JP7436981B2 - コレステロールエステラーゼ活性が向上したポリペプチド - Google Patents
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Description
[1]配列番号1~4のいずれかで示されるアミノ酸配列と80%以上の同一性を有するポリペプチドであって、配列番号1~3の場合には当該アミノ酸配列の287位のロイシンに相当するアミノ酸が、又は配列番号4の場合には当該アミノ酸配列の286位のロイシンに相当するアミノ酸がイソロイシン又はアラニンに置換されており、置換前のポリペプチドと比較してコレステロールエステラーゼ活性が向上しているポリペプチド。
[2]前記アミノ酸配列が配列番号1又は2で示されるアミノ酸配列であり、当該アミノ酸配列における266位のバリンに相当するアミノ酸が更にロイシンに置換されている、[1]に記載のポリペプチド。
[3]前記ポリペプチドが、バークホルデリア(Burkholderia)属、シュードモナス(Pseudomonas)属又はパラバークホルデリア(Paraburkholderia)属の細菌のポリペプチドに由来する、[1]又は[2]に記載のポリペプチド。
[4]前記配列番号1~4のいずれかで示されるアミノ酸配列と80%以上の同一性を有するポリペプチドが、リパーゼ活性を有するポリペプチドである、[1]~[3]のいずれかに記載のポリペプチド。
[5][1]~[4]のいずれかに記載のポリペプチドを製造する方法であって、
配列番号1~4のいずれかで示されるアミノ酸配列と80%以上の同一性を有するポリペプチドにおいて、配列番号1~3の場合には当該アミノ酸配列の287位のロイシンに相当するアミノ酸を、又は配列番号4の場合には当該アミノ酸配列の286位のロイシンに相当するアミノ酸をイソロイシン又はアラニンに置換する工程を含む、方法。
[6]前記アミノ酸配列が配列番号1又は2で示されるアミノ酸配列であり、当該アミノ酸配列の266位のバリンに相当するアミノ酸をロイシンに置換する工程を更に含む、[5]に記載の方法。
[7]配列番号1~4のいずれかで示されるアミノ酸配列と80%以上の同一性を有するポリペプチドのコレステロールエステラーゼ活性を向上する方法であって、
配列番号1~3の場合には当該アミノ酸配列の287位のロイシンに相当するアミノ酸を、又は配列番号4の場合には当該アミノ酸配列の286位のロイシンに相当するアミノ酸をイソロイシン又はアラニンに置換する工程を含む、方法。
[8]前記アミノ酸配列が配列番号1又は2で示されるアミノ酸配列であり、当該アミノ酸配列の266位のバリンに相当するアミノ酸をロイシンに置換する工程を更に含む、[7]に記載の方法。
[9][1]~[4]のいずれかに記載のポリペプチドを含む、試薬組成物。
[10]リポタンパク質中のコレステロール又はそのエステルを測定するための、[9]に記載の試薬組成物。
[11]前記リポタンパク質が、超高比重(密度)リポタンパク質、高比重(密度)リポタンパク質、低比重(密度)リポタンパク質、超低比重(密度)リポタンパク質、中間比重(密度)リポタンパク質、カイロミクロン、small-LDL、βリポタンパク質、pre-リポタンパク質及びαリポタンパク質から成る群から選択される少なくとも1種のリポタンパク質である、[10]に記載の試薬組成物。
[12][9]~[11]のいずれかに記載の試薬組成物を含む、キット。
[13][9]~[11]のいずれかに記載の試薬組成物又は[12]に記載のキットを用いてコレステロール又はそのエステルを測定する方法であって、
前記組成物又はキットに含まれるポリペプチドと、コレステロール又はそのエステルを含むか、又はその疑いのある被験試料とを接触させる工程を含む、方法。
