JPH0822382B2 - 金属キレ−ト樹脂 - Google Patents
金属キレ−ト樹脂Info
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- JPH0822382B2 JPH0822382B2 JP62169950A JP16995087A JPH0822382B2 JP H0822382 B2 JPH0822382 B2 JP H0822382B2 JP 62169950 A JP62169950 A JP 62169950A JP 16995087 A JP16995087 A JP 16995087A JP H0822382 B2 JPH0822382 B2 JP H0822382B2
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は金属キレートクロマトグラフィーに適した新
規樹脂及びそれらの製造方法並びに蛋白質、特に近接す
るヒスチジン残基を含む蛋白質の精製のためのこれらの
金属キレート樹脂の使用に関するものである。
規樹脂及びそれらの製造方法並びに蛋白質、特に近接す
るヒスチジン残基を含む蛋白質の精製のためのこれらの
金属キレート樹脂の使用に関するものである。
蛋白質の新しい精製方法として、金属キレートアフィ
ニティークロマトグラフィーはポーラス(Porath)等
〔Nature 258,598〜599(1975)〕により1975年に紹介
された。この新技術は多くの所で首尾よく使われ、そし
て総説論文に〔レエネルダアル.ベー.とキーン.ツェ
ー.エル.,(Lnnerdal.B.and Keen C.L.,)J.Appl.B
iochem.4,203〜208(1982):スルコウスキィー.イ
ー.,(Sulkowski.E.,)Trends in Biotechnology.3,1〜
7(1985)〕すでに論じられている。
ニティークロマトグラフィーはポーラス(Porath)等
〔Nature 258,598〜599(1975)〕により1975年に紹介
された。この新技術は多くの所で首尾よく使われ、そし
て総説論文に〔レエネルダアル.ベー.とキーン.ツェ
ー.エル.,(Lnnerdal.B.and Keen C.L.,)J.Appl.B
iochem.4,203〜208(1982):スルコウスキィー.イ
ー.,(Sulkowski.E.,)Trends in Biotechnology.3,1〜
7(1985)〕すでに論じられている。
金属キレートアフィニティークロマトグラフィーは、
キレート結合でクロマトグラフィーゲルに結合された
(固定化された)Cu2+及びZn2+の如き金属イオンが蛋白
質の表面、特にヒスチジンのイミダゾール側鎖に位置す
る電子供与性基との可逆的に相互作用に貢献し得るとい
う発見に基づいている。電子供与性基が少なくとも部分
的に非プロトン化した形で存在するpH値で、蛋白質はク
ロマトグラフィーゲル(例えばアガロース)に結合し、
次いで、電子供与性基がプロトン化される低いpH値の緩
衝液で溶離される。例えば、いわゆるスペーサーを介し
て樹脂のキャリアーマトリックス(carrier matrix)に
結合しているイミノジ酢酸はキレート形成体として非常
に信頼されていた。
キレート結合でクロマトグラフィーゲルに結合された
(固定化された)Cu2+及びZn2+の如き金属イオンが蛋白
質の表面、特にヒスチジンのイミダゾール側鎖に位置す
る電子供与性基との可逆的に相互作用に貢献し得るとい
う発見に基づいている。電子供与性基が少なくとも部分
的に非プロトン化した形で存在するpH値で、蛋白質はク
ロマトグラフィーゲル(例えばアガロース)に結合し、
次いで、電子供与性基がプロトン化される低いpH値の緩
衝液で溶離される。例えば、いわゆるスペーサーを介し
て樹脂のキャリアーマトリックス(carrier matrix)に
結合しているイミノジ酢酸はキレート形成体として非常
に信頼されていた。
従って、生体高分子精製用の理想用な樹脂としては、
一方では金属イオンと強く結合しなければならず、他方
においては、金属イオンと蛋白質の間での可逆的相互作
用が可能でなければならない。固定化したイミノジ酢酸
はCuIIイオンに対してこれらの必要条件を十分に満たす
が、NiIIイオンに対しては前記必要条件を限られた範囲
でしか満たさない。これは後者は単に弱く結合し、蛋白
質混合液を導通してすらしばしば洗い出されてしまう為
である。一方、NIIキレート樹脂はN1 2+イオンが高配位
数を有する、即ちNiIIイオンは6配位子と錯体を作り、
CuIIイオンはむしろ4配位子と錯体を作るので生体物質
の精製には特に興味深い。ニッケル錯体において、4原
子価は樹脂中で金属イオンを結びつけるのに利用でき、
そして、2原子価は金属イオンと生体高分子間の交換に
利用できる。
一方では金属イオンと強く結合しなければならず、他方
においては、金属イオンと蛋白質の間での可逆的相互作
用が可能でなければならない。固定化したイミノジ酢酸
はCuIIイオンに対してこれらの必要条件を十分に満たす
が、NiIIイオンに対しては前記必要条件を限られた範囲
でしか満たさない。これは後者は単に弱く結合し、蛋白
質混合液を導通してすらしばしば洗い出されてしまう為
である。一方、NIIキレート樹脂はN1 2+イオンが高配位
数を有する、即ちNiIIイオンは6配位子と錯体を作り、
CuIIイオンはむしろ4配位子と錯体を作るので生体物質
の精製には特に興味深い。ニッケル錯体において、4原
子価は樹脂中で金属イオンを結びつけるのに利用でき、
そして、2原子価は金属イオンと生体高分子間の交換に
利用できる。
これまで、金属イオンに出来る限り大きい親和力を持
つキレート樹脂製造の試みがなされていた。錯体形成成
分としては、例えば、N,N,N′−エチレンジアミン三酢
酸〔ハーナー,エム.(Haner,M.)ら、Anal.Biochem.1
38.229〜234(1984)〕及び1,3−ジアミノプロパンN,N,
N′,N′−四酢酸〔モイヤス,イー.エム.(Moyers,E.
