JPH02154688A - 特異的結合能を有するタンパク質と融合したエクオリン及びその製造法 - Google Patents

特異的結合能を有するタンパク質と融合したエクオリン及びその製造法

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JPH02154688A
JPH02154688A JP30842488A JP30842488A JPH02154688A JP H02154688 A JPH02154688 A JP H02154688A JP 30842488 A JP30842488 A JP 30842488A JP 30842488 A JP30842488 A JP 30842488A JP H02154688 A JPH02154688 A JP H02154688A
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protein
aequorin
fused
gene
fusion
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Shuhei Yoshino
修平 善野
Satoshi Inoue
敏 井上
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JNC Corp
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Chisso Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [技術の分野] 本発明は、特異的結合能を有するタンパク質の遺伝子と
融合したエクオリン遺伝子及びその製造法、並びに特異
的結合能を有するタンパク質と融合したエクオリン及び
その製造法に関する。
[従来の技術とその問題点] 発光蛋白エクオリンは、米国ワシントン州フライデーハ
ーバ−島近郊の海洋に生息する発光オワンクラゲより単
離されたカルシウム結合タンパク質である。エクオリン
は、自然界においてはタンパク質部分の7ボエクオリン
と、基質部分であるセレンテラジンが、分子状酸素を介
して複合体を形成しており、この複合体にカルシウムが
結合することにより発光することを特徴とする。この発
光を利用してカルシウム濃度を測定することができる。
本発明者は組換えDNAの手法を用いて、発光オワンク
ラゲより7ボエクオリンのcDNAをクローニングし、
その1次構造を決定した(特開昭81−135.588
 ) 、次いで、このc[lNAを用いて大腸菌を宿主
とし、その菌体内及び菌体外でのアポエクオリンの生産
に成功した(特開昭82−171,895.83−10
2.895 ) さらに、機能遺伝子と結合したエクオリン遺伝子を作成
し、その融合タンパク質の生産に成功した(特願昭62
−198,031 ) 、またエクオリンの発光を利用
した金属の検出方法を開発した(特願昭81−103,
849) 、該発明は特異的結合タンパク質と融合した
エクオリンを用いた検出技術への応用を実証した報告で
ある。
ところで、エクオリンの有用性は当業者に予測され得る
処であり、エクオリンを特異的結合タンパク質を介して
標的物に結合せしめることにより、標的物を特異的に発
光で検出することができる。ここで、特異的結合とは抗
原抗体反応、酵素反応、レセプターへの特異的結合、核
酸とタンパク質の特異的結合等を利用した結合である。
そして、特異的結合能を有するタンパク質と融合したエ
クオリンは、上述した機部から診断薬等の検査薬として
有用であることは自明である。
本発明者は上述の技術的事情にかんがみ、研究の結果、
組換えDNAの手法により抗体結合能を有するタンパク
質と融合したエクオリンの製造を可能にすることができ
た0以上の説明から明らかなように、本発明の目的はエ
クオリン活性を保持した特異的結合能を有するタンパク
質と融合したエクオリンとその応用物または応用方法を
提供することである。
[問題を解決するための手段] 本発明(2発明)は、それぞれ下記(1)〜(4)の構
成を有する。
(1)組換えDNAの手法を用いることを特徴とする特
異的結合能を有するタンパク質の遺伝子とエクオリン遺
伝子の融合遺伝子の製造法。
(2)前記第1項に記載の製造法により生産されてなる
特異的結合能を有するタンパク質の遺伝子とエクオリン
遺伝子の融合遺伝子。
(3)組換えDNAの手法を用いることを特徴とする特
異的結合能を有するタンパク質とエクオリンの融合タン
パク質の製造法。
