JPWO2015060431A1 - 糖化ペプチドに作用するアマドリアーゼを用いたHbA1c測定法 - Google Patents

糖化ペプチドに作用するアマドリアーゼを用いたHbA1c測定法 Download PDF

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Abstract

ヘモグロビンA1c(HbA1c)のβ鎖を加水分解して生じる、多種多様な糖化ペプチドに作用し、過酸化水素を生成することを特徴とするアマドリアーゼを提供し、それを用いたHbA1cの測定方法および測定試薬キットを提供する。コニオカエタ(Coniochaeta)属等由来のアマドリアーゼの62位、63位、102位、106位、110位、113位、355位よりなる群から選択されるアミノ酸に対応する位置で1つまたはそれ以上のアミノ酸残基を置換することにより得られるアマドリアーゼであり、多種多様な糖化ペプチドを酸化して過酸化水素を生成することを特徴とするアマドリアーゼを用いたHbA1cの測定方法および該アマドリアーゼを含む測定試薬キット。少ないプロテアーゼの処方量でHbA1cを迅速、簡便に、かつ、精度よく定量できる測定方法、測定キット、またはHbA1cを迅速、簡便、高精度に、かつ、高感度に定量できる測定方法、測定キットを提供できる。

Description

本発明は、試料中のヘモグロビンA1cの測定方法、およびその測定方法に用いられる測定用試薬キットに関する。
糖化タンパク質は、グルコースなどのアルドース(アルデヒド基を潜在的に有する単糖およびその誘導体)のアルデヒド基と、タンパク質のアミノ基が非酵素的に共有結合を形成し、アマドリ転移することにより生成したものである。タンパク質のアミノ基としてはアミノ末端のα−アミノ基、タンパク質中のリジン残基側鎖のε−アミノ基が挙げられる。生体内で生じる糖化タンパク質としては血液中のヘモグロビンが糖化された糖化ヘモグロビン、アルブミンが糖化された糖化アルブミンなどが知られている。
これら生体内で生じる糖化タンパク質の中でも、糖尿病の臨床診断分野において、糖尿病患者の診断や症状管理のための重要な血糖コントロールマーカーとして、ヘモグロビンA1c(HbA1c)が注目されている。HbA1cは、へモグロビン「β鎖」のN末端(アミノ末端)のVal(バリン)の、α−アミノ基にグルコースが結合したタンパク質である。血液中のHbA1c濃度は、過去の一定期間の平均血糖値を反映することから、HbA1cの値は糖尿病の症状の診断や管理において重要な指標となっている。
このHbA1cを迅速かつ簡便に測定する方法として、従来、アマドリアーゼを用いる数種類の酵素的方法が知られている。
アマドリアーゼは、酸素の存在下で、イミノ2酢酸若しくはその誘導体(「アマドリ化合物」とも言う)を酸化して、グリオキシル酸若しくはα−ケトアルデヒド、アミノ酸若しくはペプチド、および過酸化水素を生成する反応を触媒する酵素の総称である。アマドリアーゼは、HbA1cを酵素的方法により測定するために有用な酵素として知られている。アマドリアーゼにより酸化される基質としては、例えば、α−フルクトシルバリルヒスチジン(以降αFVHと表す)が知られている。
アマドリアーゼはこれまでに、細菌、酵母、真菌から見出されており、例えば、コニオカエタ(Coniochaeta)属、ユーペニシリウム(Eupenicillium)属、ピレノケータ(Pyrenochaeta)属、アルスリニウム(Arthrinium)属、カーブラリア(Curvularia)属、ネオコスモスポラ(Neocosmospora)属、クリプトコッカス(Cryptococcus)属、フェオスフェリア(Phaeosphaeria)属、アスペルギルス(Aspergillus)属、エメリセラ(Emericella)属、ウロクラディウム(Ulocladium)属、ペニシリウム(Penicillium)属、フザリウム(Fusarium)属、アカエトミエラ(Achaetomiella)属、アカエトミウム(Achaetomium)属、シエラビア(Thielavia)属、カエトミウム(Chaetomium)属、ゲラシノスポラ(Gelasinospora)属、ミクロアスカス(Microascus)属、レプトスフェリア(Leptosphaeria)属、オフィオボラス(Ophiobolus)属、プレオスポラ(Pleospora)属、コニオケチジウム(Coniochaetidium)属、ピチア(Pichia)属、デバリオマイセス(Debaryomyces)属、コリネバクテリウム(Corynebacterium)属、アグロバクテリウム(Agrobacterium)属、アルスロバクター(Arthrobacter)属由来のアマドリアーゼが報告されている(例えば、特許文献1、6〜15、非特許文献1〜9参照。)。これらの属のことを本明細書においてコニオカエタ(Coniochaeta)属等と呼ぶことがある。なお、上記報告例の中で、アマドリアーゼは、文献によってはケトアミンオキシダーゼやフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ、フルクトシルペプチドオキシダーゼ、フルクトシルアミンオキシダーゼ等の表現で記載されている場合もある。これらは本明細書において同義に用いる。
上述のような各種のアマドリアーゼを用いて、HbA1cを迅速かつ簡便に測定する方法としては、プロテアーゼ等の切り出し用酵素でHbA1cを分解し、HbA1cのβ鎖アミノ末端より特定の測定用物質を遊離させ、遊離した測定用物質を、上述のようなアマドリアーゼを用いて定量する方法が知られている(例えば、特許文献1〜7参照)。
具体的には、HbA1cを特定のプロテアーゼ等で分解し、そのβ鎖アミノ末端よりαFVHを遊離させたのちに、遊離したαFVHを定量する方法が知られており、この測定方法が、現在のHbA1c酵素的測定法の主流となっている。
しかしながら、短時間でHbA1cのβ鎖をαFVHまで十分に加水分解するためには、測定試薬中に多量のプロテアーゼを処方する、および/または反応性の異なる多種類のプロテアーゼを処方する必要がある。これは以下に述べる理由により本来好ましいことではない。
プロテアーゼはタンパク質を加水分解する作用を示すため、タンパク質である酵素もまたプロテアーゼにより加水分解される。したがって、アマドリアーゼもまたプロテアーゼにより加水分解されて失活し、その結果、糖化ペプチドと酸素を消費して過酸化水素を生成する反応が阻害される。これに対する対処法としては、アマドリアーゼの処方量を増やし、アマドリアーゼが完全に失活する前に測定を終えることが考えられるが、アマドリアーゼの増量は、プロテアーゼがHbA1cよりもアマドリアーゼを優先的に加水分解することに繋がり、本来好ましくはない。
また、αFVHにアマドリアーゼを作用させて生じる過酸化水素を定量してHbA1cを測定する場合には、過酸化水素の定量にパーオキシダーゼを用いることがある。この場合、パーオキシダーゼもまたプロテアーゼにより加水分解されて失活するため、好ましいことではない。
また別の側面として、酵素によるHbA1c測定には自動分析装置を使用することが一般的であり、この場合、一つの試料を用いてHbA1cを始めとする様々な生体マーカーを同時測定する。この際、各生体マーカーは酵素もしくは抗体を利用して測定するため、プロテアーゼがコンタミネーションすると、各生体マーカー測定試薬に含まれる酵素もしくは抗体が加水分解され、HbA1c以外の生体マーカーが正確に測定できない恐れがある。したがって、自動分析装置にセットする試薬には、本来プロテアーゼが含まれていないことが好ましい。
以上の理由により、HbA1cを特定のプロテアーゼ等で分解し、そのβ鎖アミノ末端よりαFVHを遊離させたのちに、遊離したαFVHを定量する方法においては、処方するプロテアーゼの量および種類を極力少なくすることが望まれていた。しかしながら、処方するプロテアーゼの量および種類を極力少なくすると、HbA1cのβ鎖がαFVHまで十分に加水分解されずに、結果として、加水分解反応の途中段階で生じる多種多様な糖化ペプチドが混在することになる。
また一方、プロテアーゼによる加水分解反応の反応速度はその基質濃度に依存するため、HbA1cの大部分が加水分解されると、プロテアーゼの反応速度は非常に低下する。したがって、HbA1cの測定、すなわちαFVHの定量が終了した時点では、HbA1cの大部分がαFVHまで加水分解されているものの、αFVHまで加水分解されない糖化ペプチドもまた残存していると見積もられる。
したがって、αFVHまで加水分解されずに残存したHbA1cβ鎖に由来する糖化ペプチドも同時に定量できれば、プロテアーゼ処方量の低減および/またはアマドリアーゼによるHbA1c測定法の高感度化が期待できる。しかしながら、多種多様な糖化ペプチドに対して酵素活性を示すアマドリアーゼはこれまでに見出されていなかった。
国際公開第2004/104203号 国際公開第2005/49857号 特開2001−95598号公報 特公平05−33997号公報 特開平11−127895号公報 国際公開第97/13872号 特開2011−229526号公報 特開2003−235585号公報 特開2004−275013号公報 特開2004−275063号公報 特開2010−35469号公報 特開2010−57474号公報 国際公開第2010/41715号 国際公開第2010/41419号 国際公開第2011/15325号
Biochem.Biophys.Res.Commun.311,104−11,2003 Biotechnol.Bioeng.106,358−66,2010 J.Biosci.Bioeng.102,241−3,2006 Appl.Microbiol.Biotechnol.74,813−9,2007 Eur.J.Biochem.242,499−505,1996 Mar.Biotechnol.6,625−32,2004 Biosci.Biotechnol.Biochem.66,1256−61,2002 Biosci.Biotechnol.Biochem.66,2323−29,2002 Biotechnol.Letters 27,27−32,2005
本発明が解決しようとする課題は、多種多様な糖化ペプチドに対して酵素活性を示すアマドリアーゼを見出し、それを利用したHbA1c測定法を構築することにある。
本発明者らは、前記課題解決のために鋭意研究を重ねた結果、コニオカエタ(Coniochaeta)属等に由来するアマドリアーゼに数個のアミノ酸置換が導入された改変型アマドリアーゼが、多種多様な糖化ペプチドを酸化して過酸化水素を生成させる活性を有することを見出し、それを利用したHbA1c測定法を実現して本発明を完成させた。
すなわち、本発明は以下を包含する。
[1] 以下のαF3P〜αF16Pのいずれか1以上を含む試料に、αF3P〜αF16Pのいずれか1以上のα−フルクトシルオリゴペプチドに作用するアマドリアーゼを作用させ、その作用によって生じる過酸化水素または消費される酸素を測定することを特徴とする、試料中のα−フルクトシルオリゴペプチドの測定方法。
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシン(αF3P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニン(αF4P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリン(αF5P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミン酸(αF6P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミン酸(αF7P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジン(αF8P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリン(αF9P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニン(αF10P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリン(αF11P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニン(αF12P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニン(αF13P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシン(αF14P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトファン(αF15P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシン(αF16P)
[2] (a)〜(f)のいずれか1以上を含む試料に、(a)〜(f)のいずれか1以上のα−フルクトシルペプチドに作用するアマドリアーゼを作用させ、その作用によって生じる過酸化水素または消費される酸素を測定することを特徴とする、試料中のα−フルクトシルペプチドの測定方法。
(a)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシン(αF3P)、
(b)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニン(αF4P)、
(c)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリン(αF5P)、
(d)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミン酸(αF6P)、
(e)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジン(αF8P)、
(f)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシン(αF16P)
[3] 試料がさらにα−フルクトシルバリン(αF1P)またはα−フルクトシルバリルヒスチジン(αF2P)を含み、アマドリアーゼがさらにα−フルクトシルバリン(αF1P)またはα−フルクトシルバリルヒスチジン(αF2P)に作用するものであり、その作用によって生じる過酸化水素または消費される酸素も測定することを特徴とする、[1]または[2]に記載の方法。
[3−2] 試料がさらにα−フルクトシルバリルヒスチジン(αF2P)を含み、アマドリアーゼがさらにα−フルクトシルバリルヒスチジン(αF2P)に作用するものであり、その作用によって生じる過酸化水素または消費される酸素も測定することを特徴とする、[3]に記載の方法。
[4] 試料をプロテアーゼで処理して、以下のαF3P〜αF16Pのいずれか1以上を含むα−フルクトシルオリゴペプチドを遊離させ、これに遊離したα−フルクトシルオリゴペプチドのいずれか1以上を酸化するアマドリアーゼを作用させ、その作用によって生じる過酸化水素または消費される酸素を測定することを特徴とする、試料中のヘモグロビンA1cの測定方法。
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシン(αF3P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニン(αF4P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリン(αF5P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミン酸(αF6P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミン酸(αF7P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジン(αF8P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリン(αF9P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニン(αF10P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリン(αF11P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニン(αF12P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニン(αF13P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシン(αF14P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトファン(αF15P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシン(αF16P)
[5] 試料をプロテアーゼで処理して、(a)〜(f)のいずれか1以上を含む糖化ペプチドを遊離させ、遊離した(a)〜(f)のいずれか1以上を含む糖化ペプチドを酸化するアマドリアーゼを作用させ、その作用によって生じる過酸化水素または消費される酸素を測定することを特徴とする、試料中のヘモグロビンA1cの測定方法。
(a)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシン(αF3P)、
(b)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニン(αF4P)、
(c)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリン(αF5P)、
(d)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミン酸(αF6P)、
(e)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジン(αF8P)、
(f)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシン(αF16P)
[6] 試料をプロテアーゼで処理することによりさらにα−フルクトシルバリン(αF1P)またはα−フルクトシルバリルヒスチジン(αF2P)が遊離し、アマドリアーゼがさらにα−フルクトシルバリン(αF1P)またはα−フルクトシルバリルヒスチジン(αF2P)に作用するものであり、その作用によって生じる過酸化水素または消費される酸素も測定することを特徴とする、[4]または[5]に記載の方法。
[6−2] 試料をプロテアーゼで処理することによりさらにα−フルクトシルバリルヒスチジン(αF2P)が遊離し、アマドリアーゼがさらにα−フルクトシルバリルヒスチジン(αF2P)に作用するものであり、その作用によって生じる過酸化水素または消費される酸素も測定することを特徴とする、[6]に記載の方法。
[7] アマドリアーゼがコニオカエタ(Coniochaeta)属、ユーペニシリウム(Eupenicillium)属、ピレノケータ(Pyrenochaeta)属、アルスリニウム(Arthrinium)属、カーブラリア(Curvularia)属、ネオコスモスポラ(Neocosmospora)属、クリプトコッカス(Cryptococcus)属、フェオスフェリア(Phaeosphaeria)属、アスペルギルス(Aspergillus)属、エメリセラ(Emericella)属、ウロクラディウム(Ulocladium)属、またはペニシリウム(Penicillium)属由来である、[1]〜[6]のいずれかに記載の測定方法。
[8] アマドリアーゼがコニオカエタ エスピー(Coniochaeta sp.)、ユーペニシリウム テレナム(Eupenicillium terrenum)、ピレノケータ エスピー(Pyrenochaeta sp.)、アルスリニウム エスピー(Arthrinium sp.)、カーブラリア クラベータ(Curvularia clavata)、ネオコスモスポラ バシンフェクタ(Neocosmospora vasinfecta)、クリプトコッカス ネオフォルマンス(Cryptococcus neoformans)、フェオスフェリア ノドラム(Phaeosphaeria nodorum)、アスペルギルス ニードランス(Aspergillus nidulans)、エメリセラ ニードランス(Emericella nidulans)属、ウロクラディウム エスピー(Ulocladium sp.)、またはペニシリウム ヤンシネラム(Penicillium janthinelum)由来である、[1]〜[6]のいずれかに記載の測定方法。
[9] アマドリアーゼが、以下からなる群より選択されるアマドリアーゼである、[1]〜[6]のいずれかに記載の測定方法。
(i) 配列番号141に示すアミノ酸配列に1又は数個のアミノ酸の置換、欠失又は付加がなされたアミノ酸配列を有するアマドリアーゼ。
(ii) 前記(i)のアマドリアーゼにおいて、当該アマドリアーゼの全長アミノ酸配列が配列番号141のアミノ酸配列と70%以上の配列同一性を有し、配列番号141の第10位〜32位、36〜41位、49〜52位、54〜58位、73〜75位、84〜86位、88〜90位、120〜122位、145〜150位、156〜162位、164〜170位、180〜182位、202〜205位、207〜211位、214〜224位、227〜230位、236〜241位、243〜248位、258〜261位、266〜268位、270〜273位、275〜287位、295〜297位、306〜308位、310〜316位、324〜329位、332〜334位、341〜344位、346〜355位、357〜363位、370〜383位、385〜387位、389〜394位、405〜410位及び423〜431位のアミノ酸配列からなる相同性領域におけるアミノ酸配列と当該アマドリアーゼの対応する位置の相同性領域におけるアミノ酸配列とが90%以上の配列同一性を有するアマドリアーゼ。
[10] さらに、α−フルクトシルバリンまたはα−フルクトシルバリルヒスチジンを酸化するアマドリアーゼを用いる、[1]、[2]、[4]、[5]及び[7]〜[9]のいずれかに記載の方法。
[11] 以下の成分(1)及び(2)を含むことを特徴とする、試料中のα−フルクトシルペプチド測定用試薬キット。
(1)以下のαF3P〜αF16Pのいずれか1以上を酸化して、過酸化水素を生成する作用を有するアマドリアーゼ、及び
(2)過酸化水素を測定するための試薬。
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシン(αF3P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニン(αF4P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリン(αF5P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミン酸(αF6P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミン酸(αF7P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジン(αF8P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリン(αF9P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニン(αF10P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリン(αF11P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニン(αF12P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニン(αF13P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシン(αF14P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトファン(αF15P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシン(αF16P)