M.)とジェイ.エス.フリッツ(J.S.Fritz)、Anal.Ch
em.49,418〜423(1977)〕が使われていた。しかし、こ
れらの樹脂は金属イオンと生体高分子間の交換が最適で
ない欠点があった。
つキレート樹脂製造の試みがなされていた。錯体形成成
分としては、例えば、N,N,N′−エチレンジアミン三酢
酸〔ハーナー,エム.(Haner,M.)ら、Anal.Biochem.1
38.229〜234(1984)〕及び1,3−ジアミノプロパンN,N,
N′,N′−四酢酸〔モイヤス,イー.エム.(Moyers,E.
M.)とジェイ.エス.フリッツ(J.S.Fritz)、Anal.Ch
em.49,418〜423(1977)〕が使われていた。しかし、こ
れらの樹脂は金属イオンと生体高分子間の交換が最適で
ない欠点があった。
ニトリロトリ酢酸は4配位キレート形成体である。固
定化したニトリロトリ酢酸は、2原子価が生体高分子に
可逆的結合のために利用されるので、配位数6を持つ金
属イオンに適したキレート樹脂である。この様な金属キ
レート樹脂はその表面に2個の近接するヒスチジンを持
つ蛋白質の結合に特に適している。
定化したニトリロトリ酢酸は、2原子価が生体高分子に
可逆的結合のために利用されるので、配位数6を持つ金
属イオンに適したキレート樹脂である。この様な金属キ
レート樹脂はその表面に2個の近接するヒスチジンを持
つ蛋白質の結合に特に適している。
しかしながら、ニトリロトリ酢酸はそのキレート形成
能力を本質的に減少させることなく、イミノジ酢酸と同
様に担体に結合できない。この問題は式 NH2−(CH2)x−CH(COOH)−N(CH2COOH)2 (I) (式中、xは、2,3又は4を示す) で表わされる新規ニトリロトリ酢酸を製造することによ
って並びに、スペーサーを経たキャリアーマトリックス
にそれらを固定化することによって解決することができ
た。
能力を本質的に減少させることなく、イミノジ酢酸と同
様に担体に結合できない。この問題は式 NH2−(CH2)x−CH(COOH)−N(CH2COOH)2 (I) (式中、xは、2,3又は4を示す) で表わされる新規ニトリロトリ酢酸を製造することによ
って並びに、スペーサーを経たキャリアーマトリックス
にそれらを固定化することによって解決することができ
た。
従って、本発明は上記式のニトリロトリ酢酸誘導体及
びその塩並びにそれらの製造方法に関するものである。
本発明において、特に好ましいニトリロトリ酢酸誘導体
はN−〔3−アミノ−1−カルボキシプロピル〕−イミ
ノジ酢酸及びN−〔5−アミノ−1−カルボキシペンチ
ル〕−イミノジ酢酸である。
びその塩並びにそれらの製造方法に関するものである。
本発明において、特に好ましいニトリロトリ酢酸誘導体
はN−〔3−アミノ−1−カルボキシプロピル〕−イミ
ノジ酢酸及びN−〔5−アミノ−1−カルボキシペンチ
ル〕−イミノジ酢酸である。
本発明は、更にまた、それらの金属キレート基に基づ
いて、蛋白質の精製、特に近接するヒスチジン残基を含
む蛋白質の精製に適している金属キレート樹脂及びそれ
らの製造方法に関するものである。
いて、蛋白質の精製、特に近接するヒスチジン残基を含
む蛋白質の精製に適している金属キレート樹脂及びそれ
らの製造方法に関するものである。
本発明の金属キレート樹脂は一般式 キャリアーマトリックス−スペーサー−NH−(CH2)x−CH
(COOH)−N(CH2COO-)2Ni2+ で定義される。(式中、xは、2,3又は4を示す) キャリアーマトリックスとしては、アフィニティー及
びゲルクロマトグラフィーに使われる物質、例えば架橋
したデキストラン、アガロース(特に、商品名セファロ
ース(登録商標)で知られているもの)或いはポリアク
リルアミドが考えられる。
(COOH)−N(CH2COO-)2Ni2+ で定義される。(式中、xは、2,3又は4を示す) キャリアーマトリックスとしては、アフィニティー及
びゲルクロマトグラフィーに使われる物質、例えば架橋
したデキストラン、アガロース(特に、商品名セファロ
ース(登録商標)で知られているもの)或いはポリアク
リルアミドが考えられる。
スペーサーとしては、アフィニティークロマトグラフ
ィーで既に知られているスペーサー基が考えられ、特に
−O-CH2‐CH(OH)‐CH2−基及び−O-CO−基が好まし
い。
ィーで既に知られているスペーサー基が考えられ、特に
−O-CH2‐CH(OH)‐CH2−基及び−O-CO−基が好まし
い。
本発明において、特に好ましいキレート樹脂は、式
〔アガロース又はセファロース CL-6B〕−O-CH2‐CH
(OH)‐CH2‐NH−(CH2)4−CH(COOH)−N(CH2COO-)2Ni
2+及びアガロース−O-CO-NH−(CH2)2−CH(COOH)−N(C
H2COO-)2Ni2+で表わされるキレート樹脂である。
〔アガロース又はセファロース CL-6B〕−O-CH2‐CH
(OH)‐CH2‐NH−(CH2)4−CH(COOH)−N(CH2COO-)2Ni
2+及びアガロース−O-CO-NH−(CH2)2−CH(COOH)−N(C
H2COO-)2Ni2+で表わされるキレート樹脂である。
なお、セファロース CL-6Bは、架橋アガロースを約
6%含む、直径45〜165μmのビーズ状ゲルである。
6%含む、直径45〜165μmのビーズ状ゲルである。