本発明においてコレステロールエステラーゼ活性以外の活性は限定されないが、リパーゼ活性などのエステラーゼ活性であってもよい。これらの活性はBiosci Biotechnol Biochem.83、1974-1984(2019)、Biochimica et Biophysica Acta 1259 9-17(1995)などに記載された公知の活性の測定方法で検出できれば良く、活性の強さや、リパーゼ活性およびコレステロールエステラーゼ活性など複数の活性がある場合、その比率によって限定されない。なお、配列番号1~4で示されるアミノ酸配列を有するポリペプチドはリパーゼ活性を有する。
配列番号9~12に記載のバークホルデリア・セパシアに由来するリパーゼ遺伝子及びその変異体遺伝子とそのシャペロン遺伝子を含むDNA配列を全合成した。当該DNAを鋳型として配列番号13と14に記載の合成オリゴデオキシリボヌクレオチドプライマー(以下、プライマーと略記)を用いて、ポリメラーゼチェーンリアクション法(以下、PCRと略記)によるDNAの増幅を行なった。なお、用いたPCR用酵素はKOD FX Neo(Toyobo社製)である。
宿主としてのバークホルデリア・スタビリス(FERM P-21014株)に上記1)で作製したリパーゼの発現ベクターを導入するため、バークホルデリア・スタビリスの菌株をLB培地100mLにて対数増殖期に至るまで30℃で振とう培養した後、遠心分離にて菌体を回収した。回収した菌体に100mLの氷冷滅菌水を加え、懸濁後再び遠心分離し菌体を回収した。この操作をもう一度繰り返した後、回収した菌体に5mL冷却10%グリセリン溶液を加え、よく懸濁し、遠心分離により菌体を回収した。回収した菌体に1mLの氷冷10%グリセリン溶液を加え、懸濁し、40μLずつ分注し、液体窒素で瞬間冷凍し-80℃にて保存した。冷凍保存した菌体を氷上にて融解し、上記1)にて作製した4種類の発現ベクターをそれぞれ約100ng加え、混合した。この混合液を0.2cm幅エレクトロポレーションキュベット(Bio-Rad社製)に移し、遺伝子導入装置ジーンパルサーIIを用いて電場強度2.4kV/cm、キャパシタンス25μF、外部抵抗200Ωにてそれぞれ電気パルスを与えた。電気パルス処理した菌体とDNAの混合液を1mLのLB培地に混合し、30℃にて1時間培養した後、200μLの菌液を200μg/mLのカナマイシン硫酸塩を含むLB培地に塗布し、30℃にて2日間培養し、各発現ベクターの形質転換体を得た。
Chelating Sepharose Fast Flow(GEヘルスケア社)担体にNi2+を固定化した後、担体約50μLをマイクロ遠心チューブに加え、溶液A(50mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH 8.0)、0.3M NaCl)で平衡化した。5000×gで30秒間遠心し、上清を除去した。上記2)で調製した粗酵素液1mLを加え、10分間ゆっくりと混合した。5000×gで30秒間遠心後、上清を除去した。Sepharose担体を1mLの洗浄バッファー(50mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH6.0)、0.3M NaCl、20mMイミダゾール)で3回洗浄した。洗浄は、洗浄バッファーを加えSepharose担体を10秒間ゆっくりと混合し、その後5000×gで30秒間遠心し、上清を除去した。Sepharose担体に0.1mLの溶出バッファー(50mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH6.0)、0.3M NaCl、0.4Mイミダゾール)を加え、1分間ゆっくりと混合し、その後5000×gで30秒間遠心し、上清を回収し組換え型リパーゼの溶液を得た。得られた組換え型リパーゼの溶液のタンパク質濃度の定量は、Pierce BCA Protein Assay Kit(Thermo Fisher Scientific)を用いてその推奨プロトコールに従って測定した。得られた組換え型リパーゼの溶液を一部取り、SDS-PAGEで分析した。バークホルデリア・セパシアリパーゼの分子量は33.1kDaであり、予想される大きさに組換え型リパーゼのバンドが観察された(図1)。