[12] 以下の成分(1)及び(2)を含むことを特徴とする、試料中のα−フルクトシルペプチド測定用試薬キット。
(1)(a)〜(f)のいずれか1以上を含む糖化ペプチドを酸化して、過酸化水素を生成する作用を有するアマドリアーゼ、及び
(2)過酸化水素を測定するための試薬。
(a)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシン(αF3P)、
(b)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニン(αF4P)、
(c)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリン(αF5P)、
(d)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミン酸(αF6P)、
(e)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジン(αF8P)、
(f)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシン(αF16P)
[13] アマドリアーゼがさらにα−フルクトシルバリン(αF1P)またはα−フルクトシルバリルヒスチジン(αF2P)を酸化して、過酸化水素を生成する作用を有するものである、[11]または[12]に記載のキット。
[13−2] アマドリアーゼがさらにα−フルクトシルバリルヒスチジン(αF2P)を酸化して、過酸化水素を生成する作用を有するものである、[13]に記載のキット。
[14] 以下の(1)〜(3)の成分を含むことを特徴とする、試料中のヘモグロビンA1cの測定用試薬キット。
(1)HbA1cのβ鎖を加水分解し、以下のαF3P〜αF16Pのいずれか1以上を含む糖化ペプチドを遊離するプロテアーゼ、
(2)以下のαF3P〜αF16Pのいずれか1以上を酸化して、過酸化水素を生成する作用を有するアマドリアーゼ、及び
(3)過酸化水素を測定するための試薬。
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシン(αF3P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニン(αF4P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリン(αF5P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミン酸(αF6P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミン酸(αF7P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジン(αF8P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリン(αF9P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニン(αF10P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリン(αF11P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニン(αF12P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニン(αF13P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシン(αF14P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトファン(αF15P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシン(αF16P)
[15] 以下の(1)〜(3)の成分を含むことを特徴とする、試料中のヘモグロビンA1cの測定用試薬キット。
(1)HbA1cのβ鎖を加水分解し、(a)〜(f)のいずれか1以上を含む糖化ペプチドを遊離するプロテアーゼ、
(2)(a)〜(f)のいずれか1以上を含む糖化ペプチドを酸化して、過酸化水素を生成する作用を有するアマドリアーゼ、及び
(3)過酸化水素を測定するための試薬。
(a)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシン(αF3P)、
(b)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニン(αF4P)、
(c)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリン(αF5P)、
(d)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミン酸(αF6P)、
(e)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジン(αF8P)、
(f)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシン(αF16P)
[16] (1)プロテアーゼがさらに、HbA1cのβ鎖を加水分解してα−フルクトシルバリン(αF1P)またはα−フルクトシルバリルヒスチジン(αF2P)を遊離するものであり、(2)アマドリアーゼがさらにα−フルクトシルバリン(αF1P)またはα−フルクトシルバリルヒスチジン(αF2P)を酸化して、過酸化水素を生成する作用を有するものである、[14]または[15]に記載のキット。
[16−2] (1)プロテアーゼがさらに、HbA1cのβ鎖を加水分解してα−フルクトシルバリルヒスチジン(αF2P)を遊離するものであり、(2)アマドリアーゼがさらにα−フルクトシルバリルヒスチジン(αF2P)を酸化して、過酸化水素を生成する作用を有するものである、[16]に記載のキット。
[17] アマドリアーゼがコニオカエタ(Coniochaeta)属、ユーペニシリウム(Eupenicillium)属、ピレノケータ(Pyrenochaeta)属、アルスリニウム(Arthrinium)属、カーブラリア(Curvularia)属、ネオコスモスポラ(Neocosmospora)属、クリプトコッカス(Cryptococcus)属、フェオスフェリア(Phaeosphaeria)属、アスペルギルス(Aspergillus)属、エメリセラ(Emericella)属、ウロクラディウム(Ulocladium)属、またはペニシリウム(Penicillium)属由来である、[11]〜[16]のいずれかに記載のキット。
[18] アマドリアーゼが、以下からなる群より選択されるアマドリアーゼである、[11]〜[16]のいずれかに記載のキット。
(i) 配列番号141に示すアミノ酸配列に1又は数個のアミノ酸の置換、欠失又は付加がなされたアミノ酸配列を有するアマドリアーゼ。
(ii) 前記(i)のアマドリアーゼにおいて、当該アマドリアーゼの全長アミノ酸配列が配列番号141のアミノ酸配列と70%以上の配列同一性を有し、配列番号141の第10位〜32位、36〜41位、49〜52位、54〜58位、73〜75位、84〜86位、88〜90位、120〜122位、145〜150位、156〜162位、164〜170位、180〜182位、202〜205位、207〜211位、214〜224位、227〜230位、236〜241位、243〜248位、258〜261位、266〜268位、270〜273位、275〜287位、295〜297位、306〜308位、310〜316位、324〜329位、332〜334位、341〜344位、346〜355位、357〜363位、370〜383位、385〜387位、389〜394位、405〜410位及び423〜431位のアミノ酸配列からなる相同性領域におけるアミノ酸配列と当該アマドリアーゼの対応する位置の相同性領域におけるアミノ酸配列とが90%以上の配列同一性を有するアマドリアーゼ。
[19] 以下のαF1P〜αF32Pのいずれか1以上を含む試料に、αF1P〜αF32Pのいずれか1以上のα−フルクトシルオリゴペプチドに作用するアマドリアーゼを作用させ、その作用によって生じる過酸化水素または消費される酸素を測定することを特徴とする、試料中のα−フルクトシルオリゴペプチドの測定方法。
α−フルクトシルバリン(αF1P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジン(αF2P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシン(αF3P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニン(αF4P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリン(αF5P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミン酸(αF6P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミン酸(αF7P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジン(αF8P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリン(αF9P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニン(αF10P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリン(αF11P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニン(αF12P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニン(αF13P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシン(αF14P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトファン(αF15P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシン(αF16P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジン(αF17P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリン(αF18P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリルアスパラギン(αF19P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリルアスパラギニルバリン(αF20P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリルアスパラギニルバリルアスパルラギン酸(αF21P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリルアスパラギニルバリルアスパルチルグルタミン酸(αF22P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリルアスパラギニルバリルアスパルチルグルタミルバリン(αF23P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリルアスパラギニルバリルアスパルチルグルタミルバリルグリシン(αF24P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリルアスパラギニルバリルアスパルチルグルタミルバリルグリシルグリシン(αF25P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリルアスパラギニルバリルアスパルチルグルタミルバリルグリシルグリシルグルタミン酸(αF26P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリルアスパラギニルバリルアスパルチルグルタミルバリルグリシルグリシルグルタミルアラニン(αF27P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリルアスパラギニルバリルアスパルチルグルタミルバリルグリシルグリシルグルタミルアラニルロイシン(αF28P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリルアスパラギニルバリルアスパルチルグルタミルバリルグリシルグリシルグルタミルアラニルロイシルグリシン(αF29P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリルアスパラギニルバリルアスパルチルグルタミルバリルグリシルグリシルグルタミルアラニルロイシルグリシルアルギニン(αF30P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリルアスパラギニルバリルアスパルチルグルタミルバリルグリシルグリシルグルタミルアラニルロイシルグリシルアルギニルロイシン(αF31P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリルアスパラギニルバリルアスパルチルグルタミルバリルグリシルグリシルグルタミルアラニルロイシルグリシルアルギニルロイシルロイシン(αF32P)。
本明細書は本願の優先権の基礎である日本国特許出願2013-222789号の明細書および/または図面に記載される内容を包含する。
本発明によれば、多種多様な糖化ペプチドを酸化して過酸化水素を生成させる活性を有するアマドリアーゼを提供できる。このようなアマドリアーゼを用いれば、少ないプロテアーゼの処方量でHbA1cを迅速、簡便に、かつ、精度よく定量できる測定方法、測定キット、またはHbA1cを迅速、簡便、高精度に、かつ、高感度に定量できる測定方法、測定キットを提供できる。また、HbA1cに作用するプロテアーゼのうち、切断特異性の低いものもしくは切断効率の悪いものでも使用可能となる。さらにアマドリアーゼやペルオキシダーゼに作用しにくいプロテアーゼをHbA1cの切断に用いることもできる。例えばプロテアーゼの処方量を低減し、HbA1cのβ鎖がαFVHまで十分に加水分解されずに、結果として、加水分解反応の途中段階で生じる多種多様な糖化ペプチドが混在したとしても、本発明のアマドリアーゼであれば、αFVやαFVHのみならず、幅広い糖化ペプチド(αF1P〜αF32P、例えばαF1P〜αF16P)に作用しうるので、HbA1cを高精度に定量できる。
各種公知のアマドリアーゼのアミノ酸配列における同一性を例示する1番目の図である。Co(Coniochaeta sp.)、Et(Eupenicillium terrenum)、Py(Pyrenochaeta sp.)、Ar(Arthrinium sp.)、Cc(Curvularia clavata)、Nv(Neocosmospora vasinfecta)のほか、Cn(Cryptococcus neoformans)、Pn(Phaeosphaeria nodorum)、An(Aspergillus nidulans)、En(Emericella nidulans)、Ul(Ulocladium sp.)及びPj(Penicillium janthinelum)をアライメントした。 図1−1のつづきである。 図1−2のつづきである。 図1−3のつづきである。 図1−4のつづきである。 各種公知のアマドリアーゼのアミノ酸配列における同一性及び類似アミノ酸を例示する2番目の図である。Co、Et、Py、Ar、Cc、Nvのほか、Cn、Pn、An、En、Ul及びPjをアライメントした。 図2−1のつづきである。 図2−2のつづきである。 図2−3のつづきである。 図2−4のつづきである。 本発明のアマドリアーゼを用いたαF3Pの測定結果を示す。 本発明のアマドリアーゼを用いたαF4Pの測定結果を示す。 本発明のアマドリアーゼを用いたαF5Pの測定結果を示す。 本発明のアマドリアーゼを用いたαF6Pの測定結果を示す。 本発明のアマドリアーゼを用いたαF8Pの測定結果を示す。 本発明のアマドリアーゼを用いたαF16Pの測定結果を示す。
以下、本発明を詳細に説明する。
(糖化タンパク質、ヘモグロビンA1c)
本発明における糖化タンパク質とは、非酵素的に糖化されたタンパク質を指す。糖化タンパク質は生体内、外を問わず存在し、生体内に存在する例としては、血液中の糖化ヘモグロビン、糖化アルブミンなどがあり、糖化ヘモグロビンの中でもヘモグロビンのβ鎖アミノ末端のバリンが糖化された糖化ヘモグロビンを特にヘモグロビンA1c(HbA1c)と言う。生体外に存在する例としては、タンパク質やペプチドと糖が共存する液状調味料などの飲食品や輸液などがある。
(糖化ペプチド、フルクトシルペプチド)
本発明における糖化ペプチドには、ペプチドが直接非酵素的に糖化されたものや、プロテアーゼ等により糖化タンパク質が分解された結果生じたものや糖化タンパク質を構成する(ポリ)ペプチドが糖化されたものが含まれる。糖化ペプチドをフルクトシルペプチドと表記することもある。本発明における糖化ペプチドとは、より具体的には、α−糖化ペプチド(α−フルクトシルペプチド)である。例えば、対象の糖化タンパク質がヘモグロビンA1c(HbA1c)である場合、該当するα−糖化ペプチドは、糖化されたN末端を含む糖化されたペプチドを指し、特に、HbA1cを定量する目的からは、N末端が糖化されているHbA1cのβ鎖から切り出される糖化されたペプチドを指す。N末端が糖化されているHbA1cのβ鎖から切り出される糖化されたペプチドとしては、ペプチド鎖長が2のα−フルクトシルバリルヒスチジン(αFVH)があり、他にはペプチド鎖長が3のα−フルクトシルバリルヒスチジルロイシン(αF3P)、ペプチド鎖長が4のα−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニン(αF4P)、ペプチド鎖長が5のα−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリン(αF5P)、ペプチド鎖長が6のα−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミン酸(αF6P)、ペプチド鎖長が8のα−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジン(αF8P)、ペプチド鎖長が16のα−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシン(αF16P)等があげられる。便宜上、本明細書においてαFV、αFVH、αF3P、αF4P、αF5P、αF6P、αF8P、及びαF16Pを総称して、「αF6Pなどのα−フルクトシルペプチド」または「αF6Pなどのα−フルクトシルペプチド(αFV、αFVH、αF3P、αF4P、αF5P、αF6P、αF8P、及びαF16P)」と呼ぶ。
さらに、N末端が糖化されているヘモグロビンβ鎖から切り出される糖化されたペプチドとしては、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミン酸(αF7P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリン(αF9P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニン(αF10P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリン(αF11P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニン(αF12P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニン(αF13P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシン(αF14P)、および
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトファン(αF15P)、が挙げられる。
便宜上、本明細書においてある範囲のα−フルクトシルペプチドを表すときは、「αF1P〜αF16P」の如く表現することとし、これは最も鎖長の短いものから、中間的な鎖長のものも含め、最も鎖長の長いものまでの全てのα−フルクトシルペプチドを包含するものとする。例えば本明細書においてαF3P〜αF16Pを総称して「α−フルクトシルオリゴペプチド」または「α−フルクトシルオリゴペプチド(αF3P〜αF16P)」と呼ぶが、これはαF3PからαF16Pまでの全ての鎖長のα−フルクトシルペプチドを含む。同様に本明細書において「α−フルクトシルペプチド(αF1P〜αF16P)」又は「α−フルクトシルペプチド(αFV〜αF16P)」は、αFV(αF1P)からαF16Pまでの全ての鎖長のα−フルクトシルペプチドを含む。
例示すると、αF1P〜αF8P、αF2P〜αF8P、αF3P〜αF8P、αF2P〜F16Pといった範囲も同様に規定される。
ところで1アミノ酸のみからなる化合物をペプチドと呼ぶことは一般的ではないが、本明細書ではα−フルクトシルアミノ酸であるα−フルクトシルバリン(αFV)および2以上のアミノ酸残基を有する各種α−フルクトシルペプチドをまとめてα−フルクトシルペプチドと呼ぶことから、便宜上、上記のように定義し、αFVもα−フルクトシルペプチドに含めるものとする。
N末端が糖化されているHbA1cのβ鎖は146アミノ酸により構成されている(配列番号193参照)。つまり、N末端が糖化されているヘモグロビンβ鎖から切り出される糖化されたペプチドは可能性としては、145残基のアミノ酸により構成されているαF145Pまで存在しうる。したがって145残基のアミノ酸により構成されているHbA1cのβ鎖もまたα−糖化ペプチドに該当する(αF145P)。
本明細書において、とりわけαFV(αF1P)から32個のアミノ酸配列を有するα−糖化ペプチド(αF32P)までのものを総称するときは、「α−フルクトシルペプチド(αF1P〜αF32P)」と呼ぶ。また、αF3PからαF32Pのα−糖化ペプチドは「α−フルクトシルペプチド(αF3P〜αF32P)」と記載する。例示すると、αF2P〜αF32P、αF16P〜αF32P、αF17P〜αF32Pといった範囲も同様に記載する。なおαF17P〜αF32Pは次のとおりである。