(4)前記第3項に記載の製造法により生産されてなる
特異的結合能を有するタンパク質とエクオリンの融合タ
ンパク質。
本発明の構成と効果につき以下に詳述する0本発明はエ
クオリン活性を保持した特異的結合能を有するタンパク
質と融合したエクオリン及びその製造法によるものであ
り、例えば後述の実施例に示す方法で行うことができる
本発明を添付図面によって説明すると第1図はプロティ
ンAと融合したエクオリンの発現ベクターの構築工程を
示す。
すなわち、エクオリン発現ベクターpiPHE  (特
開昭83−102,895 )からEcoRI消化によ
りエクオリンcONAの断片を分離する0次にその断片
をプロティンA融合発現ベクターpRIT5 (ファル
マシア社(株)製)のEcoRIサイトに挿入し、pA
AQ 1を作成する。さらに、 pAAQlをS腸al
/PvulI消化した後、セルフライゲーションし、p
AAQ 2を作成する。被構築物の方向付けのため、プ
ロモーターシグナルシーケンス、アンピシリン耐性遺伝
子並びに二、三の制限酵素サイトを示す。
第2図はプロティンA遺伝子とエクオリン遺伝子の接合
付近の塩基配列及びそれに対応するアミノ酸配列を示す
第3図はウェスタン・ブロッティグによるプロティンA
融合エクオリンの同定結果を示す、Aがエクオリンに対
するポリクローナル抗体を用いた場合、Bがパーオキシ
ダーゼ標識抗体を用いた場合である。レーンlはpAA
Q 1 /JM83株、レーン2はpAAQ 2 /J
M83株、レーン3はJM83株である。
上述のようにして得られた本発明(第1発明)の特異的
結合能を有するタンパク質の遺伝子と融合したエクオリ
ン遺伝子を用いることにより本発明(第2発明)の特異
的結合能を有するタンパク質と融合したエクオリンの製
造が可能となった。
該製造は、第1発明の遺伝子を用いる以外は公知の発現
方法による。
[発明の効果] 本発明のエクオリン活性を保持した特異的結合能を有す
るタンパク質と融合したエクオリン並びにその製造法の
有用性は、当業者に自明である。
該融合タンパク質のもつ特異的結合能と発光能を利用す
ることにより、発光の有無を用いた検出法に応用できる
。また、適当な宿主1例えば大腸菌を宿主とすることに
より該融合タンパク質を大量に調製することが可能にな
る。このような宿主は当業者に周知である。
上記の開示により、当業者は特許請求された本発明を実
施できる。しかし、この技術の理解を増すために本発明
に重要なエリフォリン活性を有するプロティンAと融合
したエクオリンの製造及び同定に使われる手順を以下に
明らかにする。
[実施例] 実施例1 [プロティンA融合エクオリン発現ベクター
の構築] エクオリン発現ベクターpiPHE(特開昭83−10
2゜695)をEcoRIで消化した後、−80℃テ1
0分間処理した。
被処理物を7ガロース電気泳動にかけ、エクオリンcD
NAを有する断片をDEAEペーパーに回収した。 D
EAEペーパーを0.IM Na1l、TE緩衝液(I
OIIM トリス塩酸、1mM EDTA pH8,0
)で2回洗節した後、IMNaCl、TE!11衝液(
pH8,0) テ4回溶出した。溶出したDNAをフェ
ノールで2回抽出した後、エタノール沈殿した。
プロティンA融合発現ベクターpRIT5 (ファルマ
シア社(株)製)をEcoRIで消化した後、−80℃
で10分間処理した。さらに、大腸菌のアルカリホスフ
ァターゼ処理を85℃で3時間行った後、フェノールで
3回抽出し、エタノール沈殿した。
回収した上述のエクオリンcDNA断片とプロティンA
融合発現ベクターと少量ずつ一緒にし、T4DNA リ
ガーゼによって連結した。
反応液の一部を大腸菌JM83に形質転換し、Lプレー
トに広げ、37℃で一晩培養した。
形質転換株に対してエクオリン活性を測定し、活性の有
無で選択した。さらに、活性を有する形質転換株に対し
て、プラスミドDNAを調製し制限酵素消化により、イ
ンサー) DNAのサイズ並びに挿入方向を確認した。
これが第1図に示すプロティンA融合エクオリン発現ベ
クターpAAQ 1に相当する。
pAAQ 1プラスミドDNAをSmaI/Pvull
消化した後、−80℃で10分間処理した。その反応液
の一部をT4IINAリガーゼによって連結し、形質転
換した後、Lプレートに広げ、37℃で一晩培養した。
得られた形質転換株に対してプラスミドDNAを調製し
、制限酵素消化によりサイズの確認をした。
サイズが小さくなったプラスミドが第1図に示すプロテ
ィンA融合エクオリン発現ベクターpAAQ 2に相当
し、実際的にはpAAQ lから5taphylaco
