JPH11266865A - Chaperonin oligomer originated from archaebacterium, its production and preservation, and regeneration of protein with the same - Google Patents

Chaperonin oligomer originated from archaebacterium, its production and preservation, and regeneration of protein with the same

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JPH11266865A
JPH11266865A JP7038198A JP7038198A JPH11266865A JP H11266865 A JPH11266865 A JP H11266865A JP 7038198 A JP7038198 A JP 7038198A JP 7038198 A JP7038198 A JP 7038198A JP H11266865 A JPH11266865 A JP H11266865A
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JP
Japan
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chaperonin
oligomer
protein
regeneration
archaebacterium
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JP7038198A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Furuya
昌弘 古谷
Tadashi Maruyama
正 丸山
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Marine Biotechnology Institute Co Ltd
Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Marine Biotechnology Institute Co Ltd
Sekisui Chemical Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH11266865A publication Critical patent/JPH11266865A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing chaperonin oligomer originated from an archaebacterium, capable of converting chaperonin monomer into the chaperonin oligomer, an active chaperonin useful for the regeneration, stabilization, heat stabilization, etc., of a useful protein, by treating the chaperonin monomer originated from the archaebacterium with magnesium ion and a nucleotide. SOLUTION: This method for producing chaperonin oligomer comprises treating chaperonin monomer originated from an archaebacterium with magnesium ion (MgCl2 , etc.), and a nucleotide (adenosine triphosphate, etc.), to produce the chaperonin oligomer. The chaperonin oligomer is preserved and maintained in the presence of the magnesium ion and the nucleotide.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、古細菌由来のシャ
ペロニンオリゴマー、及びそれを製造し、保存する方
法、並びにそれを用いて蛋白質を再生する方法に関す
る。シャペロニンは、蛋白質の折り畳み、安定化に関与
する生体内因子であり、共存する他の有用蛋白質の安定
化剤としての利用や遺伝子組み換え技術によって生産さ
れた有用蛋白質の再生行程への応用が期待されている。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an archaeal chaperonin oligomer, a method for producing and storing the same, and a method for regenerating a protein using the same. Chaperonin is an in vivo factor involved in protein folding and stabilization, and is expected to be used as a stabilizer for other coexisting useful proteins and to be applied to the regeneration process of useful proteins produced by genetic recombination technology. ing.

【0002】[0002]

【従来の技術】シャペロニンは、蛋白質の折り畳み因子
として知られ、それが有するATP分解活性と共役して蛋
白質の耐熱化、再生のために働く機能を有する。このシ
ャペロニンの機能は、有用蛋白質の再生、安定化及び耐
熱化などに利用することができる。例えば、特開平7-67
641 号公報には、酵素を安定化する方法として、溶液中
の酵素にヌクレオチド及びシャペロニンを添加し、酵
素、ヌクレオチド及びシャペロニンの三者間の特異的相
互作用を利用する方法が提案されている。
2. Description of the Related Art Chaperonin is known as a protein folding factor, and has a function of improving the heat resistance and regeneration of a protein in combination with its ATP degrading activity. This function of chaperonin can be used for regeneration, stabilization, heat resistance and the like of useful proteins. For example, JP-A-7-67
No. 641 proposes a method for stabilizing an enzyme by adding nucleotides and chaperonin to an enzyme in a solution and utilizing a specific interaction between the enzyme, nucleotide and chaperonin.

