JPWO2010126115A1 - Screening method for monoclonal antibodies that recognize the three-dimensional structure of membrane proteins - Google Patents

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Abstract

膜蛋白質とともに共結晶化するための抗体の、スクリーニング方法を明らかにする。膜蛋白質とともに共結晶化する抗体をスクリーニングする際に使用するリポソーム/膜蛋白質複合体であって、固相担体と、前記固相担体に結合しているリポソームと、前記リポソームに埋め込まれている膜蛋白質と、を備え、上記膜蛋白質の少なくとも一部がリポソームの外側表面に露出している、リポソーム/膜蛋白質複合体を明らかにした。To clarify the screening method for antibodies to co-crystallize with membrane proteins. A liposome / membrane protein complex used for screening an antibody that co-crystallizes with a membrane protein, a solid phase carrier, a liposome bound to the solid phase carrier, and a membrane embedded in the liposome And a liposome / membrane protein complex, wherein at least a part of the membrane protein is exposed on the outer surface of the liposome.

Description

本発明は、膜蛋白質とともに共結晶化する抗体をスクリーニングする際に使用するリポソーム/膜蛋白質複合体、そのリポソーム/膜蛋白質複合体の生産方法、その抗体のスクリーニング方法、その抗体のスクリーニング用キットに関する。   The present invention relates to a liposome / membrane protein complex used when screening an antibody that co-crystallizes with a membrane protein, a method for producing the liposome / membrane protein complex, a method for screening the antibody, and a kit for screening the antibody. .

膜蛋白質は、細胞膜における情報の伝達、物質の輸送、エネルギーの生産、細胞骨格の結成など、生命活動を支える蛋白質として重要な役割を果たしている。特にヒトゲノムが解読されて以来、得られたDNA情報をもとに世界中で膜蛋白質の研究が加速している。また、現在市販されている医薬品の50%以上が膜蛋白質をターゲットにしていることからも、膜蛋白質研究の重要性は高い。 Membrane proteins play an important role as proteins that support life activities such as transmission of information in cell membranes, transport of substances, production of energy, and formation of cytoskeleton. In particular, since the human genome was decoded, research on membrane proteins has been accelerated all over the world based on the obtained DNA information. Also, since more than 50% of currently marketed drugs target membrane proteins, membrane protein research is highly important.

膜蛋白質の形態としては、1回膜貫通型タンパク質、複数回膜貫通型蛋白質、表在性膜蛋白質、膜貫通チャネルを形成する蛋白質などが存在している。脂質修飾を受けていたり、糖鎖修飾を受けていたりもする。また、各種のゲノムプロジェクトの結果により、高等生物のゲノムにコードされている蛋白質の内、30%近くが膜貫通ヘリックスを有する内在性膜蛋白であることがわかっている。 Forms of membrane proteins include single-transmembrane proteins, multiple-transmembrane proteins, superficial membrane proteins, proteins that form transmembrane channels, and the like. It may be lipid modified or sugar chain modified. In addition, the results of various genome projects indicate that nearly 30% of proteins encoded by higher organism genomes are integral membrane proteins having a transmembrane helix.

膜蛋白質の中でも、一般的に受容体と総称されるグループは、細胞膜や細胞質や核内に分布し、細胞外からの各種生理活性物質の情報を細胞内やDNAに伝達している。たとえば、サイトカインや神経伝達物質、ホルモン、薬などの生理活性物質と結合することで情報を伝達し、生命活動を支えている。また、受容体蛋白質に直接的に作用する医薬品として、一般名:クロピドグレル、サルメテロール/フルチカゾン、リツキシマブ、エポエチンα、バルサルタンなどが、ブロックバスターとして世界中で高い売上げを誇っている。 Among membrane proteins, a group generally referred to as a receptor is distributed in the cell membrane, cytoplasm, and nucleus, and transmits information on various physiologically active substances from the outside to the cells and DNA. For example, it binds to physiologically active substances such as cytokines, neurotransmitters, hormones, and drugs to transmit information and support life activities. As pharmaceuticals that act directly on receptor proteins, common names: clopidogrel, salmeterol / fluticasone, rituximab, epoetin alfa, valsartan, etc. boast high sales worldwide as blockbusters.

特に、哺乳類の受容体の中でもっとも種類の多いものが、G蛋白質共役受容体(GPCR)に分類される受容体であり、これまでにGPCRをターゲットとして多くの医薬品が創製されている。例えば、上記クロピドグレルは、GPCRの1つであるアデノシン二リン酸受容体(ADP受容体)をターゲットとした医薬品である。一般的にGPCRは、シグナル情報を細胞内に伝える際に、G蛋白質と呼ばれる三量体蛋白質を介してシグナル伝達を行う受容体の総称であり、細胞がインスリンを取り込む反応、光を感じる反応、喘息などのアレルギー反応、HIVが細胞に感染する反応などにも関与している。GPCRは、現在の基礎研究、創薬研究において最も注目されている蛋白質群であるといえる。 In particular, the most abundant types of mammalian receptors are those classified as G protein-coupled receptors (GPCRs), and many pharmaceuticals have been created by targeting GPCRs so far. For example, the clopidogrel is a pharmaceutical that targets adenosine diphosphate receptor (ADP receptor), which is one of GPCRs. In general, GPCR is a general term for receptors that perform signal transmission through a trimeric protein called G protein when signal information is transmitted into a cell. It is also involved in allergic reactions such as asthma and reactions in which HIV infects cells. GPCRs can be said to be the protein group that has received the most attention in current basic research and drug discovery research.

このように、膜蛋白質は非常に重要なターゲットであるため、世界中で多くの研究者達が、膜蛋白質の機能解析、構造解析、生産、精製、製品化研究に日夜取り組んでいる。しかし、その必要性とは裏腹に、膜蛋白質は疎水性領域に富んだ蛋白質であるために、可溶化(水溶液に溶けている状態で、かつ実験に使用できる状態にすること)が必要になる場合が多く、また、可溶化後においても正常な構造を維持することは難しく、その研究は多くの困難を乗り越える必要がある。 Thus, membrane proteins are a very important target, and many researchers around the world are working day and night on functional analysis, structural analysis, production, purification, and commercialization of membrane proteins. However, contrary to the necessity, since membrane proteins are proteins rich in hydrophobic regions, solubilization (making them soluble in aqueous solution and ready for use in experiments) is required. In many cases, it is difficult to maintain a normal structure even after solubilization, and the research needs to overcome many difficulties.

本願発明者らは、膜蛋白質の立体構造解析において最も重要なステップである、結晶化の方法について研究している。構造解析の標準的な方法であるX線結晶構造解析法では、一連の単位格子の反復によって形成される格子に蛋白質分子を整列させて、その結果生じる結晶にX線を透過し、得られた回折パターンからその立体構造を解析する。しかしながら、蛋白質の格子は比較的弱い相互作用によって結合しているため、その結晶は、一般に脆弱で環境条件に極めて敏感である。したがって、安定した結晶化のためにはこうした環境条件を最適レベルに調整する必要がある。また、データ収集に適した結晶を成長させるには、早くても数時間、通常は数日、長いものでは数か月を要する。このため、蛋白質の立体構造解析において、結晶化のステップの高精度化、効率化が求められている。 The inventors of the present application are studying a crystallization method, which is the most important step in the three-dimensional structure analysis of a membrane protein. In the X-ray crystal structure analysis method, which is a standard method for structural analysis, protein molecules are aligned in a lattice formed by repeating a series of unit cells, and the resulting crystal is transmitted through X-rays. The three-dimensional structure is analyzed from the diffraction pattern. However, because the protein lattice is bound by relatively weak interactions, the crystals are generally fragile and extremely sensitive to environmental conditions. Therefore, it is necessary to adjust these environmental conditions to an optimum level for stable crystallization. Moreover, it takes several hours at the earliest, usually several days, and several months at the longest to grow a crystal suitable for data collection. For this reason, in the three-dimensional structure analysis of proteins, high precision and efficiency of the crystallization step are required.

特に、膜蛋白質の結晶化においては、一般的な可溶性蛋白質にない困難な要素を含んでおり、成功例は少ない。可溶化に用いる界面活性剤との相性や、可溶化状態の膜蛋白質が一般的な可溶性蛋白質とは異なる挙動を示すことが、膜蛋白質の結晶化工程を複雑にし、困難にしている。また、得られた結晶は、可溶性蛋白質の結晶に見られない特徴を備えている。第一に結晶中の蛋白質間の隙間が、溶媒だけでなく界面活性剤のミセルによっても占められている点である。ミセル自身は原子分解能での構造をとっておらず、結晶中では溶媒の一部分と考えられる。ただしミセルのサイズは重要で、蛋白間の隙間をちょうど埋めるようなミセルサイズの界面活性剤が結晶を安定化する。第二の特徴は良好な結晶を得るのに必須な蛋白質間の相互作用が、ミセルに覆われていない極性表面のみでおこっていることである(ミセル同士の相互作用は非特異的で結晶の原子分解能での並びに大きくは寄与しない)。このことからも明らかな様に、膜の中に全て埋まっている疎水的な蛋白質からは良好な結晶が得にくく、膜の外に多くのサブユニットを持つような膜蛋白質からは比較的良好な結晶が得やすい。また界面活性剤のミセルのサイズが小さい方が、一般的に良好な結晶が得られる傾向がある。 In particular, the crystallization of membrane proteins contains difficult elements not found in general soluble proteins, and there are few successful examples. The compatibility with surfactants used for solubilization and the behavior of solubilized membrane proteins different from general soluble proteins complicate and make the membrane protein crystallization process difficult. Further, the obtained crystal has characteristics not found in the crystal of soluble protein. First, the gap between proteins in the crystal is occupied not only by the solvent but also by the micelle of the surfactant. The micelle itself does not have a structure with atomic resolution, and is considered a part of the solvent in the crystal. However, the size of micelles is important, and micelle-sized surfactants that just fill the gaps between proteins stabilize the crystals. The second feature is that the interaction between proteins, which is essential for obtaining good crystals, occurs only on polar surfaces not covered with micelles. It does not contribute greatly in the atomic resolution). As is clear from this, it is difficult to obtain good crystals from the hydrophobic protein entirely embedded in the membrane, and relatively good from the membrane protein having many subunits outside the membrane. Easy to obtain crystals. Further, when the size of the micelle of the surfactant is smaller, generally good crystals tend to be obtained.

そして、膜蛋白質の結晶化を効率化させる目的で、本願発明者らは、報告されている膜蛋白質の結晶化条件からデータベースを作り、それに基づき膜蛋白質(膜貫通ヘリックス型)の結晶化に適したスクリーニングキットを作製している(非特許文献1)。 For the purpose of improving the efficiency of crystallization of membrane proteins, the inventors of the present application make a database from the reported crystallization conditions of membrane proteins, and are suitable for crystallization of membrane proteins (transmembrane helix type) based on the database. A screening kit has been prepared (Non-patent Document 1).

一方で、本願発明者らは1995年に世界で初めて、膜蛋白質の親水性表面の立体構造を特異的に認識して結合するモノクローナル抗体を、膜蛋白質に結合させた状態で結晶化させる手法(共結晶化)を用いて、膜蛋白質である、細菌シトクロム酸化酵素の結晶化と、立体構造解析に成功している(非特許文献2)。一般に、膜蛋白質を結晶化する際には、界面活性剤で膜から可溶化し、そのミセルの中に取り込んでから結晶化する。この状態では膜蛋白質の疎水的な表面は特定の構造を持たないミセルで覆われているため、結晶格子が形成されにくい。非特許文献2では、膜蛋白質に抗体を結合させることによって、膜蛋白質のある特定のコンフォメーションを安定化させるとともに、膜蛋白質/抗体複合体の全体としての親水性表面が拡大して結晶性を向上させている。これは、抗体を用いることによって、結晶化の非常に困難な膜蛋白質を効率よく結晶化させることに成功した、革新的な研究結果である。 On the other hand, the present inventors, for the first time in the world in 1995, have a method of crystallizing a monoclonal antibody that specifically recognizes and binds to the three-dimensional structure of the hydrophilic surface of the membrane protein in a state of being bound to the membrane protein ( Co-crystallization) has succeeded in the crystallization and three-dimensional structure analysis of bacterial cytochrome oxidase, which is a membrane protein (Non-patent Document 2). In general, when a membrane protein is crystallized, it is solubilized from the membrane with a surfactant and taken into the micelle before crystallization. In this state, since the hydrophobic surface of the membrane protein is covered with micelles having no specific structure, a crystal lattice is hardly formed. In Non-Patent Document 2, by binding an antibody to a membrane protein, a specific conformation of the membrane protein is stabilized, and the hydrophilic surface as a whole of the membrane protein / antibody complex is expanded to increase the crystallinity. It is improving. This is an innovative research result that succeeded in efficiently crystallizing a membrane protein that is very difficult to crystallize by using an antibody.

また、後にMackinnonらによって カリウムチャンネル及び塩素イオンのチャンネルの立体構造解析も、同様の方法を用いて行われた(非特許文献3、4)。これらの膜蛋白質は抗体なしでも3.5Å程度の構造が得られていたが、抗体を用いることにより分解能を2.5Å以上に向上させることに成功している。さらに、結晶化に使う抗体の産生に非常に時間がかかるのがこの手法の欠点だが、抗体を使う代わりにファージディスプレイや類似の技術を用い、人工的な結合蛋白質を作る研究も行われている(非特許文献5)。 Further, the three-dimensional structure analysis of potassium channels and chloride ion channels was later performed by Mackinnon et al. Although these membrane proteins had a structure of about 3.5 mm even without an antibody, they succeeded in improving the resolution to 2.5 mm or more by using an antibody. Furthermore, it is a disadvantage of this method that it takes a very long time to produce antibodies used for crystallization, but instead of using antibodies, research is also being conducted to create artificial binding proteins using phage display and similar techniques. (Non-patent document 5).

なお、共結晶化を行うには、事前に膜蛋白質に結合する抗体を取得する必要がある。膜蛋白質に結合する抗体の一次スクリーニングをハイスループットに行う方法としては、Enzyme Linked ImmunoSorbent Assay法(ELISA法)が多用されている。この方法では疎水的な相互作用を利用して抗原をプラスチックプレートへ固相化し、固定化された抗原に対し特異的に結合する抗体を検出する。 In order to perform cocrystallization, it is necessary to obtain an antibody that binds to a membrane protein in advance. The Enzyme Linked ImmunoSorbent Assay method (ELISA method) is frequently used as a method for performing high-throughput primary screening for antibodies that bind to membrane proteins. In this method, an antigen is immobilized on a plastic plate using hydrophobic interaction, and an antibody that specifically binds to the immobilized antigen is detected.

ELISA法とは別の手法で膜蛋白質に結合する抗体をスクリーニングした事例が、非特許文献6に記載されている。非特許文献6では、膜を3回貫通しているチャネル蛋白質を用いている。アビジンコートしたチューブにビオチン化リポソーム/GluRD蛋白質複合体を固定化させ、さらにGluRD蛋白質を含む混合溶液で免疫したマウス由来のファージ抗体ライブラリーをパンニングして、特異的抗体ファージをスクリーニングしている。得られた抗体は、GluRD蛋白質の中でも膜貫通領域から離れた領域にある、蛋白質N末端近くのXドメインを特異的に認識して結合していることが記載されている。 Non-patent document 6 describes a case where an antibody that binds to a membrane protein is screened by a technique different from the ELISA method. Non-Patent Document 6 uses a channel protein that penetrates the membrane three times. Specific antibody phages are screened by immobilizing a biotinylated liposome / GluRD protein complex in an avidin-coated tube and panning a mouse-derived phage antibody library immunized with a mixed solution containing the GluRD protein. It is described that the obtained antibody specifically recognizes and binds to the X domain near the N-terminal of the protein, which is located in a region away from the transmembrane region in the GluRD protein.

なお、膜蛋白質に結合する抗体の研究は、上記のような共結晶化や、結合部位の特定といった基礎研究の現場にとどまらず、創薬研究においても重要である。特に近年、製薬企業において抗体医薬品の売上げが顕著に伸びており、抗体医薬品関連の自社開発投資やライセンス契約、M&A等によって、研究技術や開発パイプラインを強化させる動きが目立ってきている。すでに販売されている膜蛋白質に結合する抗体医薬品としては、たとえば、一般名:リツキシマブ、トラスツズマブ、セツキシマブ、エゼチミブ、パニツムマブなどが存在する。 Research on antibodies that bind to membrane proteins is important not only in the field of basic research such as co-crystallization and identification of binding sites, but also in drug discovery research. Particularly in recent years, sales of antibody drugs have increased remarkably in pharmaceutical companies, and movements to strengthen research technology and development pipelines through in-house development investments, license agreements, M & A, etc. related to antibody drugs have become conspicuous. Examples of antibody drugs that bind to membrane proteins already on the market include generic names: rituximab, trastuzumab, cetuximab, ezetimibe, panitumumab, and the like.

また、受容体を固相担体に固定し、該受容体に特異的に結合するリガンドの結合様態を調べる方法が、特許文献1に記載されている。特許文献1では、上皮成長因子受容体(EGFR)を発現している膜の断片を固相担体に固定化させ、該膜の断片に、該EGFRのリガンドであるEGFが結合することを確認している。一方で、蛋白質を固相担体に固定し、該蛋白質に特異的に結合する抗体の結合様態を調べる方法が、特許文献2に記載されている。特許文献2では、リポソーム/リボヌクレオプロテイン複合体を固相担体に固定し、該複合体に抗リボヌクレオプロテイン抗体が結合することを確認している。 In addition, Patent Document 1 discloses a method in which a receptor is immobilized on a solid phase carrier and a binding state of a ligand that specifically binds to the receptor is examined. In Patent Document 1, a membrane fragment expressing epidermal growth factor receptor (EGFR) is immobilized on a solid phase carrier, and it is confirmed that EGF, which is a ligand of the EGFR, binds to the membrane fragment. ing. On the other hand, Patent Document 2 describes a method of immobilizing a protein on a solid phase carrier and examining the binding state of an antibody that specifically binds to the protein. In Patent Document 2, it is confirmed that a liposome / ribonucleoprotein complex is immobilized on a solid phase carrier and an anti-ribonucleoprotein antibody is bound to the complex.

特表2005−517905号公報JP 2005-517905 A 特表2000−509494号公報Special table 2000-509494

Iwata, S., Ostermeier, C., Ludwig, B. and Michel, H.: Nature 376, 660-669 (1995).Iwata, S., Ostermeier, C., Ludwig, B. and Michel, H .: Nature 376, 660-669 (1995). " Methods and Results in Membrane Protein Crystallization" (2003). Edited by Iwata S., International University Line, La Jolla, California."Methods and Results in Membrane Protein Crystallization" (2003). Edited by Iwata S., International University Line, La Jolla, California. Dutzler, R., Campbell, E.B., MacKinnon, R: Science. 300, 108-112 (2003).Dutzler, R., Campbell, E.B., MacKinnon, R: Science. 300, 108-112 (2003). Zhou, Y., Morais-Cabral, J.H., Kaufman, A., MacKinnon, R.: Nature., 414, 43-48 (2001).Zhou, Y., Morais-Cabral, J.H., Kaufman, A., MacKinnon, R .: Nature., 414, 43-48 (2001). Binz, H.K., Amstutz, P., Kohl, A., Stumpp, M.T., Briand, C., et al.: Nat. Biotechnol., 5, 575-582 (2004).Binz, H.K., Amstutz, P., Kohl, A., Stumpp, M.T., Briand, C., et al .: Nat. Biotechnol., 5, 575-582 (2004). Lene K. Jespersen, Arja Kuusinen, Adelina Orellana, Kari Keinaanen and Jan Engberg1: Eur. J. Biochem. 267, 1382-1389 (2000).Lene K. Jespersen, Arja Kuusinen, Adelina Orellana, Kari Keinaanen and Jan Engberg1: Eur. J. Biochem. 267, 1382-1389 (2000).

しかしながら、上記文献記載の従来技術は、以下の点で改善の余地を有していた。
上記文献記載の従来技術では、膜蛋白質とともに共結晶化するための抗体の、スクリーニングに使用する物質、スクリーニングに使用する物質の生産方法、スクリーニング方法、スクリーニングに使用する物質を含むキットが明らかになっていない。そのため、膜蛋白質を共結晶化するためには、実際に数多くの抗体を膜蛋白質に結合させ、共結晶化が可能かどうかを試行錯誤する必要があり、効率が悪かった。
However, the prior art described in the above literature has room for improvement in the following points.
In the prior art described in the above-mentioned document, a kit containing a substance used for screening, a production method of the substance used for screening, a screening method, and a substance used for screening has been clarified. Not. Therefore, in order to co-crystallize a membrane protein, it was necessary to actually bind a large number of antibodies to the membrane protein and to test whether or not the co-crystallization was possible, which was inefficient.

たとえば、ELISA法を用いて抗体をスクリーニングする場合は、精製した膜蛋白質を抗原として使用するときに、界面活性剤存在下での操作となるため、効率的に固相化することができない。あるいは、固相化できたとしても界面活性剤を含むバッファーによる繰り返し洗浄等の操作によって膜蛋白質が変性してしまい、その結果、生きた細胞の表面に提示されている天然構造を保ったままの膜蛋白質を認識する抗体、特に立体構造を認識し高親和性かつ非常に高い特異性を有する抗体を取得することは困難である。 For example, in the case of screening an antibody using the ELISA method, when a purified membrane protein is used as an antigen, it becomes an operation in the presence of a surfactant, so that it cannot be immobilized efficiently. Alternatively, even if the solid phase can be obtained, the membrane protein is denatured by operations such as repeated washing with a buffer containing a surfactant, and as a result, the natural structure presented on the surface of a living cell is maintained. It is difficult to obtain an antibody that recognizes a membrane protein, particularly an antibody that recognizes a three-dimensional structure and has high affinity and very high specificity.

また、非特許文献6においては、エピトープを探索する目的で、ビオチン化リポソーム/GluRD蛋白質複合体を作製して、膜蛋白質に結合する抗体をスクリーニングしている。しかしながら、スクリーニングされた抗体の結合部位が、膜貫通領域から離れた領域でかつ蛋白質N末端近傍の親水性領域に限定されているため、一般的な膜蛋白質への汎用性が低い。例えば、膜蛋白質の蛋白質N末端が膜貫通領域からそれほど離れていない場合や、膜蛋白質のループ部分に結合する抗体のスクリーニング方法が明らかになっていない。さらには、蛋白質N末端(やC末端)のポリペプチドは特定の立体構造を有しない比較的フレキシブルな領域である。また膜蛋白質の蛋白質N末端(やC末端)に存在する親水性領域は、一般的に溶媒中において膜貫通領域に対する相対位置や方位に揺らぎが大きいことが多い。このような領域に抗体が結合したとしても、結晶中で規則的に並んだ定まった結晶格子を形成し得えず、したがって、蛋白質N末端(やC末端)近くに結合する抗体は結晶化に適さないということがいえる。 In Non-Patent Document 6, for the purpose of searching for an epitope, a biotinylated liposome / GluRD protein complex is prepared and an antibody that binds to a membrane protein is screened. However, since the binding site of the screened antibody is limited to a hydrophilic region near the protein N-terminal and away from the transmembrane region, the versatility for general membrane proteins is low. For example, when the protein N-terminal of the membrane protein is not so far from the transmembrane region, or a method for screening an antibody that binds to the loop portion of the membrane protein has not been clarified. Furthermore, the protein N-terminal (or C-terminal) polypeptide is a relatively flexible region having no specific three-dimensional structure. Also, the hydrophilic region present at the protein N-terminus (or C-terminus) of membrane proteins generally has a large fluctuation in the relative position and orientation with respect to the transmembrane region in a solvent. Even if an antibody binds to such a region, it cannot form a regular crystal lattice that is regularly arranged in the crystal. Therefore, an antibody that binds near the protein N-terminus (or C-terminus) is not crystallized. It can be said that it is not suitable.

また、非特許文献6においては、膜を3回貫通している膜蛋白質が用いられているが、一般的に貫通回数が多いほど各種実験工程における取り扱いが難しくなるので、4回以上膜を貫通している場合には、非特許文献6に記載の方法は適用できない。 In Non-Patent Document 6, a membrane protein that penetrates the membrane three times is used, but generally, the more the number of penetrations, the more difficult the handling in various experimental processes. In such a case, the method described in Non-Patent Document 6 cannot be applied.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、膜蛋白質とともに共結晶化する抗体をスクリーニングする際に使用するリポソーム/膜蛋白質複合体を、提供することを目的とする。また、本発明の別の目的は、膜蛋白質とともに共結晶化する抗体をスクリーニングする際に使用するリポソーム/膜蛋白質複合体を、生産する方法を提供することである。さらに、本発明の他の目的は、膜蛋白質とともに共結晶化する抗体のスクリーニング方法を提供することである。そして、もう1つの本発明の別の目的は、膜蛋白質とともに共結晶化する抗体をスクリーニングする際に使用するリポソーム/膜蛋白質複合体を含む、スクリーニング用キットを提供することである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a liposome / membrane protein complex used for screening an antibody that co-crystallizes with a membrane protein. Another object of the present invention is to provide a method for producing a liposome / membrane protein complex for use in screening an antibody that co-crystallizes with a membrane protein. Furthermore, another object of the present invention is to provide a screening method for antibodies that co-crystallize with membrane proteins. Another object of the present invention is to provide a screening kit comprising a liposome / membrane protein complex used for screening an antibody that co-crystallizes with a membrane protein.

本発明によれば、膜蛋白質とともに共結晶化する抗体をスクリーニングする際に使用するリポソーム/膜蛋白質複合体であって、固相担体と、上記固相担体に結合しているリポソームと、上記リポソームに埋め込まれている膜蛋白質と、を備え、上記膜蛋白質の少なくとも一部がリポソームの外側表面に露出している、リポソーム/膜蛋白質複合体が提供される。   According to the present invention, there is provided a liposome / membrane protein complex used for screening an antibody that co-crystallizes with a membrane protein, the solid phase carrier, the liposome bound to the solid phase carrier, and the liposome. A liposome / membrane protein complex, wherein at least a part of the membrane protein is exposed on the outer surface of the liposome.

この構成は、後述する実施例で、標的膜蛋白質の天然型の立体構造を特異的に認識する抗体、標的膜蛋白質への結合特異性が高い抗体、標的膜蛋白質への親和性が高い抗体、膜蛋白質と抗体を合わせた全体の親水性領域を拡大させる抗体、膜蛋白質と抗体を合わせた全体の熱安定性を上昇させる抗体、または膜蛋白質のループ部分の立体構造を特異的に認識する抗体をスクリーニングする際に使用できることが実証されている、リポソーム/膜蛋白質複合体を含む。そのため、膜蛋白質とともに共結晶化するための抗体をスクリーニングすることが可能となる。   This configuration is an example to be described later, an antibody specifically recognizing the natural three-dimensional structure of the target membrane protein, an antibody having a high binding specificity to the target membrane protein, an antibody having a high affinity for the target membrane protein, An antibody that expands the entire hydrophilic region of the membrane protein and the antibody, an antibody that increases the overall thermal stability of the membrane protein and the antibody, or an antibody that specifically recognizes the three-dimensional structure of the loop portion of the membrane protein Including liposome / membrane protein complexes that have been demonstrated to be usable in screening. Therefore, it becomes possible to screen an antibody for co-crystallization with a membrane protein.

また、本発明によれば、膜蛋白質とともに共結晶化する抗体をスクリーニングする際に使用するリポソーム複合体を生産する方法であって、a)脂質溶液とリンカーと上記膜蛋白質と界面活性剤とを含有する水溶液を混合し、混合液を作製する工程と、b)上記混合液に界面活性剤除去剤を加え、上記混合液中の上記界面活性剤を上記界面活性剤除去剤に吸着させ、上記リンカーおよび上記膜蛋白質が埋め込まれているリポソームを生成する工程と、さらに、c)上記リポソームを上記リンカーを介して上記固相担体に結合させ、上記リポソーム複合体を生成する工程と、を含む、リポソーム複合体の生産方法が提供される。   According to the present invention, there is also provided a method for producing a liposome complex used for screening an antibody that co-crystallizes with a membrane protein, comprising: a) a lipid solution, a linker, the membrane protein, and a surfactant. A step of mixing an aqueous solution containing the mixture to prepare a mixed solution; b) adding a surfactant removing agent to the mixed solution, adsorbing the surfactant in the mixed solution to the surfactant removing agent, and A step of producing a liposome in which a linker and the membrane protein are embedded; and c) a step of binding the liposome to the solid phase carrier via the linker to produce the liposome complex. A method for producing a liposome complex is provided.

この生産方法は、後述する実施例で、標的膜蛋白質の天然型の立体構造を特異的に認識する抗体、標的膜蛋白質への結合特異性が高い抗体、標的膜蛋白質への親和性が高い抗体、膜蛋白質と抗体を合わせた全体の親水性領域を拡大させる抗体、膜蛋白質と抗体を合わせた全体の熱安定性を上昇させる抗体、または膜蛋白質のループ部分の立体構造を特異的に認識する抗体をスクリーニングする際に使用できることが実証されている、リポソーム/膜蛋白質複合体を生産できることが実証されている。そのため、膜蛋白質とともに共結晶化するための抗体をスクリーニングすることが可能となる。   This production method is an example which will be described later, an antibody specifically recognizing the natural three-dimensional structure of the target membrane protein, an antibody having high binding specificity to the target membrane protein, and an antibody having high affinity to the target membrane protein Specific recognition of the three-dimensional structure of an antibody that expands the entire hydrophilic region of the membrane protein and antibody, an antibody that increases the overall thermal stability of the membrane protein and the antibody, or the loop portion of the membrane protein It has been demonstrated that liposome / membrane protein complexes can be produced that have been demonstrated to be used in screening antibodies. Therefore, it becomes possible to screen an antibody for co-crystallization with a membrane protein.

また、本発明によれば、膜蛋白質とともに共結晶化する抗体のスクリーニング方法であって、d)膜蛋白質とともに共結晶化する抗体をスクリーニングする際に使用するリポソーム複合体に、被検抗体を接触させる工程と、e)工程d)で結合した抗体を検出する工程と、f)上記膜蛋白質を変性させる工程と、g)工程f)で変性した変性型の膜蛋白質に、被検抗体を接触させる工程と、h)工程g)で結合した抗体を検出する工程と、を含む、スクリーニング方法が提供される。   According to the present invention, there is also provided a screening method for an antibody that co-crystallizes with a membrane protein, wherein d) a test antibody is contacted with a liposome complex used for screening an antibody that co-crystallizes with a membrane protein. E) a step of detecting the antibody bound in step d), f) a step of denaturing the membrane protein, and g) contacting the test antibody with the denatured membrane protein denatured in step f). And a step of detecting the antibody bound in step g).

このスクリーニング方法によれば、後述する実施例で、標的膜蛋白質の天然型の立体構造を特異的に認識する抗体、標的膜蛋白質への結合特異性が高い抗体、標的膜蛋白質への親和性が高い抗体、膜蛋白質と抗体を合わせた全体の親水性領域を拡大させる抗体、膜蛋白質と抗体を合わせた全体の熱安定性を上昇させる抗体、または膜蛋白質のループ部分の立体構造を特異的に認識する抗体をスクリーニングできることが実証されている。そのため、膜蛋白質とともに共結晶化するための抗体をスクリーニングすることが可能となる。   According to this screening method, in the examples described later, an antibody that specifically recognizes the natural three-dimensional structure of the target membrane protein, an antibody that has high binding specificity to the target membrane protein, and an affinity for the target membrane protein. High antibody, antibody that expands the whole hydrophilic region that combines membrane protein and antibody, antibody that increases the overall thermal stability of membrane protein and antibody, or specifically the three-dimensional structure of the loop portion of membrane protein It has been demonstrated that antibodies that recognize can be screened. Therefore, it becomes possible to screen an antibody for co-crystallization with a membrane protein.

また、本発明によれば、膜蛋白質とともに共結晶化する抗体のスクリーニング方法であって、i)請求項1乃至8いずれかに記載のリポソーム複合体に、抗体ライブラリーを接触させる工程と、j)工程i)で結合した抗体を選抜する工程と、k)上記膜蛋白質を変性させる工程と、l)工程k)で変性した変性型の膜蛋白質に、工程j)で選抜した抗体を接触させる工程と、m)工程l)で結合した抗体を除外する工程と、を含む、スクリーニング方法が提供される。   According to the present invention, there is also provided a method for screening an antibody that co-crystallizes with a membrane protein, i) a step of contacting an antibody library with the liposome complex according to any one of claims 1 to 8, and j A) a step of selecting the antibody bound in step i), k) a step of denaturing the membrane protein, and l) contacting the modified membrane protein denatured in step k) with the antibody selected in step j). A screening method comprising the steps of: m) removing the antibody bound in step l).

このスクリーニング方法によれば、後述する実施例で、標的膜蛋白質の天然型の立体構造を特異的に認識する抗体、または標的膜蛋白質への親和性が高い抗体をスクリーニングできることが実証されている。そのため、膜蛋白質とともに共結晶化するための抗体をスクリーニングすることが可能となる。   According to this screening method, it has been demonstrated in the examples described later that an antibody that specifically recognizes the natural three-dimensional structure of the target membrane protein or an antibody having a high affinity for the target membrane protein can be screened. Therefore, it becomes possible to screen an antibody for co-crystallization with a membrane protein.

また、本発明によれば、抗体の生産方法であって、上記スクリーニング方法によって、膜蛋白質とともに共結晶化するための抗体をスクリーニングする工程と、スクリーニングされた上記膜蛋白質とともに共結晶化するための抗体の、複製物を作製する工程と、を含む、膜蛋白質とともに共結晶化するための抗体の生産方法が提供される。   Further, according to the present invention, there is provided a method for producing an antibody, the step of screening an antibody for co-crystallization with a membrane protein by the screening method, and a method for co-crystallization with the screened membrane protein. A method for producing an antibody for co-crystallization with a membrane protein, comprising the step of producing a replica of the antibody.

この生産方法は、後述する実施例で、膜蛋白質とともに共結晶化するための抗体を効率的に生産するために使用できることが実証されている。そのため、この生産方法を用いれば、膜蛋白質とともに共結晶化するための抗体を効率的に得ることができる。   It has been demonstrated that this production method can be used in the examples described later to efficiently produce antibodies for co-crystallization with membrane proteins. Therefore, if this production method is used, an antibody for co-crystallization with a membrane protein can be efficiently obtained.

また、本発明によれば、膜蛋白質とともに共結晶化する抗体のスクリーニング用キットであって、膜蛋白質と脂質とリンカーと固相担体と、を含む、スクリーニング用キットが提供される。   In addition, according to the present invention, there is provided a screening kit for an antibody that co-crystallizes with a membrane protein, which comprises a membrane protein, a lipid, a linker, and a solid phase carrier.

この構成は、後述する実施例で、標的膜蛋白質の天然型の立体構造を特異的に認識する抗体、標的膜蛋白質への結合特異性が高い抗体、標的膜蛋白質への親和性が高い抗体、膜蛋白質と抗体を合わせた全体の親水性領域を拡大させる抗体、膜蛋白質と抗体を合わせた全体の熱安定性を上昇させる抗体、または膜蛋白質のループ部分の立体構造を特異的に認識する抗体をスクリーニングできることが実証されている、リポソーム/膜蛋白質複合体の構成要素を含む。そのため、膜蛋白質とともに共結晶化するための抗体をスクリーニングすることが可能となる。   This configuration is an example to be described later, an antibody specifically recognizing the natural three-dimensional structure of the target membrane protein, an antibody having a high binding specificity to the target membrane protein, an antibody having a high affinity for the target membrane protein, An antibody that expands the entire hydrophilic region of the membrane protein and the antibody, an antibody that increases the overall thermal stability of the membrane protein and the antibody, or an antibody that specifically recognizes the three-dimensional structure of the loop portion of the membrane protein A component of a liposome / membrane protein complex that has been demonstrated to be screenable. Therefore, it becomes possible to screen an antibody for co-crystallization with a membrane protein.

また、本発明によれば、リポソーム/膜蛋白質複合体であって、固相担体と、上記固相担体に結合しているリポソームと、上記リポソームに埋め込まれている膜蛋白質と、を備え、上記膜蛋白質の少なくとも一部が、リポソームの外側表面に露出しており、膜蛋白質のループ部分を認識する抗体をスクリーニングする際に用いられる、リポソーム/膜蛋白質複合体が提供される。   The present invention also provides a liposome / membrane protein complex comprising a solid phase carrier, a liposome bound to the solid phase carrier, and a membrane protein embedded in the liposome, Provided is a liposome / membrane protein complex that is used when screening an antibody that recognizes a loop portion of a membrane protein, in which at least a part of the membrane protein is exposed on the outer surface of the liposome.

このリポソーム/膜蛋白質複合体は、後述する実施例で、膜蛋白質のループ部分を認識する抗体をスクリーニングするために使用できることが実証されている。そのため、このリポソーム/膜蛋白質複合体を用いれば、膜蛋白質のループ部分を認識する抗体を効率的に得ることができる。   It has been demonstrated that this liposome / membrane protein complex can be used for screening an antibody that recognizes a loop portion of a membrane protein in Examples described later. Therefore, if this liposome / membrane protein complex is used, an antibody that recognizes the loop portion of the membrane protein can be efficiently obtained.

また、本発明によれば、抗体のスクリーニング方法であって、抗体産生細胞から、被検抗体を作製する工程と、上記リポソーム/膜蛋白質複合体に対する、上記被検抗体の結合性を検査し、上記リポソーム/膜蛋白質複合体に結合性を有するリポソーム/膜蛋白質複合体結合性抗体を選抜する工程、を含む、膜蛋白質のループ部分を認識する抗体のスクリーニング方法が提供される。   Further, according to the present invention, there is provided a method for screening an antibody, comprising a step of producing a test antibody from antibody-producing cells, and examining the binding of the test antibody to the liposome / membrane protein complex, There is provided a method for screening an antibody that recognizes a loop portion of a membrane protein, comprising a step of selecting a liposome / membrane protein complex-binding antibody having binding property to the liposome / membrane protein complex.

このスクリーニング方法は、後述する実施例で、膜蛋白質のループ部分を認識する抗体をスクリーニングするために使用できることが実証されている。そのため、このリポソーム/膜蛋白質複合体を用いれば、膜蛋白質のループ部分を認識する抗体を効率的に得ることができる。   It has been demonstrated that this screening method can be used for screening an antibody that recognizes a loop portion of a membrane protein in Examples described later. Therefore, if this liposome / membrane protein complex is used, an antibody that recognizes the loop portion of the membrane protein can be efficiently obtained.

また、本発明によれば、抗体の生産方法であって、上記スクリーニング方法によって、膜蛋白質のループ部分を認識する抗体をスクリーニングする工程と、スクリーニングされた上記膜蛋白質のループ部分を認識する抗体の、複製物を作製する工程と、を含む、膜蛋白質のループ部分を認識する抗体の生産方法が提供される。   Further, according to the present invention, there is provided a method for producing an antibody comprising the steps of screening an antibody that recognizes a loop part of a membrane protein by the screening method, and an antibody that recognizes the loop part of the screened membrane protein. A method for producing an antibody that recognizes a loop portion of a membrane protein, comprising the step of producing a replica.

この生産方法は、後述する実施例で、膜蛋白質のループ部分を認識する抗体を効率的に生産するために使用できることが実証されている。そのため、この生産方法を用いれば、膜蛋白質のループ部分を認識する抗体を効率的に得ることができる。   It has been demonstrated that this production method can be used to efficiently produce an antibody that recognizes a loop portion of a membrane protein in Examples described later. Therefore, if this production method is used, an antibody that recognizes the loop portion of the membrane protein can be efficiently obtained.

