxidizing agent, and a boric acid solution. 酸化剤が、過ヨウ素酸ナトリウムである、請求項22に記載の試薬。The reagent according to claim 22, wherein the oxidizing agent is sodium periodate. プロリン−グリシンまたはプロリン−アラニンのアミノ酸配列からなるペプチドと、4−クロロカテコールを、ホウ酸溶液中、酸化剤存在下、20〜50℃で反応させることを特徴とする、ペプチドの蛍光標識方法。A method for fluorescently labeling a peptide, comprising reacting a peptide comprising an amino acid sequence of proline-glycine or proline-alanine with 4-chlorocatechol in a boric acid solution in the presence of an oxidizing agent at 20 to 50 ° C. 反応が、pH7〜8で行われ、酸化剤が、過ヨウ素酸ナトリウムである、請求項24に記載の方法。25. A process according to claim 24, wherein the reaction is carried out at pH 7-8 and the oxidizing agent is sodium periodate.
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