JPH05211871A - Method for mutational transduction of designated range - Google Patents

Method for mutational transduction of designated range

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JPH05211871A
JPH05211871A JP4042332A JP4233292A JPH05211871A JP H05211871 A JPH05211871 A JP H05211871A JP 4042332 A JP4042332 A JP 4042332A JP 4233292 A JP4233292 A JP 4233292A JP H05211871 A JPH05211871 A JP H05211871A
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Abstract

PURPOSE:To provide a method for readily transducing various mutation in a range designated in high frequency, to produce a mutational polypeptide from a mutant DNA obtained by this method and to provide a method for identifying an epitope of monoclonal antibody using the same polypeptide. CONSTITUTION:This method is the transduce base-substituted type mutation by designating DNA in a range wherein deoxynuclesoide triphosphate having low base pair specificity such as deoxyinosine is present in DNA synthase chain reaction. A mutant polypeptide is produced from a transformant transformed with DNA obtained by this method. This mutant polypetide prepared by this method using at least part of DNA of antigen protein gene of monoclonal antibody ad a template DNA and cross reaction between the prepared mutational polypeptide and the monoclonal antibody is measured to identify the epitope of the monoclonal antibody.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、単離された二本鎖DN
A(遺伝子、遺伝子群)の上の指定した領域特異的に多
様な塩基置換型突然変異を高頻度で導入する新技術を提
供する。さらに本発明は、本発明の方法により得られた
突然変異を導入したDNAを有する形質転換体からの突
然変異したポリペプチドの製造方法に関する。加えて、
本発明は、上記突然変異ポリペプチドを用いた単クロー
ン抗体のエピトープの同定法に関する。
The present invention relates to an isolated double-stranded DN.
Provided is a new technique for frequently introducing a variety of base substitution mutations in a specified region on A (gene, gene group). Further, the present invention relates to a method for producing a mutated polypeptide from a transformant having a mutation-introduced DNA obtained by the method of the present invention. in addition,
The present invention relates to a method for identifying an epitope of a monoclonal antibody using the above mutant polypeptide.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来は、(1)天然に存在する突然変異
体や紫外線、アルキル化剤など一般的な変異誘発剤処理
により生じる突然変異体の中から目的の変異体を選択す
る。(2)あるいは合成オリゴヌクレオシドを取り込ま
せることで、そのオリゴヌクレオシド上で指定した一の
塩基に特異的に突然変異を比較的高い頻度で導入するこ
とが行われている。(3)さらに一本鎖DNA断片によ
って塩基置換を導入する技術(D.ショートル(Sho
rtle)ら、Proc.Natl.Acad.Sci
−USA,Vol.77,No.9,p5375−53
79,(1980))もあるが殆ど使われていない。本
発明のように容易な操作で、DNA上の指定した領域特
異的に高頻度で総ての塩基を対象にして多様な突然変異
を導入する方法はこれまでは存在しない。
2. Description of the Related Art Conventionally, (1) a desired mutant is selected from naturally occurring mutants and mutants produced by treatment with general mutagenizing agents such as ultraviolet rays and alkylating agents. (2) Alternatively, by incorporating a synthetic oligonucleoside, a mutation is specifically introduced at a relatively high frequency into one base designated on the oligonucleoside. (3) A technique of introducing a base substitution by a single-stranded DNA fragment (D. Shortle (Sho
rtle) et al, Proc. Natl. Acad. Sci
-USA, Vol. 77, No. 9, p5375-53
79, (1980)), but it is rarely used. Up to now, there is no method for introducing various mutations into all the bases in a specific region of DNA at high frequency with a simple operation as in the present invention.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記(1)の自然又は
誘導突然変異体からの選択法では変異率が良くて通常1
-4〜10-5以下であり非常に多数の検体を試験しなけ
ればならず膨大な時間と人手を要する。また、期待する
遺伝子に突然変異が導入されたかどうか、遺伝子の何処
に突然変異が導入されているかという解析にも時間と労
力がかかる。 上記(2)のオリゴヌクレオシドによる
指定点変異法は突然変異の導入率は高く、指定した塩基
に変異が導入されていることの確認は容易である。しか
し突然変異の効果が予測されない場合、通常数百アミノ
酸からできているタンパクをコードしている遺伝子に突
然変異を導入して総てのアミノ酸の置換体を作り、それ
ぞれの性質を検査することは現実的ではない。
In the selection method from natural or induced mutants described in (1) above, the mutation rate is high and usually 1
Since it is 0 −4 to 10 −5 or less, a large number of specimens must be tested, which requires a huge amount of time and labor. In addition, it takes time and labor to analyze whether a mutation has been introduced into an expected gene and where in the gene the mutation has been introduced. The designated point mutation method using the oligonucleoside of (2) above has a high mutation introduction rate, and it is easy to confirm that the mutation has been introduced at the designated base. However, if the effects of mutations are not predicted, it is not possible to introduce mutations into a gene encoding a protein usually made up of hundreds of amino acids to make substitutions for all amino acids and examine the properties of each. Not realistic.