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジン(αF17P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリン(αF18P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリルアスパラギン(αF19P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリルアスパラギニルバリン(αF20P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリルアスパラギニルバリルアスパルラギン酸(αF21P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリルアスパラギニルバリルアスパルチルグルタミン酸(αF22P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリルアスパラギニルバリルアスパルチルグルタミルバリン(αF23P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリルアスパラギニルバリルアスパルチルグルタミルバリルグリシン(αF24P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリルアスパラギニルバリルアスパルチルグルタミルバリルグリシルグリシン(αF25P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリルアスパラギニルバリルアスパルチルグルタミルバリルグリシルグリシルグルタミン酸(αF26P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリルアスパラギニルバリルアスパルチルグルタミルバリルグリシルグリシルグルタミルアラニン(αF27P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリルアスパラギニルバリルアスパルチルグルタミルバリルグリシルグリシルグルタミルアラニルロイシン(αF28P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリルアスパラギニルバリルアスパルチルグルタミルバリルグリシルグリシルグルタミルアラニルロイシルグリシン(αF29P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリルアスパラギニルバリルアスパルチルグルタミルバリルグリシルグリシルグルタミルアラニルロイシルグリシルアルギニン(αF30P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリルアスパラギニルバリルアスパルチルグルタミルバリルグリシルグリシルグルタミルアラニルロイシルグリシルアルギニルロイシン(αF31P)、
α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリルアスパラギニルバリルアスパルチルグルタミルバリルグリシルグリシルグルタミルアラニルロイシルグリシルアルギニルロイシルロイシン(αF32P)。
これらのα−フルクトシルペプチド(αF1P〜αF32P)、例えばαF1P〜αF16P等はいずれも本発明のアマドリアーゼの基質となり得る。
ある実施形態において、本発明は、αF3P〜αF5PおよびαF7P〜αF16Pのいずれか1以上を含む試料に、αF3P〜αF5PおよびαF7P〜αF16Pのいずれか1以上のα−フルクトシルオリゴペプチドに作用するアマドリアーゼを作用させ、その作用によって生じる過酸化水素または消費される酸素を測定することを特徴とする、試料中のα−フルクトシルオリゴペプチドの測定方法を提供する。
ある実施形態において、本発明は、αF3P、αF4P、αF5P、αF6P、αF8PおよびαF16Pのいずれか1以上を含む試料に、αF3P、αF4P、αF5P、αF6P、αF8PおよびαF16Pのいずれか1以上のα−フルクトシルオリゴペプチドに作用するアマドリアーゼを作用させ、その作用によって生じる過酸化水素または消費される酸素を測定することを特徴とする、試料中のα−フルクトシルオリゴペプチドの測定方法を提供する。
ある実施形態において、本発明は、αF3P、αF4P、αF5P、αF8PおよびαF16Pのいずれか1以上を含む試料に、αF3P、αF4P、αF5P、αF8PおよびαF16Pのいずれか1以上のα−フルクトシルオリゴペプチドに作用するアマドリアーゼを作用させ、その作用によって生じる過酸化水素または消費される酸素を測定することを特徴とする、試料中のα−フルクトシルオリゴペプチドの測定方法を提供する。
ある実施形態において、本発明は、αF3P、αF4PおよびαF5Pのいずれか1以上を含む試料に、αF3P、αF4PおよびαF5Pのいずれか1以上のα−フルクトシルオリゴペプチドに作用するアマドリアーゼを作用させ、その作用によって生じる過酸化水素または消費される酸素を測定することを特徴とする、試料中のα−フルクトシルオリゴペプチドの測定方法を提供する。
(アマドリアーゼ)
アマドリアーゼは、ケトアミンオキシダーゼ、フルクトシルアミノ酸オキシダーゼ、フルクトシルペプチドオキシダーゼ、フルクトシルアミンオキシダーゼともいい、酸素の存在下で、イミノ2酢酸若しくはその誘導体(アマドリ化合物)を酸化して、グリオキシル酸若しくはα−ケトアルデヒド、アミノ酸若しくはペプチド、および過酸化水素を生成する反応を触媒する酵素のことをいう。アマドリアーゼは、自然界に広く分布しており、微生物や、動物若しくは植物起源の酵素を探索することにより、得ることができる。微生物においては、例えば、糸状菌、酵母、若しくは細菌等から得ることができる。本発明のアマドリアーゼは、多様な糖化ペプチドに対して反応性を有することを特徴とする。
本発明のアマドリアーゼはαF1P〜αF32P、例えばαF1P〜αF16Pに作用する。本明細書において、アマドリアーゼがある鎖長のα−フルクトシルペプチドに作用する、とは、アマドリアーゼが、酸素の存在下で、当該鎖長のα−フルクトシルペプチドのフルクトシル基に作用し、2-ケト-Dグルコース、過酸化水素、及び当該鎖長に応じたペプチドが生じることをいう。ただしこれは当該アマドリアーゼがHbA1cのβ鎖由来のより短鎖長のα−フルクトシルペプチド、例えばαFVやαFVHに反応することを排除するものではない。すなわち、本発明のアマドリアーゼは、ある鎖長のα−フルクトシルペプチド(例えばαF3P、αF4P、αF5P、αF6P、αF7P、αF8P、αF9P、αF10P、αF11P、αF12P、αF13P、αF14P、αF15P、αF16P等)に作用するのみならず、HbA1cのβ鎖由来のより短鎖長のα−フルクトシルペプチド、例えばαFVやαFVHに対しても反応性を有する。
(アマドリアーゼ改変体)
本発明は、配列番号1、配列番号38、配列番号40、配列番号54、又は配列番号62、又は配列番号89、又は配列番号99に示すアミノ酸配列を有する野生型アマドリアーゼに基づき作製された、αF6Pなどのα−フルクトシルペプチド(αFV、αFVH、αF3P、αF4P、αF5P、αF6P、αF8P、及びαF16P)に対して高い反応性を有する、基質特異性が改変されたアマドリアーゼの改変体を提供する。本明細書において改変体とは変異体と交換可能に用いられ、アマドリアーゼのアミノ酸配列を野生型の配列と比較したときに、一部のアミノ酸が置換、欠失又は付加されているものをいう。ここでいう付加には挿入も包含されるものとする。このアマドリアーゼ改変体はαFV及びαFVHのみならず、α−フルクトシルオリゴペプチド(αF3P〜αF16P)に対しても反応性を有すると考えられる。
本発明はさらに、配列番号113、配列番号115、配列番号117、配列番号119、配列番号121、配列番号123又は配列番号145又は配列番号149に示すアミノ酸配列を有する野生型アマドリアーゼに基づき、αF6Pなどのα−フルクトシルペプチド(αFV、αFVH、αF3P、αF4P、αF5P、αF6P、αF8P、及びαF16P)に対して高い反応性を有する、基質特異性が改変されたアマドリアーゼの改変体を提供する。
また、本発明の知見に基づき、コニオカエタ(Coniochaeta)属等に由来する他の野生型アマドリアーゼに基づき、αF6Pなどのα−フルクトシルペプチド(αFV、αFVH、αF3P、αF4P、αF5P、αF6P、αF8P、及びαF16P)、さらにはαF1P〜αF32Pに対して高い反応性を有する、基質特異性が改変されたアマドリアーゼの改変体を取得することができる。
(Coniochaeta sp. NISL 9330由来アマドリアーゼに基づく改変体)
ある実施形態において本発明のアマドリアーゼは、配列番号1に示されるアミノ酸配列を有するコニオカエタ属由来のアマドリアーゼに基づき作製された、αF6Pなどのα−フルクトシルペプチド(αFV、αFVH、αF3P、αF4P、αF5P、αF6P、αF8P、及びαF16P)に対して高い反応性を有する、基質特異性が改変されたアマドリアーゼの改変体である。このアマドリアーゼ改変体はα−フルクトシルペプチド(αF1P〜αF32P)に対しても反応性を有すると考えられる。
上記のような変異体の例としては、配列番号151、配列番号153、配列番号155(一重変異体)、配列番号157、配列番号159、配列番号161、及び配列番号163(二重変異体)、配列番号137、配列番号139、配列番号165、配列番号167、配列番号169、配列番号171、配列番号173(三重変異体)、配列番号133、配列番号135、配列番号175、配列番号189(四重変異体)、配列番号177、配列番号179(五重変異体)、配列番号143、配列番号181、配列番号183、配列番号187、配列番号191(六重変異体)、配列番号141又は配列番号185(七重変異体)のアミノ酸配列と高い配列同一性(例えば、50%以上、好ましくは60%以上、好ましくは70%以上、好ましくは75%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上、さらに好ましくは95%以上、さらに好ましくは98%以上、最も好ましくは99%以上)のアミノ酸配列を有し、かつα−フルクトシルペプチド(αF1P〜αF32P)またはαF6Pなどのα−フルクトシルペプチド(αFV、αFVH、αF3P、αF4P、αF5P、αF6P、αF8P、及びαF16P)に対する活性を有するアマドリアーゼが挙げられる。
また、このような変異体の例として配列番号151、配列番号153、配列番号155(一重変異体)、配列番号157、配列番号159、配列番号161、及び配列番号163(二重変異体)、配列番号137、配列番号139、配列番号165、配列番号167、配列番号169、配列番号171、配列番号173(三重変異体)、配列番号133、配列番号135、配列番号175、配列番号189(四重変異体)、配列番号177、配列番号179(五重変異体)、配列番号143、配列番号181、配列番号183、配列番号187、配列番号191(六重変異体)、配列番号141又は配列番号185(七重変異体)のアミノ酸配列において、1又は数個のアミノ酸が改変若しくは変異、または、欠失、置換、付加および/または挿入されたアミノ酸配列を有し、かつα−フルクトシルペプチド(αF1P〜αF32P)またはαF6Pなどのα−フルクトシルペプチド(αFV、αFVH、αF3P、αF4P、αF5P、αF6P、αF8P、及びαF16P)に対する活性を有するアマドリアーゼを挙げることができる。ここで1又は数個のアミノ酸とは、全長が400アミノ酸を超えるアミノ酸配列について言う場合は1〜15個、好ましくは1〜10個、より好ましくは1〜5個、より好ましくは1〜4個、より好ましくは1〜3個、さらに好ましくは1又は2個のアミノ酸をいう。また、1又は数個のアミノ酸とは、全長が200〜400アミノ酸の配列について言う場合は、1〜10個、好ましくは1〜7個、好ましくは1〜5個、好ましくは1〜4個、より好ましくは1〜3個、さらに好ましくは1又は2個のアミノ酸をいう。1又は数個のアミノ酸とは、全長が40アミノ酸以上、200アミノ酸未満の配列について言う場合は、1〜5個、好ましくは1〜4個、好ましくは1〜3個、さらに好ましくは1又は2個のアミノ酸をいう。1又は数個のアミノ酸とは、全長が40アミノ酸未満の配列について言う場合は、1又は2個のアミノ酸をいう。
また、このような変異体の例として、152、配列番号154、配列番号156(一重変異体)、配列番号158、配列番号160、配列番号162、及び配列番号164(二重変異体)、配列番号138、配列番号140、配列番号166、配列番号168、配列番号170、配列番号172、配列番号174(三重変異体)、配列番号134、配列番号136、配列番号176、配列番号190(四重変異体)、配列番号178、配列番号180(五重変異体)、配列番号144、配列番号182、配列番号184、配列番号188、配列番号192(六重変異体)、配列番号142又は配列番号186(七重変異体)に示す塩基配列に相補的な配列と、ストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列によりコードされ、かつかつα−フルクトシルペプチド(αF1P〜αF32P)またはαF6Pなどのα−フルクトシルペプチド(αFV、αFVH、αF3P、αF4P、αF5P、αF6P、αF8P、及びαF16P)に対する活性を有するアマドリアーゼを挙げることができる。ここでストリンジェントな条件下でのハイブリダイゼーションはSambrookら, Molecular Cloning第2版、(Cold Spring Harbor Laboratory press)やCurrent protocols in molecular biology(Frederick M. Ausubel ら, 編, 1987)等に記載されている。ストリンジェントな条件として例えば、ハイブリダイゼーション液(50%ホルムアミド、6〜10×SSC(0.15〜1.5M NaCl, 15mM sodium citrate, pH 7.0)、5×Denhardt溶液、1% SDS、10% デキストラン硫酸、10μg/mlの変性サケ精子DNA、50mMリン酸バッファー(pH7.5))を用いて約42℃〜約50℃でインキュベートし、その後0.1×SSC、0.1% SDSを用いて約65℃〜約70℃で洗浄する条件を挙げることができる。また別のストリンジェントな条件において、ハイブリダイゼーション液として50%ホルムアミド、5×SSC(0.15M NaCl, 15mM sodium citrate, pH 7.0)、1×Denhardt溶液、1%SDS、10%デキストラン硫酸、10μg/mlの変性サケ精子DNA、50mMリン酸バッファー(pH7.5))を用いる条件を挙げることができる。
なお、本発明の変異体は、請求の範囲に記載された、基質特異性および/またはアミノ酸配列に関する条件を満たす限り、例えば、ユーペニシリウム属、ピレノケータ属、アルスリニウム属、カーブラリア属、ネオコスモスポラ属、クリプトコッカス属、フェオスフェリア属、アスペルギルス属、エメリセラ属、ウロクラディウム属、ペニシリウム属、フザリウム属、アカエトミエラ属、アカエトミウム属、シエラビア属、カエトミウム属、ゲラシノスポラ属、ミクロアスカス属、レプトスフェリア属、オフィオボラス属、プレオスポラ属、コニオケチジウム属、ピチア属、コリネバクテリウム属、アグロバクテリウム属、若しくはアルスロバクター属のような、他の生物種に由来するアマドリアーゼに基づき作製されたものでもよい。
Coniochaeta sp. NISL 9330由来アマドリアーゼ(配列番号1)に基づく改変体は、以下の位置において1又は複数のアミノ酸置換を有するものであり得る。ここで、アマドリアーゼ改変体に関して用いる1又は複数のアミノ酸置換とは、1、2、3、4、5、6、7又は8つのアミノ酸置換をいう。好ましくは1又は複数のアミノ酸置換は1、2、3、4、5、6、又は7つのアミノ酸置換である。
(a)62位のアルギニン
(b)63位のロイシン
(c)102位のグルタミン酸
(d)106位のアスパラギン酸
(e)110位のグルタミン
(f)113位のアラニン
(g)355位のアラニン
(h)419位のアラニン
上記Coniochaeta sp. NISL 9330由来アマドリアーゼ(配列番号1)において、好ましくは、(a)62位のアルギニンは、アラニン、アスパラギンまたはアスパラギン酸へと置換される。好ましくは(b)63位のロイシンは、ヒスチジン又はアラニンへと置換される。好ましくは(c)102位のグルタミン酸は、リジンへと置換される。好ましくは(d)106位のアスパラギン酸は、アラニン、リジン、又はアルギニンへと置換される。好ましくは(e)110位のグルタミンはロイシン又はチロシンへと置換される。好ましくは(f)113位のアラニンはリジン又はアルギニンへと置換される。好ましくは(g)355位のアラニンはセリンへと置換される。場合により(h)419位のアラニンはリジンへと置換されていてもよい。
Phaeosphaeria nodorum由来アマドリアーゼ(PnFX、配列番号38)に基づく改変体は、以下の位置において1又は複数のアミノ酸置換を有するものであり得る:
(a)62位のセリン
(b)63位のロイシン
(c)102位のリジン
(d)106位のアスパラギン酸
(e)110位のグリシン
(f)113位のアラニン
(g)351位のアラニン
(h)416位のセリン
上記Phaeosphaeria nodorum由来アマドリアーゼ(配列番号38)において、好ましくは(a)62位のセリンはアラニンまたはアスパラギン酸へと置換される。好ましくは(b)63位のロイシンはヒスチジンへと置換される。場合により(c)102位のリジンは置換されなくともよい。好ましくは(d)106位のアスパラギン酸はリジンへと置換される。好ましくは110位のグリシンはロイシンへと置換される。好ましくは113位のアラニンはリジンへと置換される。好ましくは351位のアラニンはセリンへと置換される。場合により(h)416位のセリンはリジンへと置換されてもよい。
Neocosmospora vasinfecta由来アマドリアーゼ(NvFX、配列番号54)に基づく改変体は、以下の位置において1又は複数のアミノ酸置換を有するものであり得る:
(a)62位のアルギニン
(b)63位のロイシン
(c)102位のグルタミン酸
(d)106位のグリシン
(e)110位のグルタミン酸
(f)113位のリジン
(g)355位のセリン
(h)420位のアラニン
上記Neocosmospora vasinfecta由来アマドリアーゼ(配列番号54)において、好ましくは(a)62位のアルギニンはアラニンまたはアスパラギン酸へと置換される。好ましくは(b)63位のロイシンはヒスチジンへと置換される。好ましくは(c)102位のグルタミン酸はリジンへと置換される。好ましくは(d)106位のグリシンはリジンへと置換される。好ましくは110位のグルタミン酸はロイシンへと置換される。場合により113位のリジンは置換されなくともよい。場合により355位のセリンは置換されなくともよい。場合により(h)420位のアラニンはリジンへと置換されてもよい。
Aspergillus nidulans由来アマドリアーゼ(AnFX、配列番号62)に基づく改変体は、以下の位置において1又は複数のアミノ酸置換を有するものであり得る:
(a)61位のアルギニン
(b)62位のロイシン
(c)101位のグルタミン酸
(d)105位のグリシン
(e)109位のリジン
(f)112位のセリン
(g)355位のアラニン
(h)420位のアラニン
上記Aspergillus nidulans由来アマドリアーゼ(配列番号62)において、好ましくは(a)61位のアルギニンはアラニンまたはアスパラギン酸へと置換される。好ましくは(b)62位のロイシンはヒスチジンへと置換される。好ましくは(c)101位のグルタミン酸はリジンと置換される。好ましくは(d)105位のグリシンはリジンへと置換される。好ましくは109位のリジンはロイシンへと置換される。好ましくは112位のセリンはリジンへと置換される。好ましくは355位のアラニンはセリンへと置換される。場合により(h)420位のアラニンはリジンへと置換されてもよい。
Eupenicillium terrenum由来アマドリアーゼ(配列番号40)に基づく改変体は、以下の位置において1又は複数のアミノ酸置換を有するものであり得る:
(a)62位のアルギニン
(b)63位のロイシン
(c)102位のグルタミン酸
(d)106位のアスパラギン
(e)110位のリジン
(f)113位のスレオニン
(g)355位のアラニン
(h)419位のグリシン
上記EFP-T5由来アマドリアーゼ(配列番号40)において、好ましくは(a)62位のアルギニンはアラニンまたはアスパラギン酸へと置換される。好ましくは(b)63位のロイシンはヒスチジンへと置換される。好ましくは(c)102位のグルタミン酸はリジンへと置換される。好ましくは(d)106位のアスパラギンはリジンへと置換される。好ましくは110位のリジンはロイシンへと置換される。好ましくは113位のスレオニンはリジンへと置換される。好ましくは355位のアラニンはセリンへと置換される。場合により(h)419位のグリシンはリジンへと置換されてもよい。
Cryptococcus neoformans由来のフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(配列番号89又は149)に基づく改変体は、以下の位置において1又は複数のアミノ酸置換を有するものであり得る:
(a)62位のアルギニン
(b)63位のイソロイシン
(c)102位のグルタミン酸
(d)106位のセリン
(e)110位のセリン
(f)113位のアラニン
(g)355位のアラニン
(h)420位のアラニン
上記Cryptococcus neoformans由来のフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(CnFX、配列番号89又は149)において、好ましくは(a)62位のアルギニンはアラニンまたはアスパラギン酸へと置換される。好ましくは(b)63位のイソロイシンはヒスチジンへと置換される。好ましくは(c)102位のグルタミン酸はリジンへと置換される。好ましくは(d)106位のセリンはリジンへと置換される。好ましくは110位のセリンはロイシンへと置換される。好ましくは113位のアラニンはリジンへと置換される。好ましくは355位のアラニンはセリンへと置換される。場合により(h)420位のアラニンはリジンへと置換されてもよい。
Pyrenochaeta sp.由来のケトアミンオキシダーゼ(配列番号113)に基づく改変体は、以下の位置において1又は複数のアミノ酸置換を有するものであり得る:
(a)62位のアルギニン
(b)63位のロイシン
(c)102位のリジン
(d)106位のアスパラギン酸
(e)110位のアラニン
(f)113位のスレオニン
(g)353位のアラニン
(h)418位のアラニン
上記Pyrenochaeta sp.由来のケトアミンオキシダーゼ(配列番号113)において、好ましくは(a)62位のアルギニンはアラニンまたはアスパラギン酸へと置換される。好ましくは(b)63位のロイシンはヒスチジンへと置換される。場合により(c)102位のリジンへは置換されずともよい。好ましくは(d)106位のアスパラギン酸はリジンへと置換される。好ましくは110位のアラニンはロイシンへと置換される。好ましくは113位のスレオニンはリジンへと置換される。好ましくは353位のアラニンはセリンへと置換される。場合により(h)418位のアラニンはリジンへと置換されてもよい。
Arthrinium sp.由来のケトアミンオキシダーゼ(配列番号115)に基づく改変体は、以下の位置において1又は複数のアミノ酸置換を有するものであり得る:
(a)62位のアルギニン
(b)63位のロイシン
(c)102位のリジン
(d)106位のアラニン
(e)110位のグルタミン
(f)113位のスレオニン
(g)356位のアラニン
(h)421位のアラニン
上記Arthrinium sp.由来のケトアミンオキシダーゼ(配列番号115)において、好ましくは(a)62位のアルギニンはアラニンまたはアスパラギン酸へと置換される。好ましくは(b)63位のロイシンはヒスチジンへと置換される。場合により(c)102位のリジンへは置換されずともよい。好ましくは(d)106位のアラニンはリジンへと置換される。好ましくは110位のグルタミンはロイシンへと置換される。好ましくは113位のスレオニンはリジンへと置換される。好ましくは356位のアラニンはセリンへと置換される。場合により(h)421位のアラニンはリジンへと置換されてもよい。