また、本発明によれば、リポソーム/膜蛋白質複合体であって、固相担体と、上記固相担体に結合しているリポソームと、上記リポソームに埋め込まれている膜蛋白質と、を備え、上記膜蛋白質の少なくとも一部が、リポソームの外側表面に露出しており、膜蛋白質の野生型に対して結合性を有し、膜蛋白質のループ部分変異型に対して結合性を有しない抗体、膜蛋白質に対する解離定数が1.0×10−8M以下の抗体、および膜蛋白質と抗体を合わせた全体の熱安定性を高める抗体、からなる群から選ばれる1種以上の抗体をスクリーニングする際に用いられる、リポソーム/膜蛋白質複合体が提供される。The present invention also provides a liposome / membrane protein complex comprising a solid phase carrier, a liposome bound to the solid phase carrier, and a membrane protein embedded in the liposome, An antibody or membrane in which at least part of the membrane protein is exposed on the outer surface of the liposome, has a binding property to the wild type of the membrane protein, and has no binding property to the loop partial mutant of the membrane protein When screening one or more antibodies selected from the group consisting of an antibody having a dissociation constant of 1.0 × 10 −8 M or less for a protein and an antibody that enhances the overall thermal stability of the membrane protein and the antibody. The liposome / membrane protein complex used is provided.

このリポソーム/膜蛋白質複合体は、後述する実施例で、膜蛋白質の野生型に対して結合性を有し、膜蛋白質のループ部分変異型に対して結合性を有しない抗体、膜蛋白質に対する解離定数が1.0×10−8M以下の抗体、および膜蛋白質と抗体を合わせた全体の熱安定性を高める抗体、からなる群から選ばれる1種以上の抗体をスクリーニングするために使用できることが実証されている。そのため、このリポソーム/膜蛋白質複合体を用いれば、上記抗体を効率的に得ることができる。This liposome / membrane protein complex is an antibody that has a binding property to the wild type of the membrane protein and has no binding property to the loop partial mutant of the membrane protein, and a dissociation to the membrane protein in Examples described later. It can be used for screening one or more antibodies selected from the group consisting of an antibody having a constant of 1.0 × 10 −8 M or less and an antibody that increases the overall thermal stability of the membrane protein and the antibody. Proven. Therefore, the antibody can be efficiently obtained by using this liposome / membrane protein complex.

また、本発明によれば、抗体のスクリーニング方法であって、抗体産生細胞から、被検抗体を作製する工程と、上記リポソーム/膜蛋白質複合体に対する、上記被検抗体の結合性を検査し、上記リポソーム/膜蛋白質複合体に結合性を有するリポソーム/膜蛋白質複合体結合性抗体を選抜する工程、を含む、膜蛋白質の野生型に対して結合性を有し、膜蛋白質のループ部分変異型に対して結合性を有しない抗体、膜蛋白質に対する解離定数が1.0×10−8M以下の抗体、および膜蛋白質と抗体を合わせた全体の熱安定性を高める抗体、からなる群から選ばれる1種以上の抗体のスクリーニング方法が提供される。Further, according to the present invention, there is provided a method for screening an antibody, comprising a step of producing a test antibody from antibody-producing cells, and examining the binding of the test antibody to the liposome / membrane protein complex, A step of selecting a liposome / membrane protein complex-binding antibody having a binding property to the liposome / membrane protein complex, and having a binding property to the wild type of the membrane protein, and a loop partial mutant of the membrane protein Selected from the group consisting of an antibody having no binding property to the antibody, an antibody having a dissociation constant of 1.0 × 10 −8 M or less for the membrane protein, and an antibody that increases the overall thermal stability of the membrane protein and the antibody combined. A method for screening one or more antibodies is provided.

このスクリーニング方法は、後述する実施例で、膜蛋白質の野生型に対して結合性を有し、膜蛋白質のループ部分変異型に対して結合性を有しない抗体、膜蛋白質に対する解離定数が1.0×10−8M以下の抗体、および膜蛋白質と抗体を合わせた全体の熱安定性を高める抗体、からなる群から選ばれる1種以上の抗体をスクリーニングするために使用できることが実証されている。そのため、このリポソーム/膜蛋白質複合体を用いれば、上記抗体を効率的に得ることができる。This screening method is an example to be described later, and has an affinity for the wild-type membrane protein, an antibody that does not have the binding property to the loop partial mutant of the membrane protein, and a dissociation constant for the membrane protein of 1. It has been demonstrated that it can be used to screen one or more antibodies selected from the group consisting of antibodies of 0 × 10 −8 M or less and antibodies that increase the overall thermal stability of membrane proteins and antibodies. . Therefore, the antibody can be efficiently obtained by using this liposome / membrane protein complex.

また、本発明によれば、抗体の生産方法であって、上記スクリーニング方法によって、膜蛋白質の野生型に対して結合性を有し、膜蛋白質のループ部分変異型に対して結合性を有しない抗体、膜蛋白質に対する解離定数が1.0×10−8M以下の抗体、および膜蛋白質と抗体を合わせた全体の熱安定性を高める抗体、からなる群から選ばれる1種以上の抗体をスクリーニングする工程と、スクリーニングされた上記抗体の、複製物を作製する工程と、を含む、膜蛋白質の野生型に対して結合性を有し、膜蛋白質のループ部分変異型に対して結合性を有しない抗体、膜蛋白質に対する解離定数が1.0×10−8M以下の抗体、および膜蛋白質と抗体を合わせた全体の熱安定性を高める抗体、からなる群から選ばれる1種以上の抗体の生産方法が提供される。Further, according to the present invention, there is provided a method for producing an antibody, which has a binding property to a wild-type membrane protein and does not have a binding property to a loop partial mutant of the membrane protein by the screening method. Screening for one or more antibodies selected from the group consisting of antibodies, antibodies with a dissociation constant of 1.0 × 10 −8 M or less for membrane proteins, and antibodies that increase the overall thermal stability of membrane proteins and antibodies And binding to the wild type of the membrane protein, and binding to the loop partial mutant of the membrane protein. One or more antibodies selected from the group consisting of antibodies that do not dissociate, antibodies that have a dissociation constant of 1.0 × 10 −8 M or less for membrane proteins, and antibodies that increase the overall thermal stability of membrane proteins and antibodies. production The law is provided.

この生産方法は、後述する実施例で、膜蛋白質の野生型に対して結合性を有し、膜蛋白質のループ部分変異型に対して結合性を有しない抗体、膜蛋白質に対する解離定数が1.0×10−8M以下の抗体、および膜蛋白質と抗体を合わせた全体の熱安定性を高める抗体、からなる群から選ばれる1種以上の抗体を効率的に生産するために使用できることが実証されている。そのため、この生産方法を用いれば、上記抗体を効率的に得ることができる。This production method is an example which will be described later, and has an affinity for the wild-type membrane protein, an antibody that does not bind to the loop partial mutant of the membrane protein, and a dissociation constant for the membrane protein of 1. Demonstration that it can be used to efficiently produce one or more antibodies selected from the group consisting of antibodies of 0 × 10 −8 M or less and antibodies that increase the overall thermal stability of membrane proteins and antibodies. Has been. Therefore, the antibody can be efficiently obtained by using this production method.

また、本発明によれば、リポソーム/膜蛋白質複合体であって、固相担体と、上記固相担体に結合しているリポソームと、上記リポソームに埋め込まれている膜蛋白質と、を備え、上記膜蛋白質の少なくとも一部が、リポソームの外側表面に露出しており、膜蛋白質のループ部分に対して特異的に結合する化合物をスクリーニングする際に用いられる、リポソーム/膜蛋白質複合体が提供される。   The present invention also provides a liposome / membrane protein complex comprising a solid phase carrier, a liposome bound to the solid phase carrier, and a membrane protein embedded in the liposome, Provided is a liposome / membrane protein complex that is used in screening for a compound in which at least a part of the membrane protein is exposed on the outer surface of the liposome and specifically binds to the loop portion of the membrane protein. .

このリポソーム/膜蛋白質複合体は、後述する実施例で、膜蛋白質のループ部分に対して特異的に結合する化合物をスクリーニングするために使用できることが実証されている。そのため、このリポソーム/膜蛋白質複合体を用いれば、膜蛋白質のループ部分に対して特異的に結合する化合物を効率的に得ることができる。   It has been demonstrated that this liposome / membrane protein complex can be used in the Examples described below to screen for compounds that specifically bind to the loop portion of the membrane protein. Therefore, if this liposome / membrane protein complex is used, a compound that specifically binds to the loop portion of the membrane protein can be efficiently obtained.

また、本発明によれば、抗体のスクリーニング方法であって、抗体産生細胞から、被検抗体を作製する工程と、上記リポソーム/膜蛋白質複合体に対する、上記被検抗体の結合性を検査し、上記リポソーム/膜蛋白質複合体に結合性を有するリポソーム/膜蛋白質複合体結合性抗体を選抜する工程、を含む、膜蛋白質のループ部分に対して特異的に結合する化合物のスクリーニング方法が提供される。   Further, according to the present invention, there is provided a method for screening an antibody, comprising a step of producing a test antibody from antibody-producing cells, and examining the binding of the test antibody to the liposome / membrane protein complex, A method for screening a compound that specifically binds to a loop portion of a membrane protein, comprising the step of selecting a liposome / membrane protein complex-binding antibody having binding property to the liposome / membrane protein complex. .

このスクリーニング方法は、後述する実施例で、膜蛋白質のループ部分に対して特異的に結合する化合物をスクリーニングするために使用できることが実証されている。そのため、このリポソーム/膜蛋白質複合体を用いれば、膜蛋白質のループ部分に対して特異的に結合する化合物を効率的に得ることができる。   It has been demonstrated that this screening method can be used in the examples described later to screen for compounds that specifically bind to the loop portion of the membrane protein. Therefore, if this liposome / membrane protein complex is used, a compound that specifically binds to the loop portion of the membrane protein can be efficiently obtained.

また、本発明によれば、抗体の生産方法であって、上記スクリーニング方法によって、膜蛋白質のループ部分に対して特異的に結合する化合物をスクリーニングする工程と、スクリーニングされた上記膜蛋白質のループ部分に対して特異的に結合する化合物の、複製物を作製する工程と、を含む、膜蛋白質のループ部分に対して特異的に結合する化合物の生産方法が提供される。   Further, according to the present invention, there is provided a method for producing an antibody, the step of screening a compound that specifically binds to a loop portion of a membrane protein by the screening method, and the loop portion of the membrane protein that has been screened. A method for producing a compound that specifically binds to a loop portion of a membrane protein, comprising the step of producing a replica of the compound that specifically binds to.

この生産方法は、後述する実施例で、膜蛋白質のループ部分に対して特異的に結合する化合物を効率的に生産するために使用できることが実証されている。そのため、この生産方法を用いれば、膜蛋白質のループ部分に対して特異的に結合する化合物を効率的に得ることができる。   It has been demonstrated that this production method can be used in the examples described later to efficiently produce a compound that specifically binds to the loop portion of the membrane protein. Therefore, if this production method is used, a compound that specifically binds to the loop portion of the membrane protein can be efficiently obtained.

また、本発明によれば、アデノシン受容体A2a(以下「A2a受容体」と称することもある)の立体構造を認識する、アデノシン受容体A2a結合性抗体(以下「A2a受容体結合性抗体」と称することもある)が提供される。このA2a受容体結合性抗体は、後述する実施例で、A2a受容体との共結晶化に使用できることが実証されている。そのため、このA2a受容体結合性抗体を用いれば、A2a受容体を結晶化させるために好適に使用できる。   Further, according to the present invention, an adenosine receptor A2a binding antibody (hereinafter referred to as “A2a receptor binding antibody”) that recognizes the three-dimensional structure of adenosine receptor A2a (hereinafter also referred to as “A2a receptor”). May be referred to). It has been demonstrated that this A2a receptor-binding antibody can be used for co-crystallization with the A2a receptor in Examples described later. Therefore, if this A2a receptor-binding antibody is used, it can be suitably used for crystallizing the A2a receptor.

また、本発明によれば、糖トランスポーターの立体構造を認識する、糖トランスポーター結合性抗体が提供される。この糖トランスポーター結合性抗体は、後述する実施例で、糖トランスポーターとの共結晶化に使用できることが実証されている。そのため、この糖トランスポーター結合性抗体を用いれば、糖トランスポーターを結晶化させるために好適に使用できる。   The present invention also provides a sugar transporter-binding antibody that recognizes the three-dimensional structure of a sugar transporter. It has been demonstrated that this sugar transporter-binding antibody can be used for co-crystallization with a sugar transporter in Examples described later. Therefore, if this sugar transporter-binding antibody is used, it can be suitably used for crystallizing the sugar transporter.

本発明によれば、標的膜蛋白質の天然型の立体構造を特異的に認識する抗体、標的膜蛋白質への結合特異性が高い抗体、標的膜蛋白質への親和性が高い抗体、膜蛋白質と抗体を合わせた全体の親水性領域を拡大させる抗体、膜蛋白質と抗体を合わせた全体の熱安定性を上昇させる抗体、膜蛋白質のループ部分を認識する抗体、または、膜蛋白質のループ部分の立体構造を特異的に認識する抗体をスクリーニングする際に使用できることが実証されている、リポソーム/膜蛋白質複合体を提供する。そのため、膜蛋白質とともに共結晶化するために好適に使用できる抗体が、公知技術に比べて、極めて効率的に得られる。同様の理由で、膜蛋白質とともに共結晶化するために好適に使用できる抗体の、スクリーニング方法を組み立てることができる。または、種々の目的に応じてリポソーム/膜蛋白質複合体を利用したスクリーニング系、生産方法、またはその生産方法によって得られる化合物が得られる。   According to the present invention, an antibody that specifically recognizes the natural three-dimensional structure of the target membrane protein, an antibody that has high binding specificity to the target membrane protein, an antibody that has high affinity for the target membrane protein, a membrane protein and an antibody Antibody that expands the entire hydrophilic region combining the antibodies, an antibody that increases the overall thermal stability of the membrane protein and antibody, an antibody that recognizes the loop portion of the membrane protein, or the three-dimensional structure of the loop portion of the membrane protein Provided are liposome / membrane protein complexes that have been demonstrated to be used in screening antibodies that specifically recognize. Therefore, an antibody that can be suitably used for co-crystallization with a membrane protein can be obtained extremely efficiently as compared with known techniques. For the same reason, a screening method for antibodies that can be suitably used for co-crystallization with membrane proteins can be assembled. Alternatively, according to various purposes, a screening system using a liposome / membrane protein complex, a production method, or a compound obtained by the production method can be obtained.

図1は、リポソーム-ELISA法の概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram of the liposome-ELISA method. 図2は、リポソーム-ELISA法によって、A2a受容体再構成リポソームへのmouse由来anti FLAG-M2抗体(Sigma社)の結合様態を測定した結果のグラフである。FIG. 2 is a graph showing the results of measuring the binding state of mouse-derived anti-FLAG-M2 antibody (Sigma) to A2a receptor-reconstituted liposomes by the liposome-ELISA method. 図3は、A2a受容体とハイブリドーマ上清を用いた、リポソーム-ELISA法と変性ドットブロッティング法の抗原?抗体反応の比較図である。FIG. 3 is a comparison diagram of the antigen-antibody reaction between the liposome-ELISA method and the modified dot blotting method using the A2a receptor and the hybridoma supernatant. 図4は、A2a受容体とマウス由来Fabフラグメントのゲル濾過溶出プロファイルである。FIG. 4 is a gel filtration elution profile of A2a receptor and mouse-derived Fab fragment. 図5は、マウス由来FabフラグメントによるA2a受容体の熱安定性上昇効果の測定結果の図である。FIG. 5 is a diagram showing the results of measuring the effect of increasing the thermal stability of the A2a receptor by the mouse-derived Fab fragment. 図6は、キメラA2a受容体の模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram of a chimeric A2a receptor. 図7は、上部は、キメラA2a受容体とその変異体の一群の発現結果を蛍光検出で確認した結果の図である。下部は、キメラA2a受容体とその変異体の一群に対する抗原−抗体反応をウエスタンブロットにより検出した結果の図である。FIG. 7 shows the result of confirming the expression results of a group of chimeric A2a receptors and their mutants by fluorescence detection. The lower part shows the results of detecting the antigen-antibody reaction against a group of chimeric A2a receptors and their mutants by Western blot. 図8は、ヒト糖核酸トランスポーターとレコンビナントFabフラグメント複合体の蛍光ゲル濾過分析のグラフである。FIG. 8 is a graph of fluorescent gel filtration analysis of human sugar nucleic acid transporter and recombinant Fab fragment complex. 図9は、A2a受容体とFabの複合体結晶の写真である。FIG. 9 is a photograph of a complex crystal of A2a receptor and Fab. 図10は、A2a受容体とFabの結晶構造を示した図である。FIG. 10 shows the crystal structure of the A2a receptor and Fab. 図11は、ラット糖トランスポーターとFvの複合体結晶の写真である。FIG. 11 is a photograph of a complex crystal of rat sugar transporter and Fv.

<発明の経緯>
本願発明者らは、膜蛋白質の立体構造解析を行うために、そのボトルネックとなっている膜蛋白質の結晶化のステップの改善策を研究している。特に、非特許文献1において、膜蛋白質を抗体とともに共結晶化すると結晶化の効率が上がることをすでに明らかにしている。しかしながら、共結晶化に使用するための抗体は、膜蛋白質に結合すればどのような特性のものでも良いわけではなく、共結晶化ができる抗体とできない抗体が存在していた。
<Background of the invention>
The inventors of the present application have been studying measures for improving the crystallization step of the membrane protein, which is the bottleneck, in order to analyze the three-dimensional structure of the membrane protein. In particular, Non-Patent Document 1 has already revealed that the efficiency of crystallization increases when a membrane protein is co-crystallized with an antibody. However, antibodies used for co-crystallization do not have any characteristics as long as they bind to membrane proteins, and there are antibodies that can and cannot co-crystallize.

そのため、本願発明者らは、膜蛋白質と共結晶化するための抗体をスクリーニングする方法を研究した。そして、膜蛋白質との共結晶化に適している抗体として、以下のような条件を想定した。   Therefore, the present inventors have studied a method for screening an antibody for co-crystallization with a membrane protein. The following conditions were assumed as antibodies suitable for co-crystallization with membrane proteins.

膜蛋白質と抗体を共結晶化する際には、使用する膜蛋白質と抗体の複合体は、高純度であることが好ましい。そのため、使用する抗体は結合特異性の高い抗体が適している。   When the membrane protein and the antibody are co-crystallized, it is preferable that the complex of the membrane protein and the antibody to be used has a high purity. Therefore, an antibody with high binding specificity is suitable for the antibody to be used.

膜蛋白質と抗体を共結晶化する際には、生成する結晶に含まれる膜蛋白質は、天然型の立体構造を有していることが好ましい。そのため、膜蛋白質との共結晶化に使用する抗体は、膜蛋白質の天然型の立体構造に対して結合特異性の高い抗体が適している。   When the membrane protein and the antibody are co-crystallized, it is preferable that the membrane protein contained in the produced crystal has a natural three-dimensional structure. Therefore, an antibody used for co-crystallization with a membrane protein is suitably an antibody having high binding specificity for the natural three-dimensional structure of the membrane protein.

また、膜蛋白質との共結晶化に使用する抗体は、精製や結晶化等の工程の間、膜蛋白質との結合を持続する必要がある。そのため、膜蛋白質との共結晶化に使用する抗体は、膜蛋白質に対して高い親和性を有する抗体が適している。   In addition, the antibody used for co-crystallization with the membrane protein needs to maintain the binding with the membrane protein during the steps of purification and crystallization. Therefore, an antibody having high affinity for the membrane protein is suitable as the antibody used for co-crystallization with the membrane protein.

また、蛋白質の結晶化には親水的な表面が必須であるが、膜蛋白質はその大半が界面活性剤で覆われているため、水溶性蛋白質に比べて極端に結晶化が困難である。そのため、使用する抗体は、膜蛋白質と抗体を合わせた全体の、親水性領域を拡大させる抗体が適している。   In addition, a hydrophilic surface is essential for protein crystallization, but most of membrane proteins are covered with a surfactant and are extremely difficult to crystallize compared to water-soluble proteins. For this reason, the antibody used is an antibody that expands the entire hydrophilic region of the membrane protein and the antibody.

また、一般的に膜蛋白質は不安定であり、生体膜からの精製、結晶化の段階で変性してしまうものも多々ある。特に、医学的にも重要なほ乳類由来の膜受容体や輸送体はその傾向が著しい。そのため、使用する抗体は、膜蛋白質と抗体を合わせた全体の、熱安定性を上昇させる抗体が適している。   In general, membrane proteins are unstable, and many proteins are denatured at the stage of purification and crystallization from biological membranes. In particular, the tendency of membrane receptors and transporters derived from mammals, which are medically important, is remarkable. For this reason, the antibody used is preferably an antibody that increases the overall thermal stability of the membrane protein and the antibody.

そして、それらを充足するためには、膜蛋白質との共結晶化に使用する抗体は、膜蛋白質の天然型の立体構造を認識して結合する抗体が適していると想定した。   In order to satisfy these requirements, it was assumed that an antibody that recognizes and binds to a natural three-dimensional structure of a membrane protein is suitable as an antibody used for co-crystallization with the membrane protein.

さらには、膜蛋白質のループ部分の立体構造を認識して結合する抗体が適していると考えた。なぜなら、蛋白質N末端やC末端領域は、一般的に、溶媒中において膜貫通領域に対する相対位置や方位に揺らぎが大きい、比較的フレキシブルな領域である。このような領域に抗体が結合したとしても、結晶中で規則的に並んだ定まった結晶格子を形成し得ず、したがって、蛋白質N末端やC末端近くに結合する抗体は結晶化に適さない傾向があると考えられるからである。   Furthermore, an antibody that recognizes and binds to the three-dimensional structure of the loop portion of the membrane protein was considered suitable. This is because the protein N-terminal and C-terminal regions are generally relatively flexible regions having a large fluctuation in the relative position and orientation relative to the transmembrane region in the solvent. Even if an antibody binds to such a region, it cannot form a regular crystal lattice that is regularly arranged in the crystal. Therefore, an antibody that binds near the protein N-terminus or C-terminus tends not to be suitable for crystallization. Because it is thought that there is.

このような条件を鑑み、共結晶化に使用する抗体を得るための、抗体のスクリーニング方法を検討した。そして、膜蛋白質とともに共結晶化する抗体をスクリーニングする際に使用するリポソーム/膜蛋白質複合体、膜蛋白質とともに共結晶化する抗体をスクリーニングする際に使用するリポソーム/膜蛋白質複合体の生産方法、膜蛋白質とともに共結晶化する抗体のスクリーニング方法、膜蛋白質とともに共結晶化する抗体のスクリーニング用キットを明らかにし、本発明を完成した。   In view of these conditions, antibody screening methods for obtaining antibodies used for co-crystallization were studied. And a liposome / membrane protein complex used for screening an antibody co-crystallizing with a membrane protein, a method for producing a liposome / membrane protein complex used for screening an antibody co-crystallizing with a membrane protein, and a membrane A screening method for antibodies co-crystallized with proteins and a screening kit for antibodies co-crystallized with membrane proteins were clarified, and the present invention was completed.

<用語の説明>
本明細書および特許請求の範囲において、各種用語の説明を以下の通り定義する。
<Explanation of terms>
In the present specification and claims, explanations of various terms are defined as follows.

(1)G蛋白質共役型受容体(GPCR)
「GPCR」は、細胞におけるシグナル伝達を担う蛋白質の主要なクラスを構成する。GPCRは、以下の3つの構造ドメインを有する:アミノ末端細胞外ドメイン、7回膜貫通セグメント、3つの細胞外ループおよび3つの細胞内ループを含む膜貫通ドメイン、ならびにカルボキシ末端細胞内ドメイン。GPCRの細胞外部分に対してリガンドが結合するときに、細胞の生物学的特性または生理学的特性における変化を生じるシグナルが細胞内で変換される。GPCRは、G蛋白質およびエフェクター(G蛋白質によって調節される、細胞内酵素およびチャネル)とともに、細胞外インプットに細胞内第2メッセンジャーの状態を接続するモジュラーシグナル系の構成要素である。
(1) G protein coupled receptor (GPCR)
“GPCR” constitutes a major class of proteins responsible for signal transduction in cells. A GPCR has the following three structural domains: an amino-terminal extracellular domain, a 7-transmembrane segment, a transmembrane domain containing 3 extracellular loops and 3 intracellular loops, and a carboxy-terminal intracellular domain. When a ligand binds to the extracellular portion of a GPCR, a signal that causes a change in the biological or physiological properties of the cell is transduced within the cell. GPCRs are components of the modular signal system that connect the state of intracellular second messengers to extracellular inputs along with G proteins and effectors (intracellular enzymes and channels regulated by G proteins).

(2)輸送体蛋白質(トランスポーター蛋白質)
「輸送体蛋白質」は、生体膜を貫通し、膜を通して物質の輸送をするタンパク質の総称である。親油性の低分子化合物は、生体膜を通して高濃度側から低濃度側へ自発的に(濃度勾配に従って)移動する。しかし親油性の低い物質はそのように自発的には移動しない。また低濃度側から高濃度側への(濃度勾配に逆らう)移動は自発的には進行せず自由エネルギーの供給が必要である。これらの非自発的な輸送を司るのが膜輸送体である。膜輸送体による輸送は上のように2つに分けられ、このうち親油性の低い物質の移動を促進拡散(受動輸送の一種)という。またエネルギーを要する低濃度側から高濃度側への移動を能動輸送という。
(2) Transporter protein (transporter protein)
“Transporter protein” is a general term for proteins that penetrate biological membranes and transport substances through the membrane. The lipophilic low-molecular compound moves spontaneously (according to the concentration gradient) from the high concentration side to the low concentration side through the biological membrane. However, less lipophilic substances do not move as such. Further, the movement from the low concentration side to the high concentration side (against the concentration gradient) does not proceed spontaneously, and free energy must be supplied. Membrane transporters are responsible for these involuntary transports. Transport by membrane transporters is divided into two as described above, and among these, the transfer of substances with low lipophilicity is called accelerated diffusion (a type of passive transport). Moreover, the movement from the low concentration side which requires energy to the high concentration side is called active transport.

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、同様な内容については、繰り返しの煩雑を避けるために、適宜説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In addition, about the same content, in order to avoid the complexity of repetition, description is abbreviate | omitted suitably.

本明細書において、リポソーム-ELISA法は、一般的なELISA法(Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay)の原理を応用し、リポソーム/膜蛋白質複合体を固相担体に固定し、該膜蛋白質に反応する被検化合物をスクリーニングする方法である。概念図を図1に示す。   In this specification, the liposome-ELISA method applies the principle of a general ELISA method (Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay), immobilizes the liposome / membrane protein complex on a solid phase carrier, and reacts with the membrane protein. This is a method for screening a test compound. A conceptual diagram is shown in FIG.

<実施形態1:リポソーム/膜蛋白質複合体>
本実施形態に係るリポソーム/膜蛋白質複合体は、膜蛋白質とともに共結晶化する抗体をスクリーニングする際に使用するリポソーム/膜蛋白質複合体であって、固相担体と、上記固相担体に結合しているリポソームと、上記リポソームに埋め込まれている膜蛋白質と、を備え、上記膜蛋白質の少なくとも一部が、リポソームの外側表面に露出している。そして、該リポソーム/膜蛋白質複合体を用いてリポソーム-ELISA法を行うことで、膜蛋白質の天然型の立体構造を特異的に認識するモノクローナル抗体をスクリーニングできる効果がある。なぜならば、リポソーム中で膜蛋白質は天然型の立体構造を保っていると考えられるため、リポソーム-ELISA法によって得られたモノクローナル抗体の多くが、膜蛋白質の天然型の立体構造を認識していると考えられるためである。また、さらに変性ドットブロッティング法のような膜蛋白質の変性を伴う検出操作を行うことにより、膜蛋白質の天然型の立体構造を特異的に認識するモノクローナル抗体を、より高い精度でスクリーニングできる効果がある。
<Embodiment 1: Liposome / membrane protein complex>
The liposome / membrane protein complex according to this embodiment is a liposome / membrane protein complex used for screening an antibody that co-crystallizes with a membrane protein, and binds to the solid phase carrier and the solid phase carrier. And a membrane protein embedded in the liposome, and at least a part of the membrane protein is exposed on the outer surface of the liposome. Then, a liposome-ELISA method using the liposome / membrane protein complex has an effect of screening a monoclonal antibody that specifically recognizes the natural three-dimensional structure of the membrane protein. This is because the membrane protein is thought to maintain the natural three-dimensional structure in the liposome, and many of the monoclonal antibodies obtained by the liposome-ELISA method recognize the natural three-dimensional structure of the membrane protein. It is because it is considered. In addition, the detection operation accompanied with the denaturation of the membrane protein such as the denaturing dot blotting method is effective in screening the monoclonal antibody specifically recognizing the natural three-dimensional structure of the membrane protein with higher accuracy. .

本明細書において、膜蛋白質は、膜と相互作用している蛋白質であれば限定せず、たとえば、受容体蛋白質、チャネル蛋白質、輸送体蛋白質、接着分子、または膜結合性酵素を含む。後述する実施例より、受容体蛋白質、または輸送体蛋白質を使用した際に、ともに共結晶化するために使用できる抗体が得られていることから、受容体蛋白質、または輸送体蛋白質が好ましい。特に、受容体蛋白質は、受容体蛋白質をターゲットにした医薬品が数多く開発されており、医学的、創薬学的に重要なターゲットであることからより好ましい。さらに、受容体蛋白質の中でも最も種類が多く、医学的、創薬学的に重要なターゲットであるGPCRであることが好ましい。   In the present specification, the membrane protein is not limited as long as it is a protein that interacts with the membrane, and includes, for example, a receptor protein, a channel protein, a transporter protein, an adhesion molecule, or a membrane-bound enzyme. From the examples described later, when a receptor protein or a transporter protein is used, an antibody that can be used for co-crystallization is obtained, so that the receptor protein or the transporter protein is preferable. In particular, a receptor protein is more preferable because many drugs targeting the receptor protein have been developed and are important targets for medical and pharmaceutical purposes. Furthermore, GPCR is preferred because it is the most abundant receptor protein and is an important target for medical and pharmaceutical purposes.

本明細書において、膜蛋白質は、膜を貫通している回数に制限はなく、1〜20回膜貫通の膜蛋白質を含む。後述する実施例より、7回または10回膜を貫通している膜蛋白質を使用した際に、膜蛋白質とともに共結晶化するために使用できる抗体が得られていることから、膜を貫通している回数は、10回以下が好ましく、7回および10回がより好ましい。   In the present specification, the membrane protein is not limited in the number of times it has penetrated the membrane, and includes a membrane protein that transmembranes 1 to 20 times. From the examples described later, when a membrane protein that has passed through the membrane 7 or 10 times is used, an antibody that can be used for co-crystallization with the membrane protein is obtained. The number of times is preferably 10 times or less, more preferably 7 times and 10 times.

本明細書において、リポソームの構成物質は、脂質二重層の形成を阻害しない限り特に限定されるものではなく、例えば、リン脂質、蛋白質、核酸、糖鎖、ビオチン化脂質、レクチン、膜安定化剤、抗酸化剤、荷電物質等が挙げられる。またリン脂質としては、一般的に用いられている各種のリン脂質であれば、いずれも利用可能である。その具体例としては、フォスファチジルコリン、ホスファチジルグリセロール、ホスファチジルエタノールアミン、N−スクシニルホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルエチレングリコール、ホスファチジルセリン、ホスファチジルイノシトール、ホスファチジン酸、カルジオリピン等のリン脂質、またはこれらの水素添加物、セファリン、セレブロシド、セラミド、スフィンゴミエリン、ガングリオシド等の糖脂質が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を使用することができる。リン脂質は、卵黄、大豆その他の動植物に由来する天然脂質(例えば、卵黄レシチン、大豆レシチン等)、合成脂質又は半合成脂質のいずれであってもよい。   In the present specification, the constituent material of the liposome is not particularly limited as long as it does not inhibit the formation of the lipid bilayer. For example, phospholipid, protein, nucleic acid, sugar chain, biotinylated lipid, lectin, membrane stabilizer , Antioxidants, charged substances and the like. As the phospholipids, any of various commonly used phospholipids can be used. Specific examples thereof include phosphatidylcholine, phosphatidylglycerol, phosphatidylethanolamine, N-succinylphosphatidylethanolamine, phosphatidylethylene glycol, phosphatidylserine, phosphatidylinositol, phosphatidic acid, phospholipids such as cardiolipin, or hydrogenated products thereof. And glycolipids such as cephalin, cerebroside, ceramide, sphingomyelin, ganglioside, etc., and one or more of these can be used. The phospholipid may be egg yolk, soybean or other natural lipid derived from animals and plants (eg, egg yolk lecithin, soybean lecithin, etc.), synthetic lipid or semi-synthetic lipid.

また、本明細書において、リポソームの構成物質は、固相担体と結合するリンカーを備えていても良い。リンカーとしては、たとえば、ビオチン、アビジン、ストレプトアビジン、酵素、基質、補酵素、補欠分子族、抗体、抗原、核酸、アプタマー、多糖類、レクチン、金属イオン、金属キレート剤、受容体、それらに結合能を有する化合物からなる群から選ばれる化合物、または化合物断片を含む。結合能力が優れていることから、ビオチンまたはアビジンであることが好ましい。   In the present specification, the constituent material of the liposome may include a linker that binds to the solid phase carrier. Examples of the linker include biotin, avidin, streptavidin, enzyme, substrate, coenzyme, prosthetic group, antibody, antigen, nucleic acid, aptamer, polysaccharide, lectin, metal ion, metal chelator, receptor, and binding to them A compound or a compound fragment selected from the group consisting of functional compounds. In view of excellent binding ability, biotin or avidin is preferable.

本明細書において、固相担体は、本発明の方法により固定化されるリポソーム/膜蛋白質複合体を担持するための、反応媒体に不溶な固体の支持体である。形状としては、プレ−ト、ビ−ズ、チュ−ブ、またはファイバー等の任意の形状をとることができる。固相担体の素材としては、ガラス、プラスチック、金属その他を用いることができる。後述する実施例より、膜蛋白質とともに共結晶化するために使用できる抗体が得られていることから、プラスチックの場合が、本発明の効果が最も発揮される。プラスチックとしては、バックグランドを抑えるために蛍光発生量の少ない熱可塑性樹脂が好ましい。たとえばポリエチレン、ポリプロピレン等の直鎖状ポリオレフィン、環状ポリオレフィン、含フッ素樹脂等を用いることが好ましく、耐熱性、耐薬品性、低蛍光性、成形性に特に優れる飽和環状ポリオレフィンを用いることがより好ましい。ここで飽和環状ポリオレフィンとは、環状オレフィン構造を有する重合体単独または環状オレフィンとα−オレフィンとの共重合体を水素添加した飽和重合体をさす。   In the present specification, the solid phase carrier is a solid support insoluble in the reaction medium for supporting the liposome / membrane protein complex immobilized by the method of the present invention. The shape can be any shape such as a plate, bead, tube or fiber. As the material for the solid phase carrier, glass, plastic, metal or the like can be used. Since the antibody which can be used for co-crystallization with the membrane protein is obtained from the examples described later, the effect of the present invention is most exhibited in the case of plastic. As the plastic, a thermoplastic resin with a small amount of fluorescence generation is preferable in order to suppress the background. For example, linear polyolefins such as polyethylene and polypropylene, cyclic polyolefins, fluorine-containing resins, and the like are preferably used, and saturated cyclic polyolefins that are particularly excellent in heat resistance, chemical resistance, low fluorescence, and moldability are more preferably used. Here, the saturated cyclic polyolefin refers to a saturated polymer obtained by hydrogenating a polymer having a cyclic olefin structure or a copolymer of a cyclic olefin and an α-olefin.

また、該固相担体は、上記リンカーと結合する、リンカー結合化合物を備えていても良い。たとえば、ビオチン、アビジン、ストレプトアビジン、酵素、基質、補酵素、補欠分子族、抗体、抗原、核酸、アプタマー、多糖類、レクチン、金属イオン、金属キレート剤、受容体、それらに結合能を有する化合物からなる群から選ばれる化合物、または化合物断片を含む。結合能力が優れていることから、ビオチンまたはアビジンであることが好ましい。   The solid phase carrier may include a linker-binding compound that binds to the linker. For example, biotin, avidin, streptavidin, enzyme, substrate, coenzyme, prosthetic group, antibody, antigen, nucleic acid, aptamer, polysaccharide, lectin, metal ion, metal chelator, receptor, compound having binding ability to them A compound selected from the group consisting of: In view of excellent binding ability, biotin or avidin is preferable.

本明細書において、抗体は、抗原上の特定のエピトープに特異的に結合することができる分子を指し、モノクローナル抗体を含む。また、抗体は様々な形態で存在することができ、例えば、Fv、Fab、F(ab’)2、一本鎖抗体、キメラ抗体、ヒト化抗体、ヒト抗体、二重特異性抗体などが挙げられる。As used herein, antibody refers to a molecule that can specifically bind to a specific epitope on an antigen, and includes monoclonal antibodies. In addition, antibodies can exist in various forms, such as Fv, Fab, F (ab ′) 2 , single chain antibodies, chimeric antibodies, humanized antibodies, human antibodies, bispecific antibodies and the like. It is done.

本明細書において、「膜蛋白質の天然型の立体構造」とは、膜蛋白質が生体内において正常に機能している状態の立体構造と同じ立体構造、またはそれと実質的に同じ立体構造を含む。   In the present specification, the “natural three-dimensional structure of a membrane protein” includes the same three-dimensional structure as a three-dimensional structure in a state in which the membrane protein functions normally in a living body, or substantially the same three-dimensional structure.

本明細書において、「結合する」とは、物質間の連結を意味する。連結は共有結合または非共有結合のいずれであってもよく、たとえば、イオン結合、水素結合、疎水性相互作用、または親水性相互作用が挙げられる。   In the present specification, “bond” means a connection between substances. The linkage may be either covalent or non-covalent, and includes, for example, ionic bonds, hydrogen bonds, hydrophobic interactions, or hydrophilic interactions.

本明細書において、「埋め込まれている」とは、ある物質の中に、別の物質の一部またはすべてが挿入されている状態を含む。   In this specification, the term “embedded” includes a state in which a part or all of another substance is inserted into a certain substance.

本明細書において、「結晶化」とは、蛋白質を結晶として析出させることである。結晶化によって得られる結晶は、X線結晶構造解析を行うことで、X線を当て散乱したX線の回折像から該蛋白質の3次元構造を解析できる。蛋白質の3次元構造の解析に用いる結晶は、一般的に純度が高いことが好ましい[Ferre-D'Amare AR, Burley SK, Structure, 357-359 (1994)]。蛋白質の3次元構造を解析した結果は、たとえば、蛋白質立体構造に基づく薬剤設計(SBDD;Structure Based Drug Design)に使用できる。そして、一般的に、SBDDの多くは蛋白質の天然型の構造から薬剤設計を行うので、結晶に含まれる蛋白質は、天然型の構造であることが好ましい。なお、蛋白質の結晶化法には、静止バッチ法、自由界面拡散法、微量透析法、蒸気拡散法などを含む。   In the present specification, “crystallization” means that a protein is precipitated as crystals. Crystals obtained by crystallization can be analyzed for X-ray crystal structure analysis to analyze the three-dimensional structure of the protein from an X-ray diffraction image scattered by applying X-rays. It is generally preferable that the crystal used for the analysis of the three-dimensional structure of the protein has high purity [Ferre-D'Amare AR, Burley SK, Structure, 357-359 (1994)]. The result of analyzing the three-dimensional structure of a protein can be used, for example, in drug design (SBDD: Structure Based Drug Design) based on a protein three-dimensional structure. In general, since most SBDDs are designed from the natural structure of a protein, it is preferable that the protein contained in the crystal has a natural structure. Protein crystallization methods include a static batch method, a free interface diffusion method, a microdialysis method, a vapor diffusion method, and the like.