上記1)~3)で得た組換え型リパーゼ溶液のコレステロールエステラーゼ活性の評価は、以下の酵素活性測定法を用いて実施した。
下記の試薬を下記の通りの濃度で含有する反応試薬を調製した。
[反応試薬]
40mM リン酸カリウム緩衝液(pH6.8)
0.02% TODB(同仁化学研究所)
10U/mL ペルオキシダーゼ
0.3% トリトンX-100
2.5U/mL コレステロールオキシダーゼ
10% 仔牛血清液
0.035% 4-アミノアンチピリン
(式)
コレステロールエステラーゼ活性(U/mL)=ΔA/min÷18x(150+3)÷3÷1000
{式中、ΔA/minは上記反応試薬を添加した76.69秒から119.53秒の主波長546nm、副波長660nmにおける吸光度を測定し、得られた単位時間当たりの吸光度変化量を示す。18はTODBと4-アミノアンチピリンの酸化縮合反応物の550nmにおけるミリモル分子吸光係数、150+3は反応総体積(反応試薬の体積+組換え型リパーゼ溶液の体積)、3は上記組換え型リパーゼ溶液の体積をそれぞれ意味する。}
配列番号17~22に記載のバークホルデリア・ユボネンシスに由来するリパーゼ遺伝子及びその変異体遺伝子とそのシャペロン遺伝子を含むDNA配列を全合成した。当該DNAを鋳型に用いて配列番号23と24に記載のプライマーを用いて、PCRによるDNAの増幅を行ない、上記1)に記載の方法に準じて、発現ベクターを作製した。
配列番号25~27に記載のバークホルデリア・タイランデンシスに由来するリパーゼ遺伝子及びその変異体遺伝子とそのシャペロン遺伝子を含むDNA配列を全合成した。当該DNAを鋳型に用いて配列番号28と29に記載のプライマーを用いて、PCRによるDNAの増幅を行ない、上記1)に記載の方法に準じて、発現ベクターを作製した。
その結果を表4に示す。
配列番号30~32に記載のバークホルデリア・グルマエに由来するリパーゼ遺伝子及びその変異体遺伝子とそのシャペロン遺伝子を含むDNA配列を全合成した。当該DNAを鋳型に用いて配列番号33と34に記載のプライマーを用いて、PCRによるDNAの増幅を行ない、上記1)に記載の方法に準じて、発現ベクターを作製した。
配列番号2:バークホルデリア・ユボネンシス由来リパーゼのアミノ酸配列
配列番号3:バークホルデリア・タイランデンシス由来リパーゼのアミノ酸配列
配列番号4:バークホルデリア・グルマエ由来リパーゼのアミノ酸配列
配列番号5:バークホルデリア(シュードモナス)・セパシア由来リパーゼの塩基配列
配列番号6:バークホルデリア・ユボネンシス由来リパーゼの塩基配列
配列番号7:バークホルデリア・タイランデンシス由来リパーゼの塩基配列
配列番号8:バークホルデリア・グルマエ由来リパーゼの塩基配列
配列番号9:バークホルデリア(シュードモナス)・セパシア由来リパーゼの分泌シグナルペプチドとHisタグとマチュアなリパーゼ(野生型)とシャペロンとが直結した塩基配列
配列番号10:バークホルデリア(シュードモナス)・セパシア由来リパーゼの分泌シグナルペプチドとHisタグとマチュアなリパーゼ(266L変異)とシャペロンとが直結した塩基配列
配列番号11:バークホルデリア(シュードモナス)・セパシア由来リパーゼの分泌シグナルペプチドとHisタグとマチュアなリパーゼ(287I変異)とシャペロンとが直結した塩基配列