ccus aureusに対するシャトルベクタ一部分
を除いた構造と成っている。
結果的に、プロティンA融合エクオリン発現ベクターp
AAQ 1及びpAAQ 2は、第2図に示すように、
プロティンAのシグナルペプチドが切断された型で、大
腸菌のペリプラズム中へ、プロティンAに由来する27
1アミノ酸とアボエクリンに由来する 188アミノ酸
をリンカ−に由来するGl!・Asn・Setを介して
融合した462アミノ醜から成る分子量52,293の
プロティンA融合エクオリンを発現すると思われる。
また、タラム陽性菌のSta h Iococcus 
aureusにpAAQ 1を形質転換することにより
得られる形質転換株を用いれば、上記したプロティンA
融合エクオリン(MW 52,293)を培地中に分泌
生産することも可能になると考えられる。
さらに該融合タンパク質はプロティンAの持つIgGへ
の特異的結合を利用して、IgGセファロースカラムを
用いることにより一段階でたやすく精製できると思われ
る。
実施例2[プロティンA融合エクオリン発現ベクターの
プラスミドDNAの調製] コロニーを5 ml LB培地に植え、37℃で1晩培
養した。上記培養液1.5mJ1をエッペンドルフチュ
ーブに移し、遠心(12,00Orpm、2分)した。
上清を除き、ペレットをeoILiのグルコース溶液(
50+mMグルコース、251IMトリス・塩酸(pH
8,0)、10+sM EDTAに懸濁した。40ル文
の10mg/m交リゾチーム溶液(使用直前にグルコー
ス溶液にて調製)を加え、穏やかに混合し、室温で5分
間放置した。200ILlの0.2N NaOH11%
SDS溶液を加え、穏やかに混合し、水中で5分間放置
した。
150ILuの5M酢酸カリウム溶液を加え、穏やかに
混合し、水中で少なくとも5分間放置した。
遠心(12,0OOrpse、10分、4℃)した後、
上清を別のエッペンドルフチューブに移し、フェノール
で1回抽出し、エタノール沈殿した。遠心(12,00
Orpm、5分)し、ペレットを70%エタノールで洗
浄した後、真空乾燥した。ペレットを501LuのTE
Il衝液(pH8,0)に溶解し10JLg/s文濃度
になるようにRNaseA(0,5mg/IJL溶液を
1jL見加え、37℃で30分間保温した。
20%ポリエチレングリコール(PEG)8000/2
.5MNaclを30JLl加え、よく混合し水中で少
なくとも1時間放置した。遠心(120Orpm、5分
)し、上清を除いた。ペレットを70%エタノールで1
回洗浄し、真空乾燥した。ペレットを適当量のTE(p
H8,0)に溶解した。
実施例3[エクオリン活性の測定] 形質転換株をLB培培地10見見植菌し、37℃で1晩
培養した。この培養液を・最終濃度が50%グリセロー
ルになるように調製し、−20℃に保存した。
LBB地10膳文に50%グリセロール・ストックを5
0終見植菌し37℃で1晩培養した。上記培養液1.5
鳳見をエツペンドルフチューブに移し、遠心(12,0
00rp■、2分)した、上清を除き、ペレットを30
mM Tris−HGu (pH7,8)、10+sM
 EDTA(pH7,13)19衝液に、懸濁した後、
超音波で細胞を破砕し、さらに遠心(12,00Orp
m+、5分)した。
その上清につき、エクオリン活性を測定した。
反応液20OpJL中ニ30m)I Tris−HCJ
l (pH7,8)、10mMEDTA(pH7,El
) 1m衝液、  Lag/mlセレ:yテ9シyII
LJl、2−メルカプトエタノール4pJL、粗酵素抽
出液を含む。
4℃に一晩放置した後、反応液の一部をルミフォトメー
ター(TD−4000、ラボサイエンス社)のキュベツ
ト中に移し、30mM CaCA、zを100uJL注
入し、その発光量を測定した。
プラスミドpAAQ l及びpAAQ 2に由来するエ
クオリン活性が検出された。その活性量は、pAAQ 
1で9.3 X 105 r、1.u、/ml培養液、
pAQQ2 テ2.0 X105 r、 1.u、/s
fL培養液であった。これは、に末端側にプロティンA
を融合したエクオリンの産生を示し、七の融合タンパク
質がエクオリン活性を有することを示すものである。
実施例4[ウェスタン嗜ブロッティングによるプロティ
ンA融合エクオリンの同定] pAAQ l /JM83株及びpAAQ 2 /J)
183株の1晩培養液をLasmmli 法 (Las
mmli、  O,に、(1870)  Nature
277.880)によるSOSポリアクリルアミド電気
泳動にかけ分離した。このゲルをTowbinらの方法