【0003】活性型のシャペロニンは、分子量約6万の
サブユニット(モノマー)からなるオリゴマーであり、
各サブユニットは2層の環状構造を形成する(Protein
science,1994,3 1436-1443、バイオサイエンスとイン
ダストリー Vol.55 No.9 (1997))。従って、シャペロニ
ンの機能を有効に利用するためには、シャペロニンモノ
マーを活性型であるシャペロニンオリゴマーに効率的に
変換し、そのオリゴマー構造を維持する技術が求められ
る。
Active chaperonin is an oligomer composed of subunits (monomers) having a molecular weight of about 60,000.
Each subunit forms a two-layered cyclic structure (Protein
science, 1994, 3 1436-1443, Bioscience and Industry Vol.55 No.9 (1997)). Therefore, in order to effectively utilize the function of chaperonin, a technique for efficiently converting a chaperonin monomer into an active chaperonin oligomer and maintaining the oligomer structure is required.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の方法で
は、古細菌由来のシャペロニンを効率的に活性化するこ
とは困難であった。本発明は、このような従来の方法の
問題を解決し、シャペロニンオリゴマーを効率的に製造
し、保存する技術を提供することを目的とする。
However, it has been difficult with the conventional method to efficiently activate archaeal chaperonin. An object of the present invention is to solve the problems of the conventional method and to provide a technique for efficiently producing and storing a chaperonin oligomer.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するため鋭意検討を重ねた結果、古細菌由来のシャ
ペロニンモノマーをマグネシウムイオン及びヌクレオチ
ドで処理することにより容易にシャペロニンオリゴマー
に変換できることを見いだし、本発明を完成した。即
ち、本発明は、古細菌由来のシャペロニンモノマーを、
マグネシウムイオン及びヌクレオチドで処理してシャペ
ロニンオリゴマーとすることを特徴とする古細菌由来の
シャペロニンオリゴマーの製造方法である。
Means for Solving the Problems The present inventors have made intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, it has been found that chaperonin monomers derived from archaebacteria can be easily converted to chaperonin oligomers by treating them with magnesium ions and nucleotides. And completed the present invention. That is, the present invention provides a chaperonin monomer derived from archaebacteria,
A method for producing a chaperonin oligomer derived from an archaebacteria, wherein the chaperonin oligomer is treated with a magnesium ion and a nucleotide to obtain a chaperonin oligomer.

【0006】また、本発明は、上記記載の方法によって
製造された古細菌由来のシャペロニンオリゴマーであ
る。さらに、本発明は、古細菌由来のシャペロニンオリ
ゴマーをマグネシウムイオン及びヌクレオチドの存在下
で保存することを特徴とする古細菌由来のシャぺロニン
オリゴマーの保存方法である。さらに、本発明は、上記
記載の古細菌由来のシャペロニンオリゴマーを用いて蛋
白質を再生することを特徴とする蛋白質の再生法であ
る。
[0006] The present invention is also an archaeal chaperonin oligomer produced by the method described above. Furthermore, the present invention is a method for storing archaeal chaperonin oligomers, comprising storing archaeal chaperonin oligomers in the presence of magnesium ions and nucleotides. Furthermore, the present invention is a method for regenerating a protein, which comprises regenerating a protein using the archaeal chaperonin oligomer described above.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。 (1)シャペロニンオリゴマーの製造方法 本発明の古細菌由来のシャペロニンオリゴマーの製造方
法は、古細菌由来のシャペロニンモノマーをマグネシウ
ムイオン及びヌクレオチドで処理することを特徴とす
る。シャペロニンモノマーとしては、例えば、スルホロ
バス(Sulfolobus)属、デスルホロコッカス(Desulfur
ococcus)属、ピロディクティム(Pyrodictium)属、サ
ーモフィラム(Thermofilum)属、サーモプロテウス(T
hermoproteus)属、ピロバキュラム(Pyrobaculum)
属、ピロコッカス(Pyrococcus)属、メサノバクテリウ
ム(Methanobacterium)属、メサノコッカス(Methanoc
occus)属、メサノピラス(Methanopyrus)属、メサノ
サーマス(Methanothermus)属、アーキアブロブス(Ar
chaeoglobus)属、ハロバクテリウム(Halobacterium)
属、メサノプラナス(Methanoplanus)属、メサノスピ
リラム(Methanospirillum)属、メサノサルシア(Meth
anosarcina)属の由来のものが使用でき、これらの中で
もメサノコッカス・サーモリソトロフィカス(Methanoc
occus thermolithotrophicus)由来のシャペロニンオリ
ゴマーを使用することが好ましい。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail. (1) Method for Producing Chaperonin Oligomer The method for producing an archaeal chaperonin oligomer of the present invention is characterized in that an archaeal chaperonin monomer is treated with magnesium ions and nucleotides. Examples of the chaperonin monomer include, for example, Sulfolobus, Desulfurococcus and the like.
ococcus, Pyrodictium, Thermofilum, Thermoproteus (T
hermoproteus), Pyrobaculum
Genus, Pyrococcus, Methanobacterium, Methanococcus
occus, genus Methanopyrus, genus Methanothermus, and archablobs (Ar
chaeoglobus), Halobacterium
Genus, Methanoplanus, Methanospirillum, Methanosarcia
anosarcina) can be used, and among these, Methanococcus thermolystroficus (Methanoccus)
Preference is given to using chaperonin oligomers from B. occus thermolithotrophicus.