蒸気拡散法は、一般的には、沈澱剤を含む蛋白質溶液を、より高濃度の沈澱剤を含む緩衝液の入った容器中に置き、密閉空間における飽和蒸気圧の差により結晶化を促す方法である。溶液の配置によりハンギングドロップ法、シッティングドロップ法、サンドイッチドロップ法に分類できる。また、市販の沈殿剤または結晶化用キットを使用することもできる。   In general, the vapor diffusion method is a method in which a protein solution containing a precipitant is placed in a container containing a buffer solution containing a higher concentration of precipitant, and crystallization is promoted by a difference in saturated vapor pressure in an enclosed space. It is. Depending on the arrangement of the solution, it can be classified into hanging drop method, sitting drop method and sandwich drop method. Commercially available precipitating agents or crystallization kits can also be used.

本明細書において、「共結晶化」とは、蛋白質に化合物を結合させた状態で、または蛋白質が含まれる水溶液中に化合物を混在させた状態で、蛋白質と該化合物をともに結晶化させることを含む。たとえば、膜蛋白質に該膜蛋白質に対する抗体を結合させた状態で、ともに結晶化させることを含む。   In the present specification, “co-crystallization” means to crystallize a protein and the compound together in a state where the compound is bound to the protein or in a state where the compound is mixed in an aqueous solution containing the protein. Including. For example, it includes crystallizing the membrane protein together with an antibody against the membrane protein bound thereto.

<実施形態2:リポソーム/膜蛋白質複合体の生産方法>
本実施形態に係るリポソーム/膜蛋白質複合体の生産方法は、膜蛋白質とともに共結晶化する抗体をスクリーニングする際に使用するリポソーム/膜蛋白質複合体の生産方法であって、a)脂質溶液とリンカーと上記膜蛋白質と界面活性剤とを含有する水溶液を混合し、混合液を作製する工程と、b)上記混合液に界面活性剤除去剤を加え、上記混合液中の上記界面活性剤を上記界面活性剤除去剤に吸着させ、上記リンカーおよび上記膜蛋白質が埋め込まれているリポソームを生成する工程と、さらに、c)上記リポソームを上記リンカーを介して上記固相担体に結合させ、上記リポソーム複合体を生成する工程と、を含む。この方法で生産したリポソーム/膜蛋白質複合体を用いてリポソーム-ELISA法を行うことで、膜蛋白質の天然型の立体構造を特異的に認識する抗体をスクリーニングできる効果がある。なぜならば、リポソーム中で膜蛋白質は天然型の立体構造を保っていると考えられるため、リポソーム-ELISA法によって得られた化合物の多くが、膜蛋白質の天然型の立体構造を認識していると考えられるためである。また、さらに変性ドットブロッティング法のような膜蛋白質の変性を伴う検出操作を行うことにより、膜蛋白質の天然型の立体構造を特異的に認識する抗体を、高い精度でスクリーニングできる効果がある。
<Embodiment 2: Production method of liposome / membrane protein complex>
The method for producing a liposome / membrane protein complex according to this embodiment is a method for producing a liposome / membrane protein complex used for screening an antibody that co-crystallizes with a membrane protein, and includes a) a lipid solution and a linker. And a step of preparing an aqueous solution containing the membrane protein and the surfactant, and b) adding a surfactant removing agent to the mixture, and adding the surfactant in the mixture to the surfactant Adsorbing to a surfactant remover to produce a liposome embedded with the linker and the membrane protein; and c) binding the liposome to the solid phase carrier via the linker, Producing a body. By performing the liposome-ELISA method using the liposome / membrane protein complex produced by this method, it is possible to screen for an antibody that specifically recognizes the natural three-dimensional structure of the membrane protein. This is because membrane proteins are considered to maintain their natural three-dimensional structure in liposomes, and many of the compounds obtained by the liposome-ELISA method recognize the natural three-dimensional structure of membrane proteins. This is because it is considered. Furthermore, by performing a detection operation accompanied by membrane protein denaturation such as a denaturing dot blotting method, there is an effect that an antibody that specifically recognizes the natural three-dimensional structure of the membrane protein can be screened with high accuracy.

本明細書において、界面活性剤は、水溶液中で膜蛋白質と接触することによって膜蛋白質を可溶化させることができる。また、リポソームを形成することができる。界面活性剤は実験目的によって適宜選択して使用されることが望ましく、従来公知のものがいずれも使用可能である。通常用いられる界面活性剤には、その電気的性質により、非イオン性、陰イオン性、及び両性イオン性に大別される。非イオン性界面活性剤としては、ジギトニン、ポリオキシエチレンアルキルエーテル(Brij系)、ポリオキシエチレンソルビタン(Tween系)、β−ドデシルマルトシド、β−オクチルグルコシド、β−ノニルグルコシド、β−ヘプチルチオグルコシド、β−オクチルチオグルコシド、スクロースモノデカノエート、スクロースモノドデカノエート、オクチルテトラオキシエチレン、オクチルペンタオキシエチレン、及びドデシルオクタオキシエチレン等が挙げられる。陰イオン性界面活性剤としては、タウロデオキシコール酸等が挙げられる。両性イオン性界面活性剤としてはN,N−ジメチルデシルアミンN−オキシド、N,N−ジメチルドデシルアミンN−オキシド、N,N−ジメチルドデシルアンモニオプロパンスルホネート、及び(3−[(3−コルアミドプロピル)−ジメチルアンモニオ]−1−プロパンスルホネート(CHAPS)等が挙げられる。   In the present specification, the surfactant can solubilize the membrane protein by contacting the membrane protein in an aqueous solution. Liposomes can also be formed. It is desirable that the surfactant is appropriately selected and used depending on the purpose of the experiment, and any conventionally known surfactant can be used. Commonly used surfactants are roughly classified into nonionic, anionic and zwitterionic depending on their electrical properties. Nonionic surfactants include digitonin, polyoxyethylene alkyl ether (Brij series), polyoxyethylene sorbitan (Tween series), β-dodecyl maltoside, β-octyl glucoside, β-nonyl glucoside, β-heptylthio Examples thereof include glucoside, β-octylthioglucoside, sucrose monodecanoate, sucrose monododecanoate, octyltetraoxyethylene, octylpentaoxyethylene, and dodecyloctaoxyethylene. Examples of the anionic surfactant include taurodeoxycholic acid. Zwitterionic surfactants include N, N-dimethyldecylamine N-oxide, N, N-dimethyldodecylamine N-oxide, N, N-dimethyldodecylammoniopropane sulfonate, and (3-[(3-col Amidopropyl) -dimethylammonio] -1-propanesulfonate (CHAPS).

本明細書において、「界面活性剤除去剤」とは、試料溶液中の界面活性剤を吸着する性質を持った物質を含む。試料溶液中に経時的に添加することにより、界面活性剤を徐々に吸着除去する方法等が知られている。   In the present specification, the “surfactant removing agent” includes a substance having a property of adsorbing a surfactant in a sample solution. A method of gradually adsorbing and removing a surfactant by adding it to a sample solution over time is known.

<実施形態3:リポソーム-ELISA法による膜蛋白質とともに共結晶化する抗体のスクリーニング方法等>
本実施形態に係るリポソーム/膜蛋白質複合体を用いたスクリーニング方法は、膜蛋白質とともに共結晶化する抗体のスクリーニング方法であって、d)膜蛋白質とともに共結晶化する抗体をスクリーニングする際に使用するリポソーム複合体に、被検抗体を接触させる工程と、e)工程d)で結合した抗体を検出する工程と、f)上記膜蛋白質を変性させる工程と、g)工程f)で変性した変性型の膜蛋白質に、被検抗体を接触させる工程と、h)工程g)で結合した抗体を検出する工程と、を含む。そして、このスクリーニング方法を行うことにより、膜蛋白質の天然型の立体構造を特異的に認識するモノクローナル抗体を、高い精度でスクリーニングできる効果がある。
<Embodiment 3: Screening method of antibody co-crystallizing with membrane protein by liposome-ELISA method>
The screening method using the liposome / membrane protein complex according to the present embodiment is a screening method for an antibody that co-crystallizes with a membrane protein, and is used when screening an antibody that co-crystallizes with a membrane protein. A step of bringing a test antibody into contact with a liposome complex; a step of detecting an antibody bound in e) step d); a step of denaturing the membrane protein; and g) a modified type denatured in step f). A step of bringing the test antibody into contact with the membrane protein, and h) a step of detecting the antibody bound in step g). By performing this screening method, there is an effect that a monoclonal antibody that specifically recognizes a natural three-dimensional structure of a membrane protein can be screened with high accuracy.

本明細書において、f)上記膜蛋白質を変性させる工程と、g)工程f)で変性した変性型の膜蛋白質に、被検抗体を接触させる工程と、h)工程g)で結合した抗体を検出する工程は、ドットブロッティング法、ウエスタンブロッティング法、免疫ブロッティング法、またはELISA法のような検出系を含む。特に、後述する実施例より、膜蛋白質とともに共結晶化するために使用できる抗体が得られていることから、ドットブロッティング法、またはウエスタンブロッティング法であることが好ましい。特に、ハイスループットに調査する場合には、操作が簡便なドットブロッティング法がより好ましい。   In the present specification, f) a step of denaturing the membrane protein, g) a step of bringing a test antibody into contact with the denatured membrane protein denatured in step f), and h) an antibody bound in step g). The step of detecting includes a detection system such as a dot blotting method, a Western blotting method, an immunoblotting method, or an ELISA method. In particular, since an antibody that can be used for co-crystallization with a membrane protein is obtained from the examples described later, the dot blotting method or the Western blotting method is preferable. In particular, when investigating a high throughput, a dot blotting method with a simple operation is more preferable.

本明細書において、被検抗体は、ハイブリドーマの培養上精を含む。また、被検抗体は、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体であってもよい。さらに、被検抗体は様々な形態で存在することができ、例えば、Fv、Fab、F(ab’)2、一本鎖抗体、キメラ抗体、ヒト化抗体、ヒト抗体、二重特異性抗体などが挙げられる。さらに、被検抗体は、上記の被検抗体群から選ばれる1種もしくは2種以上の化合物の混合物でもよい。なお、抗体の単離、精製などの複雑な工程を省き、効率を上げるためには、ハイブリドーマの培養上精であることが好ましい。In the present specification, the test antibody includes a culture supernatant of a hybridoma. The test antibody may be a polyclonal antibody or a monoclonal antibody. Furthermore, the test antibody can exist in various forms, for example, Fv, Fab, F (ab ′) 2 , single chain antibody, chimeric antibody, humanized antibody, human antibody, bispecific antibody, etc. Is mentioned. Furthermore, the test antibody may be a mixture of one or more compounds selected from the above test antibody group. In order to eliminate complicated steps such as antibody isolation and purification and increase efficiency, it is preferable to be a hybridoma culture.

ハイブリドーマの培養上精は、Kohler及びMilstein,Nature,256:495(1975)に記載されているような方法を使用することで調製することができる。この方法では、マウス、ハムスター又は他の適切な宿主動物を典型的には免疫化剤により免疫化することで、免疫化剤に特異的に結合する抗体を生成するかあるいは生成可能なリンパ球を誘発する。また、リンパ球をインビトロで免疫化することもできる。免疫化剤は、典型的には膜蛋白質ポリペプチド又はその融合タンパク質を含む。一般にヒト由来の細胞が望まれる場合には末梢血リンパ球(「PBLs」)が使用され、あるいは非ヒト哺乳動物源が望まれている場合は、脾臓細胞又はリンパ節細胞が使用される。次いで、ポリエチレングリコール等の適当な融合剤を用いてリンパ球を不死化株化細胞と融合させ、ハイブリドーマ細胞を形成する[Goding,Monoclonal Antibodies:Principles and Practice,Academic Press,(1986)pp.59−103]。不死化株化細胞は、通常は、形質転換した哺乳動物細胞、特に齧歯動物、ウシ、及びヒト由来の骨髄腫細胞である。通常、ラット又はマウスの骨髄腫株化細胞が使用される。ハイブリドーマ細胞は、好ましくは、未融合の不死化細胞の生存又は成長を阻害する一又は複数の物質を含有する適切な培養培地で培養される。例えば、親細胞が、酵素のヒポキサンチングアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ(HGPRT又はHPRT)を欠いていると、ハイブリドーマの培養培地は、典型的には、ヒポキサチン、アミノプチリン及びチミジンを含み(「HAT培地」)、この物質がHGPRT欠乏性細胞の増殖を阻止する。   Hybridoma cultures can be prepared using methods such as those described in Kohler and Milstein, Nature, 256: 495 (1975). In this method, mice, hamsters or other suitable host animals are typically immunized with an immunizing agent to generate antibodies that specifically bind to the immunizing agent or to generate lymphocytes that can be generated. Trigger. Lymphocytes can also be immunized in vitro. The immunizing agent typically comprises a membrane protein polypeptide or a fusion protein thereof. Generally, peripheral blood lymphocytes (“PBLs”) are used when cells derived from humans are desired, or spleen cells or lymph node cells are used when non-human mammalian sources are desired. Subsequently, lymphocytes are fused with immortalized cell lines using a suitable fusing agent such as polyethylene glycol to form hybridoma cells [Goding, Monoclonal Antibodies: Principles and Practice, Academic Press, (1986) pp. 228 59-103]. Immortalized cell lines are usually transformed mammalian cells, particularly myeloma cells from rodents, cows and humans. Usually, rat or mouse myeloma cell lines are used. The hybridoma cells are preferably cultured in a suitable culture medium containing one or more substances that inhibit the survival or growth of unfused, immortalized cells. For example, if the parent cell lacks the enzyme hypoxanthine guanine phosphoribosyltransferase (HGPRT or HPRT), the culture medium of the hybridoma typically contains hypoxatin, aminoptylline and thymidine (“HAT medium”). ), This substance prevents the growth of HGPRT-deficient cells.

好ましい不死化株化細胞は、効率的に融合し、選択された抗体生成細胞による安定した高レベルの抗体発現をサポートし、HAT培地のような培地に対して感受性である。より好ましい不死化株化細胞はマウス骨髄腫株であり、これは例えばカリフォルニア州サンディエゴのSalk Institute Cell Distribution Centerやバージニア州マナッサスのアメリカン・タイプ・カルチャー・コレクションより入手可能である。ヒトモノクローナル抗体を生成するためのヒト骨髄腫及びマウス−ヒト異種骨髄腫株化細胞も記載されている[Kozbor,J. Immunol.,133:3001 (1984);Brodeur等,Monoclonal Antibody Production Techniques and Applications,Marcel Dekker,Inc.,New York,(1987)pp.51−63]。   Preferred immortalized cell lines are those that fuse efficiently, support stable high levels of antibody expression by selected antibody-producing cells, and are sensitive to a medium such as HAT medium. A more preferred immortalized cell line is a mouse myeloma line, which can be obtained from, for example, the Silk Institute Cell Distribution Center in San Diego, California or the American Type Culture Collection in Manassas, Virginia. Human myeloma and mouse-human heteromyeloma cell lines for generating human monoclonal antibodies have also been described [Kozbor, J. et al. Immunol. 133: 3001 (1984); Brodeur et al., Monoclonal Antibody Production Techniques and Applications, Marcel Dekker, Inc. , New York, (1987) pp. 51-63].

次にハイブリドーマ細胞が培養される培養培地を、膜蛋白質に対するモノクローナル抗体の存在についてアッセイできる。ハイブリドーマ細胞によって生成されたモノクローナル抗体の結合特異性は、好ましくは、免疫沈降又はラジオイムノアッセイ(RIA)や酵素結合免疫測定法(ELISA)等のインビトロ結合アッセイによって測定される。このような技術及びアッセイは、当該分野において既知である。モノクローナル抗体の結合親和性は、例えばMunson及びPollard,Anal. Biochem.,107:220(1980)によるスキャッチャード分析法によって測定することができる。   The culture medium in which the hybridoma cells are cultured can then be assayed for the presence of monoclonal antibodies directed against membrane proteins. The binding specificity of monoclonal antibodies produced by hybridoma cells is preferably determined by in vitro binding assays such as immunoprecipitation or radioimmunoassay (RIA) or enzyme linked immunoassay (ELISA). Such techniques and assays are known in the art. The binding affinity of a monoclonal antibody is described, for example, in Munson and Pollard, Anal. Biochem. , 107: 220 (1980).

さらに、所望のハイブリドーマ細胞が同定された後、クローンを限界希釈法によりサブクローニングし、標準的な方法で成長させることができる[Goding,上掲]。この目的のための適当な培地には、例えば、ダルベッコの改変イーグル培地及びRPMI−1640倍地が含まれる。あるいは、ハイブリドーマ細胞は哺乳動物においてインビボで腹水として成長させることもできる。   Furthermore, after the desired hybridoma cells have been identified, clones can be subcloned by limiting dilution and grown by standard methods [Goding, supra]. Suitable culture media for this purpose include, for example, Dulbecco's Modified Eagle Medium and RPMI-1640 medium. Alternatively, the hybridoma cells can be grown as ascites in vivo in a mammal.

そして、本明細書において被検抗体は、これらの工程の間において得ることのできる、ハイブルドーマの培養上精を用いることができる。   In this specification, the test antibody can be a culture supernatant of a hybridoma that can be obtained during these steps.

また、サブクローンによって分泌されたモノクローナル抗体は、例えばプロテインA−セファロース法、ヒドロキシルアパタイトクロマトグラフィー法、ゲル電気泳動法、透析法又はアフィニティークロマトグラフィー等の従来の免疫グロブリン精製方法によって培養培地又は腹水液から単離または精製できる。   The monoclonal antibody secreted by the subclone can be obtained from a culture medium or ascites fluid by a conventional immunoglobulin purification method such as protein A-sepharose method, hydroxylapatite chromatography method, gel electrophoresis method, dialysis method or affinity chromatography. Can be isolated or purified.

そして、モノクローナル抗体を、組換えDNA法、例えば米国特許第4,816,567号に記載された方法により作製することができる。本実施形態のモノクローナル抗体をコードするDNAは、常套的な方法を用いて(例えば、マウス抗体の重鎖及び軽鎖をコードする遺伝子に特異的に結合可能なオリゴヌクレオチドプローブを使用して)、容易に単離し配列決定することができる。本発明のハイブリドーマ細胞はそのようなDNAの好ましい供給源となる。ひとたび単離されたら、DNAは発現ベクター内に組込むことができ、これが宿主細胞、例えばサルCOS細胞、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞、あるいは免疫グロブリンタンパク質を生成等しない骨髄腫細胞内に形質移入され、組換え宿主細胞内でモノクローナル抗体の合成をすることができる。また、DNAは、例えば相同マウス配列に換えてヒト重鎖及び軽鎖定常ドメインのコード配列を置換することにより[米国特許第4,816,567号;Morrison等,上掲]、又は免疫グロブリンコード配列に非免疫グロブリンポリペプチドのコード配列の一部又は全部を共有結合することにより修飾することができる。このような非免疫グロブリンポリペプチドは、本発明の抗体の定常ドメインに置換でき、あるいは本発明の抗体の一つの抗原結合部位の可変ドメインに置換でき、キメラ性二価抗体を生成する。   Monoclonal antibodies can then be produced by recombinant DNA methods such as those described in US Pat. No. 4,816,567. The DNA encoding the monoclonal antibody of the present embodiment is obtained using a conventional method (for example, using an oligonucleotide probe capable of specifically binding to the gene encoding the heavy and light chains of the mouse antibody), It can be easily isolated and sequenced. The hybridoma cells of the present invention are a preferred source of such DNA. Once isolated, the DNA can be incorporated into expression vectors that are transfected into host cells, such as monkey COS cells, Chinese hamster ovary (CHO) cells, or myeloma cells that do not produce immunoglobulin proteins. Monoclonal antibodies can be synthesized in recombinant host cells. Alternatively, DNA can be obtained, for example, by replacing the coding sequences of human heavy and light chain constant domains in place of homologous mouse sequences [US Pat. No. 4,816,567; Morrison et al., Supra], or immunoglobulin coding. The sequence can be modified by covalently linking part or all of the coding sequence of the non-immunoglobulin polypeptide. Such non-immunoglobulin polypeptides can be substituted for the constant domains of the antibodies of the invention, or can be substituted for the variable domains of one antigen binding site of the antibodies of the invention, producing chimeric bivalent antibodies.

抗体は一価抗体であってもよい。一価抗体の調製方法は当該分野においてよく知られている。例えば、一つの方法は免疫グロブリン軽鎖と修飾重鎖の組換え発現を含む。重鎖は一般的に、重鎖の架橋を防止するようにFc領域の任意の点で切断される。あるいは、関連するシステイン残基を他のアミノ酸残基で置換するか欠失させて架橋を防止する。一価抗体の調製にはインビトロ法がまた適している。抗体の断片、特にFab断片を生成するための抗体の消化は、当該分野において知られている定法的技術を使用して達成できる。   The antibody may be a monovalent antibody. Methods for preparing monovalent antibodies are well known in the art. For example, one method involves recombinant expression of immunoglobulin light chains and modified heavy chains. The heavy chain is generally cleaved at any point in the Fc region so as to prevent heavy chain crosslinking. Alternatively, the relevant cysteine residues are substituted or deleted with other amino acid residues to prevent crosslinking. In vitro methods are also suitable for preparing monovalent antibodies. Digestion of antibodies to produce antibody fragments, particularly Fab fragments, can be accomplished using standard techniques known in the art.

さらにヒト化抗体又はヒト抗体であってもよい。非ヒト(例えばマウス)抗体のヒト化形とは、キメラ免疫グロブリン、免疫グロブリン鎖あるいはその断片(例えばFv、Fab、F(ab’)あるいは抗体の他の抗原結合サブ配列)であって、非ヒト免疫グロブリンに由来する最小配列を含むものである。ヒト化抗体はレシピエントの相補性決定領域(CDR)の残基が、マウス、ラット又はウサギのような所望の特異性、親和性及び能力を有する非ヒト種(ドナー抗体)のCDRの残基によって置換されたヒト免疫グロブリン(レシピエント抗体)を含む。ある場合には、ヒト免疫グロブリンのFvフレームワーク残基は、対応する非ヒト残基によって置換されている。また、ヒト化抗体は、レシピエント抗体にも、移入されたCDRもしくはフレームワーク配列にも見出されない残基を含んでいてもよい。一般に、ヒト化抗体は、全てあるいはほとんど全てのCDR領域が非ヒト免疫グロブリンのものに対応し、全てあるいはほとんど全てのFR領域がヒト免疫グロブリンコンセンサス配列のものである、少なくとも1つ、典型的には2つの可変ドメインの実質的に全てを含む。ヒト化抗体は、最適には免疫グロブリン定常領域(Fc)、典型的にはヒトの免疫グロブリンの定常領域の少なくとも一部を含んでなる[Jones等,Nature,321:522−525(1986);Riechmann等,Nature,332:323−329(1988);及びPresta,Curr.Op.Struct.Biol.,2:593−596(1992)]。Furthermore, it may be a humanized antibody or a human antibody. A humanized form of a non-human (eg mouse) antibody is a chimeric immunoglobulin, immunoglobulin chain or fragment thereof (eg Fv, Fab, F (ab ′) 2 or other antigen binding subsequence of an antibody), It contains the minimum sequence derived from non-human immunoglobulin. A humanized antibody is a CDR residue of a non-human species (donor antibody) in which the complementarity determining region (CDR) of the recipient has the desired specificity, affinity and ability, such as mouse, rat or rabbit. Human immunoglobulin (recipient antibody) substituted by In some cases, Fv framework residues of the human immunoglobulin are replaced by corresponding non-human residues. Humanized antibodies may also contain residues which are found neither in the recipient antibody nor in the imported CDR or framework sequences. Generally, a humanized antibody has at least one, typically all or almost all CDR regions corresponding to those of a non-human immunoglobulin and all or almost all FR regions of a human immunoglobulin consensus sequence, typically Contains substantially all of the two variable domains. A humanized antibody optimally comprises an immunoglobulin constant region (Fc), typically at least a portion of a human immunoglobulin constant region [Jones et al., Nature, 321: 522-525 (1986); Riechmann et al., Nature, 332: 323-329 (1988); and Presta, Curr. Op. Struct. Biol. 2: 593-596 (1992)].

非ヒト抗体をヒト化する方法はこの分野でよく知られている。一般的に、ヒト化抗体には非ヒト由来の一又は複数のアミノ酸残基が導入される。これら非ヒトアミノ酸残基は、しばしば、典型的には「移入」可変ドメインから得られる「移入」残基と称される。ヒト化は基本的に齧歯動物のCDR又はCDR配列でヒト抗体の該当する配列を置換することによりWinter及び共同研究者[Jones等,Nature,321:522−525(1986);Riechmann等,Nature,332:323−327(1988);Verhoeyen等,Science,239:1534−1536(1988)]の方法に従って実施される。よって、このような「ヒト化」抗体は、無傷のヒト可変ドメインより実質的に少ない分が非ヒト種由来の対応する配列で置換されたキメラ抗体(米国特許第4,816,567号)である。実際には、ヒト化抗体は典型的には幾つかのCDR残基及び場合によっては幾つかのFR残基が齧歯類抗体の類似する部位からの残基によって置換されたヒト抗体である。   Methods for humanizing non-human antibodies are well known in the art. Generally, one or more amino acid residues derived from non-human are introduced into a humanized antibody. These non-human amino acid residues are often referred to as “import” residues, which are typically taken from an “import” variable domain. Humanization is basically performed by replacing the relevant sequence of a human antibody with a rodent CDR or CDR sequence [Winter et al., Nature, 321: 522-525 (1986); Riechmann et al., Nature]. 332: 323-327 (1988); Verhoeyen et al., Science, 239: 1534-1536 (1988)]. Thus, such “humanized” antibodies are chimeric antibodies (US Pat. No. 4,816,567) wherein substantially less than an intact human variable domain has been substituted with the corresponding sequence from a non-human species. is there. In practice, humanized antibodies are typically human antibodies in which some CDR residues and possibly some FR residues are substituted by residues from analogous sites in rodent antibodies.

また、ヒト抗体は、ファージディスプレイライブラリ[Hoogenboom及びWinter,J.Mol.Biol.,227:381(1991);Marks等,J.Mol.Biol.,222:581(1991)]を含むこの分野で知られた種々の方法を用いて作成することもできる。また、Cole等及びBoerner等の技術も、ヒトモノクローナル抗体の調製に利用することができる(Cole等,Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy,Alan R.Liss.p.77(1985);Boerner等,J. Immunol.,147(1):86−95(1991))。同様に、ヒト抗体はヒト免疫グロブリン座位をトランスジェニック動物、例えば内在性免疫グロブリン遺伝子は部分的又は完全に不活性化してマウスに導入することにより産生することができる。投与の際に、遺伝子再配列、組立、及び抗体レパートリーを含むあらゆる観点においてヒトに見られるものに非常に類似しているヒト抗体の生産が観察される。このアプローチは、例えば米国特許第5,545,807号;同第5,545,806号;同第5,569,825号;同第5,625,126号;同第5,633,425号;同第5,661,016号、及び次の科学文献:Marks等,Bio/Technology 10,779−783(1992);Lonberg等,Nature 368 856−859(1994);Morrison,Nature 368,812−13 (1994);Fishwild等,Nature Biotechnology 14,845−51(1996);Neuberger,Nature Biotechnology 14,826(1996);Lonberg及びHuszar,Intern. Rev. Immunol. 13 65−93(1995)に記載されている。   Human antibodies can also be obtained from phage display libraries [Hoogenboom and Winter, J. et al. Mol. Biol. 227: 381 (1991); Marks et al. Mol. Biol. , 222: 581 (1991)] and can be made using various methods known in the art. Techniques such as Cole et al. And Boerner et al. Can also be used to prepare human monoclonal antibodies (Cole et al., Monoclonal Antibodies and Cancer Therapeutic, Alan R. Liss. P. 77 (1985); Boerner et al., J. Immunol. , 147 (1): 86-95 (1991)). Similarly, human antibodies can be produced by introducing human immunoglobulin loci into transgenic animals, eg, introducing endogenous immunoglobulin genes into mice with partial or complete inactivation. Upon administration, human antibody production is observed that is very similar to that found in humans in all respects, including gene rearrangement, assembly, and antibody repertoire. This approach is described, for example, in U.S. Pat. Nos. 5,545,807; 5,545,806; 5,569,825; 5,625,126; 5,633,425. No. 5,661,016 and the following scientific literature: Marks et al., Bio / Technology 10, 779-783 (1992); Lonberg et al., Nature 368 856-859 (1994); Morrison, Nature 368, 812- 13 (1994); Fishwild et al., Nature Biotechnology 14, 845-51 (1996); Neuberger, Nature Biotechnology 14, 826 (1996); Lonberg and Huszar, Inter. Rev. Immunol. 13 65-93 (1995).

また、抗体は上述した既知の選択及び/又は突然変異誘発法を使用し、親和成熟させてもよい。好ましい親和成熟抗体は、成熟抗体が調製された(一般的にマウス、ヒト化又はヒトの)出発抗体のものよりも、5倍、より好ましくは10倍、さらに好ましくは20又は30倍の親和性を有する。   The antibody may also be affinity matured using the known selection and / or mutagenesis methods described above. Preferred affinity matured antibodies are 5 times, more preferably 10 times, more preferably 20 or 30 times more affinities than that of the starting antibody from which the mature antibody was prepared (generally mouse, humanized or human). Have

また、二重特異性抗体であってもよい。二重特異性抗体は、少なくとも2つの異なる抗原に対して結合特異性を有するモノクローナル抗体、好ましくはヒトもしくはヒト化抗体である。この場合、結合特異性の一方は膜蛋白質に対してであり、他方は任意の他の抗原、好ましくは細胞表面タンパク質又はレセプター又はレセプターサブユニットに対してである。   It may also be a bispecific antibody. Bispecific antibodies are monoclonal antibodies, preferably human or humanized antibodies, that have binding specificities for at least two different antigens. In this case, one of the binding specificities is for a membrane protein and the other is for any other antigen, preferably a cell surface protein or receptor or receptor subunit.

二重特異性抗体を作成する方法は当該技術分野において周知である。伝統的には、二重特異性抗体の組換え生産は、二つの重鎖が異なる特異性を持つ二つの免疫グロブリン重鎖/軽鎖対の共発現に基づく[Milstein及びCuello,Nature,305:537−539(1983)]。免疫グロブリンの重鎖と軽鎖を無作為に取り?えるため、これらハイブリドーマ(クアドローマ)は10種の異なる抗体分子の潜在的混合物を生成し、その内一種のみが正しい二重特異性構造を有する。正しい分子の精製は、アフィニティークロマトグラフィー工程によって通常達成される。同様の手順が1993年5月13日公開のWO93/08829、及びTraunecker等,EMBO J.,10:3655−3659(1991)に開示されている。   Methods for making bispecific antibodies are well known in the art. Traditionally, recombinant production of bispecific antibodies is based on the co-expression of two immunoglobulin heavy / light chain pairs where the two heavy chains have different specificities [Milstein and Cuello, Nature, 305: 537-539 (1983)]. Because of the random collection of immunoglobulin heavy and light chains, these hybridomas (quadromas) produce a potential mixture of 10 different antibody molecules, only one of which has the correct bispecific structure. . Purification of the correct molecule is usually accomplished by an affinity chromatography step. A similar procedure is described in WO 93/08829 published May 13, 1993, and Traunecker et al., EMBO J. et al. 10: 3655-3659 (1991).

所望の結合特異性(抗体−抗原結合部位)を有する抗体可変ドメインを免疫グロブリン定常ドメイン配列に融合できる。融合は、好ましくは少なくともヒンジ部、CH2及びCH3領域の一部を含む免疫グロブリン重鎖定常ドメインと行われる。少なくとも一つの融合には軽鎖結合に必要な部位を含む第一の重鎖定常領域(CH1)が有することが好ましい。免疫グロブリン重鎖融合をコードするDNA、及び望むのであれば免疫グロブリン軽鎖を、別々の発現ベクターに挿入し、適当な宿主生物に同時形質移入する。二重特異性抗体を作成するための更なる詳細については、例えばSuresh等,Methods in Enzymology,121:210(1986)を参照されたい。   Antibody variable domains with the desired binding specificities (antibody-antigen combining sites) can be fused to immunoglobulin constant domain sequences. The fusion is preferably with an immunoglobulin heavy chain constant domain, comprising at least part of the hinge, CH2, and CH3 regions. It is preferred that at least one fusion has a first heavy chain constant region (CH1) containing the site necessary for light chain binding. The DNA encoding the immunoglobulin heavy chain fusion and, if desired, the immunoglobulin light chain are inserted into separate expression vectors and cotransfected into a suitable host organism. For further details of generating bispecific antibodies see, for example, Suresh et al., Methods in Enzymology, 121: 210 (1986).

WO96/27011に記載された他のアプローチによれば、一対の抗体分子間の界面を操作して組換え細胞培養から回収される異種二量体の割合を最大にすることができる。好適な界面は抗体定常ドメインのCH3領域の少なくとも一部を含む。この方法では、第1抗体分子の界面からの一又は複数の小さいアミノ酸側鎖がより大きな側鎖(例えばチロシン又はトリプトファン)と置き換えられる。大きな側鎖と同じ又は類似のサイズの相補的「キャビティ」は、大きなアミノ酸側鎖が小さいもの(例えばアラニン又はスレオニン)と置き換えられた第2の抗体分子の界面に作り出される。これにより、ホモダイマーのような不要の他の最終産物に対してヘテロダイマーの収量を増大させるメカニズムが提供される。   According to another approach described in WO 96/27011, the interface between a pair of antibody molecules can be manipulated to maximize the proportion of heterodimers recovered from recombinant cell culture. A suitable interface includes at least a portion of the CH3 region of an antibody constant domain. In this method, one or more small amino acid side chains from the interface of the first antibody molecule are replaced with larger side chains (eg tyrosine or tryptophan). A complementary “cavity” of the same or similar size as the large side chain is created at the interface of the second antibody molecule where the large amino acid side chain is replaced with a smaller one (eg, alanine or threonine). This provides a mechanism to increase the yield of heterodimers over other unwanted end products such as homodimers.

二重特異性抗体は、全長抗体又は抗体断片(例えば、F(ab’)二重特異性抗体)として調製できる。抗体断片から二重特異性抗体を産生する技術もまた文献に記載されている。例えば、化学結合を使用して二重特異性抗体を調製することができる。Brennan等,Science,229:81(1985)は無傷の抗体をタンパク分解性に切断してF(ab’)断片を産生する手順を記述している。これらの断片は、ジチオール錯体形成剤亜砒酸ナトリウムの存在下で還元して近接ジチオールを安定化させ、分子間ジスルフィド形成を防止する。産生されたFab断片はついでチオニトロベンゾアート(TNB)誘導体に転換される。Fab−TNB誘導体の一つをついでメルカプトエチルアミンでの還元によりFab−チオールに再転換し、他のFab−TNB誘導体の等モル量と混合して二重特異性抗体を形成する。作られた二重特異性抗体は酵素の選択的固定化用の薬剤として使用することができる。Bispecific antibodies can be prepared as full length antibodies or antibody fragments (eg F (ab ′) 2 bispecific antibodies). Techniques for producing bispecific antibodies from antibody fragments have also been described in the literature. For example, bispecific antibodies can be prepared using chemical linkage. Brennan et al., Science, 229: 81 (1985) describes a procedure for proteolytically cleaving intact antibodies to produce F (ab ′) 2 fragments. These fragments are reduced in the presence of the dithiol complexing agent sodium arsenite to stabilize vicinal dithiols and prevent intermolecular disulfide formation. The produced Fab fragment is then converted to a thionitrobenzoate (TNB) derivative. One of the Fab-TNB derivatives is then reconverted to Fab-thiol by reduction with mercaptoethylamine and mixed with an equimolar amount of other Fab-TNB derivatives to form bispecific antibodies. The produced bispecific antibody can be used as a drug for selective immobilization of an enzyme.

大腸菌からFab断片を直接回収でき、これは化学的に結合して二重特異性抗体を形成することができる。Shalaby等,J. Exp. Med.,175:217−225 (1992)は完全にヒト化された二重特異性抗体F(ab’)2分子の製造を記述している。各Fab断片は大腸菌から別個に分泌され、インビトロで定方向化学共役を受けて二重特異性抗体を形成する。このようにして形成された二重特異性抗体は、ErbB2レセプターを過剰発現する細胞及び正常なヒトT細胞に結合可能で、ヒト乳房腫瘍標的に対するヒト細胞障害性リンパ球の細胞溶解活性の誘因となる。   Fab fragments can be directly recovered from E. coli, which can be chemically coupled to form bispecific antibodies. Shalaby et al. Exp. Med. 175: 217-225 (1992) describe the preparation of two fully humanized bispecific antibody F (ab ') molecules. Each Fab fragment is secreted separately from E. coli and undergoes directed chemical coupling in vitro to form bispecific antibodies. The bispecific antibody thus formed is capable of binding to cells overexpressing ErbB2 receptor and normal human T cells, and induces cytolytic activity of human cytotoxic lymphocytes against human breast tumor targets. Become.

組換え細胞培養から直接的に二重特異性抗体断片を作成し単離する様々な技術もまた記述されている。例えば、二重特異性抗体はロイシンジッパーを使用して生産されている。Kostelnyら, J.Immunol. 148(5):1547−1553(1992)。Fos及びJunタンパク質からのロイシンジッパーペプチドを遺伝子融合により二つの異なった抗体のFab部分に結合させる。抗体ホモダイマーをヒンジ領域で還元してモノマーを形成し、ついで再酸化して抗体ヘテロダイマーを形成する。この方法はまた抗体ホモダイマーの生産に対して使用することができる。Hollingerら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,90:6444−6448(1993)により記述された「ダイアボディ」技術は二重特異性抗体断片を作成する別のメカニズムを提供した。断片は、同一鎖上の2つのドメイン間の対形成を可能にするには十分に短いリンカーにより軽鎖可変ドメイン(VL)に重鎖可変ドメイン(VH)を結合してなる。従って、一つの断片のVH及びVLドメインは他の断片の相補的VL及びVHドメインと強制的に対形成させられ、2つの抗原結合部位を形成する。単鎖Fv(sFv)ダイマーの使用により二重特異性抗体断片を製造する他の方策もまた報告されている。Gruberら, J.Immunol. 152:5368(1994)を参照されたい。二価より多い抗体も考えられる。例えば、三重特異性抗体を調製することができる。TuttらJ.Immunol. 147:60(1991)。   Various techniques for making and isolating bispecific antibody fragments directly from recombinant cell culture have also been described. For example, bispecific antibodies have been produced using leucine zippers. Koselny et al., J. MoI. Immunol. 148 (5): 1547-1553 (1992). Leucine zipper peptides from Fos and Jun proteins are linked to the Fab portions of two different antibodies by gene fusion. Antibody homodimers are reduced at the hinge region to form monomers and then reoxidized to form antibody heterodimers. This method can also be used for the production of antibody homodimers. Hollinger et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 90: 6444-6448 (1993), provided the “diabody” technique with another mechanism for generating bispecific antibody fragments. A fragment consists of a heavy chain variable domain (VH) linked to a light chain variable domain (VL) by a linker that is short enough to allow pairing between two domains on the same chain. Thus, the VH and VL domains of one fragment are forced to pair with the complementary VL and VH domains of the other fragment to form two antigen binding sites. Other strategies for producing bispecific antibody fragments by use of single chain Fv (sFv) dimers have also been reported. Gruber et al., J. MoI. Immunol. 152: 5368 (1994). More than bivalent antibodies are also contemplated. For example, trispecific antibodies can be prepared. Tutt et al. Immunol. 147: 60 (1991).