【0004】上記(3)のDループによる領域指定変異
法では、DNAの指定した領域に比較的多様な突然変異
を導入できる点で、本発明の目的に近い。しかし、指定
した領域の塩基配列をもつ単鎖DNAを制限酵素断片か
らあるいは合成により調製しなければならない。また、
DNAから制限酵素断片を得る場合、制限酵素切断部位
のあるなしの影響を受け、一方、現在の技術による合成
では最長でも80塩基が限度である。このように領域を
指定する為に必要な単鎖DNAの単離又は合成が容易で
ない点、DNAの4種ある塩基(A、T、G、C)のう
ちCからTへの置換体だけしか取り替えられない点、D
ループを作るためにはRecAタンパクなど他の酵素、
試薬の助けを必要とし操作が繁雑であり、またDループ
の形成率が突然変異の取得率へ強い影響を与え再現性が
良くないなどの欠点によりほとんど利用されていない。
The region-directed mutation method using the D loop described in (3) above is close to the object of the present invention in that relatively diverse mutations can be introduced into a designated region of DNA. However, single-stranded DNA having a nucleotide sequence in the designated region must be prepared from a restriction enzyme fragment or by synthesis. Also,
When obtaining a restriction enzyme fragment from DNA, it is affected by the presence or absence of a restriction enzyme cleavage site, while the synthesis by the current technology is limited to 80 bases at the longest. In this way, it is not easy to isolate or synthesize the single-stranded DNA necessary for designating the region, and only the C-to-T substitution of the four types of DNA bases (A, T, G, C) Points that cannot be replaced, D
To make a loop, other enzymes such as RecA protein,
It is rarely used because of the drawbacks that it requires the aid of reagents, the operation is complicated, and that the D loop formation rate has a strong influence on the mutation acquisition rate and the reproducibility is poor.

【0005】本発明の目的は、(1)の自然または誘導
突然変異体からの選択法では不可能であった高頻度で指
定した領域特異的に、(2)のオリゴヌクレオシドによ
る指定点変異法では不可能であった多様な突然変異を、
(3)のDループによる領域指定変異法では不可能であ
ったC以外の塩基も対象とした塩基置換突然変異を、ま
た(3)法のもつ操作の繁雑さと再現性の問題を取り除
いた新しい「領域指定突然変異導入技術」を提供するこ
とにある。さらに本発明の目的は、突然変異を導入した
DNAを有する形質転換体を用いた突然変異したポリペ
プチドの製造方法を提供することにある。
The object of the present invention is to provide a highly specific region-specific method, which was not possible by the selection method from natural or induced mutants of (1), and the designated point mutation method of oligonucleosides of (2). Various mutations that were impossible with
A new method that eliminates the problems of base substitution mutations targeting bases other than C, which were not possible with the D-loop region-directed mutation method of (3), and the problems of operation complexity and reproducibility of method (3). It is to provide "regional mutation introduction technology". Another object of the present invention is to provide a method for producing a mutated polypeptide using a transformant having a mutated DNA.

【0006】また、本発明の別の目的は、突然変異した
ポリペプチドを用いて、単クローン抗体のエピトープを
同定する方法を提供することにある。なお、本発明の方
法と上記(1)〜(3)の方法の比較を表1にまとめ
た。
Another object of the present invention is to provide a method for identifying an epitope of a monoclonal antibody using a mutated polypeptide. Table 1 summarizes the comparison between the method of the present invention and the above methods (1) to (3).

【0007】[0007]

【表1】 [Table 1]

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、DNA合成酵
素連鎖反応法において、DNAの合成を塩基対特異性の
低いデオキシヌクレオシド三リン酸の共在下で行うこと
を特徴とするDNAに領域指定して塩基置換型突然変異
を導入する方法に関する。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is directed to a DNA synthesizing chain reaction method in which DNA is synthesized in the coexistence of deoxynucleoside triphosphate having a low base pair specificity. To introduce a base substitution mutation.

【0009】さらに本発明は、上記方法により得られた
突然変異を導入したDNAで形質転換した形質転換体を
用いて突然変異したポリペプチドを産生させ、産生した
ポリペプチドを採取する事を特徴とする、突然変異した
ポリペプチドの製造方法に関する。
Furthermore, the present invention is characterized in that a mutated polypeptide is produced by using a transformant transformed with the mutation-introduced DNA obtained by the above method, and the produced polypeptide is collected. To a method for producing a mutated polypeptide.