本発明のニトリロトリ酢酸誘導体の製造は式R-HN−(C
H2)x−CH(NH2)−COOH(式中、Rはアミノ保護基を示
し、xは2,3又は4を示す)で表されるN−末端保護化
合物をアルカリ性媒質中ブロム酢酸と共に反応させ、次
いで、保護基を脱離させることによるそれ自体は公知の
方法で行うことができる。好ましいアミノ保護基はベン
ジルオキシカルボニル残基(Z)で、これは接触水素添
加、好ましくはパラジウム/炭素とともに接触水素添加
することにより除去することができる。この方法で、N
γ−Z−2,4−ジアミノ酢酸及びNε−Z−L−リジン
は先に述べた特に好ましいニトリロトリ酢酸誘導体に変
換することができる。
H2)x−CH(NH2)−COOH(式中、Rはアミノ保護基を示
し、xは2,3又は4を示す)で表されるN−末端保護化
合物をアルカリ性媒質中ブロム酢酸と共に反応させ、次
いで、保護基を脱離させることによるそれ自体は公知の
方法で行うことができる。好ましいアミノ保護基はベン
ジルオキシカルボニル残基(Z)で、これは接触水素添
加、好ましくはパラジウム/炭素とともに接触水素添加
することにより除去することができる。この方法で、N
γ−Z−2,4−ジアミノ酢酸及びNε−Z−L−リジン
は先に述べた特に好ましいニトリロトリ酢酸誘導体に変
換することができる。
本発明においてキレート樹脂の製造はそれ自体公知の
方法で行うことができ、それにより、最初にキャリアー
マトリックスは機能化され(スペーサーの導入)、そし
て所望のニトリロトリ酢酸誘導体がスペーサーに共有結
合する。
方法で行うことができ、それにより、最初にキャリアー
マトリックスは機能化され(スペーサーの導入)、そし
て所望のニトリロトリ酢酸誘導体がスペーサーに共有結
合する。
アガロースをキャリアーマトリックスとして使うと
き、これを、例えば、エピブロムヒドリンとアルカリ媒
質中で反応させることにより、 を含むオキシラン(oxirane)−アガロースが得られ
る。そして、このオキシラン−アガロースは、本発明の
ニトリロトリ酢酸誘導体、好ましくN−〔5−アミノ−
1−カルボキシプロピル〕−イミノジ酢酸又はN−〔5
−アミノ−1−カルボキシペンチル〕−イミノジ酢酸と
アルカリ性媒質中で反応させ、次いでニッケル塩溶液、
例えば硫酸ニッケルで洗浄することによるそれ自体は公
知の方法で所望の本発明キレート樹脂に変換することが
できる。特別な場合、異なる金属イオン(例えば、Co,C
d)の使用は好都合であり、樹脂を適当な金属塩と共に
反応させることにより、相当する金属キレート樹脂を容
易に得ることができる。また、エピロクロルヒドリンを
エピブロムヒドリンの代りに使用することも出来る。ア
ガロースとしては、標定化した製品、好ましくはスウエ
ーデン,アプサラ(Uppsala),ファルマシア社のセフ
ァロース(登録商標)が有利に使える。セファロース
(登録商標)CL-6Bは特に好ましい。同様の方法によ
り、遊離の水酸基を含むポリアクリルアミド樹脂を先に
示した如く本発明のキレート樹脂に変換することができ
る。陽イオン交換樹脂をマトリックス(matrix)として
使用する場合、ニトリロトリ酢酸誘導体のカップリング
はアミド結合の形成により直接行わせることができる。
き、これを、例えば、エピブロムヒドリンとアルカリ媒
質中で反応させることにより、 を含むオキシラン(oxirane)−アガロースが得られ
る。そして、このオキシラン−アガロースは、本発明の
ニトリロトリ酢酸誘導体、好ましくN−〔5−アミノ−
1−カルボキシプロピル〕−イミノジ酢酸又はN−〔5
−アミノ−1−カルボキシペンチル〕−イミノジ酢酸と
アルカリ性媒質中で反応させ、次いでニッケル塩溶液、
例えば硫酸ニッケルで洗浄することによるそれ自体は公
知の方法で所望の本発明キレート樹脂に変換することが
できる。特別な場合、異なる金属イオン(例えば、Co,C
d)の使用は好都合であり、樹脂を適当な金属塩と共に
反応させることにより、相当する金属キレート樹脂を容
易に得ることができる。また、エピロクロルヒドリンを
エピブロムヒドリンの代りに使用することも出来る。ア
ガロースとしては、標定化した製品、好ましくはスウエ
ーデン,アプサラ(Uppsala),ファルマシア社のセフ
ァロース(登録商標)が有利に使える。セファロース
(登録商標)CL-6Bは特に好ましい。同様の方法によ
り、遊離の水酸基を含むポリアクリルアミド樹脂を先に
示した如く本発明のキレート樹脂に変換することができ
る。陽イオン交換樹脂をマトリックス(matrix)として
使用する場合、ニトリロトリ酢酸誘導体のカップリング
はアミド結合の形成により直接行わせることができる。
本発明のキレート樹脂の製造には、市販のすでに機能
化したキャリアーマトリックスも使用することができ
る。本発明において、特に好ましい機能化したキャリア
ーマトリックスは、 を有するイミダゾールカルバメイト−アガロースで、こ
れは米国イリノイ,ロックフォード(Rockford),ピア
ーズ社(Pierce)の商品名リアクチゲルTM(Reactige
lTM)として販売されている。
化したキャリアーマトリックスも使用することができ
る。本発明において、特に好ましい機能化したキャリア
ーマトリックスは、 を有するイミダゾールカルバメイト−アガロースで、こ