配列番号12:バークホルデリア(シュードモナス)・セパシア由来リパーゼの分泌シグナルペプチドとHisタグとマチュアなリパーゼ(266L、287I二重変異)とシャペロンとが直結した塩基配列
配列番号13:配列番号9~12の核酸を増幅するための合成オリゴデオキシリボヌクレオチドプライマー
配列番号14:配列番号9~12の核酸を増幅するための合成オリゴデオキシリボヌクレオチドプライマー
配列番号15:発現ベクターを増幅するための合成オリゴデオキシリボヌクレオチドプライマー
配列番号16:発現ベクターを増幅するための合成オリゴデオキシリボヌクレオチドプライマー
配列番号17:バークホルデリア・ユボネンシス由来リパーゼの分泌シグナルペプチドとHisタグとマチュアなリパーゼ(野生型)とシャペロンとが直結した塩基配列
配列番号18:バークホルデリア・ユボネンシス由来リパーゼの分泌シグナルペプチドとHisタグとマチュアなリパーゼ(266L変異)とシャペロンとが直結した塩基配列
配列番号19:バークホルデリア・ユボネンシス由来リパーゼの分泌シグナルペプチドとHisタグとマチュアなリパーゼ(287I変異)とシャペロンとが直結した塩基配列
配列番号20:バークホルデリア・ユボネンシス由来リパーゼの分泌シグナルペプチドとHisタグとマチュアなリパーゼ(266L、287I二重変異)とシャペロンとが直結した塩基配列
配列番号21:バークホルデリア・ユボネンシス由来リパーゼの分泌シグナルペプチドとHisタグとマチュアなリパーゼ(266I変異)とシャペロンとが直結した塩基配列
配列番号22:バークホルデリア・ユボネンシス由来リパーゼの分泌シグナルペプチドとHisタグとマチュアなリパーゼ(287A変異)とシャペロンとが直結した塩基配列
配列番号23:配列番号17~22の核酸を増幅するための合成オリゴデオキシリボヌクレオチドプライマー
配列番号24:配列番号17~22の核酸を増幅するための合成オリゴデオキシリボヌクレオチドプライマー
配列番号25:バークホルデリア・タイランデンシス由来リパーゼの分泌シグナルペプチドとHisタグとマチュアなリパーゼ(野生型)とシャペロンとが直結した塩基配列
配列番号26:バークホルデリア・タイランデンシス由来リパーゼの分泌シグナルペプチドとHisタグとマチュアなリパーゼ(287I変異)とシャペロンとが直結した塩基配列
配列番号27:バークホルデリア・タイランデンシス由来リパーゼの分泌シグナルペプチドとHisタグとマチュアなリパーゼ(287A変異)とシャペロンとが直結した塩基配列
配列番号28:配列番号25~27の核酸を増幅するための合成オリゴデオキシリボヌクレオチドプライマー
配列番号29:配列番号25~27の核酸を増幅するための合成オリゴデオキシリボヌクレオチドプライマー
配列番号30:バークホルデリア・グルマエ由来リパーゼの分泌シグナルペプチドとHisタグとマチュアなリパーゼ(野生型)とシャペロンとが直結した塩基配列
配列番号31:バークホルデリア・グルマエ由来リパーゼの分泌シグナルペプチドとHisタグとマチュアなリパーゼ(286I変異)とシャペロンとが直結した塩基配列
配列番号32:バークホルデリア・グルマエ由来リパーゼの分泌シグナルペプチドとHisタグとマチュアなリパーゼ(286A変異)とシャペロンとが直結した塩基配列
配列番号33:配列番号30~32の核酸を増幅するための合成オリゴデオキシリボヌクレオチドプライマー
配列番号34:配列番号30~32の核酸を増幅するための合成オリゴデオキシリボヌクレオチドプライマー
Claims (14)
- 配列番号1~4のいずれかで示されるアミノ酸配列と90%以上の同一性を有するポリペプチドのコレステロールエステラーゼ活性を向上する方法であって、