【0008】シャペロニンモノマーは、古細菌由来のシ
ャペロニン遺伝子を大腸菌等を宿主として導入、発現さ
せ、イオン交換、疎水性相互作用によるカラムクロマト
グラフィーなどで組み換え型シャペロニンを精製するこ
とにより得られる。このようにして得られる組み換え型
シャペロニンはモノマーとオリゴマーが混在している
が、望ましくはエチレンジアミン四酢酸・二ナトリウム
のような金属キレート試薬で処理した後、緩衝剤のみで
構成される緩衝液に前もって透析しておくことによっ
て、組み換え型シャペロニンオリゴマーを、一旦モノマ
ーへ解離しておくことが好ましい。ただし、このモノマ
ーへの解離処理はどの精製ステップで行っても良い。
The chaperonin monomer can be obtained by introducing and expressing a chaperonin gene derived from archaebacteria using Escherichia coli or the like as a host, and purifying the recombinant chaperonin by ion exchange, column chromatography by hydrophobic interaction, or the like. The recombinant chaperonin thus obtained contains a mixture of monomers and oligomers, but is preferably treated with a metal chelating reagent such as ethylenediaminetetraacetic acid / disodium, and then prepared in advance with a buffer solution consisting of only a buffer. It is preferable that the recombinant chaperonin oligomer is once dissociated into monomers by dialysis. However, this dissociation into monomers may be performed in any purification step.

【0009】マグネシウムイオン及びヌクレオチドによ
る処理は、シャペロニンオリゴマーをマグネシウムイオ
ン及びヌクレオチドを含む溶液に添加し、一定時間反応
させることにより行い得る。マグネシウムイオンの供給
源としては、塩化マグネシウムや硫酸マグネシウムなど
が使用可能である。溶液中のマグネシウムイオンの濃度
は特に限定されないが、1mM〜1000mMとするのが好まし
い。
The treatment with magnesium ions and nucleotides can be performed by adding a chaperonin oligomer to a solution containing magnesium ions and nucleotides and reacting for a certain period of time. As a source of magnesium ions, magnesium chloride, magnesium sulfate, or the like can be used. The concentration of magnesium ion in the solution is not particularly limited, but is preferably 1 mM to 1000 mM.

【0010】ヌクレオチドとしては、アデノシン三リン
酸(ATP)、アデノシン二リン酸(ADP)、シチジン三リン酸
(CTP)、ウリジン三リン酸(UTP) 、グアノシン三リン酸
(GTP)などが使用可能であるが、好ましくはATP を使用
する。ヌクレオチドの濃度は、0.01mM〜10mMであること
が望ましいが、少なくともシャペロニンオリゴマーのサ
ブユニットモル数と同モル量以上になるようにするのが
好ましい。また、溶液中には、好ましくは0.05-1.0M程
度の硫酸アンモニウムもしくは、0.05-0.5 M程度のKCl
を共存させることが望ましい。これによってオリゴマー
の生成効率を飛躍的に向上させることができる。
As nucleotides, adenosine triphosphate (ATP), adenosine diphosphate (ADP), cytidine triphosphate
(CTP), uridine triphosphate (UTP), guanosine triphosphate
(GTP) can be used, but ATP is preferably used. The nucleotide concentration is preferably 0.01 mM to 10 mM, but is preferably at least the same molar amount as the number of subunit moles of the chaperonin oligomer. The solution preferably contains about 0.05-1.0 M ammonium sulfate or about 0.05-0.5 M KCl.
It is desirable to coexist. As a result, the oligomer production efficiency can be dramatically improved.