れは米国イリノイ,ロックフォード(Rockford),ピア
ーズ社(Pierce)の商品名リアクチゲルTM(Reactige
lTM)として販売されている。
本発明のキレート樹脂は近接するヒスチジン残基を含
むペプチドと蛋白質に対する特に高い特異性によって区
別される。従って、近接するヒスチジン残基、とりわけ
2個の近接するヒスチジン残基を含有する蛋白質の精製
に特に適している。“近接するヒスチジン残基”の用語
は、特定のペプチドと蛋白質の三次元空間、即ち化合物
の表面上のヒスチジン残基の配列を意味している。ヒス
チジン残基の近接は一次構造に基づいてすでに定められ
るか、或いは二次及び/又は三次構造によってのみ実現
される。従って、本発明のキレート樹脂は数個、特に近
接する、好ましくはすぐ隣接するヒスチジン残基を有す
る自然及び変性蛋白質の精製に適している。
むペプチドと蛋白質に対する特に高い特異性によって区
別される。従って、近接するヒスチジン残基、とりわけ
2個の近接するヒスチジン残基を含有する蛋白質の精製
に特に適している。“近接するヒスチジン残基”の用語
は、特定のペプチドと蛋白質の三次元空間、即ち化合物
の表面上のヒスチジン残基の配列を意味している。ヒス
チジン残基の近接は一次構造に基づいてすでに定められ
るか、或いは二次及び/又は三次構造によってのみ実現
される。従って、本発明のキレート樹脂は数個、特に近
接する、好ましくはすぐ隣接するヒスチジン残基を有す
る自然及び変性蛋白質の精製に適している。
本発明のキレート樹脂はバッチ式あるいは連続的カラ
ム操作に使用することができる。蛋白質の導通に先きだ
ち、本発明のキレート樹脂をそれ自体はニッケルによっ
てキレート形成しない緩衝液、好ましくはpH8のリン酸
緩衝液で都合よく平衡化させる。平衡化緩衝液(並びに
溶出緩衝液)は変性因子或いはデタージェント、例えば
グアニジン塩酸、尿素或いはトリトン(triton)を含
む。このような変性因子又はデタージェントを加えて
も、例えば膜蛋白質の如く水に極めて難溶な蛋白質につ
いてすら操作になんら問題はない。蛋白質の溶離は一定
のpH値、或いは直線又は不連続的下降pH勾配で行うこと
ができる。至適溶出条件は存在する不純物の量と種類、
精製する物質の量、カラムの大きさ等に依存するので、
場合毎に適宜決めればよい。
ム操作に使用することができる。蛋白質の導通に先きだ
ち、本発明のキレート樹脂をそれ自体はニッケルによっ
てキレート形成しない緩衝液、好ましくはpH8のリン酸
緩衝液で都合よく平衡化させる。平衡化緩衝液(並びに
溶出緩衝液)は変性因子或いはデタージェント、例えば
グアニジン塩酸、尿素或いはトリトン(triton)を含
む。このような変性因子又はデタージェントを加えて
も、例えば膜蛋白質の如く水に極めて難溶な蛋白質につ
いてすら操作になんら問題はない。蛋白質の溶離は一定
のpH値、或いは直線又は不連続的下降pH勾配で行うこと
ができる。至適溶出条件は存在する不純物の量と種類、
精製する物質の量、カラムの大きさ等に依存するので、
場合毎に適宜決めればよい。
以下の実施例は本発明のニトリロトリ酢酸誘導体の製
造、本発明の金属キレート樹脂の製造並びに近接するヒ
スチジン残基を持つ蛋白質の精製におけるそれらの使用
を示すものである。
造、本発明の金属キレート樹脂の製造並びに近接するヒ
スチジン残基を持つ蛋白質の精製におけるそれらの使用
を示すものである。
実施例1 ブロム酢酸41.7gを150mlの2N水酸化ナトリウムに溶解
し、0℃に冷却した。これに、42gのNε−Z−L−リ
ジンを225mlの2N水酸化ナトリウムに溶解した溶液を攪
拌しながら0℃でゆっくり滴下した。2時間後冷却を止
め、この混合液を一夜攪拌した。この反応混合液は50℃
に2時間保ち、続いて、450mlの1N塩酸を加えた。混合
液を冷却した後、析出した結晶を濾別した。この生成物
を1N水酸化ナトリウム溶液に溶解し、同量の1N塩酸で再
沈澱させ、濾別した。白色結晶、m.p.172〜174℃(分
解)、〔α〕D=+9.9(c=1:0.1N NaOH)のN−〔5
−ベンジルオキシカルボニルアミノ−1−カルボキシペ
ンチル〕−イミノジ酢酸40gが得られた。
し、0℃に冷却した。これに、42gのNε−Z−L−リ
ジンを225mlの2N水酸化ナトリウムに溶解した溶液を攪
拌しながら0℃でゆっくり滴下した。2時間後冷却を止
め、この混合液を一夜攪拌した。この反応混合液は50℃
に2時間保ち、続いて、450mlの1N塩酸を加えた。混合
液を冷却した後、析出した結晶を濾別した。この生成物
を1N水酸化ナトリウム溶液に溶解し、同量の1N塩酸で再
沈澱させ、濾別した。白色結晶、m.p.172〜174℃(分
解)、〔α〕D=+9.9(c=1:0.1N NaOH)のN−〔5
−ベンジルオキシカルボニルアミノ−1−カルボキシペ
ンチル〕−イミノジ酢酸40gが得られた。
得られたリジン誘導体7.9gを49mlの1N水酸化ナトリウ
ムに溶解し、スパーテルの先一杯分の5%パラジウム/
炭素を添加後、室温、常圧下で水素添加させた。触媒を
濾別し、そして濾液を蒸発させた。かくして、6.2gのN
−〔5−アミノ−1−カルボキシペンチル〕−イミノジ
酢酸が得られた。その構造式 NH2−(CH2)4−CH(COOH)−N−(CH2COOH)2 をNMRスペクトルにより確認した。