Curvularia clavata由来のケトアミンオキシダーゼ(配列番号117)に基づく改変体は、以下の位置において1又は複数のアミノ酸置換を有するものであり得る:
(a)62位のアルギニン
(b)63位のロイシン
(c)102位のグルタミン酸
(d)106位のアスパラギン酸
(e)110位のアラニン
(f)113位のアラニン
(g)353位のアラニン
(h)418位のアラニン
上記Curvularia clavata由来のケトアミンオキシダーゼ(配列番号117)において、好ましくは(a)62位のアルギニンはアラニンまたはアスパラギン酸へと置換される。好ましくは(b)63位のロイシンはヒスチジンへと置換される。好ましくは(c)102位のグルタミン酸はリジンへと置換される。好ましくは(d)106位のアスパラギン酸はリジンへと置換される。好ましくは110位のアラニンはロイシンへと置換される。好ましくは113位のアラニンはリジンへと置換される。好ましくは353位のアラニンはセリンへと置換される。場合により(h)418位のアラニンはリジンへと置換されてもよい。
Curvularia clavata由来のケトアミンオキシダーゼ(配列番号117)と95%のアミノ酸配列同一性を有するケトアミンオキシダーゼ(Cc95FX、配列番号99)に基づく改変体は、以下の位置において1又は複数のアミノ酸置換を有するものであり得る:
(a)62位のアルギニン
(b)63位のロイシン
(c)102位のグルタミン酸
(d)106位のアスパラギン酸
(e)110位のアラニン
(f)113位のアラニン
(g)353位のアラニン
(h)418位のセリン
上記Curvularia clavata由来のケトアミンオキシダーゼ(配列番号117)と95%のアミノ酸配列同一性を有するケトアミンオキシダーゼ(配列番号99)において、好ましくは(a)62位のアルギニンはアラニンまたはアスパラギン酸へと置換される。好ましくは(b)63位のロイシンはヒスチジンへと置換される。好ましくは(c)102位のグルタミン酸はリジンへと置換される。好ましくは(d)106位のアスパラギン酸はリジンへと置換される。好ましくは110位のアラニンはロイシンへと置換される。好ましくは113位のアラニンはリジンへと置換される。好ましくは353位のアラニンはセリンへと置換される。場合により(h)418位のセリンはリジンへと置換されてもよい。
Emericella nidulans由来のフルクトシルペプチドオキシダーゼ(配列番号119)に基づく改変体は、以下の位置において1又は複数のアミノ酸置換を有するものであり得る:
(a)61位のアルギニン
(b)62位のロイシン
(c)101位のグルタミン酸
(d)105位のリジン
(e)109位のアルギニン
(f)112位のセリン
(g)355位のアラニン
(h)420位のアラニン
上記Emericella nidulans由来のフルクトシルペプチドオキシダーゼ(配列番号119)において、好ましくは(a)61位のアルギニンはアラニンまたはアスパラギン酸へと置換される。好ましくは(b)62位のロイシンはヒスチジンへと置換される。好ましくは(c)101位のグルタミン酸はリジンへと置換される。場合により(d)105位のリジンへは置換されずともよい。好ましくは109位のアルギニンはロイシンへと置換される。好ましくは112位のセリンはリジンへと置換される。好ましくは355位のアラニンはセリンへと置換される。場合により(h)420位のアラニンはリジンへと置換されてもよい。
Ulocladium sp.由来のフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(配列番号121)に基づく改変体は、以下の位置において1又は複数のアミノ酸置換を有するものであり得る:
(a)62位のアルギニン
(b)63位のロイシン
(c)102位のリジン
(d)106位のアスパラギン酸
(e)110位のアラニン
(f)113位のアラニン
(g)353位のアラニン
(h)418位のアラニン
上記Ulocladium sp.由来のフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(配列番号121)において、好ましくは(a)62位のアルギニンはアラニンまたはアスパラギン酸へと置換される。好ましくは(b)63位のロイシンはヒスチジンへと置換される。場合により(c)102位のリジンへは置換されずともよい。好ましくは(d)106位のアスパラギン酸はリジンへと置換される。好ましくは110位のアラニンはロイシンへと置換される。好ましくは113位のアラニンはリジンへと置換される。好ましくは353位のアラニンはセリンへと置換される。場合により(h)418位のアラニンはリジンへと置換されてもよい。
Penicillium janthinellum由来のフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(配列番号123)に基づく改変体は、以下の位置において1又は複数のアミノ酸置換を有するものであり得る:
(a)62位のアルギニン
(b)63位のロイシン
(c)102位のグルタミン酸
(d)106位のセリン
(e)110位のリジン
(f)113位のアスパラギン酸
(g)355位のアラニン
(h)419位のセリン
上記Penicillium janthinellum由来のフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(配列番号123)において、好ましくは(a)62位のアルギニンはアラニンまたはアスパラギン酸へと置換される。好ましくは(b)63位のロイシンはヒスチジンへと置換される。好ましくは(c)102位のグルタミン酸はリジンへと置換される。好ましくは(d)106位のセリンはリジンへと置換される。好ましくは110位のリジンはロイシンへと置換される。好ましくは113位のアスパラギン酸はリジンへと置換される。好ましくは355位のアラニンはセリンへと置換される。場合により(h)419位のセリンはリジンへと置換されてもよい。
ある実施形態において本発明のアマドリアーゼは、好ましくは
αF6Pなどのα−フルクトシルペプチド、具体的にはαFV及びαFVH並びに以下の(a)〜(f)の糖化ペプチド、
(a)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシン(αF3P)、
(b)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニン(αF4P)、
(c)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリン(αF5P)、
(d)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミン酸(αF6P)、
(e)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジン(αF8P)、
(f)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシン(αF16P)
のいずれか1以上を基質として認識し、
作用として(a)〜(f)のいずれか1以上を酸化して過酸化水素を生成し、
至適pH範囲をpH6〜8の範囲に有し、
作用pH範囲をpH5〜9の範囲に有し、
作用温度が25〜40℃であり、
SDS−PAGE上での分子量が約45〜55KDa、例えば約48〜50KDaであるものであり得る。
本発明のアマドリアーゼ変異体又は改変体からは、αF3P、αF4P、αF5P、αF6P、αF8P、及びαF16Pに対する活性をほとんど又は全く示さないアマドリアーゼ、例えば配列番号1、配列番号36、配列番号38、配列番号40、配列番号54、配列番号62、配列番号89、配列番号99、配列番号145、配列番号147、配列番号149に示すアミノ酸配列を有するアマドリアーゼは除くものとする。本発明のアマドリアーゼ変異体又は改変体からは、野生型アミノ酸配列への復帰変異体は除くものとする。
(アマドリアーゼをコードする遺伝子の取得)
これらのアマドリアーゼをコードする本発明の遺伝子(以下、単に「アマドリアーゼ遺伝子」ともいう)を得るには、通常一般的に用いられている遺伝子のクローニング方法が用いられる。例えば、アマドリアーゼ生産能を有する微生物菌体や種々の細胞から常法、例えば、Current Protocols in Molecular Biology(WILEY Interscience,1989)記載の方法により、染色体DNAまたはmRNAを抽出することができる。さらにmRNAを鋳型としてcDNAを合成することができる。このようにして得られた染色体DNAまたはcDNAを用いて、染色体DNAまたはcDNAのライブラリーを作製することができる。
次いで、上記アマドリアーゼのアミノ酸配列に基づき、適当なプローブDNAを合成して、これを用いて染色体DNAまたはcDNAのライブラリーからアマドリアーゼ遺伝子を選抜する方法、あるいは、上記アミノ酸配列に基づき、適当なプライマーDNAを作製して、5’RACE法や3’RACE法などの適当なポリメラーゼ連鎖反応(Polymerase Chain Reaction、PCR法)により、アマドリアーゼをコードする目的の遺伝子断片を含むDNAを増幅させ、これらのDNA断片を連結させて、目的のアマドリアーゼ遺伝子の全長を含むDNAを得ることができる。
このようにして得られたアマドリアーゼをコードする遺伝子の好ましい一例として、コニオカエタ属由来のアマドリアーゼ遺伝子(特開2003−235585号公報)が挙げられる。
また、別の好ましい例として、Phaeosphaeria属由来のアマドリアーゼ遺伝子、Neocosmospora属由来のアマドリアーゼ遺伝子、Aspergillus属由来のアマドリアーゼ遺伝子、及びCryptococcus属由来のアマドリアーゼ遺伝子、及びCurvularia属由来のアマドリアーゼ遺伝子、及びEupenicillium属由来のアマドリアーゼ遺伝子が挙げられる。
これらのアマドリアーゼ遺伝子は、常法通り各種ベクターに連結されていることが、取扱い上好ましい。例えば、Coniochaeta sp. NISL 9330株由来のアマドリアーゼ遺伝子をコードするDNAを含む組換え体プラスミドpKK223−3−CFP−T7(国際公開第2007/125779号)から、GenElute Plasmid Miniprep Kit(Sigma-Alcrich社製)を用いることにより、アマドリアーゼ遺伝子をコードするDNAを含む組換え体プラスミドpKK223−3−CFP−T7を、抽出、精製して得ることができる。他の生物由来のアマドリアーゼ遺伝子についても、当業者であれば慣用法により、同様の手順でDNAを取得することができる。具体的には、Eupenicillium terrenum ATCC 18547株由来のアマドリアーゼ遺伝子をコードするDNAを含む組換え体プラスミドpUTE100K’−EFP−T5(国際公開第2007/125779号)を保持する大腸菌を培養し、GenElute Plasmid Miniprep Kitを用いることにより、アマドリアーゼ遺伝子をコードするDNAを含む組換え体プラスミドpUTE100K’−EFP−T5を、細胞から抽出、精製して得ることができる。また、Aspergillus nidulans FGSC A26株由来のアマドリアーゼ遺伝子をコードするDNAを含む組換え体プラスミドpET22b−AnFX(国際公開第2012/018094号)を保持する大腸菌を培養し、GenElute Plasmid Miniprep Kitを用いることにより、アマドリアーゼ遺伝子をコードするDNAを含む組換え体プラスミドpET22b−AnFXを、抽出、精製して得ることができる。また、Cryptococcus neoformans由来のアマドリアーゼ遺伝子をコードするDNAを含む組換え体プラスミドpET22b−CnFX(国際公開第2012/018094号)を保持する大腸菌を培養し、GenElute Plasmid Miniprep Kitを用いることにより、アマドリアーゼ遺伝子をコードするDNAを含む組換え体プラスミドpET22b−CnFXを、抽出、精製して得ることができる。また、Neocosmospora vasinfecta由来のアマドリアーゼ遺伝子をコードするDNAを含む組換え体プラスミドpET22b−NvFX(国際公開第2012/018094号)を保持する大腸菌を培養し、GenElute Plasmid Miniprep Kitを用いることにより、アマドリアーゼ遺伝子をコードするDNAを含む組換え体プラスミドpET22b−NvFXを、抽出、精製して得ることができる。
(ベクター)
本発明において用いることのできるベクターとしては、上記プラスミドに限定されることなく、それ以外の、例えば、バクテリオファージ、コスミド等の当業者に公知の任意のベクターを用いることができる。具体的には、例えば、pBluescriptII SK+(Stratagene社製)等が好ましい。
(アマドリアーゼ遺伝子の変異処理)
アマドリアーゼ遺伝子の変異処理は、企図する変異形態に応じた、公知の任意の方法で行うことができる。すなわち、アマドリアーゼ遺伝子あるいは当該遺伝子の組み込まれた組換え体DNAと変異原となる薬剤とを接触・作用させる方法;紫外線照射法;遺伝子工学的手法;または蛋白質工学的手法を駆使する方法等を広く用いることができる。
上記変異処理に用いられる変異原となる薬剤としては、例えば、ヒドロキシルアミン、N−メチル−N’−ニトロ−N−ニトロソグアニジン、亜硝酸、亜硫酸、ヒドラジン、蟻酸、若しくは5−ブロモウラシル等を挙げることができる。
この接触・作用の諸条件は、用いる薬剤の種類等に応じた条件を採ることが可能であり、現実に所望の変異をアマドリアーゼ遺伝子において惹起することができる限り特に限定されない。通常、好ましくは0.5〜12Mの上記薬剤濃度において、20〜80℃の反応温度下で10分間以上、好ましくは10〜180分間接触・作用させることで、所望の変異を惹起可能である。紫外線照射を行う場合においても、上記の通り常法に従い行うことができる(現代化学、024〜30、1989年6月号)。
蛋白質工学的手法を駆使する方法としては、一般的に、Site−Specific Mutagenesisとして知られる手法を用いることができる。例えば、Kramer法(Nucleic Acids Res.,12,9441(1984):Methods Enzymol.,154,350(1987):Gene,37,73 (1985))、Eckstein法(Nucleic Acids Res.,13,8749(1985):Nucleic Acids Res.,13, 8765 (1985):Nucleic Acids Res,14,9679(1986))、Kunkel法(Proc.Natl.Acid.Sci.U.S.A.,82,488 (1985):Methods Enzymol.,154,367(1987))等が挙げられる。
また、一般的なPCR法として知られる手法を用いることもできる(Technique,1,11(1989)参照)。なお、上記遺伝子改変法の他に、有機合成法または酵素合成法により、直接所望の改変アマドリアーゼ遺伝子を合成することもできる。
上記方法により得られるアマドリアーゼ遺伝子のDNA塩基配列の決定若しくは確認を行う場合には、例えば、マルチキャピラリーDNA解析システムApplied Biosystems 3130xlジェネティックアナライザ(Life Technologies社製)等を用いることにより行うことができる。
(形質転換・形質導入)
上述のように得られたアマドリアーゼ遺伝子を、常法により、バクテリオファージ、コスミド、または原核細胞若しくは真核細胞の形質転換に用いられるプラスミド等のベクターに組み込み、各々のベクターに対応する宿主を常法により、形質転換または形質導入をすることができる。例えば、宿主として、エッシェリシア属に属する微生物、例えば得られた組換え体DNAを用いて、例えば、大腸菌K−12株、好ましくは大腸菌JM109株、大腸菌DH5α株(ともにタカラバイオ社製)等を形質転換またはそれらに形質導入してそれぞれの菌株を得る。
(アミノ酸配列の相同性、同一性又は類似性)
アミノ酸配列の相同性、同一性又は類似性は、GENETYX(GENETYX社製)のマキシマムマッチングやサーチホモロジー等のプログラム、またはDNASIS Pro(日立ソリューションズ社製)のマキシマムマッチングやマルチプルアライメント、またはCLUSTAL Wのマルチプルアライメント等のプログラムにより計算することができる。アミノ酸配列同一性を計算するために、2以上のアマドリアーゼをアライメントしたときに、該2以上のアマドリアーゼにおいて同一であるアミノ酸の位置を調べることができる。こうした情報を基に、アミノ酸配列中の同一領域を決定できる。ここで2以上のアミノ酸配列について、同一性%とは、Blosum62等のアルゴリズムを利用して2以上のアミノ酸配列のアラインメントを行った際に、アラインメント可能であった領域の総アミノ酸数を分母とし、そのうち同一のアミノ酸によって占められる位置の数を分子としたときのパーセンテージをいう。故に、通常、2以上のアミノ酸配列に同一性が全く見られない領域がある場合、例えばC末端に同一性が全く見られない付加配列が一方のアミノ酸配列にある場合、当該同一性のない領域はアラインメント不可能であるため、同一性%の算出には利用されない。
また、2以上のアマドリアーゼにおいて類似であるアミノ酸の位置を調べることもできる。例えばCLUSTALWを用いて複数のアミノ酸配列をアライメントすることができ、この場合、アルゴリズムとしてBlosum62を使用し、複数のアミノ酸配列をアライメントしたときに類似(similar)と判断されるアミノ酸を類似アミノ酸と呼ぶことがある。本発明の変異体において、アミノ酸置換はこのような類似アミノ酸の間の置換によるものであり得る。こうしたアライメントにより、複数のアミノ酸配列について、アミノ酸配列が同一である領域及び類似アミノ酸によって占められる位置を調べることができる。こうした情報を基に、アミノ酸配列中の相同性領域(保存領域)を決定できる。
本明細書において「相同性領域」とは、2以上のアマドリアーゼをアライメントしたときに、ある基準となるアマドリアーゼと比較対象のアマドリアーゼの対応する位置におけるアミノ酸が同一であるか又は類似アミノ酸からなる領域であって、連続する3以上、4以上、5以上、6以上、7以上、8以上、9以上又は10以上のアミノ酸からなる領域をいう。例えば、図1では全長アミノ酸配列の配列同一性が74%以上であるアマドリアーゼをアライメントした。このうち、配列番号1で示されるConiochaeta sp.アマドリアーゼを基準として第10位〜32位は同一又は類似アミノ酸からなり、よって相同性領域に該当する。同様に、配列番号1で示されるConiochaeta sp.アマドリアーゼを基準として36〜41位、49〜52位、54〜58位、63〜65位、73〜75位、84〜86位、88〜90位、120〜122位、145〜150位、156〜162位、164〜170位、180〜182位、202〜205位、207〜211位、214〜224位、227〜230位、236〜241位、243〜248位、258〜261位、266〜268位、270〜273位、275〜287位、295〜297位、306〜308位、310〜316位、324〜329位、332〜334位、341〜344位、346〜355位、357〜363位、370〜383位、385〜387位、389〜394位、405〜410位及び423〜431位は相同性領域に該当しうる。
好ましくは、アマドリアーゼの相同性領域は、配列番号1で示されるConiochaeta sp.アマドリアーゼを基準として、第11位〜32位、36〜41位、50〜52位、54〜58位、84〜86位、88〜90位、145〜150位、157〜168位、202〜205位、207〜212位、215〜225位、236〜248位、258〜261位、266〜268位、270〜273位、275〜287位、347〜354位、357〜363位、370〜383位、385〜387位、及び405〜410位のアミノ酸配列からなる領域である。
さらに好ましくは、アマドリアーゼの相同性領域は、配列番号1で示されるConiochaeta sp.アマドリアーゼを基準として第11〜18位、20〜32位、50〜52位、54〜58位、266〜268位、270〜273位、277〜286位、及び370〜383位のアミノ酸配列からなる領域である。
本発明のアマドリアーゼ変異体は、配列番号1または配列番号141に示されるアミノ酸配列を有するアマドリアーゼとアライメントしたときに50%以上、好ましくは60%以上、好ましくは70%以上、好ましくは75%以上、好ましくは80%以上、好ましくは85%以上、より好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上、最も好ましくは99%以上の全長アミノ酸配列同一性を有し、αF6Pなどのα−フルクトシルペプチド(αFV、αFVH、αF3P、αF4P、αF5P、αF6P、αF8P、及びαF16P)に対して高い反応性を有する。さらに、本発明のアマドリアーゼ変異体の相同性領域におけるアミノ酸配列は、配列番号1または配列番号141における相同性領域のアミノ酸配列と80%、好ましくは85%以上、好ましくは90%、好ましくは95%、好ましくは98%、さらに好ましくは99%以上の配列同一性を有する。
ある実施形態において、アマドリアーゼの相同性領域は、配列番号141のアマドリアーゼを基準として第10位〜32位、36〜41位、49〜52位、54〜58位、73〜75位、84〜86位、88〜90位、120〜122位、145〜150位、156〜162位、164〜170位、180〜182位、202〜205位、207〜211位、214〜224位、227〜230位、236〜241位、243〜248位、258〜261位、266〜268位、270〜273位、275〜287位、295〜297位、306〜308位、310〜316位、324〜329位、332〜334位、341〜344位、346〜355位、357〜363位、370〜383位、385〜387位、389〜394位、405〜410位及び423〜431位のアミノ酸配列からなる領域、好ましくは第11位〜32位、36〜41位、50〜52位、54〜58位、84〜86位、88〜90位、145〜150位、157〜168位、202〜205位、207〜212位、215〜225位、236〜248位、258〜261位、266〜268位、270〜273位、275〜287位、347〜354位、357〜363位、370〜383位、385〜387位、及び405〜410位のアミノ酸配列からなる領域、さらに好ましくは第11〜18位、20〜32位、50〜52位、54〜58位、266〜268位、270〜273位、277〜286位、及び370〜383位のアミノ酸配列からなる領域である。
ある実施形態において、本発明のアマドリアーゼは、
(i) 配列番号141に示すアミノ酸配列に1又は数個のアミノ酸の置換、欠失又は付加がなされたアミノ酸配列を有するアマドリアーゼであるか、または
(ii) 前記(i)のアマドリアーゼにおいて、当該アマドリアーゼの全長アミノ酸配列が配列番号141のアミノ酸配列と70%以上の配列同一性を有し、配列番号141の第10位〜32位、36〜41位、49〜52位、54〜58位、73〜75位、84〜86位、88〜90位、120〜122位、145〜150位、156〜162位、164〜170位、180〜182位、202〜205位、207〜211位、214〜224位、227〜230位、236〜241位、243〜248位、258〜261位、266〜268位、270〜273位、275〜287位、295〜297位、306〜308位、310〜316位、324〜329位、332〜334位、341〜344位、346〜355位、357〜363位、370〜383位、385〜387位、389〜394位、405〜410位及び423〜431位のアミノ酸配列からなる相同性領域におけるアミノ酸配列と当該アマドリアーゼの対応する位置の相同性領域におけるアミノ酸配列とが90%以上の配列同一性を有するアマドリアーゼである。ある実施形態において、本発明のアマドリアーゼは、前記(ii)に規定される相同性領域におけるアミノ酸配列と当該アマドリアーゼの対応する位置の相同性領域におけるアミノ酸配列とが95%以上の配列同一性を有するアマドリアーゼである。