【0011】反応温度及び反応時間は特に限定されない
が、反応時の温度は室温から60℃の間が好ましく、反
応時間は5時間程度が好ましい。オリゴマー形成の確認
は、ゲル濾過あるいは電子顕微鏡観察によって確かめる
ことができる。再構成されたシャペロニンはそのまま、
もしくは限外濾過等による凝縮後、安定保存可能であ
る。このようにして得られる古細菌由来のシャペロニン
は、真正細菌由来のシャペロニンよりも対象とする蛋白
質に対する特異性が低く、汎用性が優れていると考えら
れる。古細菌の蛋白質折り畳み因子の種類は、大腸菌等
の真正細菌と比較して少ないため、最小限の種類の折り
畳み因子で蛋白質の折り畳みを発現するからである。
The reaction temperature and the reaction time are not particularly limited, but the temperature during the reaction is preferably between room temperature and 60 ° C., and the reaction time is preferably about 5 hours. Confirmation of oligomer formation can be confirmed by gel filtration or observation with an electron microscope. Reconstituted chaperonin,
Alternatively, after condensation by ultrafiltration or the like, stable storage is possible. The chaperonin derived from archaebacteria obtained in this manner is considered to have lower specificity for the target protein than the chaperonin derived from eubacteria, and to be superior in versatility. This is because the types of archebacterial protein folding factors are less than those of eubacteria such as Escherichia coli, so that protein folding is expressed with a minimum of types of folding factors.

【0012】(2)シャペロニンオリゴマーの保存方法 本発明の古細菌由来のシャペロニンオリゴマーの保存方
法は、シャペロニンモノマーをマグネシウムイオン及び
ヌクレオチドの存在下で保存することを特徴とする。古
細菌の種類、マグネシウムイオンの供給源及びその濃
度、ヌクレオチド及びその濃度は、上記の製造方法と同
様のものでよく、また、保存液中には、0.05-1.0M程度
の硫酸アンモニウムもしくは、0.05-0.5 M程度のKClを
共存させることがことが好ましい。保存時の温度は特に
限定されないが、-20 〜10℃といった低温で保存するこ
とが好ましい。
(2) Method for Preserving Chaperonin Oligomers The method for storing archaeal chaperonin oligomers of the present invention is characterized by storing chaperonin monomers in the presence of magnesium ions and nucleotides. The kind of archaebacteria, the source and concentration of magnesium ion, the nucleotide and the concentration thereof may be the same as in the above-mentioned production method, and the preservation solution contains about 0.05-1.0M ammonium sulfate or 0.05-1.0M. It is preferable that about 0.5 M of KCl coexist. The temperature during storage is not particularly limited, but it is preferable to store at a low temperature such as -20 to 10 ° C.

【0013】(3)蛋白質の再生法 本発明の蛋白質の再生法は、古細菌由来のシャペロニン
オリゴマーを用いることを特徴とする。より具体的に
は、古細菌由来のシャペロニンオリゴマーを含む溶液中
に変性した蛋白質を加え、一定時間反応させ、当該変性
蛋白質を再生させることを特徴とする。反応溶液中のシ
ャペロニンオリゴマーの濃度は特に限定されないが、0.
1 〜1μM とするのが好ましい。なお、シャペロニンの
供給源とする古細菌の種類は上記の製造方法と同様のも
のでよい。反応溶液中の変性蛋白質濃度も特に限定され
ないが、0.1 〜5 μM とするのが好ましい。反応溶液中
には、シャペロニンオリゴマーのほか、ATP 、カリウム
イオン、マグネシウムイオンを添加しておくのが好まし
い。それらの濃度は特に限定されないが、それぞれ、0.
1 〜5mM 、1 〜500mM 、0.1 〜100mM とするのが好まし
い。反応温度及び反応時間は特に限定されないが、反応
時の温度は15〜80℃、反応時間は0.05〜120 時間とする
のが好ましい。
(3) Method for Regenerating Protein The method for regenerating a protein of the present invention is characterized by using an archaeal chaperonin oligomer. More specifically, the method is characterized in that a denatured protein is added to a solution containing a chaperonin oligomer derived from an archaebacteria and reacted for a certain period of time to regenerate the denatured protein. The concentration of the chaperonin oligomer in the reaction solution is not particularly limited, but may be 0.1.
The concentration is preferably 1 to 1 μM. In addition, the kind of archaea used as a source of chaperonin may be the same as in the above-mentioned production method. Although the concentration of the denatured protein in the reaction solution is not particularly limited, it is preferably 0.1 to 5 μM. It is preferable to add ATP, potassium ion and magnesium ion to the reaction solution in addition to the chaperonin oligomer. Their concentrations are not particularly limited, but are each 0.
It is preferably 1 to 5 mM, 1 to 500 mM, 0.1 to 100 mM. The reaction temperature and reaction time are not particularly limited, but the temperature during the reaction is preferably 15 to 80 ° C, and the reaction time is preferably 0.05 to 120 hours.