【0010】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明では、二本鎖DNAの領域を指定するために既知の
DNA合成酵素連鎖反応(PCR:DNA Polym
erase−Chain Reaction図1)法を
用いる。PCR法は2つのプライマーと呼ばれるオリゴ
ヌクレオシドと同じ塩基配列によってはさまれた二本鎖
DNA上の領域を、(1)二本鎖DNAの変性(一本鎖
化)、(2)プライマーと単鎖DNAとのアニーリン
グ、(3)DNA合成酵素によるDNA鎖伸長反応によ
る二本鎖化によってDNAを2倍にする一連の反応を繰
り返すことで幾何級数的に増幅する反応である。
The present invention will be described in detail below. In the present invention, in order to specify a region of double-stranded DNA, known DNA synthase chain reaction (PCR: DNA Polym
erase-Chain Reaction Figure 1) method is used. In the PCR method, a region on the double-stranded DNA sandwiched by the same nucleotide sequences as the oligonucleosides called two primers is (1) denatured (single-stranded) of the double-stranded DNA, and (2) single-stranded with the primer. This is a reaction for geometrically amplifying by repeating a series of reactions in which the DNA is doubled by annealing with a strand DNA and (3) double stranding by a DNA chain extension reaction by a DNA synthase.

【0011】PCR法は本来塩基の取り込みでの誤りが
少なくないというDNA構造解析に利用する場合の問題
点を持っていたが、本発明ではこれを逆に利用した(図
2)。すなわち、塩基の取込みの誤りは塩基置換型の突
然変異となる。この塩基取り込みの誤りをさらに増やす
ためにDNA合成酵素によるDNA鎖伸長反応の系に、
塩基対特異性の低いデオキシヌクレオシド三リン酸を適
当量加える。その結果、本発明ではプライマーで指定し
た領域特異的に多様な塩基置換型突然変異を10-2とい
う高頻度で導入することに成功した。
The PCR method originally had a problem when it was used for DNA structure analysis in that there were many errors in the incorporation of bases, but in the present invention, this was used in reverse (FIG. 2). That is, an error in the incorporation of a base results in a base substitution type mutation. In order to further increase the error in the incorporation of the base, a system of DNA chain elongation reaction by a DNA synthase,
An appropriate amount of deoxynucleoside triphosphate having low base pair specificity is added. As a result, the present invention succeeded in introducing a variety of region-specific mutations, which are region-specifically designated by a primer, at a high frequency of 10 -2 .

【0012】本発明の突然変異導入法の特徴は、PCR
法のDNA鎖伸長反応(合成反応)において、塩基対特
異性の低いデオキシヌクレオシド三リン酸を、4種のデ
オキシヌクレオシド三リン酸と共存させることである。
塩基対特異性の低いデオキシヌクレオシド三リン酸の例
としては、2′−デオキシイノシン−5′−三リン酸、
5−ブロモ−2′−デオキシウリジン−5′−三リン
酸、N4 −アミノシチジン−5′−三リン酸(高橋ら
(1988)Mol.Cell.Biol.,347
−352)、又はDNAに取り込まれた後に自然にチミ
ンに代わる5−メチルシトシン−5′−三リン酸等を挙
げることができる。
The feature of the mutagenesis method of the present invention is that PCR is performed.
In the DNA chain extension reaction (synthesis reaction) of the method, deoxynucleoside triphosphates having low base pair specificity are allowed to coexist with four types of deoxynucleoside triphosphates.
Examples of deoxynucleoside triphosphates having low base pair specificity include 2'-deoxyinosine-5'-triphosphate,
5-bromo-2'-deoxyuridine-5'-triphosphate, N 4 -. Aminoshichijin 5'-triphosphate (Takahashi et al. (1988) Mol.Cell.Biol 8, 347
-352), or 5-methylcytosine-5'-triphosphate that naturally substitutes for thymine after being incorporated into DNA.

【0013】特に2′−デオキシイノシン−5′−三リ
ン酸(以下、デオキシイノシン三リン酸という)は、不
特定の塩基置換型突然変異を導入できるという観点から
好ましい。また、5−ブロモ−2′−デオキシウリジン
−5′−三リン酸は主にA−T塩基対をG−C塩基対に
変えることができる。N4 −アミノシチジン−5′−三
リン酸及び5′−メチルシトシン−5′−三リン酸はG
−C塩基対をA−T塩基対に変えることができる。これ
らデオキシヌクレオシド三リン酸の共存量は使用するデ
オキシヌクレオシド三リン酸の塩基対特異性の程度や所
望の突然変異導入量等を考慮して適宜決定することが出
来る。例えば、デオキシイノシン三リン酸の場合には、
例えば、0.2μM〜200μMの範囲とすることが適
当である。
Particularly, 2'-deoxyinosine-5'-triphosphate (hereinafter referred to as deoxyinosine triphosphate) is preferable from the viewpoint that an unspecified base substitution type mutation can be introduced. Also, 5-bromo-2'-deoxyuridine-5'-triphosphate can mainly convert AT base pairs to GC base pairs. N 4 - Aminoshichijin-5'-phosphate and 5'-methyl cytosine 5'-triphosphate G
-C base pairs can be changed to AT base pairs. The coexisting amount of these deoxynucleoside triphosphates can be appropriately determined in consideration of the degree of base pair specificity of the deoxynucleoside triphosphate to be used, the desired amount of mutation introduced, and the like. For example, in the case of deoxyinosine triphosphate,
For example, it is suitable to set it in the range of 0.2 μM to 200 μM.