(アミノ酸に対応する位置の特定)
本発明において、あるベースとなるアミノ酸配列中の特定の位置のアミノ酸が別の類似するアミノ酸配列中の特定の位置のアミノ酸と対応する場合、これを対応するアミノ酸といい、そのアミノ酸の位置を対応する位置、又は相当する位置という。また、「アミノ酸の位置に対応する位置」を特定する方法としては、例えばリップマン−パーソン法等の公知のアルゴリズムを用いてアミノ酸配列を比較し、各アマドリアーゼのアミノ酸配列中に存在する保存アミノ酸残基に最大の同一性を与えることにより行う方法が挙げられる。アマドリアーゼのアミノ酸配列をこのような方法で整列させることにより、アミノ酸配列中にある挿入、欠失にかかわらず、相同アミノ酸残基の各アマドリアーゼ配列における配列中の位置を決めることが可能である。相同位置は、三次元構造中で同位置に存在すると考えられ、対象となるアマドリアーゼの特異的機能に関して類似した効果を有することが推定できる。
なお、本発明において、「配列番号1記載のアミノ酸配列の62位のアルギニンに対応する位置」のアミノ酸とは、確定したアマドリアーゼのアミノ酸配列を、配列番号1に示されるコニオカエタ属由来のアマドリアーゼのアミノ酸配列と比較した場合に、配列番号1のアマドリアーゼの62位のアルギニンに対応するアミノ酸を意味するものである。これにより、上記の「対応する位置のアミノ酸残基」を特定する方法でアミノ酸配列を整列させて特定することができる。
すなわち、「配列番号1記載のアミノ酸配列の62位のアルギニンに対応する位置」のアミノ酸は、Eupenicillium terrenum由来のアマドリアーゼ(配列番号40及び145)、Pyrenochaeta sp.由来のケトアミンオキシダーゼ(配列番号113)、Arthrinium sp.由来のケトアミンオキシダーゼ(配列番号115)、Curvularia clavata由来のケトアミンオキシダーゼ(配列番号117)、Neocosmospora vasinfecta由来のケトアミンオキシダーゼ(配列番号54)、Cryptococcus neoformans由来のフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(配列番号89及び149)、Ulocladium sp.由来のフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(配列番号121)、Penicillium janthinellum由来のフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(配列番号123)では62位のアルギニン、Phaeosphaeria nodorum由来のフルクトシルペプチドオキシダーゼ(配列番号38)では62位のセリン、Emericella nidulans由来のフルクトシルペプチドオキシダーゼ(配列番号119)では61位のアルギニン、Aspergillus nidulans由来のフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(配列番号62及び147)では61位のアルギニンである。
また、本発明において、「配列番号1記載のアミノ酸配列の63位のロイシンに対応する位置」のアミノ酸とは、確定したアマドリアーゼのアミノ酸配列を、配列番号1に示されるコニオカエタ属由来のアマドリアーゼのアミノ酸配列と比較した場合に、配列番号1のアマドリアーゼの63位のロイシンに対応するアミノ酸を意味するものである。これにより、上記の「対応する位置のアミノ酸残基」を特定する方法でアミノ酸配列を整列させて特定することができる。
すなわち、「配列番号1記載のアミノ酸配列の63位のロイシンに対応する位置」のアミノ酸は、Eupenicillium terrenum由来のアマドリアーゼ(配列番号40及び145)、Pyrenochaeta sp.由来のケトアミンオキシダーゼ(配列番号113)、Arthrinium sp.由来のケトアミンオキシダーゼ(配列番号115)、Curvularia clavata由来のケトアミンオキシダーゼ(配列番号117)、Neocosmospora vasinfecta由来のケトアミンオキシダーゼ(配列番号54)、Phaeosphaeria nodorum由来のフルクトシルペプチドオキシダーゼ(配列番号38)、Ulocladium sp.由来のフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(配列番号121)、Penicillium janthinellum由来のフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(配列番号123)では63位のロイシン、Cryptococcus neoformans由来のフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(配列番号89及び149)では63位のイソロイシン、Aspergillus nidulans由来のフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(配列番号62及び147)、Emericella nidulans由来のフルクトシルペプチドオキシダーゼ(配列番号119)では62位のロイシンである。
また、本発明において、「配列番号1記載のアミノ酸配列の102位のグルタミン酸に対応する位置」のアミノ酸とは、確定したアマドリアーゼのアミノ酸配列を、配列番号1に示されるコニオカエタ属由来のアマドリアーゼのアミノ酸配列と比較した場合に、配列番号1のアマドリアーゼの102位のグルタミン酸に対応するアミノ酸を意味するものである。これにより、上記の「対応する位置のアミノ酸残基」を特定する方法でアミノ酸配列を整列させて特定することができる。
すなわち、「配列番号1記載のアミノ酸配列の102位のグルタミン酸に対応する位置」のアミノ酸は、Eupenicillium terrenum由来のアマドリアーゼ(配列番号40及び145)、Curvularia clavata由来のケトアミンオキシダーゼ(配列番号117)、Neocosmospora vasinfecta由来のケトアミンオキシダーゼ(配列番号54)、Cryptococcus neoformans由来のフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(配列番号89及び149)、Penicillium janthinellum由来のフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(配列番号123)では102位のグルタミン酸、Pyrenochaeta sp.由来のケトアミンオキシダーゼ(配列番号113)、Arthrinium sp.由来のケトアミンオキシダーゼ(配列番号115)、Phaeosphaeria nodorum由来のフルクトシルペプチドオキシダーゼ(配列番号38)、Ulocladium sp.由来のフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(配列番号121)では102位のリジン、Emericella nidulans由来のフルクトシルペプチドオキシダーゼ(配列番号119)、Aspergillus nidulans由来のフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(配列番号62及び147)では101位のグルタミン酸である。
また、本発明において、「配列番号1記載のアミノ酸配列の106位のアスパラギン酸に対応する位置」のアミノ酸とは、確定したアマドリアーゼのアミノ酸配列を、配列番号1に示されるコニオカエタ属由来のアマドリアーゼのアミノ酸配列と比較した場合に、配列番号1のアマドリアーゼの106位のアスパラギン酸に対応するアミノ酸を意味するものである。これにより、上記の「対応する位置のアミノ酸残基」を特定する方法でアミノ酸配列を整列させて特定することができる。
すなわち、「配列番号1記載のアミノ酸配列の106位のアスパラギン酸に対応する位置」のアミノ酸は、Eupenicillium terrenum由来のアマドリアーゼ(配列番号40及び145)では106位のアスパラギン、Pyrenochaeta sp.由来のケトアミンオキシダーゼ(配列番号113)、Curvularia clavata由来のケトアミンオキシダーゼ(配列番号117)、Phaeosphaeria nodorum由来のフルクトシルペプチドオキシダーゼ(配列番号38)、Ulocladium sp.由来のフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(配列番号121)では106位のアスパラギン酸、Arthrinium sp.由来のケトアミンオキシダーゼ(配列番号115)では106位のアラニン、Neocosmospora vasinfecta由来のケトアミンオキシダーゼ(配列番号54)では106位のグリシン、Cryptococcus neoformans由来のフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(配列番号89及び149)、Penicillium janthinellum由来のフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(配列番号123)では106位のセリン、Emericella nidulans由来のフルクトシルペプチドオキシダーゼ(配列番号119)では105位のリジン、Aspergillus nidulans由来のフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(配列番号62及び147)では105位のグリシンである。
また、本発明において、「配列番号1記載のアミノ酸配列の110位のグルタミンに対応する位置」のアミノ酸とは、確定したアマドリアーゼのアミノ酸配列を、配列番号1に示されるコニオカエタ属由来のアマドリアーゼのアミノ酸配列と比較した場合に、配列番号1のアマドリアーゼの110位のグルタミンに対応するアミノ酸を意味するものである。これにより、上記の「対応する位置のアミノ酸残基」を特定する方法でアミノ酸配列を整列させて特定することができる。
すなわち、「配列番号1記載のアミノ酸配列の110位のグルタミンに対応する位置」のアミノ酸は、Eupenicillium terrenum由来のアマドリアーゼ(配列番号40及び145)、Penicillium janthinellum由来のフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(配列番号123)では110位のリジン、Pyrenochaeta sp.由来のケトアミンオキシダーゼ(配列番号113)、Curvularia clavata由来のケトアミンオキシダーゼ(配列番号117)、Ulocladium sp.由来のフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(配列番号121)では110位のアラニン、Arthrinium sp.由来のケトアミンオキシダーゼ(配列番号115)では110位のグルタミン、Neocosmospora vasinfecta由来のケトアミンオキシダーゼ(配列番号54)では110位のグルタミン酸、Cryptococcus neoformans由来のフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(配列番号89及び149)では110位のセリン、Phaeosphaeria nodorum由来のフルクトシルペプチドオキシダーゼ(配列番号38)では110位のグリシン、Emericella nidulans由来のフルクトシルペプチドオキシダーゼ(配列番号119)では109位のアルギニン、Aspergillus nidulans由来のフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(配列番号62及び147)では、109位のリジンである。
また、本発明において、「配列番号1記載のアミノ酸配列の113位のアラニンに対応する位置」のアミノ酸とは、確定したアマドリアーゼのアミノ酸配列を、配列番号1に示されるコニオカエタ属由来のアマドリアーゼのアミノ酸配列と比較した場合に、配列番号1のアマドリアーゼの113位のアラニンに対応するアミノ酸を意味するものである。これにより、上記の「対応する位置のアミノ酸残基」を特定する方法でアミノ酸配列を整列させて特定することができる。
すなわち、「配列番号1記載のアミノ酸配列の113位のアラニンに対応する位置」のアミノ酸は、Eupenicillium terrenum由来のアマドリアーゼ(配列番号40及び145)、Pyrenochaeta sp.由来のケトアミンオキシダーゼ(配列番号113)、Arthrinium sp.由来のケトアミンオキシダーゼ(配列番号115)では113位のスレオニン、Curvularia clavata由来のケトアミンオキシダーゼ(配列番号117)、Cryptococcus neoformans由来のフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(配列番号89及び149)、Phaeosphaeria nodorum由来のフルクトシルペプチドオキシダーゼ(配列番号38)、Ulocladium sp.由来のフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(配列番号121)では113位のアラニン、Neocosmospora vasinfecta由来のケトアミンオキシダーゼ(配列番号54)では113位のリジン、Aspergillus nidulans由来のフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(配列番号62及び147)、Emericella nidulans由来のフルクトシルペプチドオキシダーゼ(配列番号119)では112位のセリン、Penicillium janthinellum由来のフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(配列番号123)では113位のアスパラギン酸である。
また、本発明において、「配列番号1記載のアミノ酸配列の355位のアラニンに対応する位置」のアミノ酸とは、確定したアマドリアーゼのアミノ酸配列を、配列番号1に示されるコニオカエタ属由来のアマドリアーゼのアミノ酸配列と比較した場合に、配列番号1のアマドリアーゼの355位のアラニンに対応するアミノ酸を意味するものである。これにより、上記の「対応する位置のアミノ酸残基」を特定する方法でアミノ酸配列を整列させて特定することができる。
すなわち、「配列番号1記載のアミノ酸配列の355位のアラニンに対応する位置」のアミノ酸は、Eupenicillium terrenum由来のアマドリアーゼ(配列番号40及び145)、Cryptococcus neoformans由来のフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(配列番号89及び149)、Aspergillus nidulans由来のフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(配列番号62及び147)、Emericella nidulans由来のフルクトシルペプチドオキシダーゼ(配列番号119)、Penicillium janthinellum由来のフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(配列番号123)では355位のアラニン、Pyrenochaeta sp.由来のケトアミンオキシダーゼ(配列番号113)、Curvularia clavata由来のケトアミンオキシダーゼ(配列番号117)、Ulocladium sp.由来のフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(配列番号121)では353位のアラニン、Arthrinium sp.由来のケトアミンオキシダーゼ(配列番号115)では356位のアラニン、Neocosmospora vasinfecta由来のケトアミンオキシダーゼ(配列番号54)では355位のセリン、Phaeosphaeria nodorum由来のフルクトシルペプチドオキシダーゼ(配列番号38)では351位のアラニンである。
また、本発明において、「配列番号1記載のアミノ酸配列の419位のアラニンに対応する位置」のアミノ酸とは、確定したアマドリアーゼのアミノ酸配列を、配列番号1に示されるコニオカエタ属由来のアマドリアーゼのアミノ酸配列と比較した場合に、配列番号1のアマドリアーゼの419位のアラニンに対応するアミノ酸を意味するものである。これにより、上記の「対応する位置のアミノ酸残基」を特定する方法でアミノ酸配列を整列させて特定することができる。
すなわち、「配列番号1記載のアミノ酸配列の419位のアラニンに対応する位置」のアミノ酸は、Eupenicillium terrenum由来のアマドリアーゼ(配列番号40及び145)では419位のグリシン、Pyrenochaeta sp.由来のケトアミンオキシダーゼ(配列番号113)、Curvularia clavata由来のケトアミンオキシダーゼ(配列番号117)、Ulocladium sp.由来のフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(配列番号121)では418位のアラニン、Arthrinium sp.由来のケトアミンオキシダーゼ(配列番号115)では421位のアラニン、Neocosmospora vasinfecta由来のケトアミンオキシダーゼ(配列番号54)、Cryptococcus neoformans由来のフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(配列番号89及び149)、Emericella nidulans由来のフルクトシルペプチドオキシダーゼ(配列番号119)では420位のアラニン、Phaeosphaeria nodorum由来のフルクトシルペプチドオキシダーゼ(配列番号38)では416位のセリン、Penicillium janthinellum由来のフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(配列番号123)では419位のセリン、Aspergillus nidulans由来のフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(配列番号62及び147)では420位のアラニンである。
(置換の相乗効果について)
本発明のアマドリアーゼ変異体は、一重変異体であってもよいが、2以上のアミノ酸置換を有する多重変異体、例えば二重〜八重変異体であってもよい。本発明者らは、配列番号1のアミノ酸配列における第62位、63位、102位、106位、110位、113位、355位及び419位に対応する位置のアミノ酸を置換したアマドリアーゼのαF6Pに対する活性が増大することを見出した。特に一重、二重、三重、四重、五重、六重及び七重と変異を追加するにつれ変異体のαF6Pに対する活性が大きく増大することを見出した。実施例に示すアマドリアーゼ変異体のαF6Pに対する活性の増大からみて、これらのアミノ酸置換が相乗効果を有することは明らかである。また、配列番号1のアミノ酸配列における第62位、63位、102位、106位、110位、113位、355位及び419位に対応する位置のアミノ酸置換の種々の組合せが同様にαF6Pに対する活性の増大をもたらす、と当業者であれば理解する。
さらに、本発明者らは、配列番号1のアミノ酸配列における第62位、63位、102位、106位、110位、113位、及び355位に対応する位置のアミノ酸を置換したアマドリアーゼがαFV及びαFVHのみならず、αF3P、αF4P、αF5P、αF6P、αF8P、及びαF16Pに対しても活性を示すことを見出した。このことから配列番号1のアミノ酸配列における第62位、63位、102位、106位、110位、113位、及び355位に対応する位置のアミノ酸を同様に置換したCo、Et、Py、Ar、Cc、Nv、Cn、Pn、An、En、Ul及びPjなどの他の株由来の変異体も、同様にαFV及びαFVHのみならずαF3P、αF4P、αF5P、αF6P、αF8P、及びαF16Pに対して活性を示すと考えられる。また、配列番号1のアミノ酸配列における第62位、63位、102位、106位、110位、113位、及び355位に対応する位置のアミノ酸を置換したアマドリアーゼがαFV、αFVH、αF3P、αF4P、αF5P、αF6P、αF8P及びαF16Pに対して活性を示すことから、当該アマドリアーゼは、種々のα−フルクトシルペプチド(αF1P〜αF16PやαF1P〜αF32P)に対しても活性を示すと考えられる。
(予備的な置換について)
アマドリアーゼは、配列番号1のアミノ酸配列の第60位に対応する位置のアミノ酸がセリンである場合、これをグリシンへと置換することによって、置換前にαFVH活性を示さなかった酵素が、置換後にαFVH活性を示すようになることが報告されている(特開2010−35469号公報、国際公開第2012/018094号参照)。したがって、本発明に用いるアマドリアーゼの配列番号1の第60位に対応する位置のアミノ酸がセリンである場合、これを予めグリシンへと置換しておくこともできる。あるいは、野生型において配列番号1の60位に対応する位置がグリシンであるアマドリアーゼを用いて、上記配列番号1の第62位、63位、102位、106位、110位、113位、355位及び419位に対応する位置に変異を導入してもよい。本発明のアマドリアーゼ変異体は、特に断らない限り、配列番号1の第60位に対応する位置のアミノ酸がグリシンであるものを包含する。例えば、Aspergillus nidulans由来アマドリアーゼは、配列番号1の60位に対応する配列番号147中の第59位のアミノ酸が野生型ではセリンであるが、これをグリシンに置換したもの(配列番号62)を本発明の変異体のための基となるアマドリアーゼとして用いてもよい。Penicillium janthinellum(Pj)由来アマドリアーゼ(配列番号123)についても同様である。
(本発明のアマドリアーゼの生産)
上記のようにして得られた基質特異性が改善されたアマドリアーゼの生産能を有する菌株を用いて、当該アマドリアーゼを生産するには、この菌株を通常の固体培養法で培養してもよいが、液体培養法を採用して培養するのが好ましい。
すなわち、本発明は、基質特異性が改善されたアマドリアーゼの生産能を有する菌株を、アマドリアーゼタンパク質を発現しうる条件下で培養する工程、及び培養物又は培養液からアマドリアーゼを単離する工程を含む、アマドリアーゼの製造方法を提供する。この方法には、本発明のアマドリアーゼをコードする遺伝子を組み込んだベクターで形質転換された宿主細胞を用いることができる。ここでアマドリアーゼタンパク質を発現しうる条件とは、アマドリアーゼ遺伝子が転写、翻訳され、当該遺伝子によりコードされるポリペプチドが産生されることをいう。
また、上記菌株を培養する培地としては、例えば、酵母エキス、トリプトン、ペプトン、肉エキス、コーンスティープリカーあるいは大豆若しくは小麦ふすまの浸出液等の1種以上の窒素源に、塩化ナトリウム、リン酸2水素カリウム、リン酸水素2カリウム、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム、塩化第2鉄、硫酸第2鉄あるいは硫酸マンガン等の無機塩類の1種以上を添加し、さらに必要により糖質原料、ビタミン等を適宜添加したものが用いられる。
また、培地に当該アマドリアーゼが作用し得る基質やその類似化合物、例えば糖化アミノ酸、糖化ペプチド類、糖化タンパク質分解物、若しくは糖化ヘモグロビンや糖化アルブミン等の糖化タンパク質を添加することにより目的の酵素の製造量を向上させることができる。