ムに溶解し、スパーテルの先一杯分の5%パラジウム/
炭素を添加後、室温、常圧下で水素添加させた。触媒を
濾別し、そして濾液を蒸発させた。かくして、6.2gのN
−〔5−アミノ−1−カルボキシペンチル〕−イミノジ
酢酸が得られた。その構造式 NH2−(CH2)4−CH(COOH)−N−(CH2COOH)2 をNMRスペクトルにより確認した。
100mlのセファロース CL-6B(ファルマシア製)をガ
ラス吸引濾過器上で、約500mlの水で2回洗浄し、次い
で500ml丸フラスコ中16mlの4N水酸化ナトリウムと8.22m
lのエピブロムヒドリンと共に30℃で、4時間反応させ
た。反応混合液の全量は200mlであった。次いで、活性
化させたセファロースを濾別し、水で中性に洗浄して、
そして反応容器にもどした。6.5gのN−〔5−アミノ−
1−カルボキシペンチル〕−イミノジ酢酸を50mlの水に
溶解し、10.6gの固体炭酸ナトリウムと共に活性化させ
たセファロースに加えた。この混合物を60℃で一夜ゆっ
くりと攪拌した。得られた式 〔セファロース CL-6B〕−O-CH2‐CH(OH)‐CH2‐NH-
(CH2)4‐CH(COOH)−N(CH2COOH)2 (NTA樹脂)のキレート樹脂をクロマトグラフィーカラ
ム中で連続的に、500mlの水、100mlのNiSO4・6H2O(2
重量%)水溶液、200mlの水、200mlの0.2M酢酸(0.2M塩
化ナトリウムと0.1重量/容量%ツィーン20含有)及び2
00mlの水で洗浄した。得られた式 〔セファロース CL-6B〕−O-CH2‐CH(OH)‐CH2‐NH-
(CH2)4‐CH(COOH)−N(CH2COO-)2Ni2+ のキレート樹脂のニッケルイオン濃度は約7.1μM/mlに
なった。
ラス吸引濾過器上で、約500mlの水で2回洗浄し、次い
で500ml丸フラスコ中16mlの4N水酸化ナトリウムと8.22m
lのエピブロムヒドリンと共に30℃で、4時間反応させ
た。反応混合液の全量は200mlであった。次いで、活性
化させたセファロースを濾別し、水で中性に洗浄して、
そして反応容器にもどした。6.5gのN−〔5−アミノ−
1−カルボキシペンチル〕−イミノジ酢酸を50mlの水に
溶解し、10.6gの固体炭酸ナトリウムと共に活性化させ
たセファロースに加えた。この混合物を60℃で一夜ゆっ
くりと攪拌した。得られた式 〔セファロース CL-6B〕−O-CH2‐CH(OH)‐CH2‐NH-
(CH2)4‐CH(COOH)−N(CH2COOH)2 (NTA樹脂)のキレート樹脂をクロマトグラフィーカラ
ム中で連続的に、500mlの水、100mlのNiSO4・6H2O(2
重量%)水溶液、200mlの水、200mlの0.2M酢酸(0.2M塩
化ナトリウムと0.1重量/容量%ツィーン20含有)及び2
00mlの水で洗浄した。得られた式 〔セファロース CL-6B〕−O-CH2‐CH(OH)‐CH2‐NH-
(CH2)4‐CH(COOH)−N(CH2COO-)2Ni2+ のキレート樹脂のニッケルイオン濃度は約7.1μM/mlに
なった。
実施例2 固定化したイミノジ酢酸(IMA)と固定化したニトリ
ロトリ酢酸(NTA)のニッケル錯体の安定性の定量的比
較のため、この2種のニッケルキレート樹脂をイミノジ
酢酸の水溶液で溶離し、ニッケルイオンの流失を追跡し
た。
ロトリ酢酸(NTA)のニッケル錯体の安定性の定量的比
較のため、この2種のニッケルキレート樹脂をイミノジ
酢酸の水溶液で溶離し、ニッケルイオンの流失を追跡し
た。
50mlの式 −O-CH2‐CH(CO)‐CH2‐N(CH2COOH)2 (調製方法:ヨッロッパ特許出願番号84101814.6,公開
番号118 808参照)のIMA樹脂をクロマトグラフィーカラ
ム(d=1.6cm)に入れ、水で十分に洗浄した。そし
て、10mlの0.012M NiSO4・5H2O水溶液を100ml/時間の流
速で導入し、続いて70mlの水で洗浄した。それを0.1Mイ
ミノジ酢酸水溶液、pH7.0で溶出した。10mlの分画を集
めた。ニッケルイオンは画分10〜19に検出(UV390nm)
された。
番号118 808参照)のIMA樹脂をクロマトグラフィーカラ
ム(d=1.6cm)に入れ、水で十分に洗浄した。そし
て、10mlの0.012M NiSO4・5H2O水溶液を100ml/時間の流
速で導入し、続いて70mlの水で洗浄した。それを0.1Mイ
ミノジ酢酸水溶液、pH7.0で溶出した。10mlの分画を集
めた。ニッケルイオンは画分10〜19に検出(UV390nm)
された。
同様の方法で、50mlの式 〔セファロース CL-6B〕−O-CH2‐CH(OH)‐CH2‐NH-
(CH2)4‐CH(COOH)−N(CH2COOH)2 のNTA樹脂をクロマトグラフィーカラム(d=1.6cm)に
入れ、洗浄して、その後、10mlの0.012M NiSO4・5H2O水
溶液を充填し、再び水洗し、そして0.1Mイミノジ酢酸水
溶液、pH7.0で溶出した。ニッケルイオンは画分30〜34
にのみ検出(UV390nm)され、このことから、ニッケル
イオンが既知IMA樹脂よりも新規なNTA樹脂中でより強く
結合していることは明らかである。
(CH2)4‐CH(COOH)−N(CH2COOH)2 のNTA樹脂をクロマトグラフィーカラム(d=1.6cm)に