【0014】また、PCR法は常法の条件をそのまま用
いれば良いが、突然変異率を上げるという観点からは、
常法における条件設定とは逆にDNA鎖伸長反応温度を
比較的高めにしたり、DNA合成酵素として塩基対特異
性の低いものを用いることが好ましい。このような観点
からTaqDNA合成酵素の使用は好ましい。
The PCR method may be carried out by using the conventional conditions as they are, but from the viewpoint of increasing the mutation rate,
Contrary to the conventional condition setting, it is preferable to set the DNA chain extension reaction temperature to a relatively high temperature and to use a DNA synthase having low base pair specificity. From this point of view, the use of Taq DNA synthase is preferable.

【0015】このようにして得られた突然変異を有する
DNAは、常法により制限酵素等を用いて適当なベクタ
ーに乗せてDNAライブラリーを構築し、適当な宿主を
形質転換する。得られた形質転換体を用いて常法により
突然変異したポリペプチドを産生させる。ただし、形質
転換体は正常なポリペプチドと突然変異したポリペプチ
ドの両者を生産するものの混合物であるため、産生され
たポリペプチドから突然変異したポリペプチドを常法に
より採取する。採取法としては通常のポリペプチドの分
離精製法をそのまま用いることができる他、ポリペプチ
ドが抗原性を有するものの場合には単クローン抗体との
交差反応を利用した方法を採用することもできる。
The thus-mutated DNA having the mutation is placed in an appropriate vector using a restriction enzyme or the like by a conventional method to construct a DNA library, and an appropriate host is transformed. The resulting transformant is used to produce a mutated polypeptide by a conventional method. However, since the transformant is a mixture that produces both a normal polypeptide and a mutated polypeptide, the mutated polypeptide is collected from the produced polypeptide by a conventional method. As a collection method, a usual method for separating and purifying a polypeptide can be used as it is, and when the polypeptide has an antigenicity, a method utilizing a cross-reaction with a monoclonal antibody can be adopted.

【0016】本発明の方法の例を、図2に基づいて説明
する。 (1)標的部位(実施例ではRecA遺伝子全体)を含
む領域の両端の配列をもつプライマー1とプライマー2
を用いて、デオキシイノシン三リン酸(dITP)存在
下でTaqDNA合成酵素(Taq DNA poly
merase)によるPCRを行う。デオキシイノシン
三リン酸は、DNA合成の誤り(すなわち突然変異)を
促進する目的で加える。(2)得られた突然変異をもつ
DNAから適当な制限酵素(実施例ではEcoRI)処
理によって変異導入の対象となる領域をもつ制限酵素断
片(実施例ではRecAタンパクのC末端93アミノ酸
領域をコードする塩基配列を持つEcoRI断片)を単
離する。(3)得られた制限酵素断片を適当なベクター
DNAに組み込み、そのDNAで細胞を形質転換し、得
られた形質転換体の中から、目的の突然変異をもつ遺伝
子を選択する。ベクターの選択、突然変異の選択方法は
目的に応じて工夫される。ここでは実施例に記載したR
ecAタンパクの抗原性決定部位同定について記載す
る。
An example of the method of the present invention will be described with reference to FIG. (1) Primer 1 and primer 2 having sequences at both ends of a region containing a target site (in the example, the entire RecA gene)
Using Taq DNA synthase (Taq DNA polyzyme) in the presence of deoxyinosine triphosphate (dITP).
PCR by merase). Deoxyinosine triphosphate is added to promote DNA synthesis errors (ie, mutations). (2) A restriction enzyme fragment (a C-terminal 93 amino acid region of RecA protein in the example is coded in the example) having a region to be mutated from the obtained mutant DNA by treatment with an appropriate restriction enzyme (EcoRI in the example). (EcoRI fragment) having a base sequence of (3) The obtained restriction enzyme fragment is incorporated into an appropriate vector DNA, cells are transformed with the DNA, and the gene having the desired mutation is selected from the obtained transformants. Vector selection and mutation selection methods are devised according to the purpose. Here, R described in the examples is used.
The identification of the antigenic determinant site of the ecA protein is described.