例示的な二重特異性抗体は、ここに与えられた膜蛋白質ポリペプチドの2つの異なるエピトープに結合することができる。あるいは、抗膜蛋白質ポリペプチドアームは、特定の膜蛋白質ポリペプチド発現細胞に細胞防御メカニズムを集中させるように、T細胞レセプター分子(例えばCD2、CD3、CD28、又はB7)等の白血球上のトリガー分子又はFcγRI(CD64)、FcγRII(CD32)及びFcγRIII(CD16)等のIgG(FcγR)に対するFcレセプターに結合するアームと結合することができる。また、二重特異性抗体は特定の膜蛋白質ポリペプチドを発現する細胞に細胞障害薬を局在化させるためにも使用することができる。これらの抗体は膜蛋白質−結合アーム及び細胞障害薬又は放射性キレート化剤、例えばEOTUBE、DPTA、DOTA、又はTETAと結合するアームを有する。対象の他の二重特異性抗体は膜蛋白質ポリペプチドに結合し、そしてさらに組織因子(TF)に結合できる。   Exemplary bispecific antibodies can bind to two different epitopes of the membrane protein polypeptide provided herein. Alternatively, the anti-membrane protein polypeptide arm is a trigger molecule on leukocytes such as a T cell receptor molecule (eg, CD2, CD3, CD28, or B7) so as to concentrate the cellular defense mechanism on a specific membrane protein polypeptide expressing cell. Alternatively, it can bind to an arm that binds to an Fc receptor for IgG (FcγR) such as FcγRI (CD64), FcγRII (CD32) and FcγRIII (CD16). Bispecific antibodies can also be used to localize cytotoxic agents to cells that express specific membrane protein polypeptides. These antibodies have a membrane protein-binding arm and an arm that binds to a cytotoxic or radiochelating agent such as EOTUBE, DPTA, DOTA, or TETA. Other bispecific antibodies of interest bind to the membrane protein polypeptide and can further bind to tissue factor (TF).

また、本明細書において被検抗体は、抗体ライブラリーを使用するこの分野で知られた種々の方法を用いて、事前に標的膜蛋白質に対して最適化していてもよい。この分野で知られた種々の方法としては、たとえば、ファージディスプレイ法が使用できる。最適化した被検抗体を用いると、より効率的に、結合特異性や親和性の高い被検抗体が得られる利点がある。   Further, in the present specification, the test antibody may be optimized in advance with respect to the target membrane protein using various methods known in this field using an antibody library. As various methods known in this field, for example, a phage display method can be used. Use of an optimized test antibody has an advantage that a test antibody with high binding specificity and affinity can be obtained more efficiently.

ここで、「ファージディスプレイ法」とは、変異体ポリペプチドを、コートタンパク質への融合タンパク質として、ファージ、例えば繊維状ファージの粒子表面に表示する技術を含む。ファージディスプレイの有用性の1つは、ランダム化されたタンパク質変異体の大きなライブラリーを、標的分子に高い親和性で結合するそれらの配列を迅速かつ効率的に選別することができることである。ペプチドおよびタンパク質ライブラリーのファージ上のディスプレイは、数百万のポリペプチドを特異的な結合特性を有するものについてスクリーニングするのに使用されている。多価ファージディスプレイ法は、小さなランダムペプチドおよび小さなタンパク質を、一般に繊維状ファージのPIIIまたはPVIIIに融合させることによって表示するのに使用されている。WellsおよびLowman、Curr.Opin.Struct.Biol.、第3巻、355〜362頁(1992年)、ならびにそこに引用された参照文献。一価ファージディスプレイでは、タンパク質またはペプチドライブラリーを、ファージコートタンパク質またはその一部に融合し、野生型タンパク質の存在下で低レベルで発現させる。結合活性効果は、多価ファージに対して低減され、それにより、選別は固有のリガンド親和性に基づいており、DNA操作を単純化するファージミドベクターが使用される。LowmanおよびWells、Methods:A companion to Methods in Enzymology、第3巻、205〜0216頁(1991年)。また、ファージディスプレイには、抗体様分子を生成する技術が含まれる(C.Janeway、P.Travers、M.Walport、Shlomchik、(2001年)Immunobiology、第5版、Garland Publishing、ニューヨーク州、627〜628頁)。   Here, the “phage display method” includes a technique for displaying a mutant polypeptide on the particle surface of a phage, for example, a filamentous phage, as a fusion protein to a coat protein. One usefulness of phage display is that large libraries of randomized protein variants can be quickly and efficiently screened for those sequences that bind to target molecules with high affinity. Display on phage of peptide and protein libraries has been used to screen millions of polypeptides for those with specific binding properties. Multivalent phage display methods have been used to display small random peptides and small proteins, typically by fusing them to the filamentous phage PIII or PVIII. Wells and Lowman, Curr. Opin. Struct. Biol. 3, 355-362 (1992), and references cited therein. In monovalent phage display, a protein or peptide library is fused to a phage coat protein or portion thereof and expressed at low levels in the presence of wild type protein. The binding activity effect is reduced for multivalent phage, whereby the selection is based on the inherent ligand affinity and a phagemid vector is used that simplifies DNA manipulation. Lowman and Wells, Methods: A companion to Methods in Enzymology, Vol. 3, pp. 205-0216 (1991). Phage display also includes techniques for generating antibody-like molecules (C. Janeway, P. Travers, M. Walport, Shromchik, (2001) Immunobiology, 5th edition, Garland Publishing, NY, 627- 628).

ここで、「ファージミド」とは、細菌の複製起点、例えばColE1、およびバクテリオファージの遺伝子間領域のコピーを有するプラスミドベクターを含む。ファージミドは、糸状バクテリオファージおよびλ系バクテリオファージを含めた任意の既知のバクテリオファージに使用され得る。プラスミドはまた、一般に、抗生物質耐性に関する選択可能なマーカーも含むことになる。これらのベクターにクローニングされたDNAのセグメントは、プラスミドとして増殖させることができる。これらのベクターを内包する細胞に、ファージ粒子の産生に必要なすべての遺伝子が付与されたとき、このプラスミドの複製様式は、ローリングサークル複製に変化して、プラスミドDNAの一本鎖のコピーを生成し、ファージ粒子をパッケージングする。ファージミドは、感染性または非感染性ファージ粒子を形成し得る。この用語には、異種ポリペプチドがファージ粒子の表面に現れるように遺伝子融合として異種ポリペプチド遺伝子に結合するファージコートタンパク質遺伝子またはそのフラグメントが含まれる   Here, “phagemid” includes a plasmid vector having a bacterial origin of replication, eg, ColE1, and a copy of the intergenic region of a bacteriophage. The phagemid can be used for any known bacteriophage, including filamentous bacteriophages and lambda-based bacteriophages. The plasmid will also generally contain a selectable marker for antibiotic resistance. Segments of DNA cloned into these vectors can be propagated as plasmids. When cells encapsulating these vectors are given all the genes necessary for the production of phage particles, the replication pattern of this plasmid changes to rolling circle replication, producing a single-stranded copy of the plasmid DNA. And packaging the phage particles. Phagemids can form infectious or non-infectious phage particles. The term includes a phage coat protein gene or fragment thereof that binds to a heterologous polypeptide gene as a gene fusion so that the heterologous polypeptide appears on the surface of the phage particle.

本明細書において、リポソーム/膜蛋白質複合体中に含まれる膜蛋白質は、N末端領域が短くなるように切断されていてもよい。後述する実施例において、膜蛋白質のループ部分に結合する抗体が、膜蛋白質との共結晶化に好適に使用できることが示唆されている。そして、膜またはリポソームから突出しているN末端領域が短い場合は、抗体がN末端領域に結合する可能性が低くなり、膜蛋白質のループ部分に結合する可能性が高くなると考えられるためである。   In the present specification, the membrane protein contained in the liposome / membrane protein complex may be cleaved so that the N-terminal region is shortened. In the examples described later, it has been suggested that an antibody that binds to a loop portion of a membrane protein can be suitably used for co-crystallization with the membrane protein. Then, when the N-terminal region protruding from the membrane or liposome is short, it is considered that the possibility that the antibody binds to the N-terminal region is low and the possibility of binding to the loop portion of the membrane protein increases.

本明細書において、「膜蛋白質を変性させる工程」とは、膜蛋白質を変性させることができればその方法は特に限定しない。たとえば、界面活性剤や尿素のような蛋白質を変性させる効果を持った化合物を接触させてもよく、熱や圧力を与えることによって変性させる工程を含んでいても良い。変性後に、ドットブロッティング法などの検出を行う際には、ドットブロッティング法などで汎用されている、SDS(sodium lauryl sulfate)を接触させることが好ましい。   In the present specification, the “step of denaturing the membrane protein” is not particularly limited as long as the membrane protein can be denatured. For example, a compound having an effect of denaturing a protein such as a surfactant or urea may be brought into contact, and a step of denaturing by applying heat or pressure may be included. After the denaturation, when performing detection such as dot blotting, it is preferable to contact SDS (sodium lauryl sulfate), which is widely used in dot blotting.

また本発明の他の実施形態は、抗体の生産方法であって、上記のスクリーニング方法によって膜蛋白質とともに共結晶化するための抗体をスクリーニングする工程と、スクリーニングされた膜蛋白質とともに共結晶化するための抗体の、複製物を作製する工程と、を含む、膜蛋白質とともに共結晶化するための抗体の生産方法である。この生産方法を利用すれば、後述する実施例で実証されているように、膜蛋白質とともに共結晶化するための抗体を効率よく生産することができる。   Another embodiment of the present invention is an antibody production method for screening an antibody for co-crystallization with a membrane protein by the screening method described above, and for co-crystallization with the screened membrane protein. A method for producing an antibody for co-crystallization with a membrane protein, comprising the step of producing a replica of the antibody of By using this production method, as demonstrated in the examples described later, it is possible to efficiently produce antibodies for co-crystallization with membrane proteins.

<実施形態4:リポソーム-ELISA法による膜蛋白質のループ部分を認識する抗体のスクリーニング方法等>
本発明の他の実施形態は、膜蛋白質のループ部分またはその立体構造を認識する抗体(以下「ループ部分認識抗体」と称することもある)をスクリーニングする際に使用するリポソーム/膜蛋白質複合体であって、固相担体と、上記固相担体に結合しているリポソームと、上記リポソームに埋め込まれている膜蛋白質と、を備え、上記膜蛋白質の少なくとも一部が、リポソームの外側表面に露出しているリポソーム/膜蛋白質複合体である。該リポソーム/膜蛋白質複合体を用いてリポソーム-ELISA法を行うことで、膜蛋白質のループ部分またはその立体構造を特異的に認識する抗体をスクリーニングできる効果がある。なぜならば、後述する実施例で、膜蛋白質のループ部分またはその立体構造に特異的に結合することが実証されているためである。また、リポソーム中で膜蛋白質は天然型の立体構造を保っていると考えられるため、リポソーム-ELISA法によって得られた抗体の多くが、膜蛋白質のループ部分の立体構造を特異的に認識していると考えられるためである。さらに、変性ドットブロッティング法のような膜蛋白質の変性を伴う検出操作を行うことにより、膜蛋白質のループ部分の立体構造を特異的に認識する抗体を、高い精度でスクリーニングできる効果がある。なお、抗体が膜蛋白質のループ部分を認識する場合には、一次構造よりも立体構造を認識する方が好ましい。膜蛋白質の立体構造を認識する抗体は、親和性等の機能がより優れていることが期待できるためである。
<Embodiment 4: Method for screening antibody that recognizes loop portion of membrane protein by liposome-ELISA method, etc.>
Another embodiment of the present invention is a liposome / membrane protein complex used for screening an antibody that recognizes a loop portion of a membrane protein or a three-dimensional structure thereof (hereinafter also referred to as “loop portion recognition antibody”). A solid phase carrier, a liposome bound to the solid phase carrier, and a membrane protein embedded in the liposome, wherein at least part of the membrane protein is exposed on the outer surface of the liposome. Liposome / membrane protein complex. By performing the liposome-ELISA method using the liposome / membrane protein complex, there is an effect of screening an antibody that specifically recognizes the loop portion of the membrane protein or its three-dimensional structure. This is because the examples described later demonstrate that the membrane protein specifically binds to the loop portion of the membrane protein or its three-dimensional structure. In addition, since membrane proteins are thought to maintain a natural three-dimensional structure in liposomes, many of the antibodies obtained by the liposome-ELISA method specifically recognize the three-dimensional structure of the loop portion of the membrane protein. It is because it is thought that there is. Furthermore, by performing a detection operation accompanied by membrane protein denaturation such as a denaturing dot blotting method, an antibody that specifically recognizes the three-dimensional structure of the loop portion of the membrane protein can be screened with high accuracy. In addition, when an antibody recognizes a loop part of a membrane protein, it is preferable to recognize a three-dimensional structure rather than a primary structure. This is because an antibody that recognizes the three-dimensional structure of a membrane protein can be expected to have more excellent functions such as affinity.

また本発明の他の実施形態は、抗体産生細胞から被検抗体を作製する工程と、上記のリポソーム/膜蛋白質複合体に対する上記被検抗体の結合性を検査し、上記のリポソーム/膜蛋白質複合体に結合性を有するリポソーム/膜蛋白質複合体結合性抗体を選抜する工程、を含む、ループ部分認識抗体のスクリーニング方法である。このスクリーニング方法を利用すれば、後述する実施例で実証されているように、ループ部分認識抗体を効率よくスクリーニングすることができる。なお、上記抗体産生細胞は、上記リポソーム/膜蛋白質複合体を構成している膜蛋白質に対する抗体を産生可能な細胞を含む。   In another embodiment of the present invention, a test antibody is produced from antibody-producing cells, and the binding property of the test antibody to the liposome / membrane protein complex is examined, and the liposome / membrane protein complex is obtained. A method for screening a loop portion-recognizing antibody, comprising a step of selecting a liposome / membrane protein complex-binding antibody having binding property to a body. By utilizing this screening method, it is possible to efficiently screen for loop portion recognition antibodies as demonstrated in the examples described later. The antibody-producing cell includes a cell capable of producing an antibody against the membrane protein constituting the liposome / membrane protein complex.

またこのループ部分認識抗体のスクリーニング方法は、上記膜蛋白質またはその複製物を変性させ、変性型膜蛋白質を調整する工程と、上記変性型膜蛋白質に対する、上記被検抗体または上記リポソーム/膜蛋白質複合体結合性抗体の結合性を検査し、上記リポソーム/膜蛋白質複合体に結合性を有し、上記変性型膜蛋白質に結合性を有しない抗体を選抜する工程と、をさらに含んでいてもよい。このスクリーニング方法を利用すれば、後述する実施例で実証されているように、膜蛋白質のループ部分の立体構造を認識する抗体を、高い精度でスクリーニングできる。   The screening method for the loop portion recognition antibody includes a step of modifying the membrane protein or a replica thereof to prepare a modified membrane protein, and the test antibody or the liposome / membrane protein complex against the modified membrane protein. A step of examining the binding property of the body-bound antibody, and selecting an antibody having binding property to the liposome / membrane protein complex and not binding to the modified membrane protein. . If this screening method is used, antibodies that recognize the three-dimensional structure of the loop portion of the membrane protein can be screened with high accuracy, as demonstrated in Examples described later.

また本発明の他の実施形態は、抗体の生産方法であって、上記のスクリーニング方法によってループ部分認識抗体をスクリーニングする工程と、スクリーニングされたループ部分認識抗体の、複製物を作製する工程と、を含む、ループ部分認識抗体の生産方法である。この生産方法を利用すれば、後述する実施例で実証されているように、ループ部分認識抗体を効率よく生産することができる。例えば、後述する実施例の(3−3−1)においては、スクリーニングによって選抜されたループ部分認識抗体の複製物を、マウスで腹水化することによって作製している。この複製物は、スクリーニングによって選抜された抗体と同一、または実質的に同一の特性を有しているため、この生産方法によってループ部分認識抗体を効率よく生産できることになる。   Another embodiment of the present invention is a method for producing an antibody, the step of screening a loop portion recognition antibody by the above screening method, the step of producing a replica of the screened loop portion recognition antibody, A method for producing a loop portion recognition antibody. If this production method is used, a loop part recognition antibody can be produced efficiently as demonstrated in the examples described later. For example, in Example (3-3-1) described later, a replica of a loop portion recognition antibody selected by screening is prepared by ascites in a mouse. Since this replica has the same or substantially the same characteristics as the antibody selected by screening, the loop part recognition antibody can be efficiently produced by this production method.

また、上記複製物は、上記のループ部分認識抗体のスクリーニング方法において使用した抗体産生細胞を用いて、作製される複製物であっても良い。この場合、選抜されたループ部分認識抗体の複製物を、すでに研究者が所有している細胞から生産することができるため、効率的な生産方法であるといえる。例えば、後述する実施例の(3−3−1)において、腹水化に使用した細胞は、その前工程である(2−1)で使用したハイブリドーマのひとつである。   Further, the replica may be a replica produced using the antibody-producing cells used in the above-described screening method for loop portion recognition antibodies. In this case, a copy of the selected loop portion-recognizing antibody can be produced from the cells already owned by the researcher, and thus can be said to be an efficient production method. For example, in (3-3-1) of Examples described later, the cell used for ascites is one of the hybridomas used in (2-1) which is the previous step.

また、上記複製物は、上記のループ部分認識抗体のスクリーニング方法において使用した抗体産生細胞が含有する、ループ部分認識抗体のアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチド(以下「機能的ポリヌクレオチド」と称することもある)、またはその機能的変異体、を導入した細胞を使用して作製される複製物であっても良い。この生産方法は効率的な生産方法である。またこの生産方法を用いれば、抗体を産生する細胞に、抗体産生効率の良い細胞など、所望の細胞を使用することが可能である。なお、機能的ポリヌクレオチド、またはループ部分認識抗体のアミノ酸配列は、上記のループ部分認識抗体のスクリーニング方法において使用した抗体産生細胞から、PCR等の従来技術を利用することで取得可能である。本明細書において「機能的変異体」は、複製物のうちアミノ酸またはヌクレオチドから構成される化合物を意味する。   The replica is also referred to as a polynucleotide encoding the amino acid sequence of the loop portion recognition antibody (hereinafter referred to as “functional polynucleotide”) contained in the antibody-producing cells used in the screening method for the loop portion recognition antibody. Or a functional mutant of the same) or a replica produced using a cell into which the functional variant is introduced. This production method is an efficient production method. Moreover, if this production method is used, it is possible to use desired cells, such as cells with high antibody production efficiency, as cells that produce antibodies. In addition, the functional polynucleotide or the amino acid sequence of the loop portion recognition antibody can be obtained from the antibody-producing cells used in the screening method for the loop portion recognition antibody using a conventional technique such as PCR. As used herein, “functional variant” means a compound composed of amino acids or nucleotides in a replica.

また、上記のようなループ部分認識抗体は、膜蛋白質と共結晶化するための抗体として好適に使用できる。例えば、蛋白質N末端やC末端領域は、一般的に、溶媒中において膜貫通領域に対する相対位置や方位に揺らぎが大きい、比較的フレキシブルな領域である。このような領域に抗体が結合したとしても、結晶中で規則的に並んだ定まった結晶格子を形成し得ず、蛋白質N末端やC末端近くに結合する抗体は結晶化に適さない傾向があると考えられる。また、膜貫通領域に結合した場合、周辺の膜が存在するため、膜蛋白質が天然構造を維持することが難しいと考えられる。従って、ループ部分認識抗体は、抗体と共結晶化するための抗体として好適に使用できる。   Moreover, the loop part recognition antibody as described above can be suitably used as an antibody for co-crystallization with a membrane protein. For example, the protein N-terminal and C-terminal regions are generally relatively flexible regions that are largely fluctuated in the relative position and orientation with respect to the transmembrane region in the solvent. Even if an antibody binds to such a region, it cannot form a regular crystal lattice regularly arranged in the crystal, and an antibody that binds near the protein N-terminus or C-terminus tends to be unsuitable for crystallization. it is conceivable that. In addition, when bound to the transmembrane region, it is considered that it is difficult for the membrane protein to maintain its natural structure because there is a surrounding membrane. Therefore, the loop portion recognition antibody can be suitably used as an antibody for co-crystallization with the antibody.

また、実際には種々の要因が錯交するために一概には言えないが、上記のようなループ部分認識抗体は、ループ部分またはその立体構造に結合することで膜蛋白質の機能に影響を与える可能性がある。ループ部分結合化合物が膜蛋白質の機能に影響を与える場合、その効果を利用した医薬品またはその候補品として、上記のループ部分認識抗体を活用できると考えられる。   In fact, since various factors are intermingled, it cannot be said unconditionally, but the above-mentioned loop-part recognition antibody affects the function of the membrane protein by binding to the loop part or its three-dimensional structure. there is a possibility. When the loop part binding compound affects the function of the membrane protein, it is considered that the above-mentioned loop part recognition antibody can be used as a pharmaceutical or a candidate product utilizing the effect.

本明細書において「膜蛋白質のループ部分」とは、膜蛋白質内に存在する2つの膜貫通領域間をつなぐ領域のことで、かつ、膜に埋もれていない領域のことを表す。   In the present specification, the “loop portion of the membrane protein” refers to a region connecting two transmembrane regions existing in the membrane protein and a region not buried in the membrane.

本明細書において「抗体産生細胞」は、抗体産生能を有していれば特に限定されない。例えば、ヒトや他の哺乳動物(例えば、ラット、マウス、ウサギ、ウシ、サル、ブタ、ウマ、ヒツジ、ヤギ、イヌ、ネコ、モルモット、ハムスターなど)であってもよい。哺乳動物細胞としては、例えば、サル細胞COS-7、Vero、チャイニーズハムスター細胞CHO(CHO細胞)、dhfr遺伝子欠損チャイニーズハムスター細胞CHO(CHO(dhfr)細胞)、マウスL細胞,マウスAtT-20、マウスミエローマ細胞、ラットGH3、ヒトFL細胞、ヒトHEK293細胞などが挙げられる。または、上記抗体産生細胞は微生物(Escherichia属菌、Bacillus属菌、酵母など)、鳥類細胞、または昆虫細胞であってもよい。   In the present specification, the “antibody-producing cell” is not particularly limited as long as it has antibody-producing ability. For example, it may be a human or other mammals (eg, rat, mouse, rabbit, cow, monkey, pig, horse, sheep, goat, dog, cat, guinea pig, hamster, etc.). Examples of mammalian cells include monkey cell COS-7, Vero, Chinese hamster cell CHO (CHO cell), dhfr gene-deficient Chinese hamster cell CHO (CHO (dhfr) cell), mouse L cell, mouse AtT-20, mouse Examples include myeloma cells, rat GH3, human FL cells, and human HEK293 cells. Alternatively, the antibody-producing cells may be microorganisms (Escherichia, Bacillus, yeast, etc.), bird cells, or insect cells.

なお、抗体をコードするポリヌクレオチドの、細胞への導入と抗体の生産は、当該技術分野で公知の方法に従って行うことができる。ポリヌクレオチドの細胞への導入方法として例えば、リン酸カルシウム法、リポフェクション法、エレクトロポレーション法、アデノウイルスによる方法、レトロウイルスによる方法、またはマイクロインジェクションなどを使用できる[改訂第4版 新 遺伝子工学ハンドブック, 羊土社(2003):152-179.]。抗体の細胞を用いた生産方法としては、例えば、[タンパク質実験ハンドブック,羊土社(2003):128-142.]、[Shimamoto et al., Biologicals. 2005 Sep;33(3):169-174.]に記載の方法を使用できる。なおポリヌクレオチドは、一般にベクターまたはプラスミドと総称される形態で使用することができる。ポリヌクレオチドをプラスミドに連結させて使用する際には、例えば、大腸菌由来のプラスミド(例、pBR322、pBR325、pUC12、pUC13)、枯草菌由来のプラスミド(例、pUB110、pTP5、pC194)、酵母由来プラスミド(例、pSH19、pSH15)、λファージなどのバクテリオファージ、レトロウイルス、ワクシニアウイルス、バキュロウイルスなどの動物ウイルスなどの他、pA1-11、pXT1、pRc/CMV、pRc/RSV、pcDNAI/Neoなどを用いることができる。   The introduction of the polynucleotide encoding the antibody into the cell and the production of the antibody can be performed according to methods known in the art. For example, the calcium phosphate method, lipofection method, electroporation method, adenovirus method, retrovirus method, or microinjection can be used as a method for introducing a polynucleotide into a cell [Revised 4th edition, New Genetic Engineering Handbook, sheep] Tsuchiya (2003): 152-179.]. Examples of production methods using antibody cells include, for example, [Protein Experiment Handbook, Yodosha (2003): 128-142.], [Shimamoto et al., Biologicals. 2005 Sep; 33 (3): 169-174. .] Can be used. The polynucleotide can be used in a form generally called a vector or a plasmid. When the polynucleotide is used by ligating to a plasmid, for example, a plasmid derived from E. coli (eg, pBR322, pBR325, pUC12, pUC13), a plasmid derived from Bacillus subtilis (eg, pUB110, pTP5, pC194), a plasmid derived from yeast (Eg, pSH19, pSH15), bacteriophages such as lambda phage, animal viruses such as retrovirus, vaccinia virus, baculovirus, etc., pA1-11, pXT1, pRc / CMV, pRc / RSV, pcDNAI / Neo, etc. Can be used.

また細胞を用いて産生された抗体は、当該技術分野において公知の方法を用いて精製することができる。抗体の精製方法は、例えば、硫酸アンモニウムまたはエタノール沈殿、プロテインA、プロテインG、ゲルろ過クロマトグラフィー、陰イオンまたは陽イオン交換クロマトグラフィー、ホスホセルロースクロマトグラフィー、疎水性相互作用クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー、ヒドロキシルアパタイトクロマトグラフィー、およびレクチンクロマトグラフィーなどを用いて達成され得る(タンパク質実験ハンドブック, 羊土社(2003):27-52.)。   In addition, antibodies produced using cells can be purified using methods known in the art. Examples of antibody purification methods include ammonium sulfate or ethanol precipitation, protein A, protein G, gel filtration chromatography, anion or cation exchange chromatography, phosphocellulose chromatography, hydrophobic interaction chromatography, affinity chromatography, hydroxyl chromatography, It can be achieved using apatite chromatography, lectin chromatography and the like (Protein Experiment Handbook, Yodosha (2003): 27-52.).

なお、本明細書において「複製物」とは、複製物を作製するきっかけとなる化合物(以下「親化合物」と称することもある)が存在し、且つその親化合物に対して特定の性質を比べたときに、同一または実質的に同一の性質を示す化合物のことを意味する。また、親化合物が抗体、蛋白質、核酸、糖鎖、または低分子化合物の場合、対応する複製物はそれぞれ抗体、蛋白質、核酸、糖鎖、または低分子化合物の形態をしている。例えば、親抗体が膜蛋白質のループ部分を認識する抗体であれば、複製物も膜蛋白質のループ部分を認識する抗体である。上記複製物の構造は、上述の定義の範囲内であれば特に限定しない。なお、化合物とは2種類以上の元素からできている物質のことである。   In this specification, the “replica” means that there is a compound (hereinafter sometimes referred to as “parent compound”) that triggers the creation of a copy, and the specific properties of the parent compound are compared. Mean compounds having the same or substantially the same properties. When the parent compound is an antibody, protein, nucleic acid, sugar chain, or low molecular weight compound, the corresponding replica is in the form of an antibody, protein, nucleic acid, sugar chain, or low molecular weight compound. For example, if the parent antibody is an antibody that recognizes the loop portion of the membrane protein, the replica is also an antibody that recognizes the loop portion of the membrane protein. The structure of the duplicate is not particularly limited as long as it is within the above definition. A compound is a substance made of two or more elements.

例えば、親化合物が抗体(以下「親抗体」と称することもある)で複製物が抗体の場合には、親抗体と複製物の特定の性質を比べたときに、その性質が同一または実質的に同一であれば、複製物のアミノ酸配列は限定されない。なおこのとき、親抗体の重鎖CDRに対して、複製物の重鎖CDRは80%以上の相同性を有していることが好ましい。または、複製物の重鎖CDRは、親抗体の重鎖CDRのアミノ酸配列において1若しくは数個の塩基が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列を有していても良い。または、複製物の重鎖CDRは、親抗体の重鎖CDRをコードする塩基配列に相補的な塩基配列からなる核酸に対して、ストリンジェントな条件でハイブリダイズする核酸の塩基配列にコードされるアミノ酸配列を有していても良い。なぜならば、重鎖CDRは抗体の抗原に対する特異性を決める上で最も重要な部位であり、加えて、上記の条件のように一定以上の類似構造を有する抗体同士は、機能的な差異が生じにくいことが知られているためである。なお、抗体の軽鎖CDR、重鎖FR、または軽鎖FR等のアミノ酸配列においても、上記の重鎖CDR程ではないが抗体の特性に関与しうる領域であるため、複製物と親抗体の該当領域が一定以上の類似構造を有していることが好ましい。また、ここでは抗体の構造をアミノ酸配列で表したが、塩基配列で表した場合であっても基本的には同様である。抗体や蛋白質をコードする塩基配列は、縮重のために、アミノ酸配列よりも広範な配列を取り得ることが知られている。   For example, when the parent compound is an antibody (hereinafter also referred to as “parent antibody”) and the replica is an antibody, the specific properties of the parent antibody and the replica are compared or substantially the same. As long as they are identical, the amino acid sequence of the replica is not limited. At this time, it is preferable that the heavy chain CDR of the replica has 80% or more homology with respect to the heavy chain CDR of the parent antibody. Alternatively, the heavy chain CDR of the replica may have an amino acid sequence in which one or several bases are deleted, substituted or added in the amino acid sequence of the heavy chain CDR of the parent antibody. Alternatively, the heavy chain CDR of the replica is encoded by the base sequence of a nucleic acid that hybridizes under stringent conditions to a nucleic acid consisting of a base sequence complementary to the base sequence encoding the heavy chain CDR of the parent antibody. It may have an amino acid sequence. This is because the heavy chain CDR is the most important site for determining the specificity of an antibody for an antigen. In addition, there is a functional difference between antibodies having a certain similar structure or more as in the above conditions. This is because it is known that it is difficult. The amino acid sequence of the antibody light chain CDR, heavy chain FR, light chain FR, etc. is also a region that can be involved in the characteristics of the antibody, although not as much as the above heavy chain CDR. It is preferable that the corresponding region has a certain structure or more. In addition, although the structure of the antibody is represented here by an amino acid sequence, the same applies basically even when represented by a base sequence. It is known that a base sequence encoding an antibody or protein can take a wider range than an amino acid sequence due to degeneracy.

ここで上記「80%以上」は好ましくは85%以上であり、より好ましくは90%以上であり、さらに好ましくは95%以上であり、最も好ましくは98%以上である。なぜならば、相同性が高いほど、親化合物と複製物が近似した特性を有していることになるからである。また上記「1若しくは数個」は好ましくは50個以下であり、より好ましくは30個以下であり、より好ましくは15個以下であり、より好ましくは10個以下であり、より好ましくは5個以下であり、より好ましくは4個以下であり、より好ましくは3個以下であり、より好ましくは2個以下であり、さらに好ましくは1個である。なぜならば、欠失、置換若しくは付加が少ないほど、親化合物と複製物が近似した特性を有していることになるからである。なお、ここでは複製物として抗体を例にしたが、核酸、ペプチド、ポリペプチド、糖鎖、または低分子化合物であっても、複製物と親化合物が一定以上の類似構造を有していることが好ましい。   Here, “80% or more” is preferably 85% or more, more preferably 90% or more, further preferably 95% or more, and most preferably 98% or more. This is because the higher the homology is, the closer the parent compound and the duplicate have characteristics. The “one or several” is preferably 50 or less, more preferably 30 or less, more preferably 15 or less, more preferably 10 or less, more preferably 5 or less. More preferably, it is 4 or less, more preferably 3 or less, more preferably 2 or less, and still more preferably 1. This is because the smaller the number of deletions, substitutions or additions, the closer the parent compound and the duplicate have characteristics. In this example, an antibody is taken as an example of a replica. However, even if it is a nucleic acid, peptide, polypeptide, sugar chain, or low molecular weight compound, the replica and the parent compound must have a certain structure or more. Is preferred.

また、上記「1若しくは数個」のアミノ酸が別のアミノ酸に置換している場合には、アミノ酸側鎖の性質が保存されている別のアミノ酸に置換していることが好ましい。例えばアミノ酸側鎖の性質としては、疎水性アミノ酸(A、I、L、M、F、P、W、Y、V)、親水性アミノ酸(R、D、N、C、E、Q、G、H、K、S、T)、脂肪族側鎖を有するアミノ酸(G、A、V、L、I、P)、水酸基含有側鎖を有するアミノ酸(S、T、Y)、硫黄原子含有側鎖を有するアミノ酸(C、M)、カルボン酸及びアミド含有側鎖を有するアミノ酸(D、N、E、Q)、塩基含有側鎖を有するアミノ酸(R、K、H)、および、芳香族含有側鎖を有するアミノ酸(H、F、Y、W)を挙げることができる(括弧内はいずれもアミノ酸の一文字標記を表す)。これらの各グループ内のアミノ酸同士の置換は保存的置換と総称される。あるアミノ酸配列に対する1または複数個のアミノ酸残基の欠失、付加、または他のアミノ酸による置換により修飾されたアミノ酸配列を有するポリペプチドがその生物学的活性を維持することはすでに知られている(Mark et al., Proc Natl Acad Sci U S A. 1984 Sep;81(18):5662-5666.、Zoller et al., Nucleic Acids Res. 1982 Oct 25;10(20):6487-6500.、Wang et al., Science. 1984 Jun 29;224(4656):1431-1433.)。   When the “one or several” amino acids are substituted with another amino acid, the amino acid side chain is preferably substituted with another amino acid that preserves the properties of the amino acid side chain. For example, amino acid side chain properties include hydrophobic amino acids (A, I, L, M, F, P, W, Y, V), hydrophilic amino acids (R, D, N, C, E, Q, G, H, K, S, T), amino acids having aliphatic side chains (G, A, V, L, I, P), amino acids having hydroxyl group-containing side chains (S, T, Y), sulfur atom-containing side chains Amino acids (C, M) having carboxylic acids and amide-containing side chains (D, N, E, Q), amino acids having base-containing side chains (R, K, H), and aromatic-containing sides Amino acids having a chain (H, F, Y, W) can be mentioned (the parentheses indicate single letter symbols of amino acids). Substitutions between amino acids within each of these groups are collectively referred to as conservative substitutions. It is already known that a polypeptide having an amino acid sequence modified by deletion, addition or substitution by one or more amino acid residues with respect to a certain amino acid sequence maintains its biological activity. (Mark et al., Proc Natl Acad Sci US A. 1984 Sep; 81 (18): 5662-5666., Zoller et al., Nucleic Acids Res. 1982 Oct 25; 10 (20): 6487-6500., Wang et al., Science. 1984 Jun 29; 224 (4656): 1431-1433.).

また上記複製物は、上述の定義の範囲内であれば、親化合物の誘導体(derivative)を含む。本明細書において「誘導体」は、ある有機化合物を母体として考えたとき、官能基の導入、酸化、還元、または原子の置き換えもしくは原子の付加などによって、母体の構造や性質を大幅に変えない程度の改変がなされた化合物のことを意味する。なおその改変は実際の化学反応として行えることもあるが、机上のものでも構わない。また上記誘導体は、親化合物の塩、溶媒和物、異性体、またはプロドラッグ等(例えばエステル)の形態を含む。さらに上記誘導体は、被験体に投与すると、親化合物またはその活性代謝物もしくはその残基を(直接的または間接的に)提供される任意の他の化合物を含む。そしてこのような誘導体は、当業者であれば過度の実験を行なうことなく得ることができる。例えば、[Burger's Medicinal Chemistry And Drug Discovery, 5th Edition, Vol 1: Principles and Practice]を参照できる。なお上記誘導体の形態としては、好ましくは親化合物の塩または溶媒和物である。また上記誘導体は、好ましくは薬理的に許容される誘導体である。The replica also includes a derivative of the parent compound within the above definition. In this specification, a “derivative” refers to a degree that does not significantly change the structure and properties of a matrix by introducing a functional group, oxidation, reduction, substitution of atoms or addition of atoms when an organic compound is considered as a matrix. Means a compound having been modified. The modification may be performed as an actual chemical reaction, but it may be performed on a desk. In addition, the derivative includes a salt, solvate, isomer, prodrug, and the like (for example, ester) of the parent compound. Furthermore, the derivatives include any other compound that is provided (directly or indirectly) with the parent compound or an active metabolite thereof or residue thereof when administered to a subject. Such a derivative can be obtained by those skilled in the art without undue experimentation. For example, [Burger's Medicinal Chemistry And Drug Discovery, 5 th Edition, Vol 1: Principles and Practice] can refer to. The derivative is preferably a parent salt or solvate. The above derivatives are preferably pharmacologically acceptable derivatives.

本明細書において「塩」は、特に限定されないが、例えば任意の酸性(例えばカルボキシル)基で形成されるアニオン塩、または任意の塩基性(例えばアミノ)基で形成されるカチオン塩である。塩類には無機塩および有機塩を含み、[Berge,BighleyおよびMonkhouse、 J.Pharm.Sci., 1977, 66, 1-19]に記載されている塩が含まれる。本明細書において「溶媒和物」は、溶質および溶媒によって形成される化合物である。溶媒和物については例えば、[J.Honig et al., The Van Nostrand Chemist’s Dictionary P650 (1953)]を参照できる。溶媒が水であれば形成される溶媒和物は水和物である。この溶媒は、溶質の生物活性を妨げないものが好ましい。そのような好ましい溶媒の例として、限定するものではないが、水、エタノール、および酢酸が挙げられる。最も好ましい溶媒は、水である。本明細書において「異性体」は、分子式は同一だが構造が異なる分子を含む。鏡像異性体(エナンチオマー)、幾何(シス/トランス)異性体、または相互に鏡像ではない不斉中心を1個以上有する異性体(ジアステレオマー)を含む。本明細書において「プロドラッグ」は、前駆体である化合物であって、その化合物を被験体へ投与した際に、代謝過程または種々化学反応によって化学的変化を起こし、親化合物またはその塩もしくはその溶媒和物をもたらす化合物を含む。プロドラッグについては、例えば[T. Higuchi and V. Stella, “Pro-Drugs as Novel Delivery Systems”, A.C.S. Symposium Series, Volume 14]を参照できる。   In the present specification, the “salt” is not particularly limited, but is, for example, an anion salt formed with an arbitrary acidic (for example, carboxyl) group, or a cationic salt formed with an arbitrary basic (for example, amino) group. Salts include inorganic and organic salts, including those described in [Berge, Bighley and Monkhouse, J. Pharm. Sci., 1977, 66, 1-19]. As used herein, a “solvate” is a compound formed by a solute and a solvent. As for the solvate, for example, [J. Honig et al., The Van Nostrand Chemist's Dictionary P650 (1953)] can be referred to. If the solvent is water, the solvate formed is a hydrate. This solvent is preferably one that does not interfere with the biological activity of the solute. Examples of such preferred solvents include, without limitation, water, ethanol, and acetic acid. The most preferred solvent is water. As used herein, “isomer” includes molecules having the same molecular formula but different structures. Includes enantiomers (enantiomers), geometric (cis / trans) isomers, or isomers having one or more asymmetric centers that are not mirror images of one another (diastereomers). As used herein, a “prodrug” is a compound that is a precursor and undergoes a chemical change by metabolic processes or various chemical reactions when the compound is administered to a subject, and the parent compound or a salt thereof or a salt thereof Includes compounds that yield solvates. Regarding prodrugs, for example, [T. Higuchi and V. Stella, “Pro-Drugs as Novel Delivery Systems”, A.C.S. Symposium Series, Volume 14] can be referred to.