入れ、洗浄して、その後、10mlの0.012M NiSO4・5H2O水
溶液を充填し、再び水洗し、そして0.1Mイミノジ酢酸水
溶液、pH7.0で溶出した。ニッケルイオンは画分30〜34
にのみ検出(UV390nm)され、このことから、ニッケル
イオンが既知IMA樹脂よりも新規なNTA樹脂中でより強く
結合していることは明らかである。
実施例3 6.5gのブロム酢酸を8.1mlの4N水酸化ナトリウムに溶
解し、0℃に冷却した。それに、4.1gのNγ−ベンジル
オキカルボニル−L−2,4−ジアミノ酪酸を24.4mlの2N
水酸化ナトリウム溶液に溶解した溶液を攪拌しながら滴
下した。2時間後、冷却を止め、混合物を一夜攪拌し
た。次に、この反応混合物を50℃2時間保持し、そして
12.2mlの4N塩酸を加えた。この混合物を冷却した後、分
離した結晶を濾別した。生成物は2N水酸化ナトリウム溶
液に溶解し、6.1mlの4N塩酸で再沈澱し、濾別した。白
色結晶、m.p.136〜138℃(分解)のN−〔3−ベンジル
オキシカルボニルアミノ−1−カルボキシプロピル〕−
イミノジ酢酸5gを得た。
解し、0℃に冷却した。それに、4.1gのNγ−ベンジル
オキカルボニル−L−2,4−ジアミノ酪酸を24.4mlの2N
水酸化ナトリウム溶液に溶解した溶液を攪拌しながら滴
下した。2時間後、冷却を止め、混合物を一夜攪拌し
た。次に、この反応混合物を50℃2時間保持し、そして
12.2mlの4N塩酸を加えた。この混合物を冷却した後、分
離した結晶を濾別した。生成物は2N水酸化ナトリウム溶
液に溶解し、6.1mlの4N塩酸で再沈澱し、濾別した。白
色結晶、m.p.136〜138℃(分解)のN−〔3−ベンジル
オキシカルボニルアミノ−1−カルボキシプロピル〕−
イミノジ酢酸5gを得た。
得られた酪酸誘導体2.9gを16mlの1N水酸化ナトリウム
溶液に溶解し、スパーテルの先一杯分の5%パラジウム
/炭素を添加後、室温、常圧下で水素添加させた。触媒
を濾別し、濾液を蒸発させた。かくして、2.2gのN−
〔3−アミノ−1−カルボキシプロピル〕−イミノジ酪
酸が得られた。その構造 NH2−(CH2)2−CH(CCOH)−N(CH2COOH)2 をNMRスペクトルで確認した。
溶液に溶解し、スパーテルの先一杯分の5%パラジウム
/炭素を添加後、室温、常圧下で水素添加させた。触媒
を濾別し、濾液を蒸発させた。かくして、2.2gのN−
〔3−アミノ−1−カルボキシプロピル〕−イミノジ酪
酸が得られた。その構造 NH2−(CH2)2−CH(CCOH)−N(CH2COOH)2 をNMRスペクトルで確認した。
50mlの水で得られたN−〔3−アミノ−1−カルボキ
シプロピル〕−イミノジ酢酸1.9gを溶解した溶液2.6gの
固体炭酸ナトリウムで処理した。混合物を0℃に冷却
し、これにイミダゾールカルバメイト(ピアース社製の
リアクチーゲルTM)で活性化させたアガロース50mlを加
えた。0℃、15時間インキュベーション後、得られた、
式 アガロース−O-CO-NH-(CH2)2‐CH(COOH)−N(CH2COOH)
2 のキレート樹脂を濾別し、水洗して、実施例1で記載し
た如くNiIIイオンを導通した。得られた、式 アガロース−O-CO-NH-(CH2)2‐CH(COOH)−N(CH2COO-)
Ni2+ のキレート樹脂のニッケルイオン濃度は3.1μM/mlにな
った。
シプロピル〕−イミノジ酢酸1.9gを溶解した溶液2.6gの
固体炭酸ナトリウムで処理した。混合物を0℃に冷却
し、これにイミダゾールカルバメイト(ピアース社製の
リアクチーゲルTM)で活性化させたアガロース50mlを加
えた。0℃、15時間インキュベーション後、得られた、
式 アガロース−O-CO-NH-(CH2)2‐CH(COOH)−N(CH2COOH)
2 のキレート樹脂を濾別し、水洗して、実施例1で記載し
た如くNiIIイオンを導通した。得られた、式 アガロース−O-CO-NH-(CH2)2‐CH(COOH)−N(CH2COO-)
Ni2+ のキレート樹脂のニッケルイオン濃度は3.1μM/mlにな
った。
実施例4 カラム(直径=1cm、長さ=4.8cm)に式 〔セファロース CL-6B〕−O-CH2‐CH(OH)‐CH2‐NH-
(CH2)4‐CH(COOH)−N(CH2COOH)2 (NTA樹脂)の金属を含まないキレート樹脂を満たし、
カラム三倍容量の0.1M NiSO4・5H2Oで洗い、次いで、カ
ラム三倍容量の0.2M酢酸で洗浄することによりニッケル
型とした。次に0.1Mリン酸ナトリウム緩衝液(pH8.0)
と0.5M塩化ナトリウムの溶液で(それぞれの流速:13.2m
l/時間)で平衡化させた。
(CH2)4‐CH(COOH)−N(CH2COOH)2 (NTA樹脂)の金属を含まないキレート樹脂を満たし、
カラム三倍容量の0.1M NiSO4・5H2Oで洗い、次いで、カ
ラム三倍容量の0.2M酢酸で洗浄することによりニッケル
型とした。次に0.1Mリン酸ナトリウム緩衝液(pH8.0)
と0.5M塩化ナトリウムの溶液で(それぞれの流速:13.2m
l/時間)で平衡化させた。
1mgの式 His-His-Leu-Gly-Gly-Ala-Lys-Glu-Ala-Gly-Asp-Val のモデルペプチドを1mlの平衡緩衝液に溶解し、カラム
に付した。このモデルペプチドは0.2Mイミダゾール、0.