【0017】(3−1)EcoRI断片をLambda
gtll発現ファージベクターのEcoRI切断部位
に組み込み、DNAライブラリーを作る。(3−2)大
腸菌(Escherichia coli)Y1090
株を宿主としてそのライブラリーのLambdaファー
ジのプラークを作らせる。(3−3)プラークに発現さ
れているタンパクを2枚のメンブレンに転写する。それ
ぞれのメンブレンに転写されたタンパクについて、抗R
ecAタンパク単クローンIgGのARM191抗体ま
たはARM193抗体との交差能を酵素抗体法による呈
色反応によって試験する。(3−4)一方の抗体とだけ
交差したプラークからファージを回収し、突然変異体の
候補とする。
(3-1) The EcoRI fragment was Lambda
A DNA library is prepared by incorporating the gtll-expressing phage vector into the EcoRI cleavage site. (3-2) Escherichia coli Y1090
The strain is used as a host to form plaques of Lambda phage in the library. (3-3) Transfer the protein expressed in plaque to two membranes. Anti-R for proteins transferred to each membrane
The cross-ability of the ecA protein monoclonal IgG with the ARM191 antibody or the ARM193 antibody is tested by a color reaction by the enzyme antibody method. (3-4) Phages are recovered from plaques that intersect with only one antibody and used as mutant candidates.

【0018】ところで本発明者らは、抗RecAタンパ
ク単クローンG級抗体(IgG)のエピトープをアミノ
酸配列上で同定するための方法を必要としていた。すな
わち、従来法では352アミノ酸からなるRecAタン
パクの260番目のアミノ酸(Phe260 )からC末端
の間に3つの抗RecAタンパクIgGのエピトープが
あることが分かったが、それより短い蛋白断片はそれら
の抗体のいずれとも交差せず、より精密な位置決定がで
きなかった。しかし、それらのIgGが互いに異なる抗
原をもつという別のデータがあった。そこでそれらのI
gGのエピトープをアミノ酸配列上で同定する必要が生
じた。
By the way, the present inventors needed a method for identifying the epitope of an anti-RecA protein monoclonal class G antibody (IgG) on the amino acid sequence. That is, according to the conventional method, it was found that there are three anti-RecA protein IgG epitopes between the 260th amino acid (Phe 260 ) of the RecA protein consisting of 352 amino acids and the C-terminus, but shorter protein fragments are those epitopes. It did not cross with any of the antibodies and could not be positioned more precisely. However, there was another data that those IgGs have different antigens from each other. So those I
It became necessary to identify the epitope of gG on the amino acid sequence.

【0019】そこで本発明者らは、前記突然変異導入法
を用いた単クローン抗体のエピトープの同定法を見い出
した。すなわち、本発明の別の態様は、単クローン抗体
のエピトープを同定する方法であって、上記単クローン
抗体の抗原タンパクの遺伝子の少なくとも一部のDNA
を鋳型DNAとして、前記の方法により突然変異したポ
リペプチドを作成し、得られたポリペプチドと上記単ク
ローン抗体との交差反応を測定する、上記方法に関す
る。
Therefore, the present inventors have found a method for identifying the epitope of a monoclonal antibody using the above-mentioned mutagenesis method. That is, another aspect of the present invention is a method for identifying an epitope of a monoclonal antibody, which comprises DNA of at least a part of a gene of an antigen protein of the above monoclonal antibody.
The present invention relates to the above method, wherein a polypeptide mutated by the above-mentioned method is prepared using as a template DNA, and the cross-reactivity between the obtained polypeptide and the above-mentioned monoclonal antibody is measured.

【0020】本発明の同定法を上記抗RecAタンパク
単クローンG級抗体(IgG)について説明すると、R
ecAタンパクのRhe260 とC末端の間にいろいろな
アミノ酸置換型突然変異を導入し、どのアミノ酸が代わ
るとそれぞれのIgGに対する抗原性が変わるかを単ク
ローン抗体との交差反応の有無により試験することによ
り、エピトープの精密な位置決定が可能となる。
The identification method of the present invention will be described with reference to the above anti-RecA protein monoclonal G-class antibody (IgG).
To introduce various amino acid substitution mutations between Rhe 260 and C-terminal of ecA protein, and test which amino acid changes the antigenicity to each IgG by the presence or absence of cross-reactivity with monoclonal antibody This allows precise localization of the epitope.

【0021】[0021]

【発明の効果】本発明では、天然に存在する突然変異体
や紫外線、アルキル化剤など一般的な変異誘発剤処理に
より生じる突然変異体の中から選択する方法(第1法)
では不可能であった高頻度で指定した領域特異的に、ま
た、オリゴヌクレオシドによる指定点変異法(第2法)
では不可能であった多様な突然変異を、さらに、Dルー
プによる領域指定変異法(第3法)では不可能であった
C以外の塩基も対象とした塩基置換突然変異をまた第3
法にあった操作の繁雑さと再現性の問題を除いた。
INDUSTRIAL APPLICABILITY In the present invention, a method of selecting from naturally occurring mutants and mutants produced by treatment with general mutagenizing agents such as ultraviolet rays and alkylating agents (first method)
Highly specified region-specific method that was not possible with, and designated point mutation method using oligonucleoside (second method)
Various mutations that were not possible with, and further with base substitution mutations that target bases other than C that were not possible with the region-directed mutation method using the D loop (third method).
The problem of complexity and reproducibility of the operation which was in compliance with the law was eliminated.