培地の初発pHは、pH7〜9に調整するのが適当である。培養は、20〜42℃の培養温度、好ましくは25〜37℃前後の培養温度で4〜24時間、さらに好ましくは25〜37℃前後の培養温度で8〜16時間、通気攪拌深部培養、振盪培養、静置培養等により実施するのが好ましい。
培養終了後、該培養物よりアマドリアーゼを採取するには、通常の酵素採取手段を用いて得ることができる。例えば、常法により菌体を、超音波破壊処理、磨砕処理等するか、またはリゾチーム等の溶菌酵素を用いて本酵素を抽出するか、またはトルエン等の存在下で振盪若しくは放置して溶菌を行わせ、本酵素を菌体外に排出させることができる。そして、この溶液を濾過、遠心分離等して固形部分を除去し、必要によりストレプトマイシン硫酸塩、プロタミン硫酸塩、若しくは硫酸マンガン等により核酸を除去したのち、これに硫安、アルコール、アセトン等を添加して分画し、沈澱物を採取し、アマドリアーゼの粗酵素を得る。
上記アマドリアーゼの粗酵素よりさらにアマドリアーゼ精製酵素標品を得るには、例えば、セファデックス、スーパーデックス若しくはウルトロゲル等を用いるゲル濾過法、イオン交換性担体、疎水性担体、ヒドロキシアパタイトを用いる吸着溶出法、ポリアクリルアミドゲル等を用いる電気泳動法、蔗糖密度勾配遠心法等の沈降法、アフィニティクロマトグラフィー法、分子ふるい膜若しくは中空糸膜等を用いる分画法等を適宜選択し、またはこれらを組み合わせて実施することにより、精製されたアマドリアーゼ酵素標品を得ることができる。このようにして、所望のアマドリアーゼを得ることができる。
(本発明のアマドリアーゼの反応性の向上)
上記のような手段で得られる本発明のアマドリアーゼは、遺伝子改変等により、そのアミノ酸配列に変異を生じた結果、改変前のものと比較してα−フルクトシルオリゴペプチド(αF3P〜αF16P)またはαF6Pなどのα−フルクトシルペプチド(αFV、αFVH、αF3P、αF4P、αF5P、αF6P、αF8P、及びαF16P)に対する反応性が向上していることを特徴とする。本発明においてα−フルクトシルオリゴペプチドまたはαF6Pなどのα−フルクトシルペプチドに対する「反応性が向上している」とは、具体的には、改変前のものと比較して、「α−フルクトシルオリゴペプチドに対する反応性」または「αF6Pなどのα−フルクトシルペプチドに対する反応性」が増大していることをいう。なお、「αFVHに対する反応性」は「αFVH酸化活性」、「αFVH活性」と表記することもある。αFV等についても同様である。
プロテアーゼ使用量を低減するため、または切断特異性の高いプロテアーゼによらずともHbA1cを測定できるようにするため、あるいはαFVHまで完全にプロテアーゼによる分解が進行しなくともHbA1cを定量できるようにするためには、αFVHのみならずαF3P、αF4P、αF5P、αF6P、αF8P、αF16Pなどといったα−フルクトシルペプチドに対しても作用しやすいアマドリアーゼを取得することが必要となる。
本発明のアマドリアーゼに関し、αFVHに対する反応性を1とした時のαF6Pに対する反応性の割合をαF6P/αFVHと表す。αF3P/αFVH、αF4P/αFVH、αF5P/αFVH、αF8P/αFVH、αF16P/αFVHについても同様である。他のα−フルクトシルオリゴペプチドについても同様である。
また、本発明のアマドリアーゼに関し、αFVに対する反応性を1とした時のαF6Pに対する反応性の割合をαF6P/αFVと表す。なお、「αFVに対する反応性」は「αFV酸化活性」と表記することもある。αF3P/αFV、αF4P/αFV、αF5P/αFV、αF8P/αFV、αF16P/αFVについても同様である。また他のα−フルクトシルオリゴペプチドについても同様である。
αFVHに対する反応性に対するαF6Pに対する反応性の割合(αF6Pに対する反応性とαFVHに対する反応性との比)は、公知のアマドリアーゼの測定法を用いて、任意の条件下で測定し、改変前のものと比較することができる。例えば、pH6.5において、1mMのαF6Pを添加して測定した活性を、1mMのαFVHを添加して測定した活性で割った比率として求めることにより、αFVHに対する反応性を1とした時のαF6Pに対する反応性の割合を算出し、これを改変前のものと改変後のもので比較することができる。また、例えば、pH6.5において、1mMのαF6Pを添加して測定した活性を、1mMのαFVを添加して測定した活性で割った比率として求めることにより、αFVに対する反応性を1とした時のαF6Pに対する反応性の割合を算出し、これを改変前のものと改変後のもので比較することができる。αF3P/αFVH〜αF16P/αFVHやαF3P/αFV〜αF16P/αFVについても同様である。
ある実施形態において本発明のアマドリアーゼはαFVに対する比活性(U/mg)が1.0以上、5.0以上、10以上、例えば13以上である。ある実施形態において本発明のアマドリアーゼはαFVHに対する比活性(U/mg)が1.0以上、1.5以上、例えば1.90以上である。ある実施形態において本発明のアマドリアーゼはαF3Pに対する比活性(U/mg)が1.0以上、例えば1.20以上である。ある実施形態において本発明のアマドリアーゼはαF4Pに対する比活性(U/mg)が0.1以上、0.2以上、0.3以上、例えば0.35以上である。ある実施形態において本発明のアマドリアーゼはαF5Pに対する比活性(U/mg)が1.0以上、2.0以上、例えば2.10以上である。ある実施形態において本発明のアマドリアーゼはαF6Pに対する比活性(U/mg)が1.0以上、2.0以上、3.0以上、4.0以上、例えば4.2以上である。ある実施形態において本発明のアマドリアーゼはαF8Pに対する比活性(U/mg)が1.0以上、例えば1.5以上である。ある実施形態において本発明のアマドリアーゼはαF16Pに対する比活性(U/mg)が0.1以上、0.2以上、例えば0.24以上である。
本発明のアマドリアーゼの一例としては、大腸菌JM109(pKK223−3−CFP−T7−H35)株により生産されるアマドリアーゼが挙げられる。該アマドリアーゼは、αFV及びαFVHに反応するのみならず、改変前のものと比較してαF3P、αF4P、αF5P、αF6P、αF8P及びαF16Pに対する反応性が向上している。このような改変されたアマドリアーゼは、Glu−Cプロテアーゼのような切断特異性の高いプロテアーゼを用いずとも、種々の長さのα−フルクトシルオリゴペプチドを生じる切断特異性の低いプロテアーゼでHbA1cを処理することで生じるα−フルクトシルオリゴペプチドまたはαF6Pなどのα−フルクトシルペプチドを測定することによりHbA1c定量を実現できる。すなわち、幅広いプロテアーゼがHbA1c定量に利用可能となり、産業利用上非常に有利である。また切断特異性が低く、切断効率が高いプロテアーゼを使用し、αFVHまで完全に分解が進行しなくとも、該アマドリアーゼ(CFP-T7-H35)はαFV及びαFVHに反応するのみならず、α−フルクトシルペプチド(αF3P〜αF16P)にも反応することから、精度よくHbA1c定量を行うことができる。この際、プロテアーゼの使用量を低減することもでき、それにより他のタンパク質試薬に対するプロテアーゼの望ましくない反応を回避できる。
(アマドリアーゼ活性の測定方法)
アマドリアーゼの活性の測定方法としては、種々の方法を用いることができるが、一例として、以下に、本発明で用いるアマドリアーゼ活性の測定方法について説明する。
本発明におけるアマドリアーゼの酵素活性の測定方法としては、酵素の反応により生成する過酸化水素量を測定する方法や、酵素反応により消費する酸素量を測定する方法などが主な測定方法として挙げられる。以下に、一例として、過酸化水素量を測定する方法について示す。
本発明におけるアマドリアーゼの活性測定には、断りの無い限り、αFV、またはαFVH、またはαF3P、またはαF4P、またはαF5P、またはαF6P、またはαF8PまたはαF16Pを基質として用いる。なお、酵素力価は、αFV、またはαFVH、またはαF3P、またはαF4P、またはαF5P、またはαF6P、またはαF8PまたはαF16Pをを基質として測定した時、1分間に1μmolの過酸化水素を生成する酵素量を1Uと定義する。αF7P、αF9P〜αF15P、αF17P〜αF32Pも同様に活性測定に使用でき、その酵素量(U)も同様に定義される。
また、比活性(U/mg)は、酵素1mg当たりの酵素力価(U)である。
αFV、αFVH等の糖化ペプチドは、例えば、阪上らの方法に基づき合成、精製したものを用いることができる(特開2001−95598号公報参照)。また、合成基質として提供されるαF3P、αF4P、αF5P、αF6P、αF8PおよびαF16P(全てペプチド研究所製)を用いることができる。αF7P、αF9P〜αF15P、αF17P〜αF32Pも同様に合成基質を入手するなどして調製しうる。
A:試薬の調製
(アマドリアーゼ活性の測定用試薬の調製例)
(試薬1):5U/ml パーオキシダーゼ、0.49mM 4−アミノアンチピリンを含む0.1M リン酸緩衝液 pH6.5
5.0kUのパーオキシダーゼ(キッコーマン社製)、100mgの4−アミノアンチピリン(和光純薬工業社製)を0.1Mのリン酸カリウム緩衝液(pH6.5)に溶解し、1000mlに定容する。
(試薬2):15mM TOOS溶液
500mgのTOOS(N-エチル-N-(2-ヒドロキシ-3-スルホプロピル)-m-トルイジンナトリウム、同仁化学研究所製)をイオン交換水に溶解し、100mlに定容する。
(試薬3):基質溶液(30mM; 終濃度1mM)
αFV(キッコーマン社製) 83.8mg、若しくはαFVH(キッコーマン社製) 125mg、若しくはαF3P(ペプチド研究所製) 159mg、若しくはαF4P(ペプチド研究所製) 189mg、若しくはαF5P(ペプチド研究所製) 218mg、若しくはαF6P(ペプチド研究所製) 257mg、若しくはαF8P(ペプチド研究所製) 334mg、若しくはαF16P(ペプチド研究所製) 570mgをイオン交換水に溶解し、10mlに定容する。αF7P、αF9P〜αF15P、αF17P〜αF32Pも同様に合成基質を入手するなどして調製し、試薬3に含めうる。
B:活性測定法
(アマドリアーゼ活性の測定方法の例)
2.7mlの試薬1、100μlの試薬2、および100μlの酵素液を混和し、37℃で5分間予備加温する。その後、試薬3を100μl加えて良く混ぜた後、分光光度計(U−3010A、日立ハイテクノロジーズ社製)により、555nmにおける吸光度の経時変化を観測し、555nmにおける吸光度の1分間あたりの変化量(ΔAs)を測定する。なお、対照液は、100μlの試薬3の代わりに100μlのイオン交換水を加える以外は前記と同様にして、555nmにおける吸光度の1分間あたりの変化量(ΔA0)を測定する。37℃で1分間当たりに生成される過酸化水素のマイクロモル数を酵素液中の活性単位(U)とし、下記の式に従って算出する。
活性(U/ml)={(ΔAs−ΔA0)×3.0×df}÷(39.2×0.5×0.1)
ΔAs:反応液の1分間あたりの吸光度変化
ΔA0:対照液の1分間あたりの吸光度変化
39.2:反応により生成されるキノイミン色素のミリモル吸光係数(mM-1・cm-1)
0.5:1 molの過酸化水素による生成されるキノイミン色素のmol数
df:希釈係数
(α−フルクトシルオリゴペプチドを含む測定用試料の調製)
ある実施形態において、本発明の測定法では、糖化蛋白質由来のα−フルクトシルオリゴペプチドを含む試料にアマドリアーゼ(α−フルクトシルペプチドオキシダーゼ)を作用させ、その作用による生成物又は消費物を測定する。HbA1c等の糖化蛋白質の測定を目的として、測定対象の糖化蛋白質からα−フルクトシルオリゴペプチドを切り出すための好適な方法としては、プロテアーゼやペプチダーゼを用いた消化が挙げられる。プロテアーゼまたはペプチダーゼとしては、臨床検査に使用が可能で、HbA1cのβ鎖(146アミノ酸残基、配列番号193)から、少なくとも1種以上のα−フルクトシルオリゴペプチド(αFV〜αF145P)を有効に切り出し得るものであれば、いかなるプロテアーゼを用いても良い。HbA1cのβ鎖から、少なくとも1種以上のα−フルクトシルオリゴペプチド(αFVH〜αF145P)を切り出し得るプロテアーゼの例としてはエンドプロテイナーゼGlu−C、V8プロテアーゼ、プロテイナーゼK、プロテイナーゼP、プロナーゼ、サーモリシン、サチライシン、カルボキシペプチダーゼ、キモトリプシン、ディスパーゼ、パパイン、フィシン、ブロメライン、アミノペプチダーゼ等のプロテアーゼあるいはペプチダーゼ等、特開2005-110657の表1に記載の各種プロテアーゼ、例えばアスペルギルス由来のIP酵素(キッコーマン)、AOプロテアーゼ(キッコーマン)、ペプチダーゼ(キッコーマン)、プロテアーゼA5(協和化成)、ウマミザイム(天野)、プロテアーゼA(天野)、プロテアーゼM(天野)、プロテアーゼP(天野)、スミチームMP(新日本化学工業)、スミチームLP-20(新日本化学工業)、プロテイナーゼ6(フルカ);リゾパス由来のペプチダーゼR(天野);バチルス由来のディスパーゼ(ロシュ)、プロテイナーゼN(フルカ)、プロテイナーゼTypeVII(シグマ)、プロテイナーゼBacterial Subtilisin(フルカ)、プロテアーゼN(天野)、プロテアーゼS(天野)、プロテイナーゼTypeX(シグマ)、サーモリシン(大和化成)、プロナーゼE(科研化学)、中性プロテアーゼ(東洋紡);ストレプトマイセス由来のプロナーゼ(べーリンガー)、プロテイナーゼTypeXIV(シグマ)、アルカリプロテアーゼ(東洋紡);トリチラチウム由来のプロテイナーゼK(ロシュ)、プロテイナーゼK(和光);パパイヤ由来のパパイン(ロシュ)、パパイン(和光)、パパイン(シグマ)、パパインW40(天野)、パパイン(アサヒ);イチジク由来のフィシン(シグマ);ブタ膵臓由来のパンクレアチン(和光);及びウシ脾臓由来のカテプシンB(シグマ)等が挙げられるが、これらに限られない。また適当なプロテアーゼを2以上組み合わせてもよい。
試料のプロテアーゼ処理またはペプチダーゼ処理の条件は、用いるプロテアーゼが測定対象の糖化蛋白質に作用し、α−糖化ヘキサペプチドを短時間に効率よく遊離する条件であれば、いかなる条件でもよい。使用するプロテアーゼの量は、試料中に含まれるHbA1cの含量、あるいは処理条件等により適宜選択され、例えば、一例として、プロテアーゼを、終濃度が0.1〜50U/mL、好ましくは1〜10U/mLとなるように加える。さらに必要により適宜他のプロテアーゼを加えてもよい。プロテアーゼで処理する際のpHは、無調整でもよく、使用するプロテアーゼの作用に好適なpHとなるように、例えば、適当なpH調整剤、例えば、塩酸、酢酸、硫酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等により、pH2〜9、好ましくはpH3〜8に調整してもよい。処理温度は、例えば、20〜50℃で行ってもよく、用いる酵素によっては、より高温域の45〜70℃で行ってもよい。この際の処理時間は、HbA1cを分解するのに充分な時間であればよく、例えば、5秒間〜180分間、好ましくは1〜60分間、さらに好ましくは1〜10分間で行うことができる。得られる処理液を、そのまま、あるいは必要により適宜、加熱、遠心分離、濃縮、希釈等を行ったのち、α−フルクトシルオリゴペプチドを含む試料として糖化ヘキサペプチドオキシダーゼの反応に供する。
(遊離させたα−フルクトシルペプチドの測定)
上記のα−フルクトシルペプチドを含む試料に、本発明の測定法に使用するアマドリアーゼ(α−フルクトシルペプチドオキシダーゼ)を作用させる。α−フルクトシルオリゴペプチドの切り出しとα−フルクトシルペプチドオキシダーゼの作用の時期は連続的でも、同時でも、切り出しを終了してからα−フルクトシルペプチドオキシダーゼを作用させてもよい。α−フルクトシルペプチドに対するα−フルクトシルペプチドオキシダーゼの作用時間は例えば、5秒以上、10秒以上、又は20秒以上、180分未満又は150分未満、例えば0.5〜120分間、好ましくは0.5〜60分間、より好ましくは1〜30分間とすることができる。作用時間が短すぎる場合、試料中の糖化ヘキサペプチドを十分に測定しきれず、良好な測定が行えない。一方、作用時間が長すぎる場合には、測定時間が延長し、測定処理の効率が悪いという問題に加え、試料及び測定試薬が測定条件下に長くさらされる結果、試料中の基質あるいは試薬中の成分の分解、変性を招くという問題を生じる。さらに、特に微量測定系においては、長時間経過による乾燥に起因する試料容量の減少による濃度変化なども誤差の原因となり得る。α−フルクトシルペプチドオキシダーゼ作用時間を0.5〜60分間、より好ましくは1〜30分間、さらに好ましくは1〜10分間とすることにより、迅速かつ良好にα−フルクトシルペプチドを測定することができる。作用温度は、用いる酵素の至適温度にもよるが、例えば、20〜45℃であり、通常の酵素反応に用いられる温度を適宜選択することができる。
本発明に使用するアマドリアーゼ(α−フルクトシルペプチドオキシダーゼ)の好適な使用量は、試料溶液中に含まれるα−フルクトシルペプチドの量にもよるが、例えば、終濃度が、0.1〜50U/mL、好ましくは0.2〜10U/mLとなるように添加すればよい。作用させる際のpHは、α−フルクトシルペプチドオキシダーゼの至適pHを考慮し、反応に適したpHとなるように緩衝剤を用いて調整することが好ましいが、作用可能なpHであればこれに限定されない。例えば、pH3〜11、特に好ましくはpH5〜9、例えばpH6〜8である。
本発明の測定方法においては、酵素や試薬の安定化や反応性向上等の目的でpHを調節及び/又は維持するため、必要により適宜、各種の緩衝剤を使用することが好ましい。使用可能な緩衝剤としては、例えば、N−[トリス(ヒドロキシメチル)メチル]グリシン、リン酸塩、酢酸塩、炭酸塩、トリス(ヒドロキシメチル)−アミノメタン、硼酸塩、クエン酸塩、ジメチルグルタミン酸塩、トリシン、HEPES、MES、Bis−Tris、ADA、PIPES、ACES、MOPSO、BES、MOPS、TES、DIPSO、TAPSO、POPSO、HEPPSO、EPPS、Tricine、Bicine、TAPS、フタル酸、酒石酸等が挙げられる。さらに必要により、溶解補助剤、安定化剤、反応性向上剤等として、界面活性剤(n−オクチル−β−D−グルコシド、n−オクチル−β−D−チオグルコシド、n−ドデシル−β−D−マルトシド、n−テトラデシル−β−D−マルトシド、n−オクチル−β−D−マルトシド、1−ドデシルピリジニウム塩、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム塩、テトラデシルトリメチルアンモニウム塩、ドデシルトリメチルアンモニウム塩、トリトンX−100、ブリッジ35、ツイーン80、コール酸塩、n−ヘプチル−β−D−チオグルコシド、3−オキサトリデシル−α−D−マンノシド、n−ノニル−β−D−チオマルトシド、n−デシル−β−D−マルトシド、n−ウンデシル−β−D−マルトシド、トレハロースC8、トレハロースC10、トレハロースC12、トレハロースC14、トレハロースC16、BIGCHAP、deoxy−BIGCHAP、MEGA−8、MEGA−9、MEGA−10、ヘキサデシルピリジニウム塩、オクタデシルトリメチルアンモニウム塩、デシルトリメチルアンモニウム塩、ノニルトリメチルアンモニウム塩、オクチルトリメチルアンモニウム塩、へキシルトリメチルアンモニウム塩、ドデシル硫酸ナトリウム等)、還元剤(ジチオスレイトール、メルカプトエタノール、L−システイン等)、牛血清アルブミン、糖類(グリセリン、乳糖、シュークロース等)等を適宜添加してもよい。
ある実施形態において本発明は、アマドリアーゼ(α−フルクトシルペプチドオキシダーゼ)の作用による生成物又は消費物を測定することによりα−フルクトシルペプチド(αF1P〜αF32P、例えばαF1P〜αF16P)を測定する方法を提供するが、測定が容易な生成物であり、測定対象として好ましいものとして過酸化水素が挙げられる。α−フルクトシルペプチドオキシダーゼの作用により生成した過酸化水素は、発色基質等によって検出してもよく、本発明に用いられる発色基質としては、4−アミノアンチピリンの他に、例えば、ADOS(N−エチル−N−(2−ヒドロキシ−3−スルホプロピル)−m−アニシジン)、ALOS(N−エチル−N−(2−ヒドロキシ−3−スルホプロピル)アニリン)、TOOS(N-エチル-N-(2-ヒドロキシ-3-スルホプロピル)-m-トルイジンナトリウム)、DA−67(10−(カルボキシメチルアミノカルボニル)−3、7−ビス(ジメチルアミノ)−フェノシアジン)、DA−64(N−(カルボキシメチルアミノカルボニル)−4、4’−ビス(ジメチルアミノ)−ジフェニルアミン)等が挙げられる。ADOS、ALOS、TOOSは4−アミノアンチピリンと縮合した際に発色する。DA−64、DA−67は4−アミノアンチピリンを必要とせず、単独で処方するだけで発色する。いずれの場合も、発色反応はパーオキシダーゼにより触媒される。過酸化水素の測定は、一般に、過酸化水素を生成する工程と同時に行うことが好ましく、α−フルクトシルペプチドオキシダーゼの作用時と同時に進行させることが好ましい。また、測定する消費物としては、溶存酸素が挙げられ、溶存酸素計等を用いて反応液中の溶存酸素量を測定することができる。
本発明においては、上述のアマドリアーゼ(α−フルクトシルペプチドオキシダーゼ)と過酸化水素の測定用試薬、それに所望により緩衝剤等を添加したα−フルクトシルペプチドまたはHbA1c測定用試薬を得ることができる。この試薬中には、各種既知の成分、例えば、界面活性剤、塩類、緩衝剤、pH調製剤や防腐剤などを適宜選択して添加することができる。上述の本発明の測定用試薬は、各試薬を異なる容器に含むものとして調製すれば良く、例えば液状品及び液状品の凍結物あるいは凍結乾燥品として提供することもできる。また、これらの測定用試薬は、乾燥物又は溶解した状態で用いてもよく、薄膜上の担体、例えば、シート含浸性の紙等に含浸させて用いてもよい。また、測定用試薬に用いられる酵素類は、常法により固定化させて反復使用することもできる。本発明の測定用試薬は、糖化蛋白質からα−フルクトシルペプチドを切り出すためのプロテアーゼを組み込んだ試薬キットの一部を構成することができる。
本発明の測定用試薬の仕様や使用条件は、その含有成分等に応じて最適なものを選択すればよいが、例えば、測定を20〜45℃において行うよう設定することができる。測定に要する時間も種々の測定条件により適宜選択できるが、例えば、0.5〜60分間、好ましくは、0.5〜30分間、さらに好ましくは1〜10分間が好ましい。例えば、上記測定試薬の発色の程度(吸光度変化量)を分光光度計により測定し、標準の吸光度と比較して、試料中に含まれる糖化ペプチドあるいは糖化蛋白質を測定することができる。測定には、通常の自動分析装置を用いることもできる。
(HbA1cの定量)
本発明のHbA1c測定方法は、定性的であってもよいが、定量的な測定方法とすることもできる。ここでHbA1cの定量的測定方法とは、試料中のHbA1cの濃度を決定する方法をいう。すなわち本発明の一実施形態は、アマドリアーゼ変異体を使用することを含む、試料中のHbA1cの定量法を提供する。この定量法は、HbA1c由来のα−フルクトシルペプチドを含む試料と本発明のアマドリアーゼを接触させる工程、及び該アマドリアーゼのHbA1c由来α−フルクトシルペプチドに対する作用による生成物又は消費物を測定する工程を含む。ここで該定量法について用いる接触とは、本発明のアマドリアーゼがα−フルクトシルペプチドの酸化反応を触媒しうるように、該アマドリアーゼを試料と物理的に一緒にするあらゆる態様を包含し、例えば溶液中で遊離の酵素とα−フルクトシルペプチドを混合する場合のみならず、固相担体に担持された本発明のアマドリアーゼにα−フルクトシルペプチドを含む溶液試料を添加又は滴下するような態様も包含する。この定量法はまた、HbA1cを適当なプロテアーゼで処理しα−フルクトシルペプチドとする工程を含みうる。プロテアーゼは切断特異性の高いものであってもよく、また、切断特異性の低いものであってもよい。