1Mリン酸ナトリウム、pH8.0と0.5M塩化ナトリウムの溶
液で溶離できた。溶離液の検出はムーレ.エス.及びス
テェイン.ダブリュ(Moore,S.and Stein.W.)〔J.Bio
l.Chem.176,367〜388(1948)〕に従いニンヒドリンで
行った。
に付した。このモデルペプチドは0.2Mイミダゾール、0.
1Mリン酸ナトリウム、pH8.0と0.5M塩化ナトリウムの溶
液で溶離できた。溶離液の検出はムーレ.エス.及びス
テェイン.ダブリュ(Moore,S.and Stein.W.)〔J.Bio
l.Chem.176,367〜388(1948)〕に従いニンヒドリンで
行った。
実施例5 実施例4と同様の方法で、カラム(直径=1cm,長さ4.
8cm)にNTA樹脂を満たし、ニッケル型とした。0.2M酢酸
で洗浄後、このカラムを7Mグアニジン塩酸、0.1Mリン酸
ナトリウム緩衝液の溶液(pH8.0)で平衡化させた。
8cm)にNTA樹脂を満たし、ニッケル型とした。0.2M酢酸
で洗浄後、このカラムを7Mグアニジン塩酸、0.1Mリン酸
ナトリウム緩衝液の溶液(pH8.0)で平衡化させた。
種々の量(12.7mgまで)の式 Asp-Arg-Val-Tyr-Ile-His-Pro-Phe-His-Leu-Val-Ile-Hi
s-Ser のモデルペプチドを1mlの7Mグアニジン塩酸、0.1リン酸
ナトリウム(pH8.0)の溶液に溶解し、このカラムに付
した。このペプチドは7Mグアニジン塩酸に易溶である
が、0.1Mリン酸ナトリウムと0.5M塩化ナトリウムには難
溶である。溶出は段階的にpHを下げることによって行っ
た。ペプチドはλ=280nmのUVスペクトロメトリーによ
り検出された。
s-Ser のモデルペプチドを1mlの7Mグアニジン塩酸、0.1リン酸
ナトリウム(pH8.0)の溶液に溶解し、このカラムに付
した。このペプチドは7Mグアニジン塩酸に易溶である
が、0.1Mリン酸ナトリウムと0.5M塩化ナトリウムには難
溶である。溶出は段階的にpHを下げることによって行っ
た。ペプチドはλ=280nmのUVスペクトロメトリーによ
り検出された。
牛膵臓由来トリプシンと馬心臓由来チトクロームCを
比較物質として使用した。2種の蛋白質ともNTA樹脂にp
H8で結合しない。明らかにヒスチジンの配列が決定的な
役割をはたしている。トリプシンの場合、3個のヒスチ
ジンは29,46及び79位に位置しているが、それは7Mグア
ニジンで構造をこわしても安定な錯体を形成する位置で
はない。チトクロームCの場合では、2個のヒスチジン
が空間的に近接(18と26位)しているが、1個のヒスチ
ジンがヘム−鉄(haem-iron)に結合しているので、そ
れは2配位子を形成する位置ではない。
比較物質として使用した。2種の蛋白質ともNTA樹脂にp
H8で結合しない。明らかにヒスチジンの配列が決定的な
役割をはたしている。トリプシンの場合、3個のヒスチ
ジンは29,46及び79位に位置しているが、それは7Mグア
ニジンで構造をこわしても安定な錯体を形成する位置で
はない。チトクロームCの場合では、2個のヒスチジン
が空間的に近接(18と26位)しているが、1個のヒスチ
ジンがヘム−鉄(haem-iron)に結合しているので、そ
れは2配位子を形成する位置ではない。
実施例6 乳酸脱水素酵素イソ酵素は分子量140,000の4量体蛋
白質である。豚由来のこのイソ酵素はアミノ末端領域を
除いてほとんど相同である。これは、この蛋白質表面上
に位置している。心臓型イソ酵素はこの領域にヒスチジ
ンを持たないが、筋肉型は3個持ち、その中にはHis-Va
l-Pro-Hisの配列がある〔エル.リー(L.Li)ら、J.Bio
l.Chem.258,7029〜7032(1983)〕。
白質である。豚由来のこのイソ酵素はアミノ末端領域を
除いてほとんど相同である。これは、この蛋白質表面上
に位置している。心臓型イソ酵素はこの領域にヒスチジ
ンを持たないが、筋肉型は3個持ち、その中にはHis-Va
l-Pro-Hisの配列がある〔エル.リー(L.Li)ら、J.Bio
l.Chem.258,7029〜7032(1983)〕。
実施例4に記載した如く、カラム(直径=1cm,長さ4.