(Towbin、H,、5taehlin、 T、 a
nd Gordon、J、、Proc。
Watt、 Acad、Sci、、tISA、7Et 
4350(1979))によりウェスタン嗜ブロッティ
ングにかけた。
すなわち、ゲル上のバンドをニレクロドロプロッターで
ニトロセルロース上に移行させた後、そのニトロセルロ
ースフィルターを抗体と反応させ、さらに4−クロロ−
1−ナフトールをパーオキシダーゼにより発色させるこ
とにより行なった。
抗体としては、常法により調製した組換えエクオリンに
対するウサギIgG  (ポリクローナル抗体)及び西
洋ワサビパーオキシダーゼ()IRP)標識ヤギ抗ウサ
ギIgGを用いた。
HRP標識抗体を用いた発色検出システムのキット(イ
ミュンプロット)は市販品(バイオラッド社から購入)
を用いた。
第3図にウェスタン・ブロッティングの結果を示したが
、Aがエクオリン抗体を用いた場合、BがHRP標識I
gGを用いた場合である0両方ともpAAQl (レー
ン1)及びPAAQ2 (レーン2)に約48キロダル
トンのバンドを示した。またコントロールのJM83株
(レーン3)には有意義なバンドを検出しなかった。
これは、pAAQ 1及びpAAQ 2に由来する約4
8にのバンドが7ポエクオリン及びプロティンAを含有
していることを示し、さらにプロティンAの持つ抗体結
合能を有していることを示す、この48にというサイズ
は、予想される融合タンパク質のサイズの52によりや
や小さいが、近似の値を示した。
以上の結果を総合すると、pAAQ 1又はpAAQ 
2より発現される約48にのプロティンAとアポエクオ
リンの融合タンパク質は、両者の活性(すなわち、抗体
結合能と発光能)を保持しており、本融合タンパク質を
用いることにより抗体を発光で検出することが出来ると
推定される。
【図面の簡単な説明】
第1.2.3図は本発明の説明図である。 第1図は、プロティンA融合エクオリン発現ベクターp
AAQ l及びpAAQ 2の構築工程を示すフローシ
ートである。 第2図は、プロティンA遺伝子とエクオリン遺伝子の融
合近傍の塩基配列とそれに対応するアミノ酸配列を表わ
したものである。 第3図はウェスタン・プロッティングの結果を示したも
ので、Aがエクオリンに対する抗体を用いた場合で、B
がHRP標識IgGを用いた場合である。pAAQl及
びpAAQ 2におけるプロティンA融合エクオリンの
検出、及び同定を表わしたものである。 以上

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)組換えDNAの手法を用いることを特徴とする特
    異的結合能を有するタンパク質の遺伝子とエクオリン遺
    伝子の融合遺伝子の製造法。
  2. (2)特許請求の範囲第1項に記載の製造法により生産
    されてなる特異的結合能を有するタンパク質の遺伝子と
    エクオリン遺伝子の融合遺伝子。
  3. (3)組換えDNAの手法を用いることを特徴とする特
    異的結合能を有するタンパク質とエクオリンの融合タン
    パク質の製造法。
  4. (4)特許請求の範囲第3項に記載の製造法により生産
    されてなる特異的結合能を有するタンパク質とエクオリ
    ンの融合タンパク質。
JP30842488A 1988-12-06 1988-12-06 特異的結合能を有するタンパク質と融合したエクオリン及びその製造法 Pending JPH02154688A (ja)

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EP19890121881 EP0372352B1 (en) 1988-12-06 1989-11-27 Aequorin fused with a protein having a specific-binding activity, its preparation, its purification and detection method by its use
DE1989622971 DE68922971T2 (de) 1988-12-06 1989-11-27 Mit einem Protein mit spezifischer Bindungsaktivität fusioniertes Aequorin, seine Herstellung, Reinigung und Nachweismethode.

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