また上記誘導体は、親化合物に対して、PubChemのCompound Structure Searchの類似度(tanimoto係数)を適用したときに80%以上の構造を有していても良い。なお、誘導体に含める上記類似度の下限値は特に限定されないが、好ましくは85%以上であり、より好ましくは90%以上であり、さらに好ましくは95%以上であり、最も好ましくは98%以上である。なぜならば、類似度が大きいほど、親化合物と複製物が近似した特性を有していることになるからである。なお、tanimoto係数の計算式は、ケモインフォマティクスの分野では最も頻繁に使われる権威ある化合物同士の類似係数である。tanimoto係数の計算式に関してはPubChemのWEBサイト(http://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/)から参照可能である。   The derivative may have a structure of 80% or more when the similarity (tanimoto coefficient) of PubChem's Compound Structure Search is applied to the parent compound. The lower limit of the similarity included in the derivative is not particularly limited, but is preferably 85% or more, more preferably 90% or more, still more preferably 95% or more, and most preferably 98% or more. is there. This is because the higher the similarity is, the closer the parent compound and the duplicate have characteristics. It should be noted that the tanimoto coefficient calculation formula is a similarity coefficient between the authoritative compounds most frequently used in the field of chemoinformatics. The tanimoto coefficient calculation formula can be referenced from the PubChem website (http://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/).

本明細書において「相同性」とは、2つもしくは複数間のアミノ酸配列の同一のアミノ酸数の割合を、当該技術分野で公知の方法に従って算定したものである。割合を算定する前には、比較するアミノ酸配列群のアミノ酸配列を整列させ、同一の割合を最大にするために必要である場合はアミノ酸配列の一部に間隙を導入する。また、いかなる保存的置換も同一と考えない。また、最適に整列した状態において、オーバーラップするアミノ酸を含めた全アミノ酸残基に対する、同一のアミノ酸数の割合を意味する。整列のための方法、割合の算定方法、およびそれらに関連するコンピュータプログラムは、当該技術分野で従来からよく知られており、一般的な配列分析プログラム(例えば、GENETYX、GeneChip Sequence Analysisなど)を使用して測定することができる。また「相同性」は、2つもしくは複数間のDNA鎖、または2つもしくは複数間のRNA鎖において、同一の塩基の割合を、上記と同様に当該技術分野で公知の方法に従って算定したものである。   As used herein, “homology” is a ratio of the number of identical amino acids in an amino acid sequence between two or more amino acids calculated according to a method known in the art. Before calculating the ratio, the amino acid sequences of the amino acid sequences to be compared are aligned, and a gap is introduced into a part of the amino acid sequence if necessary to maximize the same ratio. Nor do any conservative substitutions be considered identical. Further, it means the ratio of the same number of amino acids to all amino acid residues including overlapping amino acids in an optimally aligned state. Alignment methods, percentage calculation methods, and related computer programs are well known in the art and use common sequence analysis programs (eg GENETYX, GeneChip Sequence Analysis, etc.) Can be measured. In addition, “homology” is obtained by calculating the ratio of the same base in two or more DNA strands or two or more RNA strands according to a method known in the art as described above. is there.

本明細書において「ストリンジェントな条件」とは、例えば(1)洗浄のための低イオン強度と高温度、例えば、50℃において0.015Mの塩化ナトリウム/0.0015Mのクエン酸ナトリウム/0.1%のドデシル硫酸ナトリウムを用いる、(2)ハイブリダイゼーション中にホルムアミド等の変性剤、例えば、42℃において50%(vol/vol)ホルムアミドと0.1%ウシ血清アルブミン/0.1%フィコール/0.1%ポリビニルピロリドン/50mMリン酸ナトリウムバッファー(pH6.5)、および750mMの塩化ナトリウム、75mMクエン酸ナトリウムを用いる、または(3)42℃において50%ホルムアミド、5×SSC(0.75MのNaCl、0.075Mのクエン酸ナトリウム)、50mMのリン酸ナトリウム(pH6.8)、0.1%のピロリン酸ナトリウム、5×デンハート液、超音波処理サケ精子DNA(50μg/ml)、0.1%SDS、および10%のデキストラン硫酸と、42℃において0.2×SSC(塩化ナトリウム/クエン酸ナトリウム)中での洗浄および55℃のホルムアミド、次いで55℃におけるEDTAを含む0.1×SSCにてストリンジェントな洗浄を含む条件であっても良い。また中程度にストリンジェントな条件の例は、20%ホルムアミド、5×SSC、50mMリン酸ナトリウム(pH7.6)、5×デンハート液、10%デキストラン硫酸、および20mg/mlの変性剪断サケ精子DNAを含む溶液中において、37℃で一晩インキュベーション、次いで1×SSC中37〜50℃でのフィルターの洗浄のような条件である。なお、ハイブリダイゼーション反応のストリンジェンシーは、当業者によって容易に決定でき、一般的にプローブ長、洗浄温度、および塩濃度に依存する。一般に、長いプローブは適当なアニーリングのために高温を必要とし、短いプローブは低温を必要とする。また一般に、ストリンジェンシーは塩濃度に逆比例する。   In this specification, “stringent conditions” means, for example, (1) low ionic strength and high temperature for washing, for example, 0.015 M sodium chloride / 0.0015 M sodium citrate / 0.005 at 50 ° C. Using 1% sodium dodecyl sulfate, (2) denaturing agents such as formamide during hybridization, eg 50% (vol / vol) formamide and 0.1% bovine serum albumin / 0.1% ficoll / 42 ° C. With 0.1% polyvinylpyrrolidone / 50 mM sodium phosphate buffer (pH 6.5) and 750 mM sodium chloride, 75 mM sodium citrate, or (3) 50% formamide, 5 × SSC (0.75 M NaCl, 0.075 M sodium citrate), 50 mM sodium phosphate (PH 6.8), 0.1% sodium pyrophosphate, 5 × Denhardt's solution, sonicated salmon sperm DNA (50 μg / ml), 0.1% SDS, and 10% dextran sulfate at 0 ° C. at 42 ° C. Conditions may include stringent washing with 0.1 × SSC containing EDTA at 55 ° C. followed by washing in 2 × SSC (sodium chloride / sodium citrate) and 55 ° C. formamide. Examples of moderately stringent conditions are 20% formamide, 5 × SSC, 50 mM sodium phosphate (pH 7.6), 5 × Denhart solution, 10% dextran sulfate, and 20 mg / ml denatured sheared salmon sperm DNA. Conditions such as overnight incubation at 37 ° C. in a solution containing, followed by washing of the filter at 37-50 ° C. in 1 × SSC. The stringency of the hybridization reaction can be easily determined by those skilled in the art and generally depends on the probe length, the washing temperature, and the salt concentration. In general, longer probes require higher temperatures for proper annealing, and shorter probes require lower temperatures. In general, stringency is inversely proportional to salt concentration.

本明細書においてポリヌクレオチドに適用される場合の「ハイブリダイズ」とは、ヌクレオチドの塩基間の水素結合等によってヌクレオチド間の対ができる性質のことを表す。塩基対はワトソン・クリック型塩基対、フーグスティーン型塩基対、または任意の他の配列特異的な形で生じうる。   As used herein, “hybridization” as applied to a polynucleotide refers to the property of allowing pairing between nucleotides by hydrogen bonding between nucleotide bases. Base pairs can occur in Watson-Crick base pairs, Hoogsteen base pairs, or any other sequence specific form.

本明細書において抗原抗体反応における「認識する」とは、抗体工学分野で通常用いられる意味で使用できる。例えば、抗体が結合するために接触する行為を含む。   In the present specification, “recognition” in an antigen-antibody reaction can be used in the meaning usually used in the field of antibody engineering. For example, it includes the act of contacting the antibody for binding.

本明細書において「結合性を有しない」とは、生命工学分野で通常用いられる意味で使用できる。また、結合性が顕著に低いこと、またはin vitro実験において無視できる程度に結合量が低いことを意味している。例えば、被検物質が対象物質への結合性を有しない場合とは、被検物質が対象物質に結合する分子数が、対象物質に結合性を有するコントロール化合物の場合に比べて、顕著に少ない場合を含む。この「顕著に」の程度は分子数の調査手法にもよるが、例えば0.5倍以下に設定してもよく、0.3倍以下に設定してもよく、0.1倍以下に設定してもよく、0.05倍以下に設定してもよく、0.01倍以下に設定してもよい。分子数の調査手法としては、例えばウエスタンブロッティング、質量分析法、または分子間相互作用解析等を挙げることができる。または、被検物質が対象物質への結合性を有しない場合とは、被検物質が対象物質に結合する分子数が、コントロール化合物の場合に比べて、有意差が認められる程に少ないかどうかで判定しても良い。有意差があるかどうかの判定としては、例えば母集団が正規分布に従うと仮定できる場合にはパラメトリック検定であるスチューデントのt検定(Student’s t-test)において有意差があれば好ましい。即ち、スチューデントのt検定において片側検定でp<0.05となればよく、より好ましくは片側検定でp<0.03となればよく、最も好ましくは片側検定でp<0.01となればよい。なお、スチューデントのt検定は特に片側検定に限定するわけではなく、両側検定で行っても良い。さらに、母集団が正規分布に従うと仮定できない場合には、ノンパラメトリック検定として、マン・ホイットニーのU検定などを行って有意差の有無を検定してもよい。   In the present specification, “having no binding” can be used in the meaning usually used in the field of biotechnology. It also means that the binding is remarkably low or the binding amount is negligibly small in in vitro experiments. For example, when the test substance does not have the binding property to the target substance, the number of molecules that the test substance binds to the target substance is significantly less than that of the control compound having the binding ability to the target substance. Including cases. The degree of “remarkably” depends on the method for investigating the number of molecules, but may be set to 0.5 times or less, 0.3 times or less, or 0.1 times or less, for example. Alternatively, it may be set to 0.05 times or less, or may be set to 0.01 times or less. Examples of the method for investigating the number of molecules include Western blotting, mass spectrometry, and intermolecular interaction analysis. Or, when the test substance does not have binding properties to the target substance, whether the number of molecules that the test substance binds to the target substance is so small that a significant difference is observed compared to the control compound. You may judge with. For determination of whether there is a significant difference, for example, when it can be assumed that the population follows a normal distribution, it is preferable that there is a significant difference in Student's t-test, which is a parametric test. That is, in the Student's t-test, one-sided test should be p <0.05, more preferably one-sided test should be p <0.03, and most preferably one-sided test should be p <0.01. Good. The student t-test is not limited to a one-sided test, but may be a two-sided test. Further, when it cannot be assumed that the population follows a normal distribution, the presence or absence of a significant difference may be tested by performing a Mann-Whitney U test as a nonparametric test.

<実施形態5:リポソーム-ELISA法による機能性抗体のスクリーニング方法等>
本発明の他の実施形態は、リポソーム/膜蛋白質複合体であって、固相担体と、上記固相担体に結合しているリポソームと、上記リポソームに埋め込まれている膜蛋白質と、を備え、上記膜蛋白質の少なくとも一部が、リポソームの外側表面に露出しており、機能性抗体をスクリーニングする際に用いられる、リポソーム/膜蛋白質複合体である。ここで、上記の機能性抗体とは、膜蛋白質の野生型に対して結合性を有し、膜蛋白質のループ部分変異型に対して結合性を有しない抗体、膜蛋白質に対する解離定数が1.0×10−8M以下の抗体、膜蛋白質と抗体を合わせた全体の親水性領域を拡大させる抗体、および膜蛋白質と抗体を合わせた全体の熱安定性を高める抗体、からなる群から選ばれる1種以上の抗体のことを表す。このリポソーム/膜蛋白質複合体は、後述する実施例で実証されているように、機能性抗体をスクリーニングする際に好適に使用できる。
<Embodiment 5: Functional antibody screening method by liposome-ELISA method, etc.>
Another embodiment of the present invention is a liposome / membrane protein complex comprising a solid phase carrier, a liposome bound to the solid phase carrier, and a membrane protein embedded in the liposome, At least a part of the membrane protein is exposed on the outer surface of the liposome, and is a liposome / membrane protein complex used for screening functional antibodies. Here, the above-mentioned functional antibody is an antibody having a binding property to the wild type of the membrane protein and having no binding property to the loop partial mutant of the membrane protein, and a dissociation constant for the membrane protein is 1. Selected from the group consisting of an antibody of 0 × 10 −8 M or less, an antibody that expands the entire hydrophilic region combining the membrane protein and the antibody, and an antibody that increases the overall thermal stability of the combined membrane protein and the antibody Represents one or more antibodies. This liposome / membrane protein complex can be suitably used for screening functional antibodies, as demonstrated in the examples described later.

また本発明の他の実施形態は、抗体産生細胞から被検抗体を作製する工程と、上記のリポソーム/膜蛋白質複合体に対する上記被検抗体の結合性を検査し、上記のリポソーム/膜蛋白質複合体に結合性を有するリポソーム/膜蛋白質複合体結合性抗体を選抜する工程、を含む、機能性抗体のスクリーニング方法である。このスクリーニング方法を利用すれば、後述する実施例で実証されているように、機能性抗体を効率よくスクリーニングすることができる。   In another embodiment of the present invention, a test antibody is produced from antibody-producing cells, and the binding property of the test antibody to the liposome / membrane protein complex is examined, and the liposome / membrane protein complex is obtained. A method for screening a functional antibody, comprising a step of selecting a liposome / membrane protein complex-binding antibody having binding property to a body. By using this screening method, functional antibodies can be efficiently screened as demonstrated in the examples described later.

またこの機能性抗体のスクリーニング方法は、上記膜蛋白質またはその複製物を変性させ、変性型膜蛋白質を調整する工程と、上記変性型膜蛋白質に対する、上記被検抗体または上記リポソーム/膜蛋白質複合体結合性抗体の結合性を検査し、上記リポソーム/膜蛋白質複合体に結合性を有し、上記変性型膜蛋白質に結合性を有しない抗体を選抜する工程と、をさらに含んでいてもよい。このスクリーニング方法を利用すれば、後述する実施例で実証されているように、機能性抗体を精度よくスクリーニングすることができる。加えて、抗原の立体構造を認識する特徴を有する機能性抗体を、高い精度でスクリーニングできる。   The functional antibody screening method includes a step of modifying the membrane protein or a replica thereof to prepare a modified membrane protein, and the test antibody or the liposome / membrane protein complex against the modified membrane protein. The method may further comprise a step of examining the binding property of the binding antibody and selecting an antibody having binding property to the liposome / membrane protein complex and not binding to the modified membrane protein. By using this screening method, functional antibodies can be screened with high accuracy as demonstrated in the examples described later. In addition, functional antibodies having a feature that recognizes the three-dimensional structure of an antigen can be screened with high accuracy.

また本発明の他の実施形態は、抗体の生産方法であって、上記のスクリーニング方法によって機能性抗体をスクリーニングする工程と、スクリーニングされた機能性抗体の、複製物を作製する工程と、を含む、機能性抗体の生産方法である。この生産方法を利用すれば、後述する実施例で実証されているように、機能性抗体を効率よく生産することができる。例えば、後述する実施例の(3−3−1)においては、スクリーニングによって選抜された機能性抗体の複製物を、マウスで腹水化することによって作製している。この複製物は、スクリーニングによって選抜された抗体と同一、または実質的に同一の特性を有しているため、この生産方法によって機能性抗体を効率よく生産できることになる。   Another embodiment of the present invention is a method for producing an antibody, the method comprising screening a functional antibody by the screening method described above, and producing a replica of the screened functional antibody. This is a method for producing a functional antibody. If this production method is used, a functional antibody can be produced efficiently as demonstrated in the examples described later. For example, in Example (3-3-1) described later, a replica of a functional antibody selected by screening is produced by ascites in a mouse. Since this replica has the same or substantially the same characteristics as the antibody selected by screening, functional antibodies can be efficiently produced by this production method.

また、上記複製物は、上記の機能性抗体のスクリーニング方法において、被検抗体を作製するために使用した抗体産生細胞を用いて作製される複製物であっても良い。この場合、選抜された機能性抗体の複製物を、すでに研究者が所有している細胞から生産することができるため、効率的な生産方法であるといえる。例えば、後述する実施例の(3−3−1)において、腹水化に使用した細胞は、その前工程である(2−1)で使用したハイブリドーマのひとつである。   The replica may be a replica prepared using the antibody-producing cells used for preparing the test antibody in the functional antibody screening method. In this case, it can be said that this is an efficient production method because a copy of the selected functional antibody can be produced from cells already owned by the researcher. For example, in (3-3-1) of Examples described later, the cell used for ascites is one of the hybridomas used in (2-1) which is the previous step.

また、上記複製物は、上記の機能性抗体のスクリーニング方法において、被検抗体を作製するために使用した抗体産生細胞が含有する、機能性抗体のアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチド、またはその機能的変異体、を導入した細胞を使用して作製される複製物であっても良い。この生産方法は効率的な生産方法である。またこの生産方法を用いれば、抗体を産生する細胞に、抗体産生効率の良い細胞など、所望の細胞を使用することが可能である。   The replica is a polynucleotide encoding an amino acid sequence of a functional antibody, which is contained in the antibody-producing cell used for preparing the test antibody in the functional antibody screening method, or a functional product thereof. It may be a replica produced using a cell into which the mutant has been introduced. This production method is an efficient production method. Moreover, if this production method is used, it is possible to use desired cells, such as cells with high antibody production efficiency, as cells that produce antibodies.

ここで、得られる機能性抗体が膜蛋白質の野生型に対して結合性を有し、膜蛋白質のループ部分変異型に対して結合性を有しない特性を有している場合には、ループ部分を認識している抗体であると考えられる。そのためこの場合、得られる機能性抗体は上述したようなループ部分を認識している抗体に特有の効果を持った抗体であると考えられる。   Here, when the functional antibody to be obtained has a property of binding to the wild type of the membrane protein and not binding to the loop portion mutant of the membrane protein, the loop portion It is considered that the antibody recognizes. Therefore, in this case, the obtained functional antibody is considered to be an antibody having an effect specific to the antibody recognizing the loop portion as described above.

また、得られる機能性抗体が、膜蛋白質に対する膜蛋白質に対する解離定数が1.0×10−8M以下の特性を有している場合には、抗原との親和性が従来の方法で得られる抗体に比べて高い抗体であるといえる。この場合、得られる機能性抗体は親和性が高いため、診断薬や医薬品として使用したときに、優れた効果を発揮することができると考えられる。また、膜蛋白質と共結晶化するための抗体として好適に使用できると考えられる。In addition, when the obtained functional antibody has a characteristic that the dissociation constant for the membrane protein is 1.0 × 10 −8 M or less, the affinity with the antigen can be obtained by a conventional method. It can be said that the antibody is higher than the antibody. In this case, since the obtained functional antibody has high affinity, it is considered that an excellent effect can be exhibited when used as a diagnostic agent or a pharmaceutical product. In addition, it is considered that it can be suitably used as an antibody for co-crystallization with a membrane protein.

また、得られる機能性抗体が、膜蛋白質と抗体を合わせた全体の親水性領域を拡大させる特性を有している場合には、膜蛋白質と共結晶化するための抗体として好適に使用できると考えられる。なぜならば、膜蛋白質は結晶化のために必要な親水的な表面が、界面活性剤で覆われている場合が多いため、親水性領域を拡大させることが膜蛋白質の結晶化において重要であると考えられるためである。   In addition, when the obtained functional antibody has the property of expanding the entire hydrophilic region combining the membrane protein and the antibody, it can be suitably used as an antibody for co-crystallization with the membrane protein. Conceivable. This is because membrane proteins are often covered with a surfactant on the hydrophilic surface necessary for crystallization, so it is important to expand the hydrophilic region in crystallization of membrane proteins. This is because it is considered.

また、得られる機能性抗体が、膜蛋白質と抗体を合わせた全体の熱安定性を高める特性を有している場合には、抗体と共結晶化するための抗体として好適に使用できると考えられる。なぜならば、膜蛋白質は、結晶化の作業工程において熱によって変性し、良質な結晶ができない場合があるため、熱安定性を高めることが膜蛋白質の結晶化において重要であると考えられるためである。   In addition, when the obtained functional antibody has the property of enhancing the overall thermal stability of the membrane protein and the antibody, it can be suitably used as an antibody for co-crystallization with the antibody. . This is because the membrane protein is denatured by heat in the crystallization work process and may not produce a good quality crystal, so it is considered that increasing the thermal stability is important in the crystallization of the membrane protein. .

本明細書において「ループ部分変異型」は、ループ部分のアミノ酸配列が野生型に比べて1アミノ酸以上異なり、且つ野生型とは異なる立体構造を有していることを意味する。   In the present specification, the “loop partial mutation type” means that the amino acid sequence of the loop part differs by one or more amino acids compared to the wild type and has a three-dimensional structure different from the wild type.

<実施形態6:リポソーム-ELISA法による化合物のスクリーニング>
本発明の他の実施形態は、膜蛋白質とともに共結晶化する化合物をスクリーニングする際に使用するリポソーム/膜蛋白質複合体であって、固相担体と、上記固相担体に結合しているリポソームと、上記リポソームに埋め込まれている膜蛋白質と、を備え、上記膜蛋白質の少なくとも一部が、リポソームの外側表面に露出しているリポソーム/膜蛋白質複合体である。該リポソーム/膜蛋白質複合体を用いてリポソーム-ELISA法を行うことで、膜蛋白質の天然型の立体構造に対して特異的に結合する化合物をスクリーニングできる効果がある。なぜならば、リポソーム中で膜蛋白質は天然型の立体構造を保っていると考えられるため、リポソーム-ELISA法によって得られた化合物の多くが、膜蛋白質の天然型の立体構造を認識していると考えられるためである。また、さらに変性ドットブロッティング法のような膜蛋白質の変性を伴う検出操作を行うことにより、膜蛋白質の天然型の立体構造を特異的に認識する化合物を、高い精度でスクリーニングできる効果がある。
<Embodiment 6: Screening of compounds by liposome-ELISA method>
Another embodiment of the present invention is a liposome / membrane protein complex used for screening a compound that co-crystallizes with a membrane protein, comprising a solid phase carrier and a liposome bound to the solid phase carrier. And a membrane protein embedded in the liposome, and at least a part of the membrane protein is a liposome / membrane protein complex exposed on the outer surface of the liposome. By performing the liposome-ELISA method using the liposome / membrane protein complex, there is an effect that a compound that specifically binds to the natural three-dimensional structure of the membrane protein can be screened. This is because membrane proteins are considered to maintain their natural three-dimensional structure in liposomes, and many of the compounds obtained by the liposome-ELISA method recognize the natural three-dimensional structure of membrane proteins. This is because it is considered. Further, by performing a detection operation involving denaturation of the membrane protein such as a denaturing dot blotting method, there is an effect that a compound specifically recognizing the natural three-dimensional structure of the membrane protein can be screened with high accuracy.

本明細書において、膜蛋白質とともに共結晶化する化合物は、膜蛋白質との共結晶化に使用できるのであれば、たとえば、核酸、ペプチド、糖であっても良い。後述する実施例より、膜蛋白質とともに共結晶化するために使用できる抗体が得られていることから、抗体であることが好ましい。   In the present specification, the compound that co-crystallizes with the membrane protein may be, for example, a nucleic acid, a peptide, or a sugar as long as it can be used for co-crystallization with the membrane protein. Since an antibody that can be used for co-crystallization with a membrane protein is obtained from the examples described later, an antibody is preferable.

<実施形態7:リポソーム-ELISA法による膜蛋白質のループ部分に対して特異的に結合する化合物のスクリーニング方法等>
本発明の他の実施形態は、リポソーム/膜蛋白質複合体であって、固相担体と、上記固相担体に結合しているリポソームと、上記リポソームに埋め込まれている膜蛋白質と、を備え、上記膜蛋白質の少なくとも一部が、リポソームの外側表面に露出しており、膜蛋白質のループ部分またはその立体構造に対して特異的に結合する化合物(以下「ループ部分結合化合物」)をスクリーニングする際に用いられる、リポソーム/膜蛋白質複合体である。このリポソーム/膜蛋白質複合体を用いてリポソーム-ELISA法を行うことで、ループ部分結合化合物をスクリーニングできると考えられる。例えば、後述する実施例では化合物の種類として抗体を使用し、リポソーム-ELISA法を行うことで、膜蛋白質のループ部分またはその立体構造に特異的に結合する抗体が実際に得られている。さらに、変性ドットブロッティング法のような膜蛋白質の変性を伴う検出操作を行うことにより、ループ部分の立体構造に特異的に結合する化合物を、高い精度でスクリーニングできる効果がある。なお、化合物が膜蛋白質のループ部分に特異的に結合する場合には、一次構造よりも立体構造に対して特異的に結合する方が好ましい。膜蛋白質の立体構造に対して特異的に結合する化合物は、膜蛋白質に対する結合特異性等の特性が、より優れていることが期待できるためである。
<Embodiment 7: Screening method for compound specifically binding to loop portion of membrane protein by liposome-ELISA method>
Another embodiment of the present invention is a liposome / membrane protein complex comprising a solid phase carrier, a liposome bound to the solid phase carrier, and a membrane protein embedded in the liposome, When screening for a compound that specifically exposes at least part of the membrane protein on the outer surface of the liposome and binds specifically to the loop portion of the membrane protein or its three-dimensional structure (hereinafter referred to as “loop portion binding compound”) Liposome / membrane protein complex used in It is considered that a loop partial binding compound can be screened by performing a liposome-ELISA method using this liposome / membrane protein complex. For example, in the examples described below, an antibody that specifically binds to a loop portion of a membrane protein or its three-dimensional structure is actually obtained by using a liposome-ELISA method using an antibody as the type of compound. Furthermore, by performing a detection operation involving denaturation of membrane protein such as the denaturing dot blotting method, there is an effect that a compound that specifically binds to the three-dimensional structure of the loop portion can be screened with high accuracy. When the compound specifically binds to the loop portion of the membrane protein, it is preferable to specifically bind to the three-dimensional structure rather than the primary structure. This is because a compound that specifically binds to the three-dimensional structure of the membrane protein can be expected to have better properties such as binding specificity to the membrane protein.

また本発明の他の実施形態は、上記のリポソーム/膜蛋白質複合体に対する被検化合物の結合性を検査し、上記のリポソーム/膜蛋白質複合体に結合性を有するリポソーム/膜蛋白質複合体結合性化合物を選抜する工程、を含む、ループ部分結合化合物のスクリーニング方法である。このスクリーニング方法を利用すれば、ループ部分結合化合物を、効率よくスクリーニングすることができると考えられる。例えば、後述する実施例では化合物の種類として抗体を使用し、このスクリーニング方法によって膜蛋白質のループ部分またはその立体構造に特異的に結合する抗体が実際に得られている。なお、この被検化合物は、膜蛋白質のループ部分に対して特異的に結合可能であれば限定されず、例えば、核酸、ペプチド、ポリペプチド、糖、低分子化合物、またはそれらの化合物ライブラリーであっても良い。   In another embodiment of the present invention, the binding property of the test compound to the above-mentioned liposome / membrane protein complex is examined, and the liposome / membrane protein complex binding property having binding property to the above-mentioned liposome / membrane protein complex. A method for screening a loop part binding compound, comprising a step of selecting a compound. By using this screening method, it is considered that the loop partial binding compound can be efficiently screened. For example, in the examples described below, an antibody is used as the type of compound, and an antibody that specifically binds to the loop portion of the membrane protein or its three-dimensional structure is actually obtained by this screening method. The test compound is not limited as long as it can specifically bind to the loop portion of the membrane protein. For example, the test compound is a nucleic acid, peptide, polypeptide, sugar, low molecular compound, or a compound library thereof. There may be.

またこのループ部分結合化合物のスクリーニング方法は、上記膜蛋白質またはその複製物を変性させ、変性型膜蛋白質を調整する工程と、上記変性型膜蛋白質に対する、上記被検化合物または上記リポソーム/膜蛋白質複合体結合性化合物の結合性を検査し、上記リポソーム/膜蛋白質複合体に結合性を有し、上記変性型膜蛋白質に結合性を有しない化合物を選抜する工程と、をさらに含んでいてもよい。このスクリーニング方法を利用すれば、膜蛋白質のループ部分の立体構造に対して特異的に結合する化合物を、高い精度でスクリーニングできると考えられる。例えば、後述する実施例では化合物の種類として抗体を使用し、このスクリーニング方法によって膜蛋白質のループ部分の立体構造に特異的に結合する抗体が実際に得られている。   Further, the screening method for the loop partial binding compound includes a step of modifying the membrane protein or a replica thereof to prepare a modified membrane protein, and the test compound or the liposome / membrane protein complex against the modified membrane protein. A step of examining the binding property of the body-binding compound, and selecting a compound having the binding property to the liposome / membrane protein complex and not binding to the modified membrane protein. . By using this screening method, it is considered that a compound that specifically binds to the three-dimensional structure of the loop portion of the membrane protein can be screened with high accuracy. For example, in the examples described below, an antibody is used as the type of compound, and an antibody that specifically binds to the three-dimensional structure of the loop portion of the membrane protein is actually obtained by this screening method.

また本発明の他の実施形態は、化合物の生産方法であって、上記のスクリーニング方法によってループ部分結合化合物をスクリーニングする工程と、スクリーニングされたループ部分結合化合物の、複製物を作製する工程と、を含む、ループ部分結合化合物の生産方法である。この生産方法を利用すれば、後述する実施例で実証されているように、ループ部分結合化合物を効率よく生産することができる。例えば、後述する実施例の(3−3−1)においては、化合物の種類として抗体を使用し、スクリーニングによって選抜された膜蛋白質のループ部分を認識する抗体の複製物を、マウスで腹水化することによって作製している。得られたループ部分結合化合物が低分子化合物の場合は、NMRやMS等の従来技術でその低分子化合物の特性を解析し、その解析情報をもとに複製物を作成可能である。または、その解析情報をもとに、化合物群の中から抽出可能である。   Another embodiment of the present invention is a method for producing a compound, the step of screening a loop part binding compound by the above screening method, the step of producing a duplicate of the screened loop part binding compound, A method for producing a loop portion binding compound comprising: If this production method is used, as demonstrated in the examples described later, it is possible to efficiently produce a loop partial binding compound. For example, in Example (3-3-1) described later, an antibody is used as the type of compound, and a replica of the antibody that recognizes the loop portion of the membrane protein selected by screening is ascitesed in a mouse. It is made by. When the obtained loop partial binding compound is a low molecular weight compound, the characteristics of the low molecular weight compound can be analyzed by conventional techniques such as NMR and MS, and a duplicate can be created based on the analysis information. Alternatively, it can be extracted from the compound group based on the analysis information.

また、実際には種々の要因が錯交するために一概には言えないが、上記のようなループ部分結合化合物は、ループ部分またはその立体構造に結合することで膜蛋白質の機能に影響を与える可能性がある。ループ部分結合化合物が膜蛋白質の機能に影響を与える場合、その効果を利用した医薬品またはその候補品として、上記のループ部分結合化合物を活用できると考えられる。   Furthermore, in reality, various factors are intermingled, so it cannot be said unconditionally. However, the above-mentioned loop part binding compound affects the function of membrane proteins by binding to the loop part or its three-dimensional structure. there is a possibility. When the loop partial binding compound affects the function of the membrane protein, it is considered that the above-mentioned loop partial binding compound can be used as a pharmaceutical or a candidate product utilizing the effect.

<実施形態8:A2a受容体結合性抗体>
本発明の他の実施形態は、A2a受容体の立体構造を認識する、A2a受容体結合性抗体である。このA2a受容体結合性抗体は、立体構造を認識しているため、A2a受容体と共結晶化するための抗体として好適に使用できると考えられる。またこのA2a受容体結合性抗体は、立体構造を認識しているため、高親和性等の優れた性質を有したA2a受容体結合性抗体であると考えられる。そのため、診断薬、または治療薬等の用途で使用したときに、優れた効果を奏すると考えられる。またこのA2a受容体結合性抗体は、A2a受容体の野生型に結合性を有し、変性型のA2a受容体に結合性を有しない、A2a受容体結合性抗体であっても良い。ここで変性型のA2a受容体とは、立体構造が野生型とは異なるA2a受容体であり、例えば、SDSのような変性剤によって調整できる。
<Embodiment 8: A2a receptor binding antibody>
Another embodiment of the present invention is an A2a receptor-binding antibody that recognizes the three-dimensional structure of the A2a receptor. Since this A2a receptor-binding antibody recognizes a three-dimensional structure, it can be suitably used as an antibody for co-crystallization with the A2a receptor. Further, since this A2a receptor-binding antibody recognizes a three-dimensional structure, it is considered to be an A2a receptor-binding antibody having excellent properties such as high affinity. Therefore, it is thought that there is an excellent effect when used in applications such as diagnostic agents or therapeutic agents. The A2a receptor-binding antibody may be an A2a receptor-binding antibody that binds to the wild-type A2a receptor and does not bind to the denatured A2a receptor. Here, the denatured A2a receptor is an A2a receptor whose steric structure is different from that of the wild type, and can be prepared by a denaturing agent such as SDS.

本発明の他の実施形態は、A2a受容体のループ部分を認識する、A2a受容体結合性抗体である。このA2a受容体結合性抗体は、ループ部分を認識しているため、A2a受容体と共結晶化するための抗体として好適に使用できると考えられる。またこのA2a受容体結合性抗体は、共結晶化の精度や種々の機能を高めるためには、ループ部分の立体構造を認識している抗体であることが好ましい。
Another embodiment of the invention is an A2a receptor binding antibody that recognizes the loop portion of the A2a receptor. Since this A2a receptor-binding antibody recognizes the loop portion, it can be suitably used as an antibody for co-crystallization with the A2a receptor. The A2a receptor-binding antibody is preferably an antibody that recognizes the three-dimensional structure of the loop portion in order to improve the accuracy of cocrystallization and various functions.

また上記A2a受容体結合性抗体のA2a受容体に対する解離定数は、特に限定しないが1.0×10−8M以下の抗体であっても良い。この解離定数は、好ましくは1.0×10−8M以下であり、より好ましくは9.0×10−9M以下であり、より好ましくは8.0×10−9M以下であり、より好ましくは7.0×10−9M以下であり、より好ましくは6.0×10−9M以下であり、さらに好ましくは5.0×10−9M以下である。なぜならば、解離定数が低いほど、上記A2a受容体結合性抗体を共結晶化、診断薬、または治療薬等の用途で使用したときに、優れた効果を奏することが期待できるためである。The dissociation constant of the A2a receptor-binding antibody with respect to the A2a receptor is not particularly limited, but may be an antibody of 1.0 × 10 −8 M or less. This dissociation constant is preferably 1.0 × 10 −8 M or less, more preferably 9.0 × 10 −9 M or less, more preferably 8.0 × 10 −9 M or less, and more Preferably it is 7.0 * 10 <-9> M or less, More preferably, it is 6.0 * 10 <-9> M or less, More preferably, it is 5.0 * 10 <-9> M or less. This is because the lower the dissociation constant, the more excellent effects can be expected when the A2a receptor-binding antibody is used in applications such as co-crystallization, a diagnostic agent, or a therapeutic agent.

本発明の他の実施形態は、A2a受容体の野生型に結合性を有し、A2a受容体のループ部分変位型に結合性を有しない、A2a受容体結合性抗体である。このA2a受容体結合性抗体は、ループ部分を認識しているため、A2a受容体と共結晶化するための抗体として好適に使用できると考えられる。またこのA2a受容体結合性抗体は、共結晶化の精度や種々の機能を高めるためには、ループ部分の立体構造を認識している抗体であることが好ましい。   Another embodiment of the invention is an A2a receptor binding antibody that has binding to the wild type of the A2a receptor and does not bind to the loop partial displacement type of the A2a receptor. Since this A2a receptor-binding antibody recognizes the loop portion, it can be suitably used as an antibody for co-crystallization with the A2a receptor. The A2a receptor-binding antibody is preferably an antibody that recognizes the three-dimensional structure of the loop portion in order to improve the accuracy of cocrystallization and various functions.

本発明の他の実施形態は、A2a受容体の野生型に結合性を有し、ループ部分が変性しているA2a受容体に結合性を有しない、A2a受容体結合性抗体である。このA2a受容体結合性抗体は、ループ部分の立体構造を認識しているため、A2a受容体と共結晶化するための抗体として好適に使用できると考えられる。またこのA2a受容体結合性抗体は、立体構造を認識しているため、高親和性等の優れた性質を有したA2a受容体結合性抗体であると考えられる。そのため、診断薬、または治療薬等の用途で使用したときに、優れた効果を奏すると考えられる。   Another embodiment of the present invention is an A2a receptor-binding antibody that binds to the wild-type A2a receptor and does not bind to the A2a receptor in which the loop portion is denatured. Since this A2a receptor-binding antibody recognizes the three-dimensional structure of the loop portion, it can be suitably used as an antibody for co-crystallization with the A2a receptor. Further, since this A2a receptor-binding antibody recognizes a three-dimensional structure, it is considered to be an A2a receptor-binding antibody having excellent properties such as high affinity. Therefore, it is thought that there is an excellent effect when used in applications such as diagnostic agents or therapeutic agents.

<実施形態9:糖トランスポーター結合性抗体>
本発明の他の実施形態は、糖トランスポーターの立体構造を認識する、糖トランスポーター結合性抗体である。この糖トランスポーター結合性抗体は、立体構造を認識しているため、糖トランスポーターと共結晶化するための抗体として好適に使用できると考えられる。またこの糖トランスポーター結合性抗体は、立体構造を認識しているため、高親和性等の優れた性質を有した糖トランスポーター結合性抗体であると考えられる。そのため、診断薬、または治療薬等の用途で使用したときに、優れた効果を奏すると考えられる。またこの糖トランスポーター結合性抗体は、糖トランスポーターの野生型に結合性を有し、変性型の糖トランスポーターに結合性を有しない、糖トランスポーター結合性抗体であっても良い。ここで変性型の糖トランスポーターとは、立体構造が野生型とは異なる糖トランスポーターであり、例えば、SDSのような変性剤によって調整できる。
<Embodiment 9: Sugar transporter-binding antibody>
Another embodiment of the present invention is a sugar transporter-binding antibody that recognizes the three-dimensional structure of a sugar transporter. Since this sugar transporter-binding antibody recognizes a three-dimensional structure, it is considered that the sugar transporter-binding antibody can be suitably used as an antibody for co-crystallization with a sugar transporter. Further, since this sugar transporter-binding antibody recognizes a three-dimensional structure, it is considered to be a sugar transporter-binding antibody having excellent properties such as high affinity. Therefore, it is thought that there is an excellent effect when used in applications such as diagnostic agents or therapeutic agents. The sugar transporter-binding antibody may be a sugar transporter-binding antibody that has binding to the wild type of the sugar transporter and does not have binding to the modified sugar transporter. Here, the modified sugar transporter is a sugar transporter having a three-dimensional structure different from that of the wild type, and can be adjusted by a denaturing agent such as SDS.