8cm)にNTA樹脂を満たし、ニッケル型とし、そして0.1M
リン酸ナトリウム緩衝液(pH7.5)と0.5M塩化ナトリウ
ム溶液で平衡化させた。2mgの豚心臓(H4‐LOH)又は豚
筋肉(M4‐LOH)由来の乳酸脱水素酵素を1.5mlの平衡緩
衝液に溶解し、上記カラムに付した。H4‐LOHはその28
個のヒスチジン残基にもかかわらず吸着しないが、M4‐
LOHはpH7.5で吸着し、pH6に下げることで溶離させた。
8cm)にNTA樹脂を満たし、ニッケル型とし、そして0.1M
リン酸ナトリウム緩衝液(pH7.5)と0.5M塩化ナトリウ
ム溶液で平衡化させた。2mgの豚心臓(H4‐LOH)又は豚
筋肉(M4‐LOH)由来の乳酸脱水素酵素を1.5mlの平衡緩
衝液に溶解し、上記カラムに付した。H4‐LOHはその28
個のヒスチジン残基にもかかわらず吸着しないが、M4‐
LOHはpH7.5で吸着し、pH6に下げることで溶離させた。
本実験はNTA樹脂が構造要素として蛋白質表面上に隣
接するヒスチジン残基を持つ蛋白質にきわめて選択的で
あることを示している。
接するヒスチジン残基を持つ蛋白質にきわめて選択的で
あることを示している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01N 30/48 Z N R // C12N 9/04 F
Claims (14)
- 【請求項1】式 キャリアーマトリックス−スペーサー−NH−(CH2)x−CH
(COOH)−N(CH2COO-)2Ni2+ (I) (式中、xは、2,3又は4を示す) で表される金属キレート樹脂。 - 【請求項2】キャリアーマトリックスがアガロースであ
る特許請求の範囲第1項に記載の金属キレート樹脂。 - 【請求項3】キャリアーマトリックスが、架橋アガロー
スを約6%含む、直径45〜165μmのビーズ状ゲルであ
る特許請求の範囲第1項に記載の金属キレート樹脂。 - 【請求項4】スペーサーが−O-CO−又は−O-CH2‐CH(O
H)‐CH2−である特許請求の範囲第1項〜第3項のいず
れかに記載の金属キレート樹脂。 - 【請求項5】式 H2N−(CH2)x−CH(COOH)−N(CH2COOH)2 (式中、xは2,3又は4を示す) で表される化合物又はその塩を、スペーサー基を付して
機能化したキャリアーマトリックスと反応させ、次い
で、ニッケル塩溶液で洗浄して式 キャリアーマトリックス−スペーサー−NH−(CH2)x−CH
(COOH)−N(CH2COO-)2Ni2+ (I) (式中、xは、2,3又は4を示す) で表される金属キレート樹脂を製造する方法。 - 【請求項6】式(I)中のキャリアーマトリックスがア
ガロースである特許請求の範囲第5項に記載の方法。 - 【請求項7】式(I)中のキャリアーマトリックスが、
架橋アガロースを約6%含む、直径45〜165μmのビー
ズ状ゲルである特許請求の範囲第5項に記載の方法。 - 【請求項8】スペーサーが−O-CO−又は−O-CH2‐CH(O
H)‐CH2−である特許請求の範囲第5項〜第7項のいず
れかに記載の方法。 - 【請求項9】機能化したキャリアーマトリックスが、 を含むオキシラン−アガロースである特許請求の範囲第
5項に記載の方法。 - 【請求項10】機能化したキャリアーマトリックスが、 を含むイミダゾールカルバメイト−アガロースである特
許請求の範囲第5項に記載の方法。 - 【請求項11】蛋白質を式 キャリアーマトリックス−スペーサー−NH−(CH2)x−CH
(COOH)−N(CH2COO-)2Ni2+ (I) (式中、xは、2,3又は4を示す) で表される金属キレート樹脂上でアフィニティークロマ
トグラフィーに付することを特徴とする数個の近接する
ヒスチジン残基を含む蛋白質の精製方法。 - 【請求項12】キャリアーマトリックスがアガロースで
ある特許請求の範囲第11項に記載の方法。 - 【請求項13】キャリアーマトリックスが、架橋アガロ
ースを約6%含む、直径45〜165μmのビーズ状ゲルで
ある特許請求の範囲第11項に記載の方法。 - 【請求項14】スペーサーが−O-CO−又は−O-CH2‐CH
(OH)‐CH2−である特許請求の範囲第11項〜第13項の
いずれかに記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
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CH20782/86-3 | 1986-07-10 |
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---|---|---|---|
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---|---|
JPS6344947A JPS6344947A (ja) | 1988-02-25 |
JPH0822382B2 true JPH0822382B2 (ja) | 1996-03-06 |
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---|---|---|---|
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JP7157981A Expired - Lifetime JP2562571B2 (ja) | 1986-07-10 | 1995-06-23 | 新規ニトリロトリ酢酸誘導体及びその塩、並びにそれらの製造方法 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7157981A Expired - Lifetime JP2562571B2 (ja) | 1986-07-10 | 1995-06-23 | 新規ニトリロトリ酢酸誘導体及びその塩、並びにそれらの製造方法 |
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---|---|
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EP (1) | EP0253303B1 (ja) |
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AT (1) | ATE76866T1 (ja) |
AU (1) | AU596674B2 (ja) |
CA (1) | CA1304886C (ja) |
DE (1) | DE3779501D1 (ja) |
DK (2) | DK172602B1 (ja) |
IE (1) | IE60468B1 (ja) |
IL (1) | IL83079A (ja) |
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