【0014】[0014]

【実施例】以下、実施例により本発明を説明するが、本
発明の範囲はこれに限定されるものではない。 〔実施例1〕メサノコッカス・サーモリソトロフィカス
DSM2095 株由来のシャペロニン遺伝子を含む発現プラス
ミドpETTS1を大腸菌に導入し(この大腸菌は工業技術院
生命工学工業技術研究所にFERM P-16438として寄託され
ている)、これをLB培地(アンピシリンを含む)で37℃
で培養した。培養液のOD650が1.5に達したところで、1m
M IPTGを添加し、シャペロニン遺伝子の発現を誘導し
た。その後培養を3時間続け、菌体を遠心分離によって
回収した後、緩衝液(50 mM Tris-HCl pH7.5, 5mM MgCl
2)に懸濁し、この懸濁液に対して超音波破砕処理を行
った。処理液から菌体破砕物を除いたのち、65℃90分保
温し、変性した大腸菌由来のタンパク質を沈殿除去し
た。得られた上清に (NH4)2SO4を1.3M濃度になるように
添加し、硫安塩析を行った後、上清をTSKgel Ether-5PW
による疎水クロマトグラフィーにより精製した。シャペ
ロニンに相当するサイズのタンパク質が存在するフラク
ションを回収し、25mM HEPES-KOH(pH 6.8), 5%グリセロ
ール緩衝液で透析した。透析内液をTSKgel SuperQ-5PW
カラムによる陰イオン交換クロマトグラフィーにより精
製した。シャペロニンに相当するサイズのタンパク質が
存在するフラクションを回収した後、これを限外濾過に
よって濃縮し、濃縮液をTSKgel G3000SWXLカラムによる
ゲル濾過(流速:0.5ml/min, 展開液:25mM HEPES-KOH
(pH 6.8), 25mM MgCl2 5%Glycerol )により精製し、シ
ャペロニンを含むフラクションを得た。
The present invention will be described below with reference to examples, but the scope of the present invention is not limited to these examples. [Example 1] Mesanococcus thermolystrophycus
An expression plasmid pETTS1 containing a chaperonin gene derived from the DSM2095 strain was introduced into Escherichia coli (this Escherichia coli has been deposited with the National Institute of Bioscience and Human Technology as FERM P-16438), and this was transferred to an LB medium (containing ampicillin). At 37 ℃
And cultured. When the OD650 of the culture reaches 1.5, 1m
M IPTG was added to induce the expression of the chaperonin gene. Thereafter, the culture was continued for 3 hours, and after the cells were collected by centrifugation, a buffer solution (50 mM Tris-HCl pH 7.5, 5 mM MgCl 2
Was suspended in 2) was subjected to ultrasonic treatment for this suspension. After removing the crushed bacterial cells from the treatment solution, the mixture was incubated at 65 ° C. for 90 minutes to precipitate and remove the denatured Escherichia coli-derived protein. (NH 4 ) 2 SO 4 was added to the obtained supernatant to a concentration of 1.3 M, and after ammonium sulfate salting out, the supernatant was washed with TSKgel Ether-5PW.
Purified by hydrophobic chromatography according to. The fraction containing a protein having a size corresponding to chaperonin was collected and dialyzed against 25 mM HEPES-KOH (pH 6.8), 5% glycerol buffer. TSKgel SuperQ-5PW
Purified by anion exchange chromatography on a column. After collecting a fraction containing a protein having a size corresponding to chaperonin, the fraction was concentrated by ultrafiltration, and the concentrate was subjected to gel filtration using a TSKgel G3000SWXL column (flow rate: 0.5 ml / min, developing solution: 25 mM HEPES-KOH).
(pH 6.8), 25 mM MgCl 2 5% Glycerol) to obtain a fraction containing chaperonin.