本発明の他の実施形態は、糖トランスポーターのループ部分を認識する、糖トランスポーター結合性抗体である。この糖トランスポーター結合性抗体は、ループ部分を認識しているため、糖トランスポーターと共結晶化するための抗体として好適に使用できると考えられる。またこの糖トランスポーター結合性抗体は、共結晶化の精度や種々の機能を高めるためには、ループ部分の立体構造を認識している抗体であることが好ましい。   Another embodiment of the present invention is a sugar transporter binding antibody that recognizes the loop portion of the sugar transporter. Since this sugar transporter-binding antibody recognizes the loop portion, it can be suitably used as an antibody for co-crystallization with the sugar transporter. The sugar transporter-binding antibody is preferably an antibody that recognizes the three-dimensional structure of the loop portion in order to improve the accuracy of cocrystallization and various functions.

また上記糖トランスポーター結合性抗体の糖トランスポーターに対する解離定数は、特に限定しないが1.0×10−8M以下の抗体であっても良い。この解離定数は、好ましくは1.0×10−8M以下であり、より好ましくは9.0×10−9M以下であり、より好ましくは8.0×10−9M以下であり、より好ましくは7.0×10−9M以下であり、より好ましくは6.0×10−9M以下であり、より好ましくは5.0×10−9M以下であり、より好ましくは4.0×10−9M以下であり、さらに好ましくは3.0×10−9M以下である。なぜならば、解離定数が低いほど、上記糖トランスポーター結合性抗体を共結晶化、診断薬、または治療薬等の用途で使用したときに、優れた効果を奏することが期待できるためである。The dissociation constant of the sugar transporter-binding antibody with respect to the sugar transporter is not particularly limited, but may be an antibody of 1.0 × 10 −8 M or less. This dissociation constant is preferably 1.0 × 10 −8 M or less, more preferably 9.0 × 10 −9 M or less, more preferably 8.0 × 10 −9 M or less, and more Preferably it is 7.0 * 10 <-9> M or less, More preferably, it is 6.0 * 10 <-9> M or less, More preferably, it is 5.0 * 10 <-9> M or less, More preferably, it is 4.0. × 10 −9 M or less, more preferably 3.0 × 10 −9 M or less. This is because the lower the dissociation constant, the more excellent effects can be expected when the sugar transporter-binding antibody is used in applications such as co-crystallization, a diagnostic agent, or a therapeutic agent.

本発明の他の実施形態は、糖トランスポーターの野生型に結合性を有し、糖トランスポーターのループ部分変位型に結合性を有しない、糖トランスポーター結合性抗体である。この糖トランスポーター結合性抗体は、ループ部分を認識しているため、糖トランスポーターと共結晶化するための抗体として好適に使用できると考えられる。またこの糖トランスポーター結合性抗体は、共結晶化の精度や種々の機能を高めるためには、ループ部分の立体構造を認識している抗体であることが好ましい。   Another embodiment of the present invention is a sugar transporter-binding antibody having binding ability to the wild type of the sugar transporter and not binding to the loop partial displacement type of the sugar transporter. Since this sugar transporter-binding antibody recognizes the loop portion, it can be suitably used as an antibody for co-crystallization with the sugar transporter. The sugar transporter-binding antibody is preferably an antibody that recognizes the three-dimensional structure of the loop portion in order to improve the accuracy of cocrystallization and various functions.

本発明の他の実施形態は、糖トランスポーターの野生型に結合性を有し、ループ部分が変性している糖トランスポーターに結合性を有しない、糖トランスポーター結合性抗体である。この糖トランスポーター結合性抗体は、ループ部分の立体構造を認識しているため、糖トランスポーターと共結晶化するための抗体として好適に使用できると考えられる。またこの糖トランスポーター結合性抗体は、立体構造を認識しているため、高親和性等の優れた性質を有した糖トランスポーター結合性抗体であると考えられる。そのため、診断薬、または治療薬等の用途で使用したときに、優れた効果を奏すると考えられる。   Another embodiment of the present invention is a sugar transporter-binding antibody that has binding ability to the wild type of a sugar transporter and does not bind to a sugar transporter in which the loop portion is denatured. Since this sugar transporter-binding antibody recognizes the three-dimensional structure of the loop part, it can be suitably used as an antibody for co-crystallization with the sugar transporter. Further, since this sugar transporter-binding antibody recognizes a three-dimensional structure, it is considered to be a sugar transporter-binding antibody having excellent properties such as high affinity. Therefore, it is thought that there is an excellent effect when used in applications such as diagnostic agents or therapeutic agents.

以下、上記の実施形態に係る作用効果の一部を説明する。   Hereinafter, some of the operational effects according to the above embodiment will be described.

本発明の実施形態は、膜蛋白質とともに共結晶化する抗体をスクリーニングする際に使用するリポソーム/膜蛋白質複合体であって、固相担体と、上記固相担体に結合しているリポソームと、上記リポソームに埋め込まれている膜蛋白質と、を備え、上記膜蛋白質の少なくとも一部が、リポソームの外側表面に露出している、リポソーム/膜蛋白質複合体である。該リポソーム/膜蛋白質複合体を用いてリポソーム-ELISA法を行うことで、膜蛋白質の天然型の立体構造を特異的に認識するモノクローナル抗体をスクリーニングできる効果がある。なぜならば、リポソーム中で膜蛋白質は天然型の立体構造を保っていると考えられるため、リポソーム-ELISA法によって得られたモノクローナル抗体の多くが、膜蛋白質の天然型の立体構造を認識していると考えられるためである。また、さらに変性ドットブロッティング法のような膜蛋白質の変性を伴う操作を行うことにより、膜蛋白質の天然型の立体構造を特異的に認識するモノクローナル抗体を、高い精度でスクリーニングできる効果がある。   An embodiment of the present invention is a liposome / membrane protein complex used for screening an antibody that co-crystallizes with a membrane protein, which is a solid phase carrier, a liposome bound to the solid phase carrier, And a membrane protein embedded in the liposome, wherein at least a part of the membrane protein is exposed on the outer surface of the liposome. By performing the liposome-ELISA method using the liposome / membrane protein complex, there is an effect that a monoclonal antibody that specifically recognizes the natural three-dimensional structure of the membrane protein can be screened. This is because the membrane protein is thought to maintain the natural three-dimensional structure in the liposome, and many of the monoclonal antibodies obtained by the liposome-ELISA method recognize the natural three-dimensional structure of the membrane protein. It is because it is considered. Further, by performing an operation involving denaturation of the membrane protein such as a denaturing dot blotting method, there is an effect that a monoclonal antibody that specifically recognizes the natural three-dimensional structure of the membrane protein can be screened with high accuracy.

他の実施形態は、膜蛋白質とともに共結晶化する抗体をスクリーニングする際に使用するリポソーム/膜蛋白質複合体であって、固相担体と、上記固相担体に結合しているリポソームと、上記リポソームに埋め込まれている膜蛋白質と、上記リポソームに埋め込まれているリンカーと、を備え、上記膜蛋白質の少なくとも一部が、リポソームの外側表面に露出していて、上記リポソームが上記リンカーを介して上記固相担体に結合している、リポソーム/膜蛋白質複合体である。該リポソーム/膜蛋白質複合体を用いてリポソーム-ELISA法を行うことで、膜蛋白質の天然型の立体構造を特異的に認識するモノクローナル抗体をスクリーニングできる効果がある。なぜならば、リポソーム中で膜蛋白質は天然型の立体構造を保っていると考えられるため、リポソーム-ELISA法によって得られたモノクローナル抗体の多くが、膜蛋白質の天然型の立体構造を認識していると考えられるためである。また、さらに変性ドットブロッティング法のような膜蛋白質の変性を伴う操作を行うことにより、膜蛋白質の天然型の立体構造を特異的に認識するモノクローナル抗体を、高い精度でスクリーニングできる効果がある。   Another embodiment is a liposome / membrane protein complex used in screening an antibody that co-crystallizes with a membrane protein, the solid phase carrier, the liposome bound to the solid phase carrier, and the liposome A membrane protein embedded in the liposome and a linker embedded in the liposome, wherein at least a part of the membrane protein is exposed on the outer surface of the liposome, and the liposome is interposed via the linker. Liposome / membrane protein complex bound to a solid support. By performing the liposome-ELISA method using the liposome / membrane protein complex, there is an effect that a monoclonal antibody that specifically recognizes the natural three-dimensional structure of the membrane protein can be screened. This is because the membrane protein is thought to maintain the natural three-dimensional structure in the liposome, and many of the monoclonal antibodies obtained by the liposome-ELISA method recognize the natural three-dimensional structure of the membrane protein. It is because it is considered. Further, by performing an operation involving denaturation of the membrane protein such as a denaturing dot blotting method, there is an effect that a monoclonal antibody that specifically recognizes the natural three-dimensional structure of the membrane protein can be screened with high accuracy.

他の実施形態は、上記膜蛋白質が、受容体蛋白質、チャネル蛋白質、輸送体蛋白質、接着分子、膜結合性酵素からなる群から選ばれる膜蛋白質、またはその塩である、リポソーム/膜蛋白質複合体である。これらの膜蛋白質は、医学的、創薬学的に重要なターゲットであるので、これらをターゲットにして共結晶化を行えば、治療薬や診断薬等の開発を進展させる効果がある。   In another embodiment, the membrane protein is a liposome / membrane protein complex, wherein the membrane protein is a membrane protein selected from the group consisting of a receptor protein, a channel protein, a transporter protein, an adhesion molecule, and a membrane-bound enzyme, or a salt thereof. It is. Since these membrane proteins are important targets for medical and pharmacological purposes, cocrystallization with these targets has the effect of advancing the development of therapeutic agents, diagnostic agents, and the like.

他の実施形態は、上記膜蛋白質が、複数回膜貫通型の膜蛋白質である、リポソーム/膜蛋白質複合体である。複数回膜貫通型の膜蛋白質は、医学的、創薬学的に重要なターゲットであるので、これらをターゲットにして共結晶化を行えば、治療薬や診断薬等の開発を進展させる効果がある。   Another embodiment is a liposome / membrane protein complex, wherein the membrane protein is a multiple-transmembrane membrane protein. Multiple membrane-spanning membrane proteins are important medically and pharmacological targets, so co-crystallization with these targets will have the effect of advancing the development of therapeutics and diagnostics .

他の実施形態は、上記膜蛋白質が、7回以上膜を貫通している膜蛋白質である、リポソーム/膜蛋白質複合体である。7回以上膜を貫通している膜蛋白質には、GPCRや輸送体蛋白質など、医学的、創薬学的に重要なターゲットが多く、これらをターゲットにして共結晶化を行えば、治療薬や診断薬等の開発を進展させる効果がある。   Another embodiment is a liposome / membrane protein complex, wherein the membrane protein is a membrane protein that penetrates the membrane seven times or more. Membrane proteins that penetrate the membrane more than 7 times have many medically and pharmacological targets such as GPCRs and transporter proteins, and if they are co-crystallized with these targets, therapeutic drugs and diagnosis It has the effect of advancing the development of medicines.

他の実施形態は、上記膜蛋白質がG蛋白質共役受容体である、リポソーム/膜蛋白質複合体である。G蛋白質共役受容体は、医学的、創薬学的に重要なターゲットであるので、これらをターゲットにして共結晶化を行えば、治療薬や診断薬等の開発を進展させる効果がある。   Another embodiment is a liposome / membrane protein complex, wherein the membrane protein is a G protein coupled receptor. Since G protein-coupled receptors are important targets for medical and pharmacological purposes, cocrystallization with these targets has the effect of advancing the development of therapeutic agents, diagnostic agents, and the like.

他の実施形態は、膜蛋白質とともに共結晶化する化合物をスクリーニングする際に使用するリポソーム/膜蛋白質複合体であって、固相担体と、上記固相担体に結合しているリポソームと、上記リポソームに埋め込まれている膜蛋白質と、を備え、上記膜蛋白質の少なくとも一部が、リポソームの外側表面に露出している、リポソーム/膜蛋白質複合体である。該リポソーム/膜蛋白質複合体を用いてリポソーム-ELISA法を行うことで、膜蛋白質の天然型の立体構造を特異的に認識する化合物をスクリーニングできる効果がある。なぜならば、リポソーム中で膜蛋白質は天然型の立体構造を保っていると考えられるため、リポソーム-ELISA法によって得られた化合物の多くが、膜蛋白質の天然型の立体構造を認識していると考えられるためである。また、さらに変性ドットブロッティング法のような膜蛋白質の変性を伴う操作を行うことにより、膜蛋白質の天然型の立体構造を特異的に認識する化合物を、高い精度でスクリーニングできる効果がある。 Another embodiment is a liposome / membrane protein complex used in screening a compound that co-crystallizes with a membrane protein, the solid phase carrier, the liposome bound to the solid phase carrier, and the liposome A liposome / membrane protein complex in which at least a part of the membrane protein is exposed on the outer surface of the liposome. By performing the liposome-ELISA method using the liposome / membrane protein complex, there is an effect of screening a compound that specifically recognizes the natural three-dimensional structure of the membrane protein. This is because membrane proteins are considered to maintain their natural three-dimensional structure in liposomes, and many of the compounds obtained by the liposome-ELISA method recognize the natural three-dimensional structure of membrane proteins. This is because it is considered. Further, by performing an operation involving denaturation of the membrane protein such as a denaturing dot blotting method, there is an effect that a compound that specifically recognizes the natural three-dimensional structure of the membrane protein can be screened with high accuracy.

他の実施形態は、膜蛋白質のループ部分に特異的に結合する抗体を、スクリーニングする際に使用するリポソーム/膜蛋白質複合体であって、固相担体と、上記固相担体に結合しているリポソームと、上記リポソームに埋め込まれている膜蛋白質と、を備え、上記膜蛋白質の少なくとも1つのループ部分が、リポソームの外側表面に露出している、リポソーム/膜蛋白質複合体である。該リポソーム/膜蛋白質複合体を用いてリポソーム-ELISA法を行うことで、膜蛋白質のループ部分に特異的に結合する抗体をスクリーニングできる効果がある。なぜならば、リポソーム中で膜蛋白質は天然型の立体構造を保っていると考えられるため、リポソーム-ELISA法によって得られたモノクローナル抗体の多くが、膜蛋白質の天然型の立体構造を認識していると考えられるためである。また、後述する実施例で、膜蛋白質のループ部分に特異的に結合することが実証されているためである。さらに、変性ドットブロッティング法のような膜蛋白質の変性を伴う操作を行うことにより、膜蛋白質のループ部分の立体構造を特異的に認識するモノクローナル抗体を、高い精度でスクリーニングできる効果がある。 Another embodiment is a liposome / membrane protein complex used for screening an antibody that specifically binds to a loop portion of a membrane protein, which is bound to the solid phase carrier and the solid phase carrier. A liposome / membrane protein complex comprising a liposome and a membrane protein embedded in the liposome, wherein at least one loop portion of the membrane protein is exposed on the outer surface of the liposome. By performing the liposome-ELISA method using the liposome / membrane protein complex, there is an effect that an antibody that specifically binds to the loop portion of the membrane protein can be screened. This is because the membrane protein is considered to maintain the natural three-dimensional structure in the liposome, and many of the monoclonal antibodies obtained by the liposome-ELISA method recognize the natural three-dimensional structure of the membrane protein. It is because it is considered. Moreover, it is because it demonstrates that it couple | bonds specifically with the loop part of a membrane protein in the Example mentioned later. Furthermore, by performing an operation involving denaturation of a membrane protein such as a denaturing dot blotting method, there is an effect that a monoclonal antibody that specifically recognizes the three-dimensional structure of the loop portion of the membrane protein can be screened with high accuracy.

他の実施形態は、膜蛋白質とともに共結晶化する化合物をスクリーニングする際に使用するリポソーム/膜蛋白質複合体の生産方法であって、脂質溶液とリンカーと上記膜蛋白質と界面活性剤とを含有する水溶液を混合し、混合液を作製する工程と、上記混合液に界面活性剤除去剤を加え、上記混合液中の上記界面活性剤を上記界面活性剤除去剤に吸着させ、上記リンカーおよび上記膜蛋白質が埋め込まれているリポソームを生成する工程と、さらに、上記リポソームを上記リンカーを介して上記固相担体に結合させ、上記リポソーム複合体を生成する工程と、を含む、リポソーム複合体の生産方法である。この方法で生産したリポソーム/膜蛋白質複合体を用いてリポソーム-ELISA法を行うことで、膜蛋白質の天然型の立体構造を特異的に認識するモノクローナル抗体をスクリーニングできる効果がある。なぜならば、リポソーム中で膜蛋白質は天然型の立体構造を保っていると考えられるため、リポソーム-ELISA法によって得られたモノクローナル抗体の多くが、膜蛋白質の天然型の立体構造を認識していると考えられるためである。また、さらに変性ドットブロッティング法のような膜蛋白質の変性を伴う操作を行うことにより、膜蛋白質の天然型の立体構造を特異的に認識するモノクローナル抗体を、高い精度でスクリーニングできる効果がある。 Another embodiment is a method for producing a liposome / membrane protein complex for use in screening a compound that co-crystallizes with a membrane protein, comprising a lipid solution, a linker, the membrane protein, and a surfactant. A step of mixing an aqueous solution to prepare a mixed solution, and adding a surfactant removing agent to the mixed solution, adsorbing the surfactant in the mixed solution to the surfactant removing agent, and the linker and the membrane A method for producing a liposome complex, comprising: producing a liposome in which a protein is embedded; and further, producing a liposome complex by binding the liposome to the solid phase carrier via the linker. It is. By performing the liposome-ELISA method using the liposome / membrane protein complex produced by this method, it is possible to screen for a monoclonal antibody that specifically recognizes the natural three-dimensional structure of the membrane protein. This is because the membrane protein is thought to maintain the natural three-dimensional structure in the liposome, and many of the monoclonal antibodies obtained by the liposome-ELISA method recognize the natural three-dimensional structure of the membrane protein. It is because it is considered. Further, by performing an operation involving denaturation of the membrane protein such as a denaturing dot blotting method, there is an effect that a monoclonal antibody that specifically recognizes the natural three-dimensional structure of the membrane protein can be screened with high accuracy.

他の実施形態は、膜蛋白質とともに共結晶化する抗体のスクリーニング方法であって、膜蛋白質とともに共結晶化する抗体をスクリーニングする際に使用するリポソーム/膜蛋白質複合体に、被検抗体を接触させる工程と、前工程で結合した抗体を検出する工程と、上記膜蛋白質を変性させる工程と、前工程で変性した変性型の膜蛋白質に、被検抗体を接触させる工程と、前工程で結合した抗体を検出する工程と、を含む、スクリーニング方法である。このスクリーニング方法を行うことにより、膜蛋白質の天然型の立体構造を特異的に認識するモノクローナル抗体を、高い精度でスクリーニングできる効果がある。 Another embodiment is a method for screening an antibody that co-crystallizes with a membrane protein, wherein the test antibody is contacted with a liposome / membrane protein complex used for screening an antibody that co-crystallizes with a membrane protein. A step, a step of detecting the antibody bound in the previous step, a step of denaturing the membrane protein, a step of contacting the test antibody with the denatured membrane protein denatured in the previous step, and binding in the previous step And a step of detecting an antibody. By performing this screening method, there is an effect that a monoclonal antibody that specifically recognizes a natural three-dimensional structure of a membrane protein can be screened with high accuracy.

他の実施形態は、膜蛋白質とともに共結晶化する抗体のスクリーニング用キットであって、膜蛋白質と脂質とリンカーと固相担体と、を含む、スクリーニング用キットである。このスクリーニング用キットで生産したリポソーム/膜蛋白質複合体を用いてリポソーム-ELISA法を行うことで、膜蛋白質の天然型の立体構造を特異的に認識するモノクローナル抗体をスクリーニングできる効果がある。なぜならば、リポソーム中で膜蛋白質は天然型の立体構造を保っていると考えられるため、リポソーム-ELISA法によって得られたモノクローナル抗体の多くが、膜蛋白質の天然型の立体構造を認識していると考えられるためである。また、さらに変性ドットブロッティング法のような膜蛋白質の変性を伴う操作を行うことにより、膜蛋白質の天然型の立体構造を特異的に認識するモノクローナル抗体を、高い精度でスクリーニングできる効果がある。   Another embodiment is a screening kit for an antibody that co-crystallizes with a membrane protein, and includes a membrane protein, a lipid, a linker, and a solid phase carrier. By performing the liposome-ELISA method using the liposome / membrane protein complex produced by this screening kit, it is possible to screen for a monoclonal antibody that specifically recognizes the natural three-dimensional structure of the membrane protein. This is because the membrane protein is thought to maintain the natural three-dimensional structure in the liposome, and many of the monoclonal antibodies obtained by the liposome-ELISA method recognize the natural three-dimensional structure of the membrane protein. It is because it is considered. Further, by performing an operation involving denaturation of the membrane protein such as a denaturing dot blotting method, there is an effect that a monoclonal antibody that specifically recognizes the natural three-dimensional structure of the membrane protein can be screened with high accuracy.

他の実施形態は、膜蛋白質とともに共結晶化する抗体のスクリーニング用キットであって、膜蛋白質と脂質とリンカーと固相担体と、蛋白質変性剤と、ドットブロッティング法、ウエスタンブロッティング法、免疫ブロッティング法、またはELISA法のいずれかの方法に使用する試薬と、を含む、スクリーニング用キットである。このスクリーニング用キットで生産したリポソーム/膜蛋白質複合体を用いてリポソーム-ELISA法を行うことで、膜蛋白質の天然型の立体構造を特異的に認識するモノクローナル抗体をスクリーニングできる効果がある。なぜならば、リポソーム中で膜蛋白質は天然型の立体構造を保っていると考えられるため、リポソーム-ELISA法によって得られたモノクローナル抗体の多くが、膜蛋白質の天然型の立体構造を認識していると考えられるためである。また、さらに変性ドットブロッティング法のような膜蛋白質の変性を伴う操作を行うことにより、膜蛋白質の天然型の立体構造を特異的に認識するモノクローナル抗体を、高い精度でスクリーニングできる効果がある。   Another embodiment is a kit for screening an antibody that co-crystallizes with a membrane protein, the membrane protein, lipid, linker, solid phase carrier, protein denaturant, dot blotting method, western blotting method, immunoblotting method Or a reagent for use in any one of the ELISA methods. By performing the liposome-ELISA method using the liposome / membrane protein complex produced by this screening kit, it is possible to screen for a monoclonal antibody that specifically recognizes the natural three-dimensional structure of the membrane protein. This is because the membrane protein is thought to maintain the natural three-dimensional structure in the liposome, and many of the monoclonal antibodies obtained by the liposome-ELISA method recognize the natural three-dimensional structure of the membrane protein. It is because it is considered. Further, by performing an operation involving denaturation of the membrane protein such as a denaturing dot blotting method, there is an effect that a monoclonal antibody that specifically recognizes the natural three-dimensional structure of the membrane protein can be screened with high accuracy.

以下、本発明を実施例によりさらに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further, this invention is not limited to these.

<実施例1:リポソームを用いた天然型の膜蛋白質の提示と、リポソーム-ELISA法の評価>
(1−1)A2a受容体のビオチン化脂質含有リポソームへの再構成
N末端FLAG-tag及びC末端His10-tagを有するヒト由来アデノシン受容体A2a (A2a受容体)を、Pichia pastrisを宿主とする発現系よりTALON resinを用いたaffinityカラムを用いて精製した。リポソーム再構成の際に用いる脂質の種類と再構成方法を検討した結果、鶏卵由来フォスファチジルコリンを脂質として用い、Bio-Beadsによる界面活性剤除去法が最適であることがわかった。精製したA2a受容体を、1%オクチルグルコシドを含むPBSにより可溶化した5μg/mlの16:0 biotinyl CAP-PEを含む1mg/mlの鶏卵由来フォスファチジルコリン溶液に最終濃度0.1mg/mlとなるように加え30分氷上で静置した。次いで1mlに対し30mgのBio-Beadsを加え、4℃で1時間撹拌する作業を2度行った。さらに1mlに対し100mgのBio-Beadsを加え1晩撹拌し、Bio-Beadsを取り除くことでビオチン化脂質含有A2a受容体再構成リポソームを作成した。再構成されたA2a受容体が天然構造を保っていることは、3HラベルされたLigandの結合活性を測定することにより確認した。
<Example 1: Presentation of natural membrane protein using liposome and evaluation of liposome-ELISA method>
(1-1) Reconstitution of A2a receptor into biotinylated lipid-containing liposomes
Human-derived adenosine receptor A2a (A2a receptor) having an N-terminal FLAG-tag and a C-terminal His10-tag was purified from an expression system using Pichia pastris as a host using an affinity column using TALON resin. As a result of investigating the type of lipid used for liposome reconstitution and the reconstitution method, it was found that the surfactant removal method using Bio-Beads using phosphatidylcholine derived from hen's egg as the lipid was optimal. The purified A2a receptor was added to a 1 mg / ml hen egg-derived phosphatidylcholine solution containing 5 μg / ml 16: 0 biotinyl CAP-PE solubilized with PBS containing 1% octylglucoside to a final concentration of 0.1 mg / ml. And left on ice for 30 minutes. Next, 30 mg of Bio-Beads was added to 1 ml, and the work of stirring at 4 ° C. for 1 hour was performed twice. Furthermore, 100 mg of Bio-Beads was added to 1 ml, and the mixture was stirred overnight, and Bio-Beads was removed to prepare biotinylated lipid-containing A2a receptor reconstituted liposomes. It was confirmed by measuring the binding activity of 3H-labeled Ligand that the reconstituted A2a receptor maintained its native structure.

(1−2)再構成リポソームを用いたリポソーム-ELISA法
上記のように作成したA2a受容体再構成リポソームをPBSで10倍希釈し、Immobilizer streptavidin coat plateへ100μL添加し、1時間室温で静置した。200μLのPBSで3回洗浄後、1%BSAを含むPBSを加え、1時間室温で静置することでブロッキングを行った。200μLのPBSで3回洗浄後、mouse由来anti FLAG-M2抗体(Sigma社)の1%BSA-PBSによる希釈系列(50, 10, 5, 1, 0.5, 0.1, 0.05, 0.01μg/ml)を加え1時間室温で静置した。200μLのPBSで3回洗浄後、二次抗体として2000倍希釈anti-mouse IgG-HRP conjugateを加え1時間室温で静置した。PBSによる洗浄後、HRPの発色基質であるABTS溶液(Roche社)を100μL加え15分反応させ、100μlの1% SDSを加えることで反応を停止させた。次いでSpectraMax2e micro plate reader(Molecular device社)により405nmの吸光度を測定した。結果を図2に示す。
(1-2) Liposome-ELISA method using reconstituted liposomes A2a receptor reconstituted liposomes prepared as described above were diluted 10-fold with PBS, added to Immobilizer streptavidin coat plate, 100 μL, and left at room temperature for 1 hour. did. After washing 3 times with 200 μL of PBS, PBS containing 1% BSA was added, and the mixture was allowed to stand at room temperature for 1 hour for blocking. After washing 3 times with 200 μL PBS, dilution series (50, 10, 5, 1, 0.5, 0.1, 0.05, 0.01 μg / ml) of mouse-derived anti-FLAG-M2 antibody (Sigma) with 1% BSA-PBS The mixture was allowed to stand at room temperature for 1 hour. After washing 3 times with 200 μL of PBS, a 2000-fold diluted anti-mouse IgG-HRP conjugate was added as a secondary antibody and allowed to stand at room temperature for 1 hour. After washing with PBS, ABTS solution (Roche), a chromogenic substrate for HRP, was added and reacted for 15 minutes, and the reaction was stopped by adding 100 μl of 1% SDS. Next, the absorbance at 405 nm was measured with a SpectraMax2e micro plate reader (Molecular device). The results are shown in FIG.

(1−2)結果の考察
図2に示すように、リポソーム-ELISA法によって、0.01μg/mlの抗体濃度においても有意なシグナルが得られており、非常にシグナル/ノイズ比の高い優れた結果が得られた。さらに、本方法により、天然構造を保持したままの膜蛋白質を高安定かつ強固にプラスチックプレート上に提示できた。このような膜蛋白質提示法を用いることで、ELISAでの用途に限らず、様々なハイスループットバイオアッセイが可能となる。
(1-2) Discussion of results As shown in FIG. 2, the liposome-ELISA method gave a significant signal even at an antibody concentration of 0.01 μg / ml, and an excellent result with a very high signal / noise ratio. was gotten. Furthermore, by this method, the membrane protein retaining the natural structure can be stably and firmly presented on the plastic plate. By using such a membrane protein display method, various high-throughput bioassays are possible, not limited to the use in ELISA.

また、リポソーム中で膜蛋白質は天然型の立体構造を保っていると考えられるため、リポソーム-ELISA法によって得られたモノクローナル抗体の多くが、膜蛋白質の天然型の立体構造を認識していると考えられる。本願発明者らは実際にこの方法を用いて、ヒト由来アデノシン受容体A2aに関して200種類を超えるモノクローナル抗体を得ている。   In addition, since it is considered that the membrane protein maintains the natural three-dimensional structure in the liposome, many of the monoclonal antibodies obtained by the liposome-ELISA method recognize the natural three-dimensional structure of the membrane protein. Conceivable. The inventors of the present application have actually obtained more than 200 monoclonal antibodies for the human-derived adenosine receptor A2a using this method.

<実施例2:リポソーム-ELISA法と変性ドットブロッティング法による、膜蛋白質の天然型の立体構造を特異的に認識するモノクローナル抗体のスクリーニング>
(2−1)リポソーム-ELISA法を用いた、膜蛋白質の天然型の立体構造を特異的に認識するモノクローナル抗体の一次スクリーニング
リポソーム-ELISA法は、実施例1と基本的には同じ構成である。ただし、リポソーム溶液はPBSでさらに2倍希釈し、また、mouse由来anti FLAG-M2抗体(Sigma社)に代えて、モノクローナル抗体を含むハイブリドーマ培養上清を1% BSAを含むPBSで50倍に希釈して使用した。これに伴いABTSの発色時間を1時間とした。
<Example 2: Screening of monoclonal antibody specifically recognizing natural three-dimensional structure of membrane protein by liposome-ELISA method and modified dot blotting method>
(2-1) Primary screening of a monoclonal antibody that specifically recognizes the natural three-dimensional structure of a membrane protein using the liposome-ELISA method The liposome-ELISA method is basically the same as in Example 1. . However, the liposome solution is further diluted 2-fold with PBS, and instead of the mouse-derived anti-FLAG-M2 antibody (Sigma), the hybridoma culture supernatant containing the monoclonal antibody is diluted 50-fold with PBS containing 1% BSA. Used. Accordingly, the color development time of ABTS was set to 1 hour.

(2−2)変性ドットブロッティング法による、天然型の立体構造を特異的に認識するモノクローナル抗体二次スクリーニング
ドットブロッティング法には、Bio-Rad社製Bio-Dotとニトロセルロース膜を用いた。抗原のヒト由来アデノシン受容体A2aは実施例1と同様に調製した。これを最終濃度100ng/mLとなるように1% SDSを含むPBSで希釈し、室温1時間静置することで変性させた。Bio-Dotを使用して、これを100μLニトロセルロース膜で濾過することで膜に変性したA2a受容体を吸着させた。同様に1% BSAを含むPBST(0.05%のTween20を含むPBS)を200μL濾過することでブロッキングを行い、200μLのPBSTで3度の洗浄後、50倍希釈したモノクローナル抗体を含むハイブリドーマ培養上清を100μL濾過した。再度200μLのPBSTで3度洗浄した後、PBSTで20,000倍希釈したanti mouse IgG-HRPを100μL濾過した。再度200μLのPBSTで3度の洗浄後、Immobilon Western HRP substrate(Millipore社)を用いて化学発光させ、LAS-1000 plus(Fuji Film社)を使用して検出した。以上の結果を図3に示す。リポソーム-ELISA法による発色を左の列、ドットブロッティング法による発色を右の列に、それぞれ同一の培養上清が隣に並ぶように表している。
(2-2) Monoclonal antibody secondary screening that specifically recognizes a natural three-dimensional structure by a modified dot blotting method Bio-Dot manufactured by Bio-Rad and a nitrocellulose membrane were used for the dot blotting method. Antigen-derived human adenosine receptor A2a was prepared in the same manner as in Example 1. This was diluted with PBS containing 1% SDS to a final concentration of 100 ng / mL and denatured by allowing to stand at room temperature for 1 hour. Using Bio-Dot, this was filtered through a 100 μL nitrocellulose membrane to adsorb the A2a receptor modified to the membrane. Similarly, PBST containing 1% BSA (PBS containing 0.05% Tween20) was blocked by filtering 200 μL, washed three times with 200 μL PBST, and then the hybridoma culture supernatant containing the monoclonal antibody diluted 50-fold. 100 μL was filtered. After washing again with 200 μL of PBST three times, 100 μL of anti mouse IgG-HRP diluted 20,000 times with PBST was filtered. After washing again with 200 μL of PBST three times, chemiluminescence was performed using Immobilon Western HRP substrate (Millipore), and detection was performed using LAS-1000 plus (Fuji Film). The above results are shown in FIG. Color development by liposome-ELISA method is shown in the left column, color development by dot blotting method is shown in the right column, and the same culture supernatant is arranged next to each other.

(2−3)結果の考察
青枠で示したものはドットブロッティング法において強い結合を示している。これらのクローンは変性したA2a受容体にも強く結合することを示しており、N末端やC末端あるいはループ領域中のフレキシブルな部分を認識して結合していると考えられる。一方赤枠で示したクローンはリポソーム-ELISA法で抗体の結合が認められるのにも関わらず、変性したA2a受容体には結合しないあるいは結合力が低い抗体であることを示している。このような抗体は、A2a受容体の親水性表面の立体構造を認識して結合していると考えられる。
(2-3) Consideration of results The blue frame indicates strong binding in the dot blotting method. These clones have been shown to bind strongly to the denatured A2a receptor, and are thought to bind and recognize the flexible portion in the N-terminal, C-terminal or loop region. On the other hand, the clones indicated by the red frame indicate that the antibodies do not bind to the modified A2a receptor or have low binding power, although antibody binding is observed by the liposome-ELISA method. Such an antibody is considered to recognize and bind to the three-dimensional structure of the hydrophilic surface of the A2a receptor.

つまり、変性ドットブロッティング法による二次スクリーニングによって、A2a受容体の天然型の立体構造を特異的に認識するモノクローナル抗体のみを得ることに成功した。二次元であるアミノ酸配列のバリエーションよりも、三次元である立体構造の方がバリエーションが豊富に存在する。そのため、天然型の立体構造を認識するということは、アミノ酸配列のみを認識する抗体に比べて、抗体の結合特異性が高いことを意味する。   In other words, we succeeded in obtaining only monoclonal antibodies that specifically recognize the natural conformation of the A2a receptor by secondary screening using a modified dot blotting method. There are more variations in three-dimensional structures than in two-dimensional amino acid sequences. Therefore, recognizing a natural three-dimensional structure means that the antibody has a higher binding specificity than an antibody that recognizes only the amino acid sequence.

なお、膜蛋白質と抗体を共結晶化する際には、使用する膜蛋白質と抗体の複合体は、高純度であることが好ましい。また、結晶に含まれる膜蛋白質は、天然型の構造を有していることが好ましい。そのため、膜蛋白質との共結晶化に使用する抗体は、膜蛋白質の天然型の立体構造に対して結合特異性の高い抗体が適している。そして、上記結果より、本実施例で得られたモノクローナル抗体は、膜蛋白質の天然型の立体構造に対して結合特異性が高いため、膜蛋白質との共結晶化に好適に使用できると考えられる。さらに、このスクリーニング方法を用いれば、膜蛋白質との共結晶化に好適に使用できるモノクローナル抗体が、効率的に得られると考えられる。   When the membrane protein and the antibody are co-crystallized, the membrane protein / antibody complex to be used is preferably highly pure. Moreover, it is preferable that the membrane protein contained in the crystal has a natural structure. Therefore, an antibody used for co-crystallization with a membrane protein is suitably an antibody having high binding specificity for the natural three-dimensional structure of the membrane protein. From the above results, it is considered that the monoclonal antibody obtained in this example can be suitably used for co-crystallization with a membrane protein because of its high binding specificity for the natural three-dimensional structure of the membrane protein. . Furthermore, it is considered that a monoclonal antibody that can be suitably used for co-crystallization with a membrane protein can be efficiently obtained by using this screening method.

また、今回は評価を行うクローン数が多かったため、よりハイスループットなドットブロッティング法を行ったが、通常のWestern blottingにおいても同様な評価は可能であることを確認している。また、本願発明者らは、本技術によりヒト由来アデノシン受容体A2aの立体構造認識性抗体を14種類得ることに成功している。   In addition, since the number of clones to be evaluated was large this time, a higher-throughput dot blotting method was performed, but it has been confirmed that the same evaluation can be performed in ordinary Western blotting. In addition, the present inventors have succeeded in obtaining 14 types of three-dimensional structure recognizing antibodies of human-derived adenosine receptor A2a by this technology.

<実施例3:膜蛋白質の天然型の立体構造を特異的に認識するモノクローナル抗体の結合親和性の測定>
(3−1)Biacore測定による解離定数測定
表面プラズモン共鳴原理を基盤としたBiacore T-100を用いて抗体の結合、解離速度を評価した。HBS-DDM緩衝液(10mmol/L Hepes pH7.4、150mmol/L 塩化ナトリウム、0.05% wt/volドデシルマルトシド)を用いて抗マウスFc抗体をCM5センサーチップにアミンカップリング法を用いて固定化した。このセンサーチップに、実施例2の方法で得られたモノクローナル抗体を含むハイブリドーマ培養上清をフローさせることにより、抗受容体抗体固定化チップを作成した。精製したヒト由来アデノシン受容体A2aを600nmol/L濃度となるようにHBS-DDMで希釈し、センサーチップにフローし、センサーグラムを得た。BiaEvaluationソフトウェアにより解析することで解離定数を見積もった。その結果、A2a受容体-mAb1 IgG間の解離定数は4.4x10-9Mであった。
<Example 3: Measurement of binding affinity of a monoclonal antibody that specifically recognizes a natural three-dimensional structure of a membrane protein>
(3-1) Dissociation constant measurement by Biacore measurement Antibody binding and dissociation rates were evaluated using Biacore T-100 based on the surface plasmon resonance principle. Immobilization of anti-mouse Fc antibody on CM5 sensor chip using amine coupling method using HBS-DDM buffer (10mmol / L Hepes pH7.4, 150mmol / L sodium chloride, 0.05% wt / vol dodecyl maltoside) did. An anti-receptor antibody-immobilized chip was prepared by allowing the hybridoma culture supernatant containing the monoclonal antibody obtained by the method of Example 2 to flow through this sensor chip. The purified human-derived adenosine receptor A2a was diluted with HBS-DDM so as to have a concentration of 600 nmol / L, and flowed to the sensor chip to obtain a sensorgram. The dissociation constant was estimated by analysis with BiaEvaluation software. As a result, the dissociation constant between A2a receptor and mAb1 IgG was 4.4 × 10 −9 M.