本発明のHbA1c測定方法に用いる試料は、糖化ヘモグロビンを含む可能性のあるあらゆる生物学的試料、例えば血液、体液、リンパ液等に由来する試料とすることができる。試料は適宜、加工処理されたものでありうる。
用いるアマドリアーゼ変異体の酵素量及び反応時間(作用時間)を一定とし、HbA1cの量を変化させた場合に、HbA1cの量が減少するにつれて、検出される発光基質の吸光度も比例的に減少するHbA1c濃度範囲を調べることで、当該アマドリアーゼを用いた場合の検出可能な最低HbA1c濃度を決定することができる。この濃度を本明細書において検出限界濃度ということがある。本発明のHbA1c定量法では、HbA1cの検出限界が、測定試料中のαF6Pなどのα−フルクトシルペプチド濃度又は血中糖化ヘモグロビン濃度よりも低くなるように酵素量及び反応時間を設定することが好ましい。
本発明のHbA1c定量的測定では、予め、濃度既知のHbA1cまたはαF6Pなどのα−フルクトシルペプチドを含む対照の吸光度等の測定値から最小二乗法などの回帰分析を行うことによって検量線を作成しておくこともできる。作成した検量線に対し、HbA1cまたはαF6Pなどのα−フルクトシルペプチド濃度が未知である試料の測定値をプロットすることで、当該試料中のHbA1cまたはαF6Pなどのα−フルクトシルペプチド濃度を定量できる。
本発明者らは、Coniochaeta由来アマドリアーゼ変異体、例えば本発明のアマドリアーゼ25(CFP-T7-H35)がαFV及びαFVHのみならず、αF3P、αF4P、αF5P、αF6P、αF8PおよびαF16Pにも反応することを示した。こうした知見に基づき、αF6Pに対する良好な活性を示す他の本発明のアマドリアーゼ変異体も同様にαFV及びαFVHのみならず種々の鎖長のα−フルクトシルペプチド(αFV〜αF16P)に活性を示すと考えられる。こうしたα−フルクトシルペプチド(αFV〜αF16P)に活性を示すアマドリアーゼにより、切断特異性の低いプロテアーゼもHbA1c定量測定に使用可能となる。また、当業者であればそのような定量的測定のための酵素量(酵素濃度)、反応時間等の条件を適宜設定することができる。
これまでにHbA1c定量測定のために、HbA1cをまずプロテアーゼで切断し、αFVHを生じ、次いでαFVHに反応するアマドリアーゼを用いる方法が開発されている(特許文献1〜7)。しかしながらプロテアーゼによる加水分解反応の反応速度は基質濃度に依存するため、HbA1cの大部分が加水分解されると、プロテアーゼの反応速度は低下する。したがって、従来のHbA1cの測定ではαFVHまで加水分解されない糖化ペプチドも残存している可能性がある。本発明のアマドリアーゼはαF6Pなどのα−フルクトシルペプチドに活性を示すため、これを用いるとαFVH等まで加水分解されずに残存したHbA1cβ鎖に由来するαFV及びαFVHのみならず種々の鎖長のα−フルクトシルペプチド(αF3P〜αF32P、例えばαF3P〜αF16P)も同時に定量可能となり、プロテアーゼ処方量を低減でき、アマドリアーゼによるHbA1c測定を高感度化できる。
ある実施形態において、本発明のHbA1c定量的測定では、測定される試料中のHbA1c由来α−フルクトシルペプチドの主成分はαFVHであるが、αFVHまで完全にプロテアーゼによる分解が進行していないためにαF3P〜αF32P、例えばαF3P〜αF16Pなど種々の鎖長のα−フルクトシルペプチドも少量存在してよい。本発明のアマドリアーゼはこのような種々の鎖長のα−フルクトシルペプチドにも作用するため、HbA1c定量測定が可能である。ここで、主成分がαFVHである、とは、種々の鎖長のα−フルクトシルペプチドのうち、αFVHが50%以上、例えば60%以上、70%以上、80%以上、または90%以上を占めることをいう。
別の実施形態において、本発明のHbA1c定量的測定では、測定される試料中のα−フルクトシルペプチドは主成分がαF3P〜αF32P、例えばαF3P〜αF16Pである。このような試料であってもHbA1cを切断する種々のプロテーゼのうち、HbA1cのβ鎖N末端からαF3P、αF4P、αF5P、αF8P、またはαF16Pを特異的に生じるものを本発明のアマドリアーゼと組み合わせることによりHbA1cを定量できる。本発明のアマドリアーゼはα−フルクトシルペプチド(αF3P〜αF32P)にも作用するからである。このように、本発明はHbA1c定量に利用可能な試料の幅を広げ、HbA1c定量に応用可能なプロテアーゼの幅を広げる。
(スクリーニング方法)
ある実施形態において、上記の測定方法を用いて、あるアマドリアーゼがα−フルクトシルペプチド(例えばαF1P〜αF32P、さらにはαF1P〜αF64P、αF1P〜αF128P、αF1P〜αF145P等)に反応するか否か、決定することができる。候補となるアマドリアーゼとしては、種々の天然アマドリアーゼまたはそれらの改変体、例えばαFV活性を有するアマドリアーゼ、αFVH活性を有するアマドリアーゼ、αF6P活性を有するアマドリアーゼ、α−フルクトシルペプチドに対する活性を示すアマドリアーゼまたはそれらの改変体、例えば上記の(アマドリアーゼの改変体)に記載のものが挙げられる。スクリーニングは96ウェルプレート等を用いて多数の候補を一度に処理しハイスループットにて迅速に行うことができる。候補アマドリアーゼが適当な鎖長のα−フルクトシルペプチド(例えばαF1P〜αF32P)に作用するかスクリーニングすることができる。または候補アマドリアーゼについて、まずαFV活性、αFVH活性、αF6P活性等を有するか否か一次選抜を行い、次いで当該活性を有するものについてαF8P〜αF32Pに作用するか二次選抜してもよい。スクリーニングは生物試料から調製した粗酵素抽出液またはその精製物について行うことができる。また、α−フルクトシルペプチドに対する活性を示すアマドリアーゼの遺伝子を慣用法により取得し、遺伝子組換技術を用いて酵素を製造し、これを選抜に用いてもよい。慣用法とは、α−フルクトシルペプチドに対する活性を示すアマドリアーゼを精製し、そのアミノ酸配列を決定し、その配列情報を元にPCR用プライマーを設計して遺伝子を取得する方法や、公知のアマドリアーゼの配列情報を基にPCR用プライマーを設計してある生物のゲノムライブラリーやcDNAライブラリーから遺伝子を取得する方法が挙げられるがこれに限らない。上記の(アマドリアーゼをコードする遺伝子の取得)も参照されたい。取得したアマドリアーゼ遺伝子について慣用の遺伝子組換技術を用いて適当な変異を導入し、得られた変異体が目的のα−フルクトシルペプチド(例えばαF1P〜αF32P、さらにはαF1P〜αF64P、αF1P〜αF128P、αF1P〜αF145P等)に作用するか調べることができる。また、取得したアマドリアーゼ遺伝子について遺伝子組換技術を用いて適当な変異を導入して鎖長の長いα−フルクトシルペプチド、例えばαF6Pに対する活性を示す改変体を作製し、次いでこれがより長い鎖長のα−フルクトシルペプチド(例えばαF1P〜αF32P、さらにはαF1P〜αF64P、αF3P〜αF128P、αF3P〜αF145P等)に作用するか調べることもできる。こうした改変体の作製に当たっては、配列番号1のアミノ酸配列の(a)62位に対応する位置のアミノ酸を、アラニン、アスパラギンまたはアスパラギン酸へと置換すること、(b)63位に対応する位置のアミノ酸をヒスチジン又はアラニンへと置換すること、(c)102位に対応する位置のアミノ酸をリジンへと置換すること、(d)106位に対応する位置のアミノ酸をアラニン、リジン、又はアルギニンへと置換すること、(e)110位に対応する位置のアミノ酸をロイシン又はチロシンへと置換すること、(f)113位に対応する位置のアミノ酸をリジン又はアルギニンへと置換すること、(g)355位に対応する位置のアミノ酸をセリンへと置換すること、および/または(h)419位に対応する位置のアミノ酸をリジンへと置換することを参考にしてもよいが、導入する変異はこれに限られず、これに基づいてさらなる変異を導入したり、ランダムな突然変異を導入する手法を用いることもできる。変異導入と活性の確認を複数回繰り返し、よりα−フルクトシルペプチド(例えばαF1P〜αF32P、さらにはαF1P〜αF64P、αF1P〜αF128P、αF1P〜αF145P等)に対する活性の高い変異体を取得することもできる。上記の(アマドリアーゼ遺伝子の変異処理)も参照されたい。
本発明のHbA1c測定用キットには、上述のα−フルクトシルペプチド測定用試薬に加え、切り出し用プロテアーゼまたはペプチダーゼ、さらに、必要に応じ、その他の公知の安定化剤や夾雑物質の消去系などを包含してもよい。HbA1cを酵素法により測定することを目的とした、各種の試薬やキットに用いられている技術を、本発明のHbA1c測定用キットに適宜用いることができる。
以下、実施例により、本発明をさらに具体的に説明する。ただし、本発明の技術的範囲は、それらの例により何ら限定されるものではない。
[実施例1]
(1)組換え体プラスミドpKK223−3−CFP−T7 DNAの調製
Coniochaeta属由来アマドリアーゼ遺伝子(配列番号2)の組換え体プラスミドを有する大腸菌JM109(pKK223−3−CFP−T7)株(国際公開第2007/125779号参照)を、3mlのLB−amp培地[1%(w/v)バクトトリプトン、0.5%(w/v)ペプトン、0.5%(w/v)NaCl、50μg/ml アンピシリン]に接種して、37℃で16時間振とう培養し、培養物を得た。
この培養物を10,000×gで、1分間遠心分離することにより集菌して菌体を得た。この菌体より、GenElute Plasmid Miniprep Kit(Sigma-Aldrich社製)を用いて組換え体プラスミドpKK223−3−CFP−T7を抽出して精製し、2.5μgの組換え体プラスミドpKK223−3−CFP−T7 DNAを得た。
(2)組換え体プラスミドpKK223−3−CFP−T7 DNAの部位特異的改変操作
得られた組換え体プラスミドpKK223−3−CFP−T7 DNAを鋳型として、配列番号3、4の合成オリゴヌクレオチド、KOD−Plus−(東洋紡績社製)を用い、以下の条件でPCR反応を行った。
すなわち、10×KOD−Plus−緩衝液を5μl、dNTPが各2mMになるよう調製されたdNTPs混合溶液を5μl、25mMのMgSO4溶液を2μl、鋳型となるpKK223−3−CFP−T7 DNAを50ng、上記合成オリゴヌクレオチドをそれぞれ15pmol、KOD−Plus−を1Unit加えて、滅菌水により全量を50μlとした。調製した反応液をサーマルサイクラー(エッペンドルフ社製)を用いて、94℃で2分間インキュベートし、続いて、「94℃、15秒」−「50℃、30秒」−「68℃、6分」のサイクルを30回繰り返した。
反応液の一部を1.0%アガロースゲルで電気泳動し、約6,000bpのDNAが特異的に増幅されていることを確認した。こうして得られたDNAを制限酵素DpnI(NEW ENGLAND BioLabs社製)で処理し、残存している鋳型DNAを切断した後、大腸菌JM109を形質転換し、LB−amp寒天培地に展開した。生育したコロニーをLB−amp培地に接種して振とう培養し、上記(1)と同様の方法でプラスミドDNAを単離した。該プラスミド中のアマドリアーゼをコードするDNAの塩基配列を、マルチキャピラリーDNA解析システムApplied Biosystems 3130xlジェネティックアナライザ(Life Technologies社製)を用いて決定し、配列番号1記載のアミノ酸配列の62位のアルギニンがアラニンに置換された改変型アマドリアーゼをコードする組換え体プラスミド(pKK223−3−CFP−T7−H1)を得た。
(3)各種改変型アマドリアーゼの生産
pKK223−3−CFP−T7−H1を形質導入した大腸菌JM109(pKK223−3−CFP−T7−H1)株を、終濃度0.1mMとなるようにIPTGを添加したLB−amp培地3mlにおいて、25℃で16時間培養した。得られた各培養菌体を10mMのリン酸カリウム緩衝液(pH7.0)で洗浄した後、同緩衝液に懸濁して超音波破砕処理を行い、20,000×gで10分間遠心分離して、改変型アマドリアーゼ(CFP−T7−H1)を含む粗酵素液0.6mlを調製した。
(4)αF6P/αFVHおよびαF6P/αFVの測定
上述のCFP−T7−H1を含む酵素液を用いて、上記のB:活性測定法に示した方法により、αFV、αFVH、αF6Pに対する酸化活性を測定した。また、比較のために、大腸菌JM109(pKK223−3−CFP−T7)株から生産したCFP−T7を含む酵素液を用いて同様の測定を行った。それぞれのアマドリアーゼについて、αFVH酸化活性を100とした場合の、αFV、αFVHおよびαF6Pに対する酸化活性、ならびに、αF6P/αFVHおよびαF6P/αFVを表1に示す。
Figure 2015060431
表1に示す通り、CFP−T7は、αFV酸化活性およびαFVH酸化活性は示したが、αF6P酸化活性は示さなかった。これにより、CFP−T7はα−フルクトシルジペプチドに極めて特異性が高く、α−フルクトシルヘキサペプチドには作用しないことがわかった。
一方、変異体CFP−T7−H1は、αFV、αFVH酸化活性に加えて、αF6P酸化活性も示した。
すなわち、CFP−T7に対しR62Aのアミノ酸置換を導入することにより、CFP−T7に新たにαF6P酸化活性を付与することができ、αF6Pに対する反応性(基質特異性)が向上していることが明らかとなった。
続いて、組換え体プラスミドpKK223−3−CFP−T7−H1 DNAを鋳型として、配列番号5〜8のオリゴヌクレオチド、およびKOD −Plus− を用い、上記(2)と同様の条件でPCR反応、大腸菌JM109の形質転換および生育コロニーが保持するプラスミドDNA中のアマドリアーゼをコードするDNAの塩基配列決定を行った。その結果、配列番号1記載のアミノ酸配列の62位のアルギニンがアラニンに置換され、かつ110位のグルタミンがロイシン、またはフェニルアラニン、若しくはチロシンに置換された改変型アマドリアーゼをコードする組換え体プラスミド(pKK223−3−CFP−T7−H2、pKK223−3−CFP−T7−H3、pKK223−3−CFP−T7−H4)を得た。
pKK223−3−CFP−T7−H2、またはpKK223−3−CFP−T7−H3、若しくはpKK223−3−CFP−T7−H4を形質導入した大腸菌JM109株を、上記(3)記載の方法で培養して各種改変型アマドリアーゼ(CFP−T7−H2、CFP−T7−H3、CFP−T7−H4)を含む粗酵素液0.6mlを調製した。
このようにして調製した粗酵素液を用いて、上記B.活性測定法に示した方法によりαFV、αFVH、αF6Pに対する酸化活性を測定した。また、比較のために、大腸菌JM109(pKK223−3−CFP−T7−H1)株から生産したCFP−T7−H1を含む酵素液を用いて同様の測定を行った。それぞれのアマドリアーゼについて、αFVH酸化活性を100とした場合の、αFV、αFVHおよびαF6Pに対する酸化活性、ならびに、αF6P/αFVHおよびαF6P/αFVを表2に示す。
Figure 2015060431
すなわち、CFP−T7−H2、およびCFP−T7−H4は、CFP−T7−H1と比較して、αF6Pに対する反応性(基質特異性)がさらに増大していることが明らかとなった。
続いて、組換え体プラスミドpKK223−3−CFP−T7−H2 DNAを鋳型として、配列番号4、配列番号9〜12のオリゴヌクレオチド、およびKOD −Plus− を用い、上記(2)と同様の条件でPCR反応、大腸菌JM109の形質転換および生育コロニーが保持するプラスミドDNA中のアマドリアーゼをコードするDNAの塩基配列決定を行った。その結果、配列番号1記載のアミノ酸配列の110位のグルタミンがロイシンに置換され、かつ62位のアルギニンがアスパラギン、またはアスパラギン酸、またはグルタミン、若しくはグルタミン酸に置換された改変型アマドリアーゼをコードする組換え体プラスミド(pKK223−3−CFP−T7−H2−62N、pKK223−3−CFP−T7−H6、pKK223−3−CFP−T7−H2−62Q、pKK223−3−CFP−T7−H2−62E)を得た。
pKK223−3−CFP−T7−H2−62N、またはpKK223−3−CFP−T7−H6、またはpKK223−3−CFP−T7−H2−62Q、若しくはpKK223−3−CFP−T7−H2−62Eを形質導入した大腸菌JM109株を、上記(3)記載の方法で培養して各種改変型アマドリアーゼ(CFP−T7−H2−62N、CFP−T7−H6、CFP−T7−H2−62Q、CFP−T7−H2−62E)を含む粗酵素液0.6mlを調製した。
このようにして調製した粗酵素液を用いて、上記B.活性測定法に示した方法によりαF6Pに対する酸化活性を測定した。また、比較のために、大腸菌JM109(pKK223−3−CFP−T7−H2)株から生産したCFP−T7−H2を含む酵素液を用いて同様の測定を行った。CFP−T7−H2を含む粗酵素液のαF6P酸化活性を100とした場合の、それぞれのアマドリアーゼを含む粗酵素液のαF6P酸化活性比率は表3の通りとなった。
Figure 2015060431
すなわち、CFP−T7−H2−62N、およびCFP−T7−H6はCFP−T7−H2よりもαF6P酸化活性が向上していることが明らかとなった。
CFP−T7−H2、またはCFP−T7−H6を含む粗酵素液を用いて、上記B.活性測定法に示した方法によりαFV、αFVH、αF6Pに対する酸化活性を測定した。それぞれのアマドリアーゼについて、αFVH酸化活性を100とした場合の、各基質に対する酸化活性、ならびにαF6P/αFVHおよびαF6P/FVは表4の通りとなった。
Figure 2015060431
すなわち、CFP−T7−H6はCFP−T7−H2よりも大幅にαF6P酸化活性が向上し、αF6Pへの反応性(基質特異性)が向上していることが明らかとなった。
続いて、組換え体プラスミドpKK223−3−CFP−T7−H6 DNAを鋳型として、配列番号13〜24のオリゴヌクレオチド、およびKOD −Plus− を用い、上記(2)と同様の条件でPCR反応、大腸菌JM109の形質転換および生育コロニーが保持するプラスミドDNA中のアマドリアーゼをコードするDNAの塩基配列決定を行った。その結果、配列番号1記載のアミノ酸配列の62位のアルギニンがアスパラギン酸に、かつ110位のグルタミンがロイシンに置換され、さらに64位のアルギニンがアラニン、またはグルタミン酸、若しくはヒスチジンに置換された改変型アマドリアーゼをコードする組換え体プラスミド(pKK223−3−CFP−T7−H7、pKK223−3−CFP−T7−H8、pKK223−3−CFP−T7−H9)、および、配列番号1記載のアミノ酸配列の62位のアルギニンがアスパラギン酸に、かつ110位のグルタミンがロイシンに置換され、さらに106位のアスパラギン酸がアラニン、またはリジン、若しくはアルギニンに置換された改変型アマドリアーゼをコードする組換え体プラスミド(pKK223−3−CFP−T7−H10、pKK223−3−CFP−T7−H11、pKK223−3−CFP−T7−H12)、及び、配列番号1記載のアミノ酸配列の62位のアルギニンがアスパラギン酸に、かつ110位のグルタミンがロイシンに置換され、さらに113位のアラニンがリジン、若しくはアルギニンに置換された改変型アマドリアーゼをコードする組換え体プラスミド(pKK223−3−CFP−T7−H13、pKK223−3−CFP−T7−H14)を得た。
pKK223−3−CFP−T7−H7、またはpKK223−3−CFP−T7−H8、またはpKK223−3−CFP−T7−H9、またはpKK223−3−CFP−T7−H10、またはpKK223−3−CFP−T7−H11、またはpKK223−3−CFP−T7−H12、またはpKK223−3−CFP−T7−H13、若しくはpKK223−3−CFP−T7−H14を形質導入した大腸菌JM109株を、上記(3)記載の方法で培養して各種改変型アマドリアーゼ(CFP−T7−H7、CFP−T7−H8、CFP−T7−H9、CFP−T7−H10、CFP−T7−H11、CFP−T7−H12、CFP−T7−H13、CFP−T7−H14)を含む粗酵素液0.6mlを調製した。
このようにして調製した粗酵素液を用いて、上記B.活性測定法に示した方法によりαF6Pに対する酸化活性を測定した。また、比較のために、大腸菌JM109(pKK223−3−CFP−T7−H6)株から生産したCFP−T7−H6を含む酵素液を用いて同様の測定を行った。CFP−T7−H6を含む粗酵素液のαF6P酸化活性を100とした場合の、それぞれのアマドリアーゼを含む粗酵素液のαF6P酸化活性は表5の通りとなった。
Figure 2015060431
すなわち、CFP−T7−H10、CFP−T7−H11、CFP−T7−H12、CFP−T7−H13、およびCFP−T7−H14はCFP−T7−H6よりも全て大幅にαF6P酸化活性比率が向上し、一部のものでは飛躍的に向上した。
CFP−T7−H6、CFP−T7−H11、CFP−T7−H12、CFP−T7−H13、CFP−T7−H14を含む粗酵素液を用いて、上記B.活性測定法に示した方法によりαFV、αFVH、αF6Pに対する酸化活性を測定した。それぞれのアマドリアーゼについて、αFVH酸化活性を100とした場合の、各基質に対する酸化活性、ならびにαF6P/αFVHおよびαF6P/FVは表6の通りとなった。
Figure 2015060431
すなわち、表6に示す通り、CFP−T7−H11、CFP−T7−H12、CFP−T7−H13、およびCFP−T7−H14はCFP−T7−H6よりもαF6Pへの反応性(基質特異性)が大幅に向上していることが明らかとなった。
続いて、組換え体プラスミドpKK223−3−CFP−T7−H11 DNAを鋳型として、配列番号21〜24のオリゴヌクレオチド、及びKOD −Plus− を用い、上記(2)と同様の条件でPCR反応、大腸菌JM109の形質転換および生育コロニーが保持するプラスミドDNA中のアマドリアーゼをコードするDNAの塩基配列決定を行った。その結果、配列番号1記載のアミノ酸配列の62位のアルギニンがアスパラギン酸に、かつ106位のアスパラギン酸がリジンに、かつ110位のグルタミンがロイシンに置換され、さらに113位のアラニンがリジン、若しくはアルギニンに置換された改変型アマドリアーゼをコードする組換え体プラスミド(pKK223−3−CFP−T7−H20、pKK223−3−CFP−T7−H21)を得た。
pKK223−3−CFP−T7−H20、若しくはpKK223−3−CFP−T7−H21を形質導入した大腸菌JM109株を、上記(3)記載の方法で培養して各種改変型アマドリアーゼ(CFP−T7−H20、CFP−T7−H21)を含む粗酵素液0.6mlを調製した。
CFP−T7−H11、CFP−T7−H20、CFP−T7−H21を含む粗酵素液を用いて、上記B.活性測定法に示した方法によりαFV、αFVH、αF6Pに対する酸化活性を測定した。それぞれのアマドリアーゼについて、αFVH酸化活性を100とした場合の、各基質に対する酸化活性、ならびにαF6P/αFVHおよびαF6P/FVは表7の通りとなった。
Figure 2015060431
すなわち、CFP−T7−H20およびCFP−T7−H21は、CFP−T7−H11よりもαF6Pに対する反応性(基質特異性)が向上していることが明らかとなった。
続いて、組換え体プラスミドpKK223−3−CFP−T7−H20 DNAを鋳型として、配列番号25〜29のオリゴヌクレオチド、およびKOD −Plus− を用い、上記(2)と同様の条件でPCR反応、大腸菌JM109の形質転換および生育コロニーが保持するプラスミドDNA中のアマドリアーゼをコードするDNAの塩基配列決定を行った。その結果、配列番号1記載のアミノ酸配列の62位のアルギニンがアスパラギン酸に、かつ106位のアスパラギン酸がリジンに、かつ110位のグルタミンがロイシンに、かつ113位のアラニンがリジンに置換され、さらに63位のロイシンがアラニン、またはアスパラギン酸、またはヒスチジン、若しくはリジンに置換された改変型アマドリアーゼをコードする組換え体プラスミド(pKK223−3−CFP−T7−H24、pKK223−3−CFP−T7−H25、pKK223−3−CFP−T7−H26、pKK223−3−CFP−T7−H27)を得た。