【0015】得られたシャペロニンのフラクションを10
mM EDTA(エチレンジアミン四酢酸・二ナトリウム)で3
0分処理した後、25mM HEPES-KOH緩衝液(pH6.8)に対し
て4℃で一昼夜、透析を行った。透析内液を50mM MgC
l2、0.25mM ATP及び0.3M (NH4)2SO4の存在下で30℃で5
時間処理し、シャペロニンオリゴマーの再構成を行っ
た。処理後、一部をTSKgelG3000SWXLカラム(トーソー
社)によるゲル濾過、及び電子顕微鏡観察によってシャ
ペロニンオリゴマー生成の確認を行った。ゲル濾過の展
開液には50mM MgCl2、0.25mM ATP、0.3M (NH4)2SO4を含
んだ25mM HEPES-KOH緩衝液(pH6.8)を用いた。再構成
処理が施された後、ゲル濾過で溶出量がボイドボリュー
ムを超えた直後にシャペロニンオリゴマーと思われるピ
ークが現れた(図1)。また、このピークを示したフラ
クションをSDS-PAGE分析した結果、シャペロニンである
ことが判明した(図2)。さらにその構造を電子顕微鏡
にて観察した結果、シャペロニン特有のリング構造を有
していることが明らかとなった(図3)。これによっ
て、シャペロニンオリゴマーへの再構成が確認された。
The obtained fraction of chaperonin was 10
3 mM mM EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid, disodium)
After the treatment for 0 minutes, dialysis was performed at 25 ° C. for 24 hours at 4 ° C. against a HEPES-KOH buffer solution (pH 6.8). 50 mM MgC in dialysate
l 2 , 5 at 30 ° C. in the presence of 0.25 mM ATP and 0.3 M (NH 4 ) 2 SO 4
After time treatment, the chaperonin oligomer was reconstituted. After the treatment, a part was subjected to gel filtration using a TSKgelG3000SWXL column (Tosoh Corporation), and observation of the formation of chaperonin oligomers was observed by electron microscope observation. A 25 mM HEPES-KOH buffer (pH 6.8) containing 50 mM MgCl 2 , 0.25 mM ATP, and 0.3 M (NH 4 ) 2 SO 4 was used as a developing solution for gel filtration. After the reconstitution treatment, a peak likely to be a chaperonin oligomer appeared immediately after the elution amount exceeded the void volume by gel filtration (FIG. 1). The fraction showing this peak was analyzed by SDS-PAGE, and as a result, it was found to be chaperonin (FIG. 2). Further, as a result of observing the structure with an electron microscope, it was revealed that the structure had a ring structure unique to chaperonin (FIG. 3). This confirmed reconstitution into a chaperonin oligomer.

【0016】〔実施例2〕実施例1で得られたシャペロ
ニンオリゴマー溶液を2mg/mlの濃度で4℃で30日間保存
した後、電子顕微鏡観察によって調べた。その結果シャ
ペロニンは遊離のオリゴマー以外にシャペロニンオリゴ
マーがリング面を介して重合してフィラメント構造を形
成していた(図4)。しかし、このフィラメントはマグ
ネシウムイオン及びATP の存在する条件下でもシャペロ
ニンオリゴマー溶液の実用的濃度である0.5mg/ml濃度以
下に希釈することによって解離した。従って、このフィ
ラメントは可逆的重合であることが確認された。
Example 2 The chaperonin oligomer solution obtained in Example 1 was stored at a concentration of 2 mg / ml at 4 ° C. for 30 days, and examined by observation with an electron microscope. As a result, in addition to the free oligomer, the chaperonin oligomer was polymerized via the ring surface to form a filament structure (FIG. 4). However, this filament was dissociated by diluting it below 0.5 mg / ml, which is the practical concentration of the chaperonin oligomer solution, even in the presence of magnesium ions and ATP. Therefore, this filament was confirmed to be a reversible polymerization.