【0022】本発明によって、ポリペプチド、タンパク
上でのエピトープが極めて容易に同定できるようになっ
た。また、タンパク、酵素上での活性部位同定、酵素活
性の修飾による酵素機能増強、特異性変換、遺伝子機能
の解析など基礎科学、応用技術分野での広い範囲で本発
明の利用により研究開発の促進が図れる。
The present invention makes it possible to identify an epitope on a polypeptide or protein very easily. In addition, promotion of research and development by utilizing the present invention in a wide range of basic science and applied technical fields such as identification of active site on protein and enzyme, enhancement of enzyme function by modification of enzyme activity, specificity conversion, analysis of gene function, etc. Can be achieved.

【0023】[0023]

【実施例】RecAタンパクに対する単クローンIg
G、ARM191抗体、ARM193抗体、MAb15
6に対するエピトープの同定を例に説明する。これら3
つの抗RecAタンパクIgGは260番目のアミノ酸
(Phe260 )とC末端の間にエピトープが有ることは
分かっていたが、この範囲にあるポリペプチド断片はど
れもこれらのIgGと交叉せず従来法でのエピトープの
同定ができずにいた。
Example: Monoclonal Ig against RecA protein
G, ARM191 antibody, ARM193 antibody, MAb15
The identification of the epitope for 6 will be described as an example. These 3
It was known that each of the two anti-RecA protein IgGs has an epitope between the 260th amino acid (Phe 260 ) and the C-terminus, but none of the polypeptide fragments in this range crossed these IgGs by conventional methods. Could not identify the epitope.

【0024】実施例1 突然変異を導入する領域はPhe260 とC末端の間であ
るが、たまたまPhe260 のコドンの位置に制限酵素E
coRIの切断部位があるので、他の目的への利用も考
慮してRecA遺伝子全域を対象としてPCRにより突
然変異を導入した。すなわち、翻訳開始コドン(AT
G)を含むプライマー1(5′─ATGGCTATCG
ACGAAAACAA−3′)と翻訳停止コドンの下流
80塩基対近辺の相補配列をもつプライマー2(5′─
GAATTCTGTCATGGCATATCCTT−
3′)とを合成した。一方、RecA遺伝子をクローン
したプラスミドpBEU14を制限酵素BamHIで直
鎖状にした二本鎖DNAをPCRの鋳型として用いた。
Example 1 The mutation-introducing region is between Phe 260 and the C terminus, but it happens to occur at the restriction enzyme E at the codon position of Phe 260.
Since there is a cleavage site for coRI, a mutation was introduced by PCR targeting the entire RecA gene in consideration of its use for other purposes. That is, the translation initiation codon (AT
G) containing primer 1 (5'-ATGGCTATCG
ACGAAAAACAA-3 ') and primer 2 (5'-) having a complementary sequence in the vicinity of 80 base pairs downstream of the translation stop codon.
GAATTCTGTCATGGCATATCCTT-
3 ') was synthesized. On the other hand, double-stranded DNA obtained by linearizing the plasmid pBEU14 cloned with the RecA gene with a restriction enzyme BamHI was used as a template for PCR.

【0025】PCRの反応は、1μMずつのプライマー
1とプライマー2、約3pMの鋳型DNA、200μM
ずつの4種のデオキシヌクレオシド三リン酸(dAT
P、dTTP、dGTP、dCTP)、200μMデオ
キシイノシン三リン酸(dITP)、0.025単位/
μlのTaqDNA合成酵素、1.5mM MgC
2、50mM KCl、0.001%ジェラチン、1
0mM Tris−HCl緩衝液(pH8.3)の中で
行った。一回のPCR周期は、(1)94℃、1分の二
本鎖DNAの変性段階、(2)37℃、2分のプライマ
ーと単鎖DNAとのアニーリング段階、(3)72℃、
3分のDNA鎖伸長反応からなる。この周期を25回行
った。デオキシイノシン三リン酸濃度と変異体取得との
相関は表2に示した。なお、デオキシイノシン三リン酸
の濃度を200μMより高くするとDNA増幅反応が阻
害されることがある。
The PCR reaction was carried out by using 1 μM each of primer 1 and primer 2, template DNA of about 3 pM, 200 μM
Each of four deoxynucleoside triphosphates (dAT
P, dTTP, dGTP, dCTP), 200 μM deoxyinosine triphosphate (dITP), 0.025 unit /
μl Taq DNA synthase, 1.5 mM MgC
l 2 , 50 mM KCl, 0.001% gelatin, 1
It was carried out in 0 mM Tris-HCl buffer (pH 8.3). One PCR cycle is (1) 94 ° C., 1 minute double-stranded DNA denaturation step, (2) 37 ° C., 2 minutes primer-single-stranded DNA annealing step, (3) 72 ° C.
It consists of a 3 minute DNA chain extension reaction. This cycle was repeated 25 times. The correlation between deoxyinosine triphosphate concentration and mutant acquisition is shown in Table 2. If the concentration of deoxyinosine triphosphate is higher than 200 μM, the DNA amplification reaction may be inhibited.