(3−2)結果の考察
A2a受容体-mAb1 IgG間の解離定数は4.4x10-9Mであり、高い親和性を有する抗体を得ることに成功した。なお、膜蛋白質との共結晶化に使用する抗体は、精製や結晶化等の工程の間、膜蛋白質との結合を持続するために、高い親和性を有する必要がある。そして、上記の結果より、本実施例で用いたモノクローナル抗体(実施例2の方法で得られたモノクローナル抗体)は、膜蛋白質との高い親和性を有するモノクローナル抗体であるので、膜蛋白質との共結晶化に好適に使用できると考えられる。さらに、実施例2のスクリーニング方法を用いれば、膜蛋白質との共結晶化に好適に使用できるモノクローナル抗体が、効率的に得られると考えられる。
(3-2) Discussion of results
The dissociation constant between A2a receptor and mAb1 IgG was 4.4 × 10 −9 M, and an antibody having high affinity was successfully obtained. The antibody used for co-crystallization with the membrane protein needs to have a high affinity in order to maintain the binding with the membrane protein during the steps of purification and crystallization. From the above results, the monoclonal antibody used in this example (monoclonal antibody obtained by the method of Example 2) is a monoclonal antibody having a high affinity with the membrane protein. It is considered that it can be suitably used for crystallization. Furthermore, using the screening method of Example 2, it is considered that a monoclonal antibody that can be suitably used for co-crystallization with a membrane protein can be efficiently obtained.

(3−3)A2a受容体とモノクローナル抗体Fabフラグメントのゲル濾過による結合の持続性の評価
(3−3−1)モノクローナル抗体のFabフラグメントの作成
実施例2の方法で得られたモノクローナル抗体をマウス腹水より精製し、リン酸緩衝液中に2mg/mlとなるように調製した。2倍リン酸緩衝液に20mmol/L システイン?塩酸、10mmol/L EDTAとなるように加え、ここに0.04mg/mlとなるようにパパインを可溶化し、37℃で30分間パパインを活性化した。活性化パパイン溶液と抗体溶液を1対1で加え37℃1晩反応させることで抗体をフラグメント化した。0.3mol/L ヨードアセトアミドを抗体?パパイン溶液に対し1/10量加え、パパインを不活性化した。1倍リン酸緩衝液に対し1晩透析を行った後、陽イオン交換カラムのフロースルーを回収することにより精製Fabフラグメントを得た。
(3-3) Evaluation of Persistence of Binding by Gel Filtration of A2a Receptor and Monoclonal Antibody Fab Fragment (3-3-1) Preparation of Fab Fragment of Monoclonal Antibody The monoclonal antibody obtained by the method of Example 2 was used as a mouse. It was purified from ascites and prepared to 2 mg / ml in phosphate buffer. Papain was solubilized to a concentration of 0.04 mg / ml, and papain was activated at 37 ° C. for 30 minutes in 2 × phosphate buffer to 20 mmol / L cysteine-hydrochloric acid and 10 mmol / L EDTA. . The antibody was fragmented by adding an activated papain solution and an antibody solution 1: 1 and reacting at 37 ° C. overnight. 0.3 mol / L iodoacetamide was added to the antibody / papain solution in an amount of 1/10 to inactivate papain. After dialysis overnight against 1 × phosphate buffer, a purified Fab fragment was obtained by collecting the flow-through of the cation exchange column.

(3−3−2)A2a受容体-Fabフラグメントのゲル濾過分析
精製したA2a受容体を1mgと、Fabフラグメント2mgを混合し氷上で1時間放置することでA2a受容体-Fab複合体を300μL調製した。HBS-DDM (20mmol/L Hepes pH7.5、150mmol/L NaCl、0.05% wt/vol DDM、0.01% wt/vol CHS)で平衡化したSuperose6 10/300にA2a受容体のみあるいはA2a受容体-Fab複合体をinjectし、0.5ml/minの流速で溶出した。溶出液の280nm光吸収をBioLogic FPLCシステムを用いて検出した。その結果を図4に示す。
(3-3-2) Gel filtration analysis of A2a receptor-Fab fragment 1 mg of purified A2a receptor and 2 mg of Fab fragment were mixed and allowed to stand on ice for 1 hour to prepare 300 μL of A2a receptor-Fab complex. did. Superose 6 10/300 equilibrated with HBS-DDM (20mmol / L Hepes pH7.5, 150mmol / L NaCl, 0.05% wt / vol DDM, 0.01% wt / vol CHS) with A2a receptor alone or A2a receptor-Fab The complex was injected and eluted at a flow rate of 0.5 ml / min. The 280 nm light absorption of the eluate was detected using a BioLogic FPLC system. The result is shown in FIG.

(3−4)結果の考察
A2a受容体単独でゲル濾過を行った場合には16mL程度での溶出であったのに対し、A2a受容体に対して過剰量のFabフラグメントを加えた場合では15mLでの溶出となった。また、A2a受容体単独状態での溶出位置には全くピークを検出できなかった。このことはゲル濾過の最中においてもA2a受容体-抗体間の結合が保たれていることを示しており、様々な用途においてもこの抗体が十分な結合能力を有していることを示唆する。
(3-4) Discussion of results
When gel filtration was performed with the A2a receptor alone, elution was performed at about 16 mL, whereas when an excess amount of Fab fragment was added to the A2a receptor, elution was performed at 15 mL. In addition, no peak could be detected at the elution position in the A2a receptor alone state. This indicates that the binding between the A2a receptor and the antibody is maintained even during gel filtration, suggesting that this antibody has sufficient binding ability in various applications. .

また、膜蛋白質との共結晶化に使用する抗体は、精製や結晶化等の工程の間、膜蛋白質との結合を持続する必要がある。そのため、膜蛋白質との共結晶化に使用する抗体は、膜蛋白質に対して高い親和性を有する抗体が適している。そして、上記の結果より、本実施例で用いたモノクローナル抗体(実施例2の方法で得られたモノクローナル抗体)は、膜蛋白質との高い結合の持続性を有するモノクローナル抗体であるので、膜蛋白質との共結晶化に好適に使用できると考えられる。さらに、実施例2のスクリーニング方法を用いれば、膜蛋白質との共結晶化に好適に使用できるモノクローナル抗体が、効率的に得られると考えられる。   In addition, the antibody used for co-crystallization with the membrane protein needs to maintain the binding with the membrane protein during the steps of purification and crystallization. Therefore, an antibody having high affinity for the membrane protein is suitable as the antibody used for co-crystallization with the membrane protein. From the above results, the monoclonal antibody used in this example (monoclonal antibody obtained by the method of Example 2) is a monoclonal antibody having a high binding durability with the membrane protein. It is thought that it can be suitably used for co-crystallization of Furthermore, using the screening method of Example 2, it is considered that a monoclonal antibody that can be suitably used for co-crystallization with a membrane protein can be efficiently obtained.

<実施例4:膜蛋白質の天然型の立体構造を特異的に認識するモノクローナル抗体と膜蛋白質の複合体の熱安定性測定>
(4−1)FabフラグメントとA2a受容体の複合体の熱安定性測定
実施例2の方法で得られたモノクローナル抗体の受容体への結合に伴う、A2a受容体の熱安定性の変化について評価を行った。方法は、[A. I. Alexandrov et al. (2008) Structure 16, 351-359]に従った。即ち、システイン残基に共有結合したときのみ蛍光を発する色素CPM(N-[4-(7-diethylamino-4methyl-3-coumarinyl)phenyl]maleimide)を精製した受容体あるいは、受容体と実施例2の方法で得られたモノクローナル抗体のFabフラグメントとの複合体に加え、40℃でインキュベーションした。受容体が変性し高次構造が崩れるに従い疎水性部位のシステイン残基が溶媒に露出し、それに伴いシステイン残基とCPMが反応し蛍光強度が増していく過程を蛍光マイクロプレートリーダー上で検出した。図5に、A2a受容体単独、あるいはA2a受容体とフレキシブルな領域を認識する抗体クローンのFabフラグメントFab1との複合体、実施例2の方法で得られたモノクローナル抗体クローンのFabフラグメントFab2との複合体での熱負荷変性過程を示す。この評価方法では、特に最大蛍光値の半分の蛍光値を示すまでの時間「Half Life; t1/2」を熱安定性の評価基準とする。
<Example 4: Measurement of thermal stability of a complex of a monoclonal antibody and a membrane protein that specifically recognizes the natural three-dimensional structure of the membrane protein>
(4-1) Measurement of thermal stability of complex of Fab fragment and A2a receptor Evaluation of change in thermal stability of A2a receptor accompanying the binding of the monoclonal antibody obtained by the method of Example 2 to the receptor Went. The method followed [AI Alexandrov et al. (2008) Structure 16, 351-359]. That is, a receptor or receptor obtained by purifying a dye CPM (N- [4- (7-diethylamino-4methyl-3-coumarinyl) phenyl] maleimide) that emits fluorescence only when covalently bonded to a cysteine residue or Example 2 In addition to the complex with the Fab fragment of the monoclonal antibody obtained by the method, it was incubated at 40 ° C. As the receptor was denatured and the higher-order structure collapsed, the cysteine residue at the hydrophobic site was exposed to the solvent, and the process in which the cysteine residue and CPM reacted to increase the fluorescence intensity was detected on a fluorescence microplate reader. . FIG. 5 shows A2a receptor alone or a complex of A2a receptor and Fab fragment Fab1 of an antibody clone that recognizes a flexible region, and a complex of Fab fragment Fab2 of a monoclonal antibody clone obtained by the method of Example 2. The heat load denaturation process in the body is shown. In this evaluation method, in particular, the time “Half Life; t1 / 2” until the fluorescence value half that of the maximum fluorescence value is shown is used as the evaluation criterion for thermal stability.

(4−2)結果の考察
受容体単独状態でのt1/2は25分と短かったのに対し、フレキシブルな領域を認識するFab1ではt1/2が71分に延びていた。一方、膜蛋白質の天然型の立体構造を認識するFab2ではt1/2が750分と前出の2つの状態に比べて格段に熱安定性が増していることが明らかになった。このことはフレキシブルな領域に抗体が結合した場合でもA2aの立体構造安定性が多少上昇はしたが、立体構造を認識する抗体が結合した場合ではよりA2aの立体構造が安定化したことを意味する。立体構造を認識する抗体では、膜蛋白質のアミノ酸配列というよりはアミノ酸配置を認識し結合している。従って、抗体の結合した領域は、膜蛋白質に比べて非常に安定な抗体分子によって固められた状態となり、膜蛋白質全体が安定化したものと考えられる。
(4-2) Discussion of the result t1 / 2 in the receptor alone state was as short as 25 minutes, whereas in Fab1 which recognizes a flexible region, t1 / 2 was extended to 71 minutes. On the other hand, in Fab2, which recognizes the natural three-dimensional structure of membrane protein, t1 / 2 was 750 minutes, and it was revealed that the thermal stability was remarkably increased compared to the above two states. This means that even when the antibody bound to the flexible region, the conformational stability of A2a was slightly increased, but when the antibody that recognizes the conformation was bound, the conformation of A2a was more stabilized. . An antibody that recognizes a three-dimensional structure recognizes and binds to an amino acid arrangement rather than an amino acid sequence of a membrane protein. Therefore, it is considered that the antibody-bound region is solidified by an antibody molecule that is much more stable than the membrane protein, and the entire membrane protein is stabilized.

一般的に膜蛋白質は不安定であり、生体膜からの精製、結晶化の段階で変性してしまうものも多々ある。特に、医学的にも重要なほ乳類由来の膜受容体や輸送体はその傾向が著しい。また、蛋白質の結晶化には親水的な表面が必須であるが、膜蛋白質はその大半が界面活性剤で覆われているため、水溶性蛋白質に比べて極端に結晶化が困難である。   In general, membrane proteins are unstable, and many proteins are denatured during purification from biological membranes and crystallization. In particular, the tendency of membrane receptors and transporters derived from mammals, which are medically important, is remarkable. In addition, a hydrophilic surface is essential for protein crystallization, but most of membrane proteins are covered with a surfactant and are extremely difficult to crystallize compared to water-soluble proteins.

そして、上記のような、膜蛋白質の天然型の立体構造を認識する抗体と膜蛋白質の複合体は、熱安定性が上昇する点と親水性領域が拡大する点で、共結晶化に好適であると考えられる。このことは、本実施例で用いたモノクローナル抗体(実施例2の方法で得られたモノクローナル抗体)が、膜蛋白質との共結晶化に好適に使用できることを示唆する。そして、実施例2のスクリーニング方法を用いれば、膜蛋白質との共結晶化に好適に使用できるモノクローナル抗体が、効率的に得られると考えられる。   And, the above-mentioned antibody-membrane protein complex that recognizes the natural three-dimensional structure of the membrane protein is suitable for co-crystallization in that the thermal stability is increased and the hydrophilic region is enlarged. It is believed that there is. This suggests that the monoclonal antibody used in this example (monoclonal antibody obtained by the method of Example 2) can be suitably used for co-crystallization with a membrane protein. And if the screening method of Example 2 is used, it is thought that the monoclonal antibody which can be used conveniently for a co-crystallization with a membrane protein is obtained efficiently.

<実施例5:膜蛋白質の天然型の立体構造を特異的に認識するモノクローナル抗体の膜蛋白質結合部位の決定>
実施例2の方法で得られたモノクローナル抗体の、A2a受容体に対する抗体結合部位を調査した。多数回膜貫通型蛋白質、特に7回膜貫通型受容体の膜外領域にあたる一次配列に置換を施したキメラ変異体を調整し、その発現膜画分に対してウエスタンブロット解析を行う。変異操作に伴うシグナルの消失をもって抗体結合部位を判断する。
<Example 5: Determination of a membrane protein binding site of a monoclonal antibody that specifically recognizes a natural three-dimensional structure of a membrane protein>
The antibody binding site for the A2a receptor of the monoclonal antibody obtained by the method of Example 2 was investigated. A chimera mutant in which the primary sequence corresponding to the transmembrane region of the multi-transmembrane protein, particularly the 7-transmembrane receptor is substituted is prepared, and Western blot analysis is performed on the expressed membrane fraction. The antibody binding site is determined by the disappearance of the signal accompanying the mutation operation.

(5−1)キメラA2a受容体の作製
(5−1−1)キメラA2a受容体のアミノ酸配列
本実施例で使用したA2a受容体の野生型のアミノ酸配列は一文字表記で、MPIMGSSVYITVELAIAVLAILGNVLVCWAVWLNSNLQNVTNYFVVSLAAADIAVGVLAIPFAITISTGFCAACHGCLFIACFVLVLTQSSIFSLLAIAIDRYIAIRIPLRYNGLVTGTRAKGIIAICWVLSFAIGLTPMLGWNNCGQPKEGKQHSQGCGEGQVACLFEDVVPMNYMVYFNFFACVLVPLLLMLGVYLRIFLAARRQLKQMESQPLPGERARSTLQKEVHAAKSLAIIVGLFALCWLPLHIINCFTFFCPDCSHAPLWLMYLAIVLSHTNSVVNPFIYAYRIREFRQTFRKIIRSHVLRQQEPFKA(配列番号1)である。
(5-1) in preparation of the chimeric A2a receptor (5-1-1) wild-type amino acid sequence of the chimeric A2a receptor A2a receptor used in the amino acid sequence present embodiment of single letter, EmuPiaiemujiesuesubuiwaiaitibuiierueiaieibuierueiaierujienubuierubuishidaburyueibuidaburyueruenuesuenuerukyuenubuitienuwaiefubuibuiesuerueieieidiaieibuijibuierueiaiPiefueiaitiaiesutijiefushieieishieichijishieruefuaieishiefubuierubuierutikyuesuesuaiefuesueruerueiaieiaidiaruwaiaieiaiaruaiPieruaruwaienujierubuitijitiarueikeijiaiaieiaishidaburyubuieruesuefueiaijierutiPiemuerujidaburyuenuenushijikyuPikeiijikeikyueichiesukyujishijiijikyubuieishieruefuidibuibuiPiemuenuwaiemubuiwaiefuenuefuefueishibuierubuiPieruerueruemuerujibuiwaieruaruaiefuerueieiaruarukyuerukeikyuemuiesukyuPierupijiiarueiaruesutierukyukeiibuieichieieikeiesuerueiaiaibuijieruefueierushidaburyueruPierueichiaiaienushiefutiefuefushiPidishiesueichieiPierudaburyueruemuwaierueiaibuieruesueichitienuesubuibuienuPiefuaiwaieiwaiaruIREFRQTFRKIIRSHVLRQQEPFKA (SEQ ID NO: 1 ).

キメラA2a受容体の一群として、3-IMGSSV-8(配列番号2)をMPPSISAFQAA(配列番号3)に置換したNterキメラ変異体、32-WLNSNLQNVTNY-43(配列番号4)をKVNQALRDSTFC(配列番号5)に置換したi1キメラ変異体、70-FCAACHG-76(配列番号6)をITIHFYS(配列番号7)に置換したo1キメラ変異体、104-IAIRIPLRYNGLVTGT-119(配列番号8)をLRVKLTVRYKRVTTHR(配列番号9)に置換したi2キメラ変異体、146-CGQPKEGKQHSQGCGEGQVACLFEDVVP-173(配列番号10)をLSAVERAWAANGSMGEPVIKCEFEKVIS(配列番号11)に置換したo2キメラ変異体、205- RRQLKQMESQPLPGERARSTLQKEVH-230(配列番号12)をKRQLQKIDKSEGRFHVQNLSQVEQDGRTGHGLRRSSKFCLKEHK(配列番号13)に置換したi3キメラ変異体、261-DCSHA-265(配列番号14)をSCHK(配列番号15)に置換したo3キメラ変異体、297-QTFRKIIRSHVLRQQEPFKA-316(配列番号16)をVT(配列番号17)に置換したCterキメラ変異体を作製した。各キメラ変異体の対応図を図6に示す。   As a group of chimeric A2a receptors, Nter chimeric mutant in which 3-IMGSSV-8 (SEQ ID NO: 2) is replaced with MPPSISAFQAA (SEQ ID NO: 3), 32-WLNSNLQNVTNY-43 (SEQ ID NO: 4) is KVNQALRDSTFC (SEQ ID NO: 5) I1 chimera mutant in which 70-FCAACHG-76 (SEQ ID NO: 6) is replaced with ITIHFYS (SEQ ID NO: 7), and 104-IAIRIPLRYNGLVTGT-119 (SEQ ID NO: 8) in LRVKLTVRYKRVTTHR (SEQ ID NO: 9) I2 chimeric mutant, 146-CGQPKEGKQHSQGCGEGQVACLFEDVVP-173 (SEQ ID NO: 10) replaced with LSAVERAWAANGSMGEPVIKCEFEKVIS (SEQ ID NO: 11), 205-RRQLKQMESQPLPGERARSTLQKEVH-230 (SEQ ID NO: 12) RFQQQQLSGH I3 chimera mutant, 261-DCSHA-265 (SEQ ID NO: 14) replaced with SCHK (SEQ ID NO: 15), 297-QTFRKIIRSHVLRQQEPFKA-316 (SEQ ID NO: 16) VT (SEQ ID NO: 17) In To prepare a Cter chimeric variants conversion. A corresponding diagram of each chimeric mutant is shown in FIG.

(5−1−2)キメラA2a受容体の作製
まず、制限酵素SmaIにより直鎖化処理された酵母用プラスミドpRS426GAL1-GFPと、PCR法により増幅されたA2a受容体またはその変異体の遺伝子配列を用いて、酢酸リチウム法により、出芽酵母株FGY217を形質転換した。形質転換処理された宿主株溶液を2%寒天プレートとして準備した2%グルコース含有ウラシル欠損最少培地に塗布し、30℃で3日静置しコロニーを形成させた。シングルコロニーを0.1%グルコース含有ウラシル欠損最少培地10mLの入った遠沈管2本に分注し、そのうち1本を菌体濃度が飽和するまで30℃で震盪培養したのち回収した。回収した菌体はグラスビーズ(商品名:Glass beads, acid-washed、Sigma社製)を用いて剪断し、得られた細胞抽出液からプラスミドミニプレップキット(Qiagen社)を用いてプラスミド溶液を獲得した。プラスミドをDNA配列解析することにより変異が適切に施されているのを確認した。
(5-1-2) Preparation of Chimeric A2a Receptor First, the gene sequence of the yeast plasmid pRS426GAL1-GFP linearized with the restriction enzyme SmaI and the A2a receptor amplified by the PCR method or a variant thereof is obtained. The budding yeast strain FGY217 was transformed by the lithium acetate method. The transformed host strain solution was applied to 2% glucose-containing uracil-deficient minimal medium prepared as a 2% agar plate and allowed to stand at 30 ° C. for 3 days to form colonies. Single colonies were dispensed into two centrifuge tubes containing 10 mL of 0.1% glucose-containing uracil-deficient medium, one of which was collected after shaking culture at 30 ° C. until the cell concentration was saturated. The collected cells are sheared using glass beads (trade name: Glass beads, acid-washed, manufactured by Sigma), and a plasmid solution is obtained from the obtained cell extract using a plasmid miniprep kit (Qiagen). did. It was confirmed that the mutation was appropriately performed by analyzing the DNA sequence of the plasmid.

(5−2)キメラA2a受容体の生産
上記0.1%グルコース含有ウラシル欠損最少培地10mLのうち1本を30℃で震盪培養し、OD600≒0.6 となった時点で終濃度2%のガラクトースを添加した。30℃で20時間震盪培養を続けた後、培地を回収し、2000×gで沈殿させた菌体を、50mM Tris-HCl(pH7.6)、5mM EDTA、10%グリセロール、1×プロテアーゼ阻害剤カクテル(Complete EDTA-free 、Roche社)からなる緩衝液(YSB) 700μLに懸濁させた。グラスビーズ200μL(Glass beads, acid-washed、Sigma社)を加えて4℃で30分間高速震盪し、菌体を剪断して得られた抽出液を14,000×g、1分間遠心して菌体死骸を除去した。上清を100,000×g、30分間小型超遠心分離器に通し、その沈殿(発現膜画分)を回収し、YSB 1mLで懸濁した。懸濁液2μLを50mM Tris-HCl(pH7.6)、 5%グリセロール、5mM EDTA、0.02% ブロモフェノールブルーからなる溶液2μL と混ぜて30分静置し、トリスグリシン12%ポリアクリルアミドゲル(Invitrogen社)を用いて100V、120分電気泳動し、組成物を展開した。展開したゲルを蛍光イメージアナライザ(商品名:LAS-1000、富士フィルム社)で撮影し、GFP融合変異体蛋白質に由来する単一バンドを確認した。
(5-2) Production of chimeric A2a receptor One of 10 mL of the above 0.1% glucose-containing uracil-deficient medium was shake-cultured at 30 ° C, and when OD 600 ≈0.6, galactose with a final concentration of 2% was added. did. After continuing shaking culture at 30 ° C. for 20 hours, the medium was collected and the cells precipitated at 2000 × g were mixed with 50 mM Tris-HCl (pH 7.6), 5 mM EDTA, 10% glycerol, 1 × protease inhibitor. It was suspended in 700 μL of a buffer solution (YSB) consisting of a cocktail (Complete EDTA-free, Roche). Add 200 μL of glass beads (Glass beads, acid-washed, Sigma), shake at high speed for 30 minutes at 4 ° C, shear the cells and centrifuge the extract for 1 minute at 14,000 xg for 1 minute. Removed. The supernatant was passed through a small ultracentrifuge at 100,000 × g for 30 minutes, and the precipitate (expression membrane fraction) was collected and suspended in 1 mL of YSB. 2 μL of the suspension was mixed with 2 μL of a solution consisting of 50 mM Tris-HCl (pH 7.6), 5% glycerol, 5 mM EDTA, 0.02% bromophenol blue, and allowed to stand for 30 minutes. Trisglycine 12% polyacrylamide gel (Invitrogen) ) Was used for electrophoresis at 100 V for 120 minutes to develop the composition. The developed gel was photographed with a fluorescence image analyzer (trade name: LAS-1000, Fuji Film) to confirm a single band derived from the GFP fusion mutant protein.

(5−3)キメラA2a受容体に対する、モノクローナル抗体の結合部位の決定
変異体懸濁液各1μLについて12%ポリアクリルアミドゲル(Tris-Glycine Gel、Invitrogen社)を用いて100V、120分電気泳動したのち、ゲル表面に親水化処理を施したPVDF膜に接触させ、0.3% Tris、1.5%グリシン、0.1%SDSからなる転写溶液を満たしたタンク式転写装置(Xcell; Invitrogen)内で30V、90分間で転写を行った。次いで2%スキムミルクを含むTBS-T(10mM Tris-HCl (pH7.6)、150mM NaCl、0.1%(v/v)Tween-20)に1時間膜を浸してブロッキングし、一次抗体として実施例2の方法で得られたモノクローナル抗体、二次抗体としてHRP結合抗IgG抗体(商品名:goat anti-mouse IgG HRP conjugate:santa cruz社製)を作用させて、抗原−抗体反応を行った。化学発光試薬(商品名:Immobilon Western Detection Reagents、Millipore社製)を用いて二次抗体を検出し、検出されなかったバンドに相当する変異体において変異を施した箇所がエピトープ領域であると判断した。
(5-3) Determination of the binding site of the monoclonal antibody for the chimeric A2a receptor Each 1 μL of the mutant suspension was subjected to electrophoresis at 100 V for 120 minutes using a 12% polyacrylamide gel (Tris-Glycine Gel, Invitrogen). After that, the gel surface is contacted with a PVDF membrane that has been hydrophilized, and 30 V for 90 minutes in a tank type transfer device (Xcell; Invitrogen) filled with a transfer solution consisting of 0.3% Tris, 1.5% glycine and 0.1% SDS. The transcription was performed. Next, the membrane was soaked in TBS-T (10 mM Tris-HCl (pH 7.6), 150 mM NaCl, 0.1% (v / v) Tween-20) containing 2% skim milk for 1 hour to block, and Example 2 was used as a primary antibody. An HRP-conjugated anti-IgG antibody (trade name: goat anti-mouse IgG HRP conjugate: manufactured by Santa cruz) was used as a monoclonal antibody and a secondary antibody obtained by the above method to carry out an antigen-antibody reaction. A secondary antibody was detected using a chemiluminescent reagent (trade name: Immobilon Western Detection Reagents, manufactured by Millipore), and it was determined that the portion of the mutant corresponding to the band that was not detected was the epitope region. .

図7上部にA2a受容体未変異体とその変異体の一群の発現結果を蛍光検出にて確認した結果を示す。また、図7下部にA2a受容体未変異体とその変異体の一群に対する抗原−抗体反応をウエスタンブロットにより検出した結果を示す。   The upper part of FIG. 7 shows the result of confirming the expression results of the A2a receptor non-mutant and a group of mutants by fluorescence detection. Further, the lower part of FIG. 7 shows the results of detecting the antigen-antibody reaction against the A2a receptor non-mutant and a group of the mutants by Western blotting.

(5−4)結果の考察
図7に示されるように、i3キメラ変異体が展開されたレーンにおいて、i3キメラ変異体の発現は確認されているが(図7上部)、抗原−抗体反応に基づく発光は観測されなかった(図7下部)。そのため、実施例2の方法で得られたモノクローナル抗体は、A2a受容体の細胞内側第三ループに位置する205-RRQLKQMESQPLPGERARSTLQKEVH-230(配列番号12)からなる配列を認識するものと判断できる。また、本願出願者らは同様に、実施例2の方法で得られたモノクローナル抗体の膜蛋白質結合部位を複数調査する中で、A2a受容体のループ部分が認識されることが多く、特に細胞内側第三ループが認識されることが多いことを確認している。
(5-4) Discussion of results As shown in FIG. 7, in the lane where the i3 chimeric mutant was developed, the expression of the i3 chimeric mutant was confirmed (upper part of FIG. 7). Based on luminescence was not observed (lower part of FIG. 7). Therefore, it can be determined that the monoclonal antibody obtained by the method of Example 2 recognizes a sequence consisting of 205-RRQLKQMESQPLPGERARSTLQKEVH-230 (SEQ ID NO: 12) located in the intracellular third loop of the A2a receptor. In addition, the applicants of the present invention similarly recognized the loop part of the A2a receptor in many cases in examining a plurality of membrane protein binding sites of the monoclonal antibody obtained by the method of Example 2. It has been confirmed that the third loop is often recognized.

一般的に膜蛋白質のN末端領域は、溶媒中において立体構造が不安定な、比較的フレキシブルな領域である。そのため、膜蛋白質のN末端領域を認識して結合する抗体は、立体構造ではなく、アミノ酸配列を認識している可能性が極めて高い。対して、本実施例で用いた抗体(実施例2の方法で得られたモノクローナル抗体)は、ループ部分を認識しているため、立体構造を認識している可能性が高い。立体構造を認識するということは、アミノ酸配列のみを認識する抗体に比べて、抗体の結合特異性が高いことを意味する。   In general, the N-terminal region of a membrane protein is a relatively flexible region in which the three-dimensional structure is unstable in a solvent. Therefore, an antibody that recognizes and binds to the N-terminal region of a membrane protein is very likely to recognize an amino acid sequence rather than a three-dimensional structure. On the other hand, since the antibody used in this example (monoclonal antibody obtained by the method of Example 2) recognizes the loop portion, there is a high possibility that it recognizes the three-dimensional structure. Recognizing a three-dimensional structure means that the binding specificity of the antibody is higher than that of an antibody that recognizes only the amino acid sequence.

なお、膜蛋白質と抗体を共結晶化する際には、使用する膜蛋白質と抗体の複合体は、高純度であることが好ましい。また、結晶に含まれる膜蛋白質は、天然型の構造を有していることが好ましい。そのため、膜蛋白質との共結晶化に使用する抗体は、膜蛋白質の天然型の立体構造に対して結合特異性の高い抗体が適している。そして、上記結果より、本実施例で用いた抗体(実施例2の方法で得られたモノクローナル抗体)は、膜蛋白質の天然型の立体構造に対して結合特異性が高いため、膜蛋白質との共結晶化に好適に使用できると考えられる。   When the membrane protein and the antibody are co-crystallized, the membrane protein / antibody complex to be used is preferably highly pure. Moreover, it is preferable that the membrane protein contained in the crystal has a natural structure. Therefore, an antibody used for co-crystallization with a membrane protein is suitably an antibody having high binding specificity for the natural three-dimensional structure of the membrane protein. From the above results, the antibody used in this example (monoclonal antibody obtained by the method of Example 2) has high binding specificity to the natural three-dimensional structure of the membrane protein. It is considered that it can be suitably used for cocrystallization.

また、膜蛋白質の蛋白質N末端(やC末端)に存在する親水性領域は、一般的に溶媒中において膜貫通領域に対する相対位置や方位に揺らぎが大きいことが多い。このような領域に抗体が結合したとしても、結晶中で規則的に並んだ定まった結晶格子を形成し得えず、蛋白質N末端(やC末端)近くに結合する抗体は結晶化に適さないということがいえる。したがって、膜蛋白質との共結晶化に使用する抗体は、膜蛋白質のループ部分に対して結合特異性の高い抗体が適している。そして、上記結果より、本実施例で用いた抗体(実施例2の方法で得られたモノクローナル抗体)は、膜蛋白質のループ部分に対して結合特異性が高いため、膜蛋白質との共結晶化に好適に使用できると考えられる。さらに、実施例2のスクリーニング方法を用いれば、膜蛋白質との共結晶化に好適に使用できるモノクローナル抗体が、効率的に得られると考えられる。   Also, the hydrophilic region present at the protein N-terminus (or C-terminus) of membrane proteins generally has a large fluctuation in the relative position and orientation relative to the transmembrane region in a solvent. Even if an antibody binds to such a region, it cannot form a fixed crystal lattice regularly arranged in the crystal, and an antibody that binds near the protein N-terminus (or C-terminus) is not suitable for crystallization. It can be said that. Therefore, an antibody having high binding specificity for the loop portion of the membrane protein is suitable for the antibody used for co-crystallization with the membrane protein. From the above results, the antibody used in this example (monoclonal antibody obtained by the method of Example 2) has high binding specificity to the loop portion of the membrane protein, and thus co-crystallization with the membrane protein. It is thought that it can be used suitably for. Furthermore, using the screening method of Example 2, it is considered that a monoclonal antibody that can be suitably used for co-crystallization with a membrane protein can be efficiently obtained.

<実施例6:抗体ファージライブラリーを使用した、膜蛋白質の天然型の立体構造を特異的に認識するモノクローナル抗体のスクリーニングとその評価>   <Example 6: Screening and evaluation of monoclonal antibody specifically recognizing natural three-dimensional structure of membrane protein using antibody phage library>

(6−1)ヒト糖核酸トランスポーターのビオチン化脂質含有リポソームへの再構成
実施例1の(1−1)と基本的には同じ構成であるが、A2a受容体を、10回膜貫通型であるヒト糖核酸トランスポーターに代えて行った。
(6-1) Reconstitution of Human Sugar Nucleic Acid Transporter into Biotinylated Lipid-Containing Liposomes Basically the same configuration as (1-1) in Example 1, but the A2a receptor is a 10-transmembrane type It replaced with the human sugar nucleic acid transporter which is.

(6−2)抗体ファージライブラリーの作製
リポソーム再構成したヒト糖核酸トランスポーター抗原(ビオチン化脂質非含有)をBALB/cマウスに免疫した。マウス血中抗体価の上昇を確認後、上記の脾細胞に由来する全RNAを抽出し、抗体遺伝子の可変領域 (VHおよびVL)をコードするcDNAを可変領域特異的配列を有する混合プライマーを用いてRT-PCRにより増幅した。Barbasら (2001)の方法に従って、これらのRT-PCR産物をそれぞれヒト由来の定常領域 CH1およびC?のcDNAと連結したキメラH鎖、L鎖遺伝子を三段階のオーバーラップ PCRにより作製し、ファージディスプレイ用ベクターpComb3XSSに組み込むことで、Fab抗体ファージライブラリーを構築した.得られたライブラリーのサイズは概ね 107〜108 クローンの規模であった。得られた各ライブラリーから無作為抽出した10クローンについてVHおよびVL領域のシーケンス解析を行った結果、ライブラリーを構成するクローンにアミノ酸配列上の重複がないことを確認した。この方法により、マウスBリンパ球由来のVHおよびVL をコードするcDNA集団を、その配列多様性を維持したままファージライブラリーの形で回収することが可能となった。
(6-2) Preparation of Antibody Phage Library BALB / c mice were immunized with liposome-reconstituted human sugar nucleic acid transporter antigen (containing no biotinylated lipid). After confirming the rise in antibody titer in mouse blood, extract the total RNA derived from the above spleen cells and mix the cDNA encoding the variable regions (V H and V L ) of the antibody gene with mixed region-specific sequences Was amplified by RT-PCR. According to the method of Barbas et al. (2001), these RT-PCR products were prepared by chimera heavy chain and light chain genes, which were ligated with human constant region C H 1 and C? CDNAs, respectively, by three-step overlap PCR. A Fab antibody phage library was constructed by incorporating the phage display vector pComb3XSS. The size of the obtained library was approximately 10 7 to 10 8 clones. As a result of sequence analysis of the V H and V L regions of 10 clones randomly extracted from each of the obtained libraries, it was confirmed that the clones constituting the library had no overlap in amino acid sequence. By this method, it became possible to collect a cDNA population encoding V H and V L derived from mouse B lymphocytes in the form of a phage library while maintaining its sequence diversity.

(6−3)プロテオリポソームを用いた一次スクリーニング
Fabファージクローンの一次スクリーニングとして、ビオチン化プロテオリポソーム(ビオチン化リポソーム/ヒト糖核酸トランスポーター複合体)を固定化した磁気ビーズ Dynabeads MyOne Streptavidin T1 (200 ?L) を用いたバイオパニングを行った。磁気ビーズを1% (w/v) BSAを含むTBSバッファーで8-15回洗浄後、プロテオリポソームに結合したファージを100 ?Lの100 mM Gycine-HCl (pH2.2)で溶出した。溶出ファージ液はすみやかに100 ?Lの1 M Tris-HCl (pH 9.9)を加えて中和後、大腸菌XL-1 Blue株に感染させ、100 ?g/mL アンピシリンと10 ?g/mL テトラサイクリンを含むLB寒天培地に塗抹し37℃で一晩培養した。プレート上に生育したコロニーをLB培地に懸濁して回収し、VCSM13ヘルパーファージ を感染させることによりファージレスキューを行い、さらに100 ?g/mL アンピシリン、 10 ?g/mL テトラサイクリン、および70 ?g/mL カナマイシン を含むSB培地にて30℃で一晩振盪培養することによって培養上清中にファージサブ集団を増幅・生産した。ファージは大腸菌培養上清に対して4% (w/v) PEG6000および3% (w/v) NaClを加えて沈殿させ、再度TBSバッファーに懸濁させて1013?1014程度のファージを次回のラウンドのバイオパニングに供した。以上のようなバイオパニング操作を4ラウンド繰り返すことにより、陽性候補の抗体ファージを数十?数百クローンにまで絞り込んだ。
(6-3) Primary screening using proteoliposomes
As a primary screening for Fab phage clones, biopanning was performed using magnetic beads Dynabeads MyOne Streptavidin T1 (200? L) immobilized with biotinylated proteoliposome (biotinylated liposome / human sugar nucleic acid transporter complex). The magnetic beads were washed 8-15 times with a TBS buffer containing 1% (w / v) BSA, and the phage bound to the proteoliposome was eluted with 100? L of 100 mM Gycine-HCl (pH 2.2). Immediately add 100 µL of 1 M Tris-HCl (pH 9.9) to neutralize the eluted phage solution, infect E. coli XL-1 Blue strain, and add 100 µg / mL ampicillin and 10 µg / mL tetracycline. The mixture was smeared on the contained LB agar medium and cultured overnight at 37 ° C. The colonies that grew on the plate were recovered by suspending them in LB medium, and phage rescue was performed by infecting with VCSM13 helper phage, followed by 100? G / mL ampicillin, 10? G / mL tetracycline, and 70? G / mL. The phage subpopulation was amplified and produced in the culture supernatant by culturing overnight at 30 ° C. in SB medium containing kanamycin. The phage is precipitated by adding 4% (w / v) PEG6000 and 3% (w / v) NaCl to the E. coli culture supernatant, suspended again in TBS buffer, and about 10 13 to 10 14 phage next time. For the second round of biopanning. By repeating the biopanning operation as described above for 4 rounds, positive candidate antibody phages were narrowed down to tens to hundreds of clones.