【0017】〔実施例3〕実施例1で得られたシャペロ
ニンオリゴマーおよびシャペロニンモノマーのATPase活
性を測定した。ATPase活性は、50mM HEPES-KOH、50mM M
gCl2、300mM KCl、2mM ATP からなる試験溶液に、シャ
ペロニンオリゴマー12.5、25.0、若しくは50.0μg 、又
はシャペロニンモノマー50μg 添加し、温度65℃で測定
した。その結果、シャペロニンオリゴマーについては濃
度に依存的なATP分解が認められたが(図5)、シャペ
ロニンモノマーについては明らかなATP分解は認められ
なかった。また、40-90℃の範囲でシャペロニンオリゴ
マーのATPase活性を測定した結果、至適温度は60-70℃
であると認められた(図6)。
Example 3 The ATPase activity of the chaperonin oligomer and the chaperonin monomer obtained in Example 1 was measured. ATPase activity is 50 mM HEPES-KOH, 50 mM M
To a test solution consisting of gCl 2 , 300 mM KCl, and 2 mM ATP, 12.5, 25.0, or 50.0 μg of chaperonin oligomer or 50 μg of chaperonin monomer was added, and the temperature was measured at 65 ° C. As a result, concentration-dependent ATP degradation was observed for the chaperonin oligomer (FIG. 5), but no clear ATP degradation was observed for the chaperonin monomer. In addition, as a result of measuring the ATPase activity of the chaperonin oligomer in the range of 40-90 ° C, the optimal temperature was 60-70 ° C.
(FIG. 6).

【0018】〔実施例4〕好熱性古細菌テルモプラズマ
・アシドフィラム(Thermoplasma acidophilum)由来の
クエン酸合成酵素(シグマ社)を、6Mグアニディウム
塩酸を含む50mM HEPES-KOH緩衝液(pH7.5)に加え、50℃
で30分間静置し、酵素を変性させた。次いで、実施例1
で得られたシャペロニンオリゴマーを、50mM HEPES-KOH
緩衝液(pH7.5)に加え、60倍に希釈することにより再生
反応をスタートさせ、経時的にクエン酸合成酵素の酵素
活性を測定した。活性の測定は「Acta ChemicaScandina
vica,1963, 17, S129-134」の方法に従った。
Example 4 Citrate synthase (Sigma) derived from the thermophilic archaeon Thermoplasma acidophilum was added to a 50 mM HEPES-KOH buffer (pH 7.5) containing 6 M guanidium hydrochloride. , 50 ℃
For 30 minutes to denature the enzyme. Then, Example 1
50 mM HEPES-KOH
The regeneration reaction was started by adding a buffer (pH 7.5) and diluting 60-fold, and the enzymatic activity of citrate synthase was measured over time. For activity measurements, see Acta Chemica Scandina
vica, 1963, 17, S129-134 ".

【0019】再生反応は、ATP(最終濃度2mM)を最初か
ら含ませておく場合と反応開始から10分後、途中で1/20
0容の400mM ATP を添加する場合との2種類行った。ま
た、対照としてシャペロニンオリゴマーを加えない場合
についても同様に活性を測定した。各反応液にはすべて
300mM KCl 及び50mM MgCl2が含まれるようにし、測定は
50℃で行った。再生反応のクエン酸合成酵素およびシャ
ペロニンオリゴマーの最終濃度はともに0.33μMとし
た。
The regeneration reaction is performed when ATP (final concentration: 2 mM) is contained from the beginning, or 10/20 minutes after the start of the reaction, and 1/20 during the reaction.
Two procedures were performed, one in which 0 volume of 400 mM ATP was added. As a control, the activity was also measured in the case where no chaperonin oligomer was added. All in each reaction
Include 300 mM KCl and 50 mM MgCl 2 and measure
Performed at 50 ° C. The final concentrations of the citrate synthase and the chaperonin oligomer in the regeneration reaction were both 0.33 μM.

【0020】その結果、反応開始時からシャペロニン及
びATPが存在する場合は自発的な再生に比べて飛躍的に
活性収率が増大した(図7)。また、ATPが存在しない
状態ではシャペロニンは再生反応を抑制するが、ATP添
加後、再生反応を促進することがわかった。このことか
ら本発明によって得られる単一のサブユニットで構成さ
れる古細菌由来のシャペロニンがATP非存在下では再生
中間体に結合し、ATPの存在によってこれを放出すると
いう大腸菌GroEと同様の作用効果を示すことが判明し
た。
As a result, when chaperonin and ATP were present from the start of the reaction, the activity yield was dramatically increased as compared with spontaneous regeneration (FIG. 7). In addition, it was found that chaperonin inhibited the regeneration reaction in the absence of ATP, but accelerated the regeneration reaction after ATP was added. From this fact, the same action as Escherichia coli GroE that an archaeal chaperonin composed of a single subunit obtained by the present invention binds to a regeneration intermediate in the absence of ATP and releases it in the presence of ATP. It turned out to be effective.