【0026】増幅された変異が導入されたDNAはEc
oRIで処理し、その上のC末端93アミノ酸領域をコ
ードしたEcoRI断片をゲル電気泳動によって単離し
た。このDNA断片をLambda gtll発現ファ
ージベクターのEcoRI切断部位に組み込みDNAラ
イブラリーを構築した。この時1/2の確率でベクター
上のLacZ遺伝子とRecAタンパクのC末端93ア
ミノ酸領域をコードした部分が同じ翻訳フレームでつな
がる。大腸菌(Escherichia coli)Y
1090を宿主として、このDNA断片を組み込んだL
ambda gtllにプラークを作らせ、そのプラー
クの中に発現したタンパクを2枚のメンブレンに転写
し、その中のタンパクがARM191抗体またはARM
193抗体と交叉を示すかどうかを酵素抗体法による呈
色反応によって同定した。
The DNA in which the amplified mutation is introduced is Ec
It was treated with oRI and the EcoRI fragment encoding the C-terminal 93 amino acid region thereon was isolated by gel electrophoresis. This DNA fragment was incorporated into the Lambda gtll expressing phage vector at the EcoRI cleavage site to construct a DNA library. At this time, with a probability of 1/2, the LacZ gene on the vector and the portion encoding the C-terminal 93 amino acid region of RecA protein are connected in the same translation frame. E. coli (Escherichia coli) Y
1090 was used as a host and L
Ambda gtll creates plaques, the proteins expressed in the plaques are transferred to two membranes, and the proteins in the plaques are ARM191 antibody or ARM191.
Whether or not it showed crossover with the 193 antibody was identified by a color reaction by the enzyme antibody method.

【0027】EcoRI断片がベクターに逆向きに組み
込まれた場合はRecAタンパクのC末端部分は発現し
ていないのでいずれのIgGとも交差を示さない。突然
変異を持たないDNA断片が正しい向きで組み込まれて
いる場合にはいずれのIgGとも交差を示す。いずれか
のIgGのエピトープの中に突然変異をもつ場合には、
そのIgGとは交差を示さないが他方のIgGとは交差
を示す(図2)。
When the EcoRI fragment was incorporated into the vector in the reverse orientation, it did not express the C-terminal portion of the RecA protein and therefore did not show any crossover with any IgG. When the DNA fragment having no mutation is incorporated in the correct orientation, it shows a cross with any IgG. If there is a mutation in any of the IgG epitopes,
It does not show a crossover with the IgG but shows a crossover with the other IgG (FIG. 2).

【0028】このように一方のIgGとだけ交差を示し
たプラークにあるファージを回収し、このファージから
組み込まれていたEcoRI断片を回収し、それをpU
C119プラスミドベクターに組み込み、その塩基配列
を両方のDNA鎖について解析した。さらに、突然変異
が確認されたEcoRI断片をpMI996の上のRe
cA遺伝子のN末端約260アミノ酸をコードした部分
のC末端のコドンにあるEcoRI切断部位に組み込
み、適当な条件下で変異RecAタンパクのARM19
1抗体、ARM193抗体、MAb156抗体に対する
比抗原性(野性型RecAタンパクの抗原性を1とし
て)をELISAによって定量した。
Thus, the phage in the plaque showing a crossover with only one IgG was recovered, the EcoRI fragment incorporated from this phage was recovered, and pU
It was incorporated into a C119 plasmid vector, and its nucleotide sequence was analyzed for both DNA chains. In addition, the EcoRI fragment in which the mutation was confirmed was cloned into Re on pMI996.
ARM19 of the mutated RecA protein was integrated under appropriate conditions into the EcoRI cleavage site at the C-terminal codon of the N-terminal about 260 amino acids of the cA gene.
Specific antigenicity against 1 antibody, ARM193 antibody, and MAb156 antibody (assuming the antigenicity of wild-type RecA protein to be 1) was quantified by ELISA.

【0029】結果は、表2〜表4及び図3に示す。
(1)同定された突然変異は総て、塩基置換によりアミ
ノ酸が置換した突然変異であり、いろいろな型の塩基置
換体が得られた(表3、表4)。変異体の多くは、1塩
基置換であったが一部は2または3塩基置換であっ(表
3、表4)。(2)デオキシイノシン三リン酸の濃度が
高いほど突然変異体の取得率が高くなる(表2)。ただ
し先に述べたようにその濃度を200μMより高くする
とDNA増幅反応が強く阻害される。
The results are shown in Tables 2 to 4 and FIG.
(1) All the identified mutations were mutations in which amino acids were replaced by base substitutions, and various types of base substitutions were obtained (Tables 3 and 4). Most of the mutants had 1 base substitution, but some had 2 or 3 base substitutions (Tables 3 and 4). (2) The higher the concentration of deoxyinosine triphosphate, the higher the mutant acquisition rate (Table 2). However, as described above, when the concentration is higher than 200 μM, the DNA amplification reaction is strongly inhibited.