(6−4)リポソームELISA法を用いた二次スクリーニング
上記一次スクリーニングで得られた抗体ファージから、Fabフラグメントを生産した。繊維状ファージのgene III product (gp3) が融合していないFabフラグメントを生産するときは 大腸菌TOP10株を宿主として用い、Fab-g3p融合蛋白質を生産するときは 大腸菌XL-1 Blue株を宿主として用いた。また、いずれの場合でも生産したFabのH鎖のC末端にHAタグが付加されている。陽性Fabクローンの大腸菌グリセロールストックを100 ?g/mL アンピシリンを含むSB培地 (50 mL) に接種し、37℃で一晩振盪培養した。この前培養液を100 ?g/mL アンピシリンを含むSB培地 (5 L)に接種後、37℃で振盪にて本培養を開始した。培養液の600 nmにおける濁度 (OD600nm)を経時的にモニターし、その値が0.5〜0.8に達した時点で終濃度1 mMとなるようにIPTGを添加した。その後、30℃にて振盪培養を16?18時間行い、遠心操作 (6、000 g、30分間、4℃)にて菌体を回収した。ペリプラズム画分の抽出液の調製はリゾチーム処理および浸透圧ショックにより行った。菌体ペレットに等量のペリプラズム抽出用バッファーを加えて懸濁し、氷上で30分間放置した後、遠心操作 (6000 g、30 分間、4℃) により上清を回収しペリプラズム抽出液とした。Fabの精製は、硫安塩析、透析、Ni-NTAアフィニティーカラム、Protein Gアフィニティーカラムによって行った。
(6-4) Secondary Screening Using Liposome ELISA Method Fab fragments were produced from the antibody phage obtained by the primary screening. When producing Fab fragments in which the filamentous phage gene III product (gp3) is not fused, use the E. coli TOP10 strain as the host, and use the E. coli XL-1 Blue strain as the host when producing the Fab-g3p fusion protein. It was. In any case, an HA tag is added to the C-terminus of the H chain of the produced Fab. E. coli glycerol stocks of positive Fab clones were inoculated into SB medium (50 mL) containing 100 g / mL ampicillin and cultured overnight at 37 ° C. with shaking. This preculture was inoculated into SB medium (5 L) containing 100 g / mL ampicillin, and then main culture was started by shaking at 37 ° C. The turbidity at 600 nm (OD 600 nm ) of the culture was monitored over time, and IPTG was added so that the final concentration was 1 mM when the value reached 0.5 to 0.8. Thereafter, shaking culture was performed at 30 ° C. for 16 to 18 hours, and the cells were collected by centrifugation (6,000 g, 30 minutes, 4 ° C.). The periplasmic fraction extract was prepared by lysozyme treatment and osmotic shock. An equal amount of periplasmic extraction buffer was added to the cell pellet, suspended, and allowed to stand on ice for 30 minutes, and then the supernatant was collected by centrifugation (6000 g, 30 minutes, 4 ° C.) to obtain a periplasmic extract. The purification of Fab was performed by ammonium sulfate salting out, dialysis, Ni-NTA affinity column, and Protein G affinity column.

次に、得られたレコンビナントFabフラグメントを含む大腸菌粗抽出液を利用して、リポソームELISA法を行った。リポソームELISA法は、実施例1の(1−1)、(1−2)と基本的には同じ構成であるが、A2a受容体をヒト糖核酸トランスポーターに代え、さらにmouse由来anti FLAG-M2抗体(Sigma社)を、レコンビナントFab抗体フラグメントを含む大腸菌粗抽出液に代えて行った。そして、ビオチン化リポソーム/ヒト糖核酸トランスポーター複合体に結合するレコンビナントFab抗体フラグメントを得た。   Next, liposome ELISA was performed using the resulting Escherichia coli crude extract containing the recombinant Fab fragment. The liposome ELISA method is basically the same as (1-1) and (1-2) in Example 1, except that the A2a receptor is replaced with a human sugar nucleic acid transporter and mouse-derived anti-FLAG-M2 is used. The antibody (Sigma) was used in place of the crude E. coli extract containing the recombinant Fab antibody fragment. Then, a recombinant Fab antibody fragment that binds to the biotinylated liposome / human sugar nucleic acid transporter complex was obtained.

(6−5)結果の考察
リポソーム中で膜蛋白質は天然型の立体構造を保っていると考えられるため、上記リポソーム-ELISA法によって得られたレコンビナントFab抗体フラグメントの多くが、ヒト糖核酸トランスポーターの立体構造を認識していると考えられる。また、続けて、実施例2の(2−2)の方法と同様のスクリーニングを行えば、より精度よく、ヒト糖核酸トランスポーターの天然型の立体構造を特異的に認識するモノクローナル抗体のみを得ることができると考えられる。
(6−6)Biacore測定による解離定数測定
ELISAのようなエンドポイントアッセイでは膜蛋白質/抗体複合体形成のダイナミクス、とくに結合の安定性に関する情報が得られないため、表面プラズモン共鳴原理を基盤としたBiacore T-100を用いてFabフラグメントの結合・解離速度の評価技術を確立した。実施例5の(6−4)で得られたレコンビナントFab抗体フラグメントのH鎖C末端にはHAタグが付加されているため、Biacore SAチップ上に固定化したビオチン化抗HAタグIgGにキャプチャーすることが可能である。Biotin-conjugated anti-HA tag IgGをTBS-Dバッファー [10 mM Tris-HCl (pH7.5)、150 mM NaCl、0.05% (w/v) DDM]に溶かして50 μg/mLの濃度とし、流速10 μL/minで120秒間フローセルに流すことによって、Biacore SA チップに固定化した。次に大腸菌で発現させたFabフラグメントに12 mg/mL BSAおよび12 mg/mL CM-デキストランを添加後、流速10 μL/minで300秒間フローセルに流すことによって、チップ上にFabを捕捉させた。最後にアナライトとしてTBS-Dバッファーに溶解したヒト糖核酸トランスポーター精製標品 (0、4、8、16、または32μg/mLの各濃度)を流速30μL/minで120秒間フローセルに流し、その直後の10分間の解離レスポンスを測定することによって、結合の安定性を評価した。対照フローセルにおいてはチップ上にFabフラグメントを捕捉させずに同様の実験を行い、両者の相互作用レスポンスの差を取ることによりFabフラグメントと膜蛋白質との結合・解離動態を解析した。チップの再生に際しては10mM NaOH溶液を流速30μL/minで30秒間フローセルに流すことにより捕捉されたFabフラグメントを解離させた。以上の方法により、多数のFabフラグメントの膜蛋白質に対する親和性を繰り返し自動測定することが可能である。
(6-5) Discussion of results Since it is considered that the membrane protein maintains the natural three-dimensional structure in the liposome, most of the recombinant Fab antibody fragments obtained by the liposome-ELISA method are human sugar nucleic acid transporters. It is considered that the three-dimensional structure is recognized. Further, if screening similar to the method of (2-2) of Example 2 is subsequently performed, only a monoclonal antibody that specifically recognizes the natural three-dimensional structure of the human sugar nucleic acid transporter is obtained with higher accuracy. It is considered possible.
(6-6) Dissociation constant measurement by Biacore measurement
End point assays such as ELISA do not provide information on the dynamics of membrane protein / antibody complex formation, particularly the binding stability, so binding of Fab fragments using Biacore T-100 based on the surface plasmon resonance principle・ Established evaluation technology for dissociation rate. Since the HA tag is added to the H chain C terminus of the recombinant Fab antibody fragment obtained in (6-4) of Example 5, it is captured on a biotinylated anti-HA tag IgG immobilized on a Biacore SA chip. It is possible. Biotin-conjugated anti-HA tag IgG is dissolved in TBS-D buffer [10 mM Tris-HCl (pH 7.5), 150 mM NaCl, 0.05% (w / v) DDM] to a concentration of 50 μg / mL. The sample was immobilized on a Biacore SA chip by flowing through a flow cell at a flow rate of 10 μL / min for 120 seconds. Next, 12 mg / mL BSA and 12 mg / mL CM-dextran were added to the Fab fragment expressed in E. coli, and then flowed in a flow cell at a flow rate of 10 μL / min for 300 seconds to capture the Fab on the chip. Finally, a purified human sugar nucleic acid transporter preparation (0, 4, 8, 16, or 32 μg / mL concentration) dissolved in TBS-D buffer as an analyte was passed through the flow cell for 120 seconds at a flow rate of 30 μL / min. Binding stability was assessed by measuring the 10 minute dissociation response immediately after. In the control flow cell, the same experiment was performed without capturing the Fab fragment on the chip, and the binding / dissociation kinetics of the Fab fragment and the membrane protein were analyzed by taking the difference in the interaction response between them. When the chip was regenerated, the captured Fab fragment was dissociated by flowing a 10 mM NaOH solution through the flow cell at a flow rate of 30 μL / min for 30 seconds. By the above method, it is possible to repeatedly and automatically measure the affinity of many Fab fragments to membrane proteins.

(6−7)結果の考察
ヒト糖核酸トランスポーター−Fabフラグメント間の解離定数は2.7x10-9Mであり、高い親和性を有する抗体を得ることに成功した。なお、膜蛋白質との共結晶化に使用する抗体は、精製や結晶化等の工程の間、膜蛋白質との結合を持続するために、高い親和性を有する必要がある。そして、上記の結果より、本Biacore測定で用いたモノクローナル抗体(実施例6の(6−4)で得られたレコンビナントFab抗体フラグメント)は、膜蛋白質との高い親和性を有するモノクローナル抗体であるので、膜蛋白質との共結晶化に好適に使用できると考えられる。さらに、実施例5のスクリーニング方法を用いれば、膜蛋白質との共結晶化に好適に使用できるモノクローナル抗体が、効率的に得られると考えられる。
(6-7) Discussion of Results The dissociation constant between the human sugar nucleic acid transporter and the Fab fragment is 2.7 × 10 −9 M, and it has succeeded in obtaining an antibody having high affinity. The antibody used for co-crystallization with the membrane protein needs to have a high affinity in order to maintain the binding with the membrane protein during the steps of purification and crystallization. From the above results, the monoclonal antibody used in this Biacore measurement (recombinant Fab antibody fragment obtained in (6-4) of Example 6) is a monoclonal antibody having a high affinity for the membrane protein. It is considered that it can be suitably used for co-crystallization with membrane proteins. Furthermore, using the screening method of Example 5, it is considered that a monoclonal antibody that can be suitably used for co-crystallization with a membrane protein can be efficiently obtained.

(6−8)ヒト糖核酸トランスポーター/GFP融合蛋白質とFabフラグメントの複合体の蛍光ゲル濾過分析 (FSEC)
10μgのヒト糖核酸トランスポーター/GFP融合蛋白質の精製標品に対して、実施例5の(6−4)で得られたレコンビナントFab抗体フラグメントの過剰量を混合し、氷上で1時間放置した。このとき試料中のDDM濃度は0.05% (w/v)に保った。得られた複合体試料 (300μL)を、TBS-Dバッファー [10 mM Tris-HCl (pH7.5)、 150 mM NaCl、 0.05% (w/v) DDM]で平衡化したSuperdex200 10/300にアプライし、0.4mL/minの流速で溶出した。一方、10μgのヒト糖核酸トランスポーター/GFP融合蛋白質の精製標品単独の試料についても同様のゲル濾過を行った。分画された各フラクション (0.2mL)のGFP蛍光量(Excitation 470nm、Emission 512nm)をSpectraMax2e Microplate Readerを用いて測定した。その結果を図8に示す。
(6-8) Fluorescent gel filtration analysis of complex of human sugar nucleic acid transporter / GFP fusion protein and Fab fragment (FSEC)
An excess amount of the recombinant Fab antibody fragment obtained in (6-4) of Example 5 was mixed with 10 μg of the purified sample of human sugar nucleic acid transporter / GFP fusion protein, and the mixture was left on ice for 1 hour. At this time, the DDM concentration in the sample was kept at 0.05% (w / v). The obtained complex sample (300 μL) was equilibrated with TBS-D buffer [10 mM Tris-HCl (pH 7.5), 150 mM NaCl, 0.05% (w / v) DDM] Superdex200 10/300 And eluted at a flow rate of 0.4 mL / min. On the other hand, the same gel filtration was performed on a sample of a purified sample of 10 μg of human sugar nucleic acid transporter / GFP fusion protein alone. The amount of GFP fluorescence (Excitation 470 nm, Emission 512 nm) in each fractionated fraction (0.2 mL) was measured using a SpectraMax2e Microplate Reader. The result is shown in FIG.

(6−9)結果の考察
ヒト糖核酸トランスポーター/GFP融合蛋白質単独でゲル濾過を行った場合には14.5mL程度での溶出であったのに対し、ヒト糖核酸トランスポーター/GFP融合蛋白質に対して過剰量の上記レコンビナントFab抗体フラグメントを加えた場合では13.5mL程度での溶出となった。このことはゲル濾過の最中においてもヒト糖核酸トランスポーターと抗体間の結合が保たれていることを示しており、様々な用途においてもこの抗体が十分な結合能力を有していることを示唆する。
(6-9) Discussion of the results When gel filtration was performed with the human sugar nucleic acid transporter / GFP fusion protein alone, it was eluted at about 14.5 mL, whereas the human sugar nucleic acid transporter / GFP fusion protein In contrast, when an excessive amount of the above-mentioned recombinant Fab antibody fragment was added, elution was performed at about 13.5 mL. This indicates that the binding between the human sugar nucleic acid transporter and the antibody is maintained even during gel filtration, and that this antibody has sufficient binding ability in various applications. Suggest.

また、膜蛋白質との共結晶化に使用する抗体は、精製や結晶化等の工程の間、膜蛋白質との結合を持続する必要がある。つまり、上記の結果より、この分析で用いたモノクローナル抗体(実施例6の(6−4)で得られたレコンビナントFab抗体フラグメント)は、膜蛋白質との高い結合の持続性を有するモノクローナル抗体であるので、膜蛋白質との共結晶化に好適に使用できると考えられる。そして、実施例6のスクリーニング方法を用いれば、膜蛋白質との共結晶化に好適に使用できる抗体フラグメントが、効率的に得られると考えられる。   In addition, the antibody used for co-crystallization with the membrane protein needs to maintain the binding with the membrane protein during the steps of purification and crystallization. That is, based on the above results, the monoclonal antibody used in this analysis (the recombinant Fab antibody fragment obtained in (6-4) of Example 6) is a monoclonal antibody having a high binding durability with a membrane protein. Therefore, it is considered that it can be suitably used for cocrystallization with a membrane protein. And if the screening method of Example 6 is used, it is thought that the antibody fragment which can be used conveniently for a co-crystallization with a membrane protein is obtained efficiently.

<実施例7:膜蛋白質の共結晶化>
(7−1)A2a受容体の共結晶化
上記(3−3−2)と同様にゲル濾過を実施し、A2a受容体とFab複合体のフラクションを得た。このフラクションをアミコンウルトラ-4 分画分子量100k (millipore)等で濃縮し、10mg/ml程度の蛋白濃度とした。この蛋白溶液をPEG400 (Sigma)等を沈殿剤として、常法に従って蒸気拡散法で結晶化を実施した。その結果、図9に示すようなA2a受容体とFab複合体の結晶を得た。
<Example 7: Co-crystallization of membrane protein>
(7-1) Cocrystallization of A2a receptor Gel filtration was performed in the same manner as in the above (3-3-2) to obtain a fraction of A2a receptor and Fab complex. This fraction was concentrated with Amicon Ultra-4 fractionated molecular weight of 100 k (millipore) or the like to obtain a protein concentration of about 10 mg / ml. This protein solution was crystallized by a vapor diffusion method according to a conventional method using PEG400 (Sigma) or the like as a precipitant. As a result, crystals of A2a receptor and Fab complex as shown in FIG. 9 were obtained.

次に、得られた結晶に関して、X線回折実験を実施し、2.7Å程度の解像度の回折データを得た。集めた回折データを分子置換法で解析し、図10に示すような構造であることを明らかにした。   Next, an X-ray diffraction experiment was performed on the obtained crystal, and diffraction data with a resolution of about 2.7 mm was obtained. The collected diffraction data was analyzed by the molecular replacement method, and the structure as shown in FIG. 10 was clarified.

(7−2)ラット糖トランスポーターの共結晶化
上記(6−1)〜(6−8)において、ヒト糖核酸トランスポーターをラット糖トランスポーターに代え、同様の操作を行い、ラット糖トランスポーターとFv複合体のフラクションを得た。次に、上記(7−1)と同様の工程で、ラット糖トランスポーターの結晶化を実施した。その結果、図11に示すようなラット糖トランスポーターとFvフラグメントの複合体の結晶を得た。
(7-2) Co-crystallization of rat sugar transporter In the above (6-1) to (6-8), the human sugar nucleic acid transporter is replaced with the rat sugar transporter, and the same operation is performed. And Fv complex fractions were obtained. Next, crystallization of the rat sugar transporter was performed in the same process as in (7-1) above. As a result, crystals of a complex of rat sugar transporter and Fv fragment as shown in FIG. 11 were obtained.

(7−3)結果の考察
A2a受容体とラット糖トランスポーターを、それぞれ抗体と結合させることで結晶化することに成功した。このことは、リポソーム-ELISA法を行なうことで、共結晶化に好適な抗体が得られるということを示している。また図10より、A2a受容体のループ部分に抗体が結合していることが示唆された。これは、上記(5−1)の結果と一致していた。
(7-3) Discussion of results
We succeeded in crystallizing A2a receptor and rat sugar transporter by binding to each antibody. This indicates that an antibody suitable for co-crystallization can be obtained by performing the liposome-ELISA method. Further, FIG. 10 suggested that the antibody was bound to the loop portion of the A2a receptor. This was consistent with the result of (5-1) above.

<結果の考察>
上記の実施例1〜7の実験結果から、固相担体と、該固相担体に結合しているリポソームと、該リポソームに埋め込まれている膜蛋白質と、を備え、該膜蛋白質の少なくとも一部が該リポソームの外側表面に露出している、リポソーム/膜蛋白質複合体を、膜蛋白質とともに共結晶化する抗体をスクリーニングする際に使用することができることがわかる。
<Consideration of results>
From the experimental results of the above Examples 1 to 7, it comprises a solid phase carrier, a liposome bound to the solid phase carrier, and a membrane protein embedded in the liposome, and at least a part of the membrane protein It can be seen that the liposome / membrane protein complex exposed on the outer surface of the liposome can be used for screening an antibody that co-crystallizes with the membrane protein.

そして、得られた抗体は、標的膜蛋白質の天然型の立体構造を特異的に認識する抗体、標的膜蛋白質への結合特異性が高い抗体、標的膜蛋白質への親和性が高い抗体、膜蛋白質と抗体を合わせた全体の親水性領域を拡大させる抗体、膜蛋白質と抗体を合わせた全体の熱安定性を上昇させる抗体、または、膜蛋白質のループ部分を特異的に認識する抗体であることが実証されている。さらには、得られた抗体を用いて、膜蛋白質の共結晶化に成功している。そのため、上記リポソーム/膜蛋白質複合体を使用すれば、膜蛋白質とともに共結晶化するために好適に使用できる抗体が、公知技術に比べて、極めて効率的に得られると考えられる。同様の理由で、上記のような特性を有している抗体のスクリーニング方法または生産方法が明らかになった。   The obtained antibody is an antibody that specifically recognizes the natural three-dimensional structure of the target membrane protein, an antibody with high binding specificity to the target membrane protein, an antibody with high affinity for the target membrane protein, or a membrane protein And an antibody that expands the entire hydrophilic region, and an antibody that increases the overall thermal stability of the membrane protein and the antibody, or an antibody that specifically recognizes the loop portion of the membrane protein. Proven. In addition, membrane proteins have been successfully co-crystallized using the obtained antibodies. Therefore, if the above-mentioned liposome / membrane protein complex is used, it is considered that an antibody that can be suitably used for co-crystallization with the membrane protein can be obtained very efficiently as compared with known techniques. For the same reason, a screening method or a production method of an antibody having the above characteristics has been clarified.

加えて、7回膜貫通型であるGPCRと、10回膜貫通型であるヒト糖核酸トランスポーターを用いた実施例に同様の結果が見られたことから、本発明は膜の貫通回数にほとんど影響を受けずに実施できることが示唆される。   In addition, similar results were seen in the examples using the 7-transmembrane GPCR and the 10-transmembrane human sugar nucleic acid transporter. It is suggested that it can be implemented without being affected.

以上、本発明を実施例に基づいて説明した。この実施例はあくまで例示であり、種々の変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。   In the above, this invention was demonstrated based on the Example. It is to be understood by those skilled in the art that this embodiment is merely an example, and that various modifications are possible and that such modifications are within the scope of the present invention.

Claims (33)

リポソーム/膜蛋白質複合体であって、
固相担体と、
前記固相担体に結合しているリポソームと、
前記リポソームに埋め込まれている膜蛋白質と、
を備え、
前記膜蛋白質の少なくとも一部が、リポソームの外側表面に露出しており、
膜蛋白質とともに共結晶化するための抗体をスクリーニングする際に用いられる、リポソーム/膜蛋白質複合体。
A liposome / membrane protein complex comprising:
A solid support;
Liposomes bound to the solid support;
A membrane protein embedded in the liposome;
With
At least a portion of the membrane protein is exposed on the outer surface of the liposome;
A liposome / membrane protein complex used for screening an antibody for co-crystallization with a membrane protein.
請求項1に記載のリポソーム/膜蛋白質複合体において、
前記リポソームに埋め込まれているリンカーをさらに備え、
前記リポソームが、前記リンカーを介して前記固相担体に結合している、
リポソーム/膜蛋白質複合体。
The liposome / membrane protein complex according to claim 1,
A linker embedded in the liposome;
The liposome is bound to the solid phase carrier via the linker;
Liposome / membrane protein complex.
請求項1に記載のリポソーム/膜蛋白質複合体において、
前記膜蛋白質が、受容体蛋白質、チャネル蛋白質、輸送体蛋白質、接着分子、膜結合性酵素からなる群から選ばれる膜蛋白質、またはその塩である、
リポソーム/膜蛋白質複合体。
The liposome / membrane protein complex according to claim 1,
The membrane protein is a membrane protein selected from the group consisting of a receptor protein, a channel protein, a transporter protein, an adhesion molecule, a membrane-bound enzyme, or a salt thereof.
Liposome / membrane protein complex.
請求項1に記載のリポソーム/膜蛋白質複合体において、
前記膜蛋白質が、複数回膜貫通型の膜蛋白質である、
リポソーム/膜蛋白質複合体。
The liposome / membrane protein complex according to claim 1,
The membrane protein is a multiple-transmembrane membrane protein,
Liposome / membrane protein complex.
請求項1に記載のリポソーム/膜蛋白質複合体において、
前記膜蛋白質が、7回以上膜を貫通している膜蛋白質である、
リポソーム/膜蛋白質複合体。
The liposome / membrane protein complex according to claim 1,
The membrane protein is a membrane protein penetrating the membrane seven times or more,
Liposome / membrane protein complex.
請求項1に記載のリポソーム/膜蛋白質複合体において、
前記膜蛋白質が、G蛋白質共役受容体である、
リポソーム/膜蛋白質複合体。
The liposome / membrane protein complex according to claim 1,
The membrane protein is a G protein-coupled receptor;
Liposome / membrane protein complex.
リポソーム/膜蛋白質複合体であって、
固相担体と、
前記固相担体に結合しているリポソームと、
前記リポソームに埋め込まれている膜蛋白質と、
を備え、
前記膜蛋白質の少なくとも一部が、リポソームの外側表面に露出しており、
膜蛋白質とともに共結晶化する化合物をスクリーニングする際に用いられる、リポソーム/膜蛋白質複合体。
A liposome / membrane protein complex comprising:
A solid support;
Liposomes bound to the solid support;
A membrane protein embedded in the liposome;
With
At least a portion of the membrane protein is exposed on the outer surface of the liposome;
A liposome / membrane protein complex used for screening a compound that co-crystallizes with a membrane protein.
請求項1に記載のリポソーム/膜蛋白質複合体の生産方法であって、
a)脂質溶液とリンカーと前記膜蛋白質と界面活性剤とを含有する水溶液を混合し、混合液を作製する工程と、
b)前記混合液に界面活性剤除去剤を加え、前記混合液中の前記界面活性剤を前記界面活性剤除去剤に吸着させ、前記リンカーおよび前記膜蛋白質が埋め込まれているリポソームを生成する工程と、さらに、
c)前記リポソームを前記リンカーを介して前記固相担体に結合させ、前記リポソーム/膜蛋白質複合体を生成する工程と、
を含む、リポソーム/膜蛋白質複合体の生産方法。
A method for producing the liposome / membrane protein complex according to claim 1,
a) mixing an aqueous solution containing a lipid solution, a linker, the membrane protein, and a surfactant to prepare a mixed solution;
b) adding a surfactant removing agent to the mixed solution, adsorbing the surfactant in the mixed solution to the surfactant removing agent, and generating a liposome in which the linker and the membrane protein are embedded And, in addition,
c) binding the liposome to the solid phase carrier via the linker to produce the liposome / membrane protein complex;
A method for producing a liposome / membrane protein complex, comprising:
抗体のスクリーニング方法であって、
d)請求項1に記載のリポソーム/膜蛋白質複合体に、被検抗体を接触させる工程と、
e)工程d)で結合した抗体を検出する工程と、
f)前記膜蛋白質を変性させる工程と、
g)工程f)で変性した変性型の膜蛋白質に、被検抗体を接触させる工程と、
h)工程g)で結合した抗体を検出する工程と、
を含む、膜蛋白質とともに共結晶化するための抗体のスクリーニング方法。
An antibody screening method comprising:
d) contacting the test antibody with the liposome / membrane protein complex according to claim 1;
e) detecting the antibody bound in step d);
f) denaturing the membrane protein;
g) contacting the test antibody with the denatured membrane protein denatured in step f);
h) detecting the antibody bound in step g);
A method for screening an antibody for co-crystallization with a membrane protein.
請求項9に記載のスクリーニング方法の工程f)と工程g)と工程h)を含む工程が、
さらに、ドットブロッティング法、ウエスタンブロッティング法、免疫ブロッティング法、またはELISA法を用いた工程を含む、
スクリーニング方法。
The process comprising steps f), g) and h) of the screening method according to claim 9
Furthermore, including a step using a dot blotting method, a Western blotting method, an immunoblotting method, or an ELISA method,
Screening method.
抗体のスクリーニング方法であって、
i)請求項1に記載のリポソーム/膜蛋白質複合体に、抗体ライブラリーを接触させる工程と、
j)工程i)で結合した抗体を選抜する工程と、
k)前記膜蛋白質を変性させる工程と、
l)工程k)で変性した変性型の膜蛋白質に、工程j)で選抜した抗体を接触させる工程と、
m)工程l)で結合した抗体を除外する工程と、
を含む、膜蛋白質とともに共結晶化するための抗体のスクリーニング方法。
An antibody screening method comprising:
i) contacting the antibody library with the liposome / membrane protein complex according to claim 1;
j) selecting the antibody bound in step i);
k) denaturing the membrane protein;
l) contacting the modified membrane protein denatured in step k) with the antibody selected in step j);
m) excluding the antibody bound in step l);
A method for screening an antibody for co-crystallization with a membrane protein.
抗体のスクリーニング用キットであって、
膜蛋白質と脂質とリンカーと固相担体と、
を含む、膜蛋白質とともに共結晶化するための抗体のスクリーニング用キット。
An antibody screening kit comprising:
A membrane protein, a lipid, a linker, a solid phase carrier,
An antibody screening kit for co-crystallization with a membrane protein.
請求項12に記載のスクリーニング用キットであって、
さらに、蛋白質変性剤と、
ドットブロッティング法、ウエスタンブロッティング法、免疫ブロッティング法、またはELISA法のいずれかの方法に使用する試薬と、
を含む、スクリーニング用キット。
A screening kit according to claim 12, comprising:
Furthermore, a protein denaturant,
Reagents used in any of the dot blotting method, western blotting method, immunoblotting method, or ELISA method;
A screening kit comprising:
抗体の生産方法であって、
n)請求項9に記載のスクリーニング方法によって、膜蛋白質とともに共結晶化するための抗体をスクリーニングする工程と、
o)工程n)でスクリーニングされた前記膜蛋白質とともに共結晶化するための抗体の、複製物を作製する工程と、
を含む、膜蛋白質とともに共結晶化するための抗体の生産方法。
An antibody production method comprising:
n) screening an antibody for co-crystallization with a membrane protein by the screening method according to claim 9;
o) producing a replica of the antibody for co-crystallization with the membrane protein screened in step n);
A method for producing an antibody for co-crystallization with a membrane protein, comprising:
請求項14に記載の生産方法で得られる、抗体。   An antibody obtained by the production method according to claim 14. リポソーム/膜蛋白質複合体であって、
固相担体と、
前記固相担体に結合しているリポソームと、
前記リポソームに埋め込まれている膜蛋白質と、
を備え、
前記膜蛋白質の少なくとも一部が、リポソームの外側表面に露出しており、
膜蛋白質のループ部分を認識する抗体をスクリーニングする際に用いられる、リポソーム/膜蛋白質複合体。
A liposome / membrane protein complex comprising:
A solid support;
Liposomes bound to the solid support;
A membrane protein embedded in the liposome;
With
At least a portion of the membrane protein is exposed on the outer surface of the liposome;
A liposome / membrane protein complex used for screening an antibody that recognizes a loop portion of a membrane protein.
抗体のスクリーニング方法であって、
p)抗体産生細胞から、被検抗体を作製する工程と、
q)請求項16に記載の前記リポソーム/膜蛋白質複合体に対する、前記被検抗体の結合性を検査し、前記リポソーム/膜蛋白質複合体に結合性を有するリポソーム/膜蛋白質複合体結合性抗体を選抜する工程、
を含む、膜蛋白質のループ部分を認識する抗体のスクリーニング方法。
An antibody screening method comprising:
p) producing a test antibody from antibody-producing cells;
q) The binding property of the test antibody to the liposome / membrane protein complex according to claim 16 is examined, and a liposome / membrane protein complex-binding antibody having binding property to the liposome / membrane protein complex is obtained. Process to select,
A method for screening an antibody that recognizes a loop portion of a membrane protein.
請求項17に記載のスクリーニング方法であって、
r)前記膜蛋白質またはその複製物を変性させ、変性型膜蛋白質を調整する工程と、
s)前記変性型膜蛋白質に対する、前記被検抗体または前記リポソーム/膜蛋白質複合体結合性抗体の結合性を検査し、前記リポソーム/膜蛋白質複合体に結合性を有し、前記変性型膜蛋白質に結合性を有しない抗体を、選抜する工程と、
をさらに含む、スクリーニング方法。
The screening method according to claim 17,
r) modifying the membrane protein or a replica thereof to prepare a denatured membrane protein;
s) The binding property of the test antibody or the liposome / membrane protein complex-binding antibody to the modified membrane protein is examined, the binding property to the liposome / membrane protein complex, and the modified membrane protein Selecting an antibody that does not bind to
A screening method further comprising:
抗体の生産方法であって、
t)請求項17に記載のスクリーニング方法によって、膜蛋白質のループ部分を認識する抗体をスクリーニングする工程と、
u)工程t)でスクリーニングされた前記膜蛋白質のループ部分を認識する抗体の、複製物を作製する工程と、
を含む、膜蛋白質のループ部分を認識する抗体の生産方法。
An antibody production method comprising:
t) screening an antibody that recognizes a loop portion of a membrane protein by the screening method according to claim 17;
u) producing a replica of the antibody recognizing the loop portion of the membrane protein screened in step t);
A method for producing an antibody that recognizes a loop portion of a membrane protein.
請求項19に記載の抗体の生産方法であって、工程u)の前記複製物が、
工程p)の前記抗体産生細胞を用いて作製される複製物である、生産方法。
The method of producing an antibody according to claim 19, wherein the replica of step u) is
A production method, which is a replica produced using the antibody-producing cells of step p).
請求項19に記載の抗体の生産方法であって、工程u)の前記複製物が、
工程p)の前記抗体産生細胞が含有する、膜蛋白質のループ部分を認識する抗体のアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドまたはその機能的変異体、を導入した細胞を使用して作製される複製物である、生産方法。
The method of producing an antibody according to claim 19, wherein the replica of step u) is
A replica produced using a cell into which a polynucleotide encoding an amino acid sequence of an antibody that recognizes a loop portion of a membrane protein or a functional variant thereof, contained in the antibody-producing cell of step p) There is a production method.
請求項19に記載の生産方法で得られる、抗体。   An antibody obtained by the production method according to claim 19. リポソーム/膜蛋白質複合体であって、
固相担体と、
前記固相担体に結合しているリポソームと、
前記リポソームに埋め込まれている膜蛋白質と、
を備え、
前記膜蛋白質の少なくとも一部が、リポソームの外側表面に露出しており、
膜蛋白質の野生型に対して結合性を有し、膜蛋白質のループ部分変異型に対して結合性を有しない抗体、膜蛋白質に対する解離定数が1.0×10−8M以下の抗体、および膜蛋白質と抗体を合わせた全体の熱安定性を高める抗体、からなる群から選ばれる1種以上の抗体をスクリーニングする際に用いられる、リポソーム/膜蛋白質複合体。
A liposome / membrane protein complex comprising:
A solid support;
Liposomes bound to the solid support;
A membrane protein embedded in the liposome;
With
At least a portion of the membrane protein is exposed on the outer surface of the liposome;
An antibody having binding to the wild type of the membrane protein and not binding to the loop partial mutant of the membrane protein, an antibody having a dissociation constant of 1.0 × 10 −8 M or less for the membrane protein, and A liposome / membrane protein complex used for screening one or more antibodies selected from the group consisting of antibodies that enhance the overall thermal stability of membrane proteins and antibodies.
抗体のスクリーニング方法であって、
v)抗体産生細胞から、被検抗体を作製する工程と、
w)固相担体と、前記固相担体に結合しているリポソームと、前記リポソームに埋め込まれている膜蛋白質と、を備え、前記膜蛋白質の少なくとも一部が、リポソームの外側表面に露出している、リポソーム/膜蛋白質複合体に対する、前記被検抗体の結合性を検査し、前記リポソーム/膜蛋白質複合体に結合性を有するリポソーム/膜蛋白質複合体結合性抗体を選抜する工程と、
を含む、膜蛋白質の野生型に対して結合性を有し、膜蛋白質のループ部分変異型に対して結合性を有しない抗体、膜蛋白質に対する解離定数が1.0×10−8M以下の抗体、および膜蛋白質と抗体を合わせた全体の熱安定性を高める抗体、からなる群から選ばれる1種以上の抗体のスクリーニング方法。
An antibody screening method comprising:
v) producing a test antibody from antibody-producing cells;
w) comprising a solid phase carrier, a liposome bound to the solid phase carrier, and a membrane protein embedded in the liposome, wherein at least a part of the membrane protein is exposed on the outer surface of the liposome. Examining the binding of the test antibody to the liposome / membrane protein complex, and selecting the liposome / membrane protein complex-binding antibody having binding property to the liposome / membrane protein complex;
An antibody having a binding property to the wild type of the membrane protein and having no binding property to the loop partial mutant of the membrane protein, and a dissociation constant for the membrane protein of 1.0 × 10 −8 M or less A screening method for one or more antibodies selected from the group consisting of an antibody and an antibody that enhances the overall thermal stability of the membrane protein and the antibody.
請求項24に記載のスクリーニング方法であって、
x)前記膜蛋白質またはその複製物を変性させ、変性型膜蛋白質を調整する工程と、
y)前記変性型膜蛋白質に対する、前記被検抗体または前記リポソーム/膜蛋白質複合体結合性抗体の結合性を検査し、前記リポソーム/膜蛋白質複合体に結合性を有し、前記変性型膜蛋白質に結合性を有しない、抗体を選抜する工程と、
をさらに含む、スクリーニング方法。
A screening method according to claim 24, comprising:
x) a step of modifying the membrane protein or a replica thereof to prepare a denatured membrane protein;
y) The binding property of the test antibody or the liposome / membrane protein complex-binding antibody to the modified membrane protein is examined, the binding property to the liposome / membrane protein complex, and the modified membrane protein A step of selecting an antibody that does not have a binding property;
A screening method further comprising:
抗体の生産方法であって、
z)請求項24に記載のスクリーニング方法によって、膜蛋白質の野生型に対して結合性を有し、膜蛋白質のループ部分変異型に対して結合性を有しない抗体、膜蛋白質に対する解離定数が1.0×10−8M以下の抗体、および膜蛋白質と抗体を合わせた全体の熱安定性を高める抗体、からなる群から選ばれる1種以上の抗体をスクリーニングする工程と、
a’)工程z)でスクリーニングされた前記抗体の、複製物を作製する工程と、
を含む、膜蛋白質の野生型に対して結合性を有し、膜蛋白質のループ部分変異型に対して結合性を有しない抗体、膜蛋白質に対する解離定数が1.0×10−8M以下の抗体、および膜蛋白質と抗体を合わせた全体の熱安定性を高める抗体、からなる群から選ばれる1種以上の抗体の生産方法。
An antibody production method comprising:
z) By the screening method according to claim 24, an antibody having a binding property to a wild type membrane protein and not binding to a loop partial mutant of the membrane protein, a dissociation constant of 1 for the membrane protein is 1 Screening one or more antibodies selected from the group consisting of an antibody of 0 × 10 −8 M or less and an antibody that enhances the overall thermal stability of the membrane protein and the antibody;
a ′) producing a replica of said antibody screened in step z);
An antibody having a binding property to the wild type of the membrane protein and having no binding property to the loop partial mutant of the membrane protein, and a dissociation constant for the membrane protein of 1.0 × 10 −8 M or less A method for producing one or more antibodies selected from the group consisting of an antibody and an antibody that enhances the overall thermal stability of the membrane protein and the antibody.
請求項26に記載の生産方法で得られる、抗体。   An antibody obtained by the production method according to claim 26. リポソーム/膜蛋白質複合体であって、
固相担体と、
前記固相担体に結合しているリポソームと、
前記リポソームに埋め込まれている膜蛋白質と、
を備え、
前記膜蛋白質の少なくとも一部が、リポソームの外側表面に露出しており、
膜蛋白質のループ部分に対して特異的に結合する化合物をスクリーニングする際に用いられる、リポソーム/膜蛋白質複合体。
A liposome / membrane protein complex comprising:
A solid support;
Liposomes bound to the solid support;
A membrane protein embedded in the liposome;
With
At least a portion of the membrane protein is exposed on the outer surface of the liposome;
A liposome / membrane protein complex used for screening a compound that specifically binds to a loop portion of a membrane protein.
化合物のスクリーニング方法であって、
b’)請求項28に記載のリポソーム/膜蛋白質複合体に対する、被検化合物の結合性を検査し、前記リポソーム/膜蛋白質複合体に結合性を有するリポソーム/膜蛋白質複合体結合性化合物を選抜する工程、
を含む、膜蛋白質のループ部分に対して特異的に結合する化合物のスクリーニング方法。
A compound screening method comprising:
b ′) A test compound binding property to the liposome / membrane protein complex according to claim 28 is examined, and a liposome / membrane protein complex binding compound having a binding property to the liposome / membrane protein complex is selected. The process of
A method for screening a compound that specifically binds to a loop portion of a membrane protein.
化合物の生産方法であって、
c’)請求項29に記載のスクリーニング方法によって、膜蛋白質のループ部分に対して特異的に結合する化合物をスクリーニングする工程と、
d’)工程c’)でスクリーニングされた前記膜蛋白質のループ部分に対して特異的に結合する化合物の、複製物を作製する工程と、
を含む、膜蛋白質のループ部分に対して特異的に結合する化合物の生産方法。
A method for producing a compound comprising:
c ′) screening a compound that specifically binds to a loop portion of a membrane protein by the screening method according to claim 29;
d ′) producing a replica of the compound that specifically binds to the loop portion of the membrane protein screened in step c ′);
A method for producing a compound that specifically binds to a loop portion of a membrane protein.
請求項30に記載の生産方法で得られる、化合物。   A compound obtained by the production method according to claim 30. アデノシン受容体A2aの立体構造を認識する、アデノシン受容体A2a結合性抗体。   An adenosine receptor A2a-binding antibody that recognizes the three-dimensional structure of adenosine receptor A2a. 糖トランスポーターの立体構造を認識する、糖トランスポーター結合性抗体。   A sugar transporter-binding antibody that recognizes the three-dimensional structure of a sugar transporter.
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