【0021】[0021]

【発明の効果】古細菌由来のシャペロニンモノマーを、
活性型であるシャペロニンオリゴマーに効率的に変換
し、維持する方法を提供する。
The chaperonin monomer derived from archaebacteria is
A method for efficiently converting and maintaining an active chaperonin oligomer is provided.

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

【図1】再構成処理したシャペロニンのゲル濾過の結果
を示す図である。
FIG. 1 shows the results of gel filtration of a reconstituted chaperonin.

【図2】シャペロニンオリゴマーが含まれると予想され
る画分のSDS−電気泳動の結果を示す図である。
FIG. 2 is a view showing a result of SDS-electrophoresis of a fraction expected to contain a chaperonin oligomer.

【図3】シャペロニンオリゴマーの電子顕微鏡写真であ
る。
FIG. 3 is an electron micrograph of a chaperonin oligomer.

【図4】フィラメント構造を形成したシャペロニンオリ
ゴマーの電子顕微鏡写真である。
FIG. 4 is an electron micrograph of a chaperonin oligomer having a filament structure.

【図5】添加したシャペロニンオリゴマーの量とATP
活性との関係を示す図である。
FIG. 5: Amount of added chaperonin oligomer and ATP
It is a figure which shows the relationship with activity.

【図6】温度とシャペロニンオリゴマーのATP活性と
の関係を示す図である。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between temperature and ATP activity of a chaperonin oligomer.

【図7】シャペロニンオリゴマーの添加の有無とクエン
酸合成酵素活性との関係を示す図である。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the presence or absence of a chaperonin oligomer and the activity of citrate synthase.

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成10年4月1日[Submission date] April 1, 1998

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図2[Correction target item name] Figure 2

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図2】 FIG. 2

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図3[Correction target item name] Figure 3

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図3】 FIG. 3

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図4[Correction target item name] Fig. 4

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図4】 FIG. 4

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丸山 正 岩手県釜石市平田第3地割75番1号 株式 会社海洋バイオテクノロジー研究所釜石研 究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Tadashi Maruyama 75-1 Hirata, Kamaishi-shi, Iwate Pref.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 古細菌由来のシャペロニンモノマーを、
マグネシウムイオン及びヌクレオチドで処理してシャペ
ロニンオリゴマーとすることを特徴とする古細菌由来の
シャペロニンオリゴマーの製造方法。
1. An archaeal chaperonin monomer,
A method for producing a chaperonin oligomer derived from an archaebacteria, wherein the chaperonin oligomer is treated with a magnesium ion and a nucleotide to obtain a chaperonin oligomer.
【請求項2】 ヌクレオチドが、アデノシン三リン酸で
あることを特徴とする請求項1記載の古細菌由来のシャ
ペロニンオリゴマーの製造方法。
2. The method for producing an archaeal chaperonin oligomer according to claim 1, wherein the nucleotide is adenosine triphosphate.
【請求項3】 請求項1又は2記載の方法によって製造
された古細菌由来のシャペロニンオリゴマー。
3. A chaperonin oligomer derived from archaebacteria produced by the method according to claim 1 or 2.
【請求項4】 古細菌由来のシャペロニンオリゴマーを
マグネシウムイオン及びヌクレオチドの存在下で保存す
ることを特徴とする古細菌由来のシャぺロニンオリゴマ
ーの保存方法。
4. A method for storing archaeal chaperonin oligomers, comprising storing archaeal chaperonin oligomers in the presence of magnesium ions and nucleotides.
【請求項5】 ヌクレオチドが、アデノシン三リン酸で
あることを特徴とする請求項4記載の古細菌由来のシャ
ペロニンオリゴマーの保存方法。
5. The method for preserving an archaeal chaperonin oligomer according to claim 4, wherein the nucleotide is adenosine triphosphate.
【請求項6】 請求項3記載の古細菌由来のシャペロニ
ンオリゴマーを用いて蛋白質を再生することを特徴とす
る蛋白質の再生法。
6. A method for regenerating a protein, comprising regenerating a protein using the archaeal chaperonin oligomer according to claim 3.
JP7038198A 1998-03-19 1998-03-19 Chaperonin oligomer originated from archaebacterium, its production and preservation, and regeneration of protein with the same Pending JPH11266865A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000040610A1 (en) * 1999-01-07 2000-07-13 Takeda Chemical Industries, Ltd. Process for producing activated protein

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