【0030】(3)図3に示すように約290番目から
約310番目の間の突然変異ではARM191抗体とM
Ab156抗体に対する抗原性を損なうが、ARM19
3抗体に対する抗原性は正常である。ただし、これら2
つの抗体に対するエピトープはわずかにずれている。
(4)330番目から338番目のアミノ酸の部位での
突然変異はARM193抗体に対する抗原性を損なうが
ARM191抗体、MAb156抗体に対する抗原性は
正常であることが明らかにされた。
(3) As shown in FIG. 3, in the mutation between about 290th position and about 310th position, ARM191 antibody and M
Although the antigenicity against Ab156 antibody is impaired, ARM19
The antigenicity to the 3 antibody is normal. However, these 2
The epitopes for the two antibodies are slightly offset.
(4) It was revealed that the mutation at the amino acid position from the 330th amino acid to the 338th amino acid impairs the antigenicity to the ARM193 antibody, but the antigenicity to the ARM191 antibody and the MAb156 antibody is normal.

【0031】尚、図3では、突然変異(アミノ酸置換)
の部位とそこに突然変異をもつRecAタンパクのそれ
ぞれのIgGに対する抗原性を表している。●、ARM
191抗体に対する抗原性、○、ARM193抗体に対
する抗原性、△、MAb156抗体に対する抗原性。グ
レーの領域内にある印は、その値を測定の限度として交
差が認められないことを表す。
In FIG. 3, mutation (amino acid substitution)
Shows the antigenicity of each of the RecA proteins having a mutation in the site and each IgG to IgG. ●, ARM
Antigenicity against 191 antibody, ◯, antigenicity against ARM193 antibody, Δ, antigenicity against MAb156 antibody. The mark in the gray area indicates that no crossing is observed with that value as the limit of measurement.

【0032】以上述べたように容易に他種類の突然変異
を取得することができ、その結果容易に3種類の抗Re
cAタンパクIgGのエピトープをアミノ酸配列のレベ
ルで同定することができた。
As described above, other types of mutations can be easily obtained, and as a result, three types of anti-Re can be easily obtained.
The epitope of cA protein IgG could be identified at the amino acid sequence level.

【0033】[0033]

【表2】 [Table 2]

【0034】[0034]

【表3】 [Table 3]

【0035】[0035]

【表4】 [Table 4]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】DNA合成酵素連鎖反応の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a DNA synthase chain reaction.

【図2】本発明の領域指定突然変異導入法の説明図であ
る。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the region-directed mutation introduction method of the present invention.

【図3】突然変異(アミノ酸置換)の部位とそこに突然
変異をもつRecAタンパクのそれぞれのIgGに対す
る抗原性(比交差能)との関係を示す。
FIG. 3 shows the relationship between the site of mutation (amino acid substitution) and the antigenicity (specific crossing ability) of each RecA protein having a mutation therein to IgG.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01N 33/53 D 8310−2J ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI technical display location G01N 33/53 D 8310-2J

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 DNA合成酵素連鎖反応法において、D
NAの合成を塩基対特異性の低いデオキシヌクレオシド
三リン酸の共在下で行うことを特徴とするDNAに領域
指定して塩基置換型突然変異を導入する方法。
1. In the DNA synthase chain reaction method, D
A method for introducing a base-substitution mutation into a DNA, wherein NA is synthesized in the coexistence of deoxynucleoside triphosphate having low base pair specificity.
【請求項2】 請求項1記載の方法により得られたDN
Aで形質転換した形質転換体を用いて突然変異したポリ
ペプチドを産生させ、産生したポリペプチドを採取する
事を特徴とする、突然変異したポリペプチドの製造方
法。
2. A DN obtained by the method according to claim 1.
A method for producing a mutated polypeptide, which comprises producing a mutated polypeptide using the transformant transformed with A and collecting the produced polypeptide.
【請求項3】 単クローン抗体のエピトープを同定する
方法であって、上記単クローン抗体の抗原タンパクの遺
伝子の少なくとも一部のDNAを鋳型DNAとして、請
求項2記載の方法により突然変異したポリペプチドを作
成し、得られたポリペプチドと上記単クローン抗体との
交差反応を測定する、上記方法。
3. A method for identifying an epitope of a monoclonal antibody, which is a polypeptide mutated by the method according to claim 2, wherein at least a part of the DNA of the antigen protein gene of the monoclonal antibody is used as a template DNA. And measuring the cross-reactivity of the obtained polypeptide with the above monoclonal antibody.
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