配列番号1~3の場合には当該アミノ酸配列の287位のロイシンに相当するアミノ酸を、又は配列番号4の場合には当該アミノ酸配列の286位のロイシンに相当するアミノ酸をイソロイシンに置換する工程を含む、方法。 - 前記アミノ酸配列が配列番号1又は2で示されるアミノ酸配列であり、当該アミノ酸配列の266位のバリンに相当するアミノ酸をロイシンに置換する工程を更に含む、請求項1に記載の方法。
- 配列番号1~4のいずれかで示されるアミノ酸配列と97%以上の同一性を有するポリペプチドであって、配列番号1~3の場合には当該アミノ酸配列の287位のロイシンに相当するアミノ酸が、又は配列番号4の場合には当該アミノ酸配列の286位のロイシンに相当するアミノ酸がイソロイシンに置換されており、置換前のポリペプチドと比較してコレステロールエステラーゼ活性が向上しているポリペプチドを含む、リポタンパク質中のコレステロール又はそのエステルを測定するための試薬組成物。
- 前記アミノ酸配列が配列番号1又は2で示されるアミノ酸配列であり、当該アミノ酸配列における266位のバリンに相当するアミノ酸が更にロイシンに置換されている、請求項3に記載の試薬組成物。
- 前記ポリペプチドが、バークホルデリア(Burkholderia)属、シュードモナス(Pseudomonas)属又はパラバークホルデリア(Paraburkholderia)属の細菌のポリペプチドに由来する、請求項3又は4に記載の試薬組成物。
- 前記配列番号1~4のいずれかで示されるアミノ酸配列と98%以上の同一性を有するポリペプチドが、リパーゼ活性を有するポリペプチドである、請求項3~5のいずれか一項に記載の試薬組成物。
- 前記リポタンパク質が、超高比重リポタンパク質、高比重リポタンパク質、低比重リポタンパク質、超低比重リポタンパク質、中間比重リポタンパク質、カイロミクロン、small-LDL、βリポタンパク質、pre-リポタンパク質及びαリポタンパク質から成る群から選択される少なくとも1種のリポタンパク質である、請求項3~6のいずれか一項に記載の試薬組成物。
- 請求項3~7のいずれか一項に記載の試薬組成物を含む、キット。
- 請求項3~7のいずれか一項に記載の試薬組成物又は請求項8に記載のキットを用いてコレステロール又はそのエステルを測定する方法であって、
前記組成物又はキットに含まれるポリペプチドと、コレステロール又はそのエステルを含むか、又はその疑いのある被験試料とを接触させる工程を含む、方法。 - 配列番号1~4のいずれかで示されるアミノ酸配列と97%以上の同一性を有するポリペプチドのコレステロールエステラーゼとしての使用であって、前記ポリペプチドが、配列番号1~3の場合には当該アミノ酸配列の287位のロイシンに相当するアミノ酸が、又は配列番号4の場合には当該アミノ酸配列の286位のロイシンに相当するアミノ酸がイソロイシンに置換されており、置換前のポリペプチドと比較してコレステロールエステラーゼ活性が向上している、使用。
- 前記アミノ酸配列が配列番号1又は2で示されるアミノ酸配列であり、当該アミノ酸配列における266位のバリンに相当するアミノ酸が更にロイシンに置換されている、請求項10に記載の使用。
- 前記ポリペプチドが、バークホルデリア(Burkholderia)属、シュードモナス(Pseudomonas)属又はパラバークホルデリア(Paraburkholderia)属の細菌のポリペプチドに由来する、請求項10又は11に記載の使用。
- 前記配列番号1~4のいずれかで示されるアミノ酸配列と98%以上の同一性を有するポリペプチドが、リパーゼ活性を有するポリペプチドである、請求項10~12のいずれか一項に記載の使用。
- リポタンパク質中のコレステロール又はそのエステルを測定するための試薬組成物の製造における、請求項10~12のいずれか一項に記載の使用。
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