pKK223−3−CFP−T7−H24、またはpKK223−3−CFP−T7−H25、またはpKK223−3−CFP−T7−H26、若しくはpKK223−3−CFP−T7−H27を形質導入した大腸菌JM109株を、上記(3)記載の方法で培養して各種改変型アマドリアーゼ(CFP−T7−H24、CFP−T7−H25、CFP−T7−H26、CFP−T7−H27)を含む粗酵素液0.6mlを調製した。
このようにして調製した粗酵素液を用いて、上記B.活性測定法に示した方法によりαF6Pに対する酸化活性を測定した。また、比較のために、大腸菌JM109(pKK223−3−CFP−T7−H20)株から生産したCFP−T7−H20を含む酵素液を用いて同様の測定を行った。CFP−T7−H20を含む粗酵素液のαF6P酸化活性を100とした場合の、それぞれのアマドリアーゼを含む粗酵素液のαF6P酸化活性は表8の通りとなった。
Figure 2015060431
すなわち、表8に示す通り、CFP−T7−H24、およびCFP−T7−H26はCFP−T7−H20よりもαF6P酸化活性が向上していることが明らかとなった。
CFP−T7−H20、またはCFP−T7−H24、若しくはCFP−T7−H26を含む粗酵素液を用いて、上記B.活性測定法に示した方法によりαFV、αFVH、αF6Pに対する酸化活性を測定した。それぞれのアマドリアーゼについて、αFVH酸化活性を100とした場合の、各基質に対する酸化活性、ならびにαF6P/αFVHおよびαF6P/αFVは表9の通りとなった。
Figure 2015060431
すなわち、表9に示す通り、CFP−T7−H24、およびCFP−T7−H26はCFP−T7−H20よりもαF6Pに対する反応性(基質特異性)が向上していることが明らかとなった。
続いて、組換え体プラスミドpKK223−3−CFP−T7−H26 DNAを鋳型として、配列番号30〜33のオリゴヌクレオチド、及びKOD −Plus− を用い、上記(2)と同様の条件でPCR反応、大腸菌JM109の形質転換および生育コロニーが保持するプラスミドDNA中のアマドリアーゼをコードするDNAの塩基配列決定を行った。その結果、配列番号1記載のアミノ酸配列の62位のアルギニンがアスパラギン酸に、かつ63位のロイシンがヒスチジンに、かつ106位のアスパラギン酸がリジンに、かつ110位のグルタミンがロイシンに、かつ113位のアラニンがリジンに置換され、さらに102位のグルタミン酸がリジンに置換された改変型アマドリアーゼをコードする組換え体プラスミド(pKK223−3−CFP−T7−H28)、および配列番号1記載のアミノ酸配列の62位のアルギニンがアスパラギン酸に、かつ63位のロイシンがヒスチジンに、かつ106位のアスパラギン酸がリジンに、かつ110位のグルタミンがロイシンに、かつ113位のアラニンがリジンに置換され、さらに419位のアラニンがリジンに置換された改変型アマドリアーゼをコードする組換え体プラスミド(pKK223−3−CFP−T7−H29)を得た。
pKK223−3−CFP−T7−H26、又はpKK223−3−CFP−T7−H28、若しくはpKK223−3−CFP−T7−H29を形質導入した大腸菌JM109株を、上記(3)記載の方法で培養して各種改変型アマドリアーゼ(CFP−T7−H26、CFP−T7−H28、CFP−T7−H29)を含む粗酵素液0.6mlを調製した。
このようにして調製した粗酵素液を用いて、上記B.活性測定法に示した方法によりαF6Pに対する酸化活性を測定した。また、比較のために、大腸菌JM109(pKK223−3−CFP−T7−H26)株から生産したCFP−T7−H26を含む酵素液を用いて同様の測定を行った。CFP−T7−H26を含む粗酵素液のαF6P酸化活性を100とした場合の、それぞれのアマドリアーゼを含む粗酵素液のαF6P酸化活性は表10の通りとなった。
Figure 2015060431
すなわち、表10に示す通り、CFP−T7−H28、およびCFP−T7−H29はCFP−T7−H26よりもαF6P酸化活性が向上していることが明らかとなった。
CFP−T7−H26、又はCFP−T7−H28、若しくはCFP−T7−H29を含む粗酵素液を用いて、上記B.活性測定法に示した方法によりαFV、αFVH、αF6Pに対する酸化活性を測定した。それぞれのアマドリアーゼについて、αFVH酸化活性を100とした場合の、各基質に対する酸化活性、ならびにαF6P/αFVHおよびαF6P/αFVは表11の通りとなった。
Figure 2015060431
すなわち、表11に示す通り、CFP−T7−H28、及びCFP−T7−H29はCFP−T7−H26よりもαF6Pに対する反応性(基質特異性)が向上していることが明らかとなった。
続いて、組換え体プラスミドpKK223−3−CFP−T7−H28 DNAを鋳型として、配列番号34〜35のオリゴヌクレオチド、及びKOD −Plus− を用い、上記(2)と同様の条件でPCR反応、大腸菌JM109の形質転換および生育コロニーが保持するプラスミドDNA中のアマドリアーゼをコードするDNAの塩基配列決定を行った。その結果、配列番号1記載のアミノ酸配列の62位のアルギニンがアスパラギン酸に、かつ63位のロイシンがヒスチジンに、かつ102位のグルタミン酸がリジンに、かつ106位のアスパラギン酸がリジンに、かつ110位のグルタミンがロイシンに、かつ113位のアラニンがリジンに置換され、さらに355位のアラニンがセリンに置換された改変型アマドリアーゼをコードする組換え体プラスミド(pKK223−3−CFP−T7−H35)を得た。
pKK223−3−CFP−T7−H35を形質導入した大腸菌JM109株を、上記(3)記載の方法で培養して改変型アマドリアーゼであるCFP−T7−H35を含む粗酵素液0.6mlを調製した。
このようにして調製した粗酵素液を用いて、上記B.活性測定法に示した方法によりαF6Pに対する酸化活性を測定した。また、比較のために、大腸菌JM109(pKK223−3−CFP−T7−H28)株から生産したCFP−T7−H20を含む酵素液を用いて同様の測定を行った。CFP−T7−H26を含む粗酵素液のαF6P酸化活性を100とした場合の、それぞれのアマドリアーゼを含む粗酵素液のαF6P酸化活性は表12の通りとなった。
Figure 2015060431
すなわち、表12に示す通り、CFP−T7−H35はCFP−T7−H28よりもαF6P酸化活性が向上していることが明らかとなった。
続いて、組換え体プラスミドpKK223−3−CFP−T7 DNAを鋳型として、配列番号4、10のオリゴヌクレオチド、及びKOD −Plus− を用い、上記(2)と同様の条件でPCR反応、大腸菌JM109の形質転換および生育コロニーが保持するプラスミドDNA中のアマドリアーゼをコードするDNAの塩基配列決定を行った。その結果、配列番号1記載のアミノ酸配列の62位のアルギニンがアスパラギン酸に置換された改変型アマドリアーゼをコードする組換え体プラスミド(pKK223−3−CFP−T7−62D)を得た。続いて、pKK223−3−CFP−T7−62Dを形質導入した大腸菌JM109株を作製した。
[実施例2]
(各種アマドリアーゼの生産および精製)
(Coniochaeta属由来改変型アマドリアーゼの生産および精製)
Coniochaeta属由来の野生型アマドリアーゼ、および上記のようにして得られた改変型アマドリアーゼを生産する大腸菌JM109(pKK223−3−CFP−T7)、大腸菌JM109(pKK223−3−CFP−T7−62D)、大腸菌JM109(pKK223−3−CFP−T7−H20)、および大腸菌JM109(pKK223−3−CFP−T7−H21)、および大腸菌JM109(pKK223−3−CFP−T7−H35)を、終濃度0.1mMとなるようにIPTGを添加したLB−amp培地120mlに植菌し、25℃で16時間培養した。得られた各培養菌体を10mM リン酸カリウム緩衝液(pH7.0)で洗浄した後、同緩衝液に菌体を懸濁して超音波破砕処理を行い、20,000×gで10分間遠心分離し、粗酵素液24mlを調製した。
調製した粗酵素液を1.35M (NHSOを含む10mM リン酸カリウム緩衝液(pH7.0)で平衡化した12mlのButyl Toyopearl 650C樹脂(東ソー社製)に吸着させ、次に120mlの同緩衝液で樹脂を洗浄し、続いて84mlの1.05M (NHSOを含む10mM リン酸カリウム緩衝液(pH7.0)で樹脂に吸着していたアマドリアーゼを溶出させ回収した。
得られたアマドリアーゼを含む粗酵素液を透析チューブ(Spectra/Por MWCO: 12,000-14,000)に移し、10倍量の5mM リン酸カリウム緩衝液(pH7.5)中で透析する操作を三度繰り返し、アマドリアーゼを含む粗酵素液から(NHSOを完全に除去した。続いて、10mM リン酸カリウム緩衝液(pH7.5)で平衡化したHiScreen Capto Q ImpRes(GEヘルスケア社製)にアマドリアーゼを含む粗酵素液をアプライしてアマドリアーゼを陰イオン交換樹脂に結合させた。その後、10mM リン酸カリウム緩衝液(pH7.5)に含まれるNaCl濃度を0mMから160mMまで直線的に増加させることにより、樹脂に結合したタンパク質を溶出させ、アマドリアーゼ活性を示す画分を回収した。得られたアマドリアーゼ活性を示す画分をSDS−PAGEによる分析により、他の夾雑タンパク質を含まない純度まで精製されていることを確認し、CFP−T7、CFP−T7−62D、CFP−T7−H20、CFP−T7−H21、およびpKK223−3−CFP−T7−H35の精製標品とした。
(Aspergillus oryzae RIB40由来フルクトシルアミノ酸オキシダーゼの生産および精製)
配列番号36はAspergillus oryzae RIB40由来フルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(以降FAOAo2と称する)のアミノ酸配列であり、配列番号36のアミノ酸配列をコードする遺伝子(配列番号37)を挿入した組換え体プラスミド(以降pUC19−FAOAo2と称する)を大腸菌DH5αで発現させることにより、FAOAo2が生産され、FAOAo2がフルクトシルヘキサペプチドに対して作用することが示されている(国際公開第2008/108385号公報参照)。
上記FAOAo2生産能を有する大腸菌DH5α(pUC19−FAOAo2)を、終濃度0.1mMとなるようにIPTGを添加したLB−amp培地に植菌し、25℃で16時間培養した。得られた各培養菌体を10mM Tris−HCl緩衝液(pH8.5)で洗浄した後、同緩衝液に菌体を懸濁して超音波破砕処理を行い、20,000×gで10分間遠心分離し、粗酵素液を調製した。
調製した粗酵素液を10mM Tris−HCl緩衝液(pH8.5)で平衡化したQ Sepharose Fast Flow樹脂(GEヘルスケア社製)に吸着させ、次に50mM NaClを含む10mM Tris−HCl緩衝液(pH8.5)で樹脂を洗浄し、続いて100mM NaClを含む10mM Tris−HCl緩衝液(pH8.5)で樹脂に吸着していたFAOAo2を溶出させ回収した。
得られたFAOAo2粗酵素液を、150mM NaClを含む20mM MES−NaOH緩衝液(pH7.0)で平衡化したHiLoad 26/600 Superdex 200カラムにアプライして同緩衝液でFAOAo2を溶出させ、アマドリアーゼ活性を示す画分を回収した。得られた画分をSDS−PAGEにより分析し、他の夾雑タンパク質を含まない純度まで精製されていることを確認し、FAOAo2の精製標品とした。
(Phaeosphaeria nodorum由来フルクトシルペプチドオキシダーゼの生産株の作製)
配列番号38はPhaeosphaeria nodorum由来フルクトシルペプチドオキシダーゼ(以降PnFXと称する)のアミノ酸配列である(Biotechnology and Bioengineering, 106, 358−366, 2010参照)。配列番号38のアミノ酸配列をコードする遺伝子(配列番号39)を、定法である遺伝子断片のPCRによる全合成によりcDNAを全合成することで取得した。このとき、配列番号39の5´末端、3´末端にはそれぞれNdeIサイトとBamHIサイトを付加した。また、クローニングした遺伝子配列から予想されるアミノ酸配列全長は図1のPnFXの配列と一致していることを確認した。
続いて、取得した配列番号39の遺伝子を大腸菌で発現させるために、以下の手順を行った。まず、上記で全合成した遺伝子をNdeIサイトとBamHI(タカラバイオ社製)の2種類の制限酵素で処理し、pET−22b(+) Vector(ノバジェン社製)のNdeI−BamHIサイトに挿入することで、組換え体プラスミドpET22b−PnFXを取得し、上記と同様の条件で大腸菌BL21(DE3)株を形質転換し、大腸菌BL21(DE3)(pET22b−PnFX)株を得た。
(Phaeosphaeria nodorum由来フルクトシルペプチドオキシダーゼの生産および精製)
上記のようにして得られたPnFX生産能を有する大腸菌BL21(DE3)(pET22b−PnFX)株を、終濃度0.1mMとなるようにIPTGを添加したLB−amp培地に植菌し、25℃で16時間培養した。得られた各培養菌体を10mM リン酸カリウム緩衝液(pH8.0)で洗浄した後、同緩衝液に菌体を懸濁して超音波破砕処理を行い、20,000×gで10分間遠心分離し、粗酵素液を調製した。
調製したPnFXの粗酵素液を前述の非特許文献(Biotechnology and Bioengineering, 106, 358−366, 2010)記載の方法に従い、精製した。すなわち、粗酵素液を硫酸アンモニウムにより分画し、10mM リン酸カリウム緩衝液(pH8.0)で透析し、陰イオン交換クロマトグラフィー(本実施例ではQ Sepharose Fast Flowを用いた)により精製し、ゲルろ過クロマトグラフィー(本実施例ではHiLoad 26/600 Sueprdex 200を用いた)により精製した。得られた画分をSDS−PAGEにより分析し、他の夾雑タンパク質を含まない純度まで精製されていることを確認し、PnFXの精製標品とした。
得られたCFP−T7、CFP−T7−62D、CFP−T7−H20、CFP−T7−H21、CFP−T7−H35、およびFAOAo2、およびPnFXの精製標品を用いて、αFV、αFVH、αF6Pを基質とした時の比活性を測定した。結果を表13に示す。なお、比活性の算出に用いたタンパク質濃度は、280nmにおける吸光度を利用した紫外吸収法により測定した(Protein Sci. 4, 2411−23, 1995参照)。
Figure 2015060431
精製したCFP−T7は、予想通り、αF6Pに対する反応を示さなかった。それに対し、CFP−T7−62D、CFP−T7−H20、CFP−T7−H21、CFP−T7−H35のαF6Pに対する比活性はそれぞれ0.018U/mg、0.850U/mg、0.795U/mg、4.27U/mgであり、宿主である大腸菌由来のプロテアーゼ/ペプチダーゼの影響を排除した測定方法においても、αF6Pに対する十分に高い反応性が示された。
また、既報のαF6Pに対して反応性を示すアマドリアーゼである、FAOAo2(国際公開第2008/108385号参照)、およびPnFX(国際公開第2011/15326号参照、該当文献中ではP.n FPOXと記載されている)のαF6Pに対する比活性は、それぞれ0.0022U/mg、0.0091U/mgであった。本明細書に記載の手順で作製したConiochaeta属由来アマドリアーゼの改変体はこれら既報のαF6Pに対して反応性を示すアマドリアーゼの2倍(アマドリアーゼ26/比較例3)から1940倍(アマドリアーゼ25/比較例2)もの比活性を示した。すなわち、本明細書に記載の手順でαF6Pに対して高い反応性を示すアマドリアーゼを得ることができた。
なお、CFP−T7−H20、CFP−T7−H21が示すαF6P/αFVHの値は、粗酵素液を用いて測定した場合と、精製酵素を用いて測定した場合の間で、大きな乖離は確認できなかった。
得られたCFP−T7、CFP−T7−H35の精製標品を用いて、αFV、αFVH、αF3P、αF4P、αF5P、αF6P、αF8PおよびαF16Pを基質とした時の比活性を測定した。結果を表1に示す。なお、比活性の算出に用いたタンパク質濃度は、280nmにおける吸光度を利用した紫外吸収法により測定した(Protein Sci.4,2411−23,1995参照)。
Figure 2015060431
精製したCFP−T7はαFV、αFVHを酸化する活性を示したが、ペプチド鎖長が3以上の糖化ペプチドを酸化する活性は示さなかった。それに対し、CFP−T7−H35はαFV、αFVHに加えてペプチド鎖長が3から16に至るまでの糖化ペプチドを酸化する活性を示した。CFP−T7−H35はαFVおよびαF6Pに対して特に高い比活性を示すが、中間的な鎖長のαFVH〜αF5Pに対しても十分な比活性を示した。このこと及びCFP−T7−H35がαF6P、αF8P及びαF16Pに対しても活性を示すことから、CFP−T7−H35は中間的な鎖長のαF7P、αF9P〜αF15Pについても同様に活性を示す蓋然性が高い。また、CFP−T7−H35はαF16Pに対しても活性を示すことから、より鎖長の長い基質、例えばαF17P〜αF32P等に対しても活性を示すと考えられる。
以上より、CFP−T7−H35は、野生型酵素(CFP−T7)では基質とすることができなかったペプチド鎖長の長い多種多様な糖化ペプチドも基質とすることが明らかとなった。このようなアマドリアーゼを用いれば、少ないプロテアーゼの処方量でHbA1cを迅速、簡便に、かつ、精度よく定量できる測定方法、測定キット、またはHbA1cを迅速、簡便、高精度に、かつ、高感度に定量できる測定方法、測定キットを提供できる。
[実施例3]
(各種アマドリアーゼへの点変異導入)
上記の変異を導入することによりConiochaeta属由来のアマドリアーゼのαF6Pに対する反応性が上昇し、αF3P、αF4P、αF5P、αF6P、αF8P、およびαF16Pに対する反応性が上昇した。このことから、配列同一性に基づく公知の整列処理による情報を参考にして、その他の生物種由来のアマドリアーゼのアミノ酸配列における対応する位置に同様な変異を導入することにより、同様にαF6P、αF3P、αF4P、αF5P、αF6P、αF8P、およびαF16Pに対する反応性の上昇が期待できる。そこで、実際にConiochaeta属由来のアマドリアーゼ以外の複数のアマドリアーゼにも対応する位置に変異を導入した。
1.Eupenicillium terrenum由来フルクトシルペプチドオキシダーゼ遺伝子への点変異導入
配列番号40はEupenicillium terrenum由来フルクトシルペプチドオキシダーゼ(以降EFP−T5と称する)のアミノ酸配列であり、配列番号40のアミノ酸配列をコードする遺伝子(配列番号41)を挿入した組換え体プラスミドpUTE100K’−EFP−T5を保持する大腸菌により生産でき、EFP−T5はαFVおよびαFVH酸化活性を示すことが確認されている(国際公開第2007/125779号公報および国際公開第2008/018094号公報参照)。
EFP−T5に基質特異性改善型変異を導入するために、組換え体プラスミドpUTE100K’−EFP−T5を鋳型にして、配列番号42、43の合成オリゴヌクレオチド、KOD−Plus−(東洋紡績社製)を用い、実施例1と同様の条件でPCR反応、大腸菌JM109の形質転換および生育コロニーが保持するプラスミドDNA中のEFP−T5変異体をコードするDNAの塩基配列決定を行った。その結果、配列番号40記載のアミノ酸配列の62位のアルギニンがアスパラギン酸に置換されたEFP−T5遺伝子をコードする組換え体プラスミド(pUTE100K’−EFP−T5−62D)を得た。
続いて、上記と同様にして、pUTE100K’−EFP−T5−62Dを鋳型とし、配列番号44,45の合成オリゴヌクレオチドを使用して、配列番号40記載のアミノ酸配列の62位のアルギニンがアスパラギン酸に、106位のアスパラギンがリジンに置換されたEFP−T5遺伝子をコードする組換え体プラスミド(pUTE100K’−EFP−T5−62D/106K)を得た。
続いて、上記と同様にして、pUTE100K’−EFP−T5−62D/106Kを鋳型とし、配列番号46、47の合成オリゴヌクレオチドを使用して、配列番号40記載のアミノ酸配列の62位のアルギニンがアスパラギン酸に、106位のアスパラギンがリジンに、110位のリジンがロイシンに置換されたEFP−T5遺伝子をコードする組換え体プラスミド(pUTE100K’−EFP−T5−62D/106K/110L)を得た。
続いて、上記と同様にして、pUTE100K’−EFP−T5−62D/106K/110Lを鋳型とし、配列番号48,49の合成オリゴヌクレオチドを使用して、配列番号40記載のアミノ酸配列の62位のアルギニンがアスパラギン酸に、106位のアスパラギンがリジンに、110位のリジンがロイシンに、113位のスレオニンがリジンに置換されたEFP−T5遺伝子をコードする組換え体プラスミド(pUTE100K’−EFP−T5−62D/106K/110L/113K)を得た。
続いて、上記と同様にして、pUTE100K’−EFP−T5−62D/106K/110L/113Kを鋳型とし、配列番号50,51の合成オリゴヌクレオチドを使用して、配列番号40記載のアミノ酸配列の62位のアルギニンがアスパラギン酸に、106位のアスパラギンがリジンに、110位のリジンがロイシンに、113位のスレオニンがリジンに、355位のアラニンがセリンに置換されたEFP−T5遺伝子をコードする組換え体プラスミド(pUTE100K’−EFP−T5−62D/106K/110L/113K/355S)を得た。
さらに、上記と同様にして、pUTE100K’−EFP−T5−62D/106K/110L/113K/355Sを鋳型とし、配列番号52,53の合成オリゴヌクレオチドを使用して、配列番号40記載のアミノ酸配列の62位のアルギニンがアスパラギン酸に、63位のロイシンがヒスチジンに、106位のアスパラギンがリジンに、110位のリジンがロイシンに、113位のスレオニンがリジンに、355位のアラニンがセリンに置換されたEFP−T5遺伝子をコードする組換え体プラスミド(pUTE100K’−EFP−T5−62D/63H/106K/110L/113K/355S)を得た。
2.Neocosmospora vasinfecta由来のケトアミンオキシダーゼ遺伝子への点変異導入
配列番号54はNeocosmospora vasinfecta由来ケトアミンオキシダーゼ(以降NvFXと称する)のアミノ酸配列であり、配列番号54のアミノ酸配列をコードする遺伝子(配列番号55)を挿入した組換え体プラスミドpET22b―NvFXを保持する大腸菌により生産でき、NvFXはαFVおよびαFVH酸化活性を示すことが確認されている(国際公開第2012/018094号公報参照)。
NvFXに基質特異性改善型変異を導入するために、組換え体プラスミドpET22b―NvFXを鋳型にして、配列番号56、57の合成オリゴヌクレオチド、KOD−Plus−(東洋紡績社製)を用い、実施例1と同様の条件でPCR反応、大腸菌JM109の形質転換および生育コロニーが保持するプラスミドDNA中のNvFX変異体をコードするDNAの塩基配列決定を行った。その結果、配列番号54記載のアミノ酸配列の62位のアルギニンがアスパラギン酸に置換されたNvFX遺伝子をコードする組換え体プラスミド(pET22b−NvFX−62D)を得た。
続いて、上記と同様にして、pET22b―NvFX−62Dを鋳型とし、配列番号58,59の合成オリゴヌクレオチドを使用して、配列番号54記載のアミノ酸配列の62位のアルギニンがアスパラギン酸に、106位のグリシンがリジンに置換されたNvFX遺伝子をコードする組換え体プラスミド(pET22b―NvFX−62D/106K)を得た。
さらに、上記と同様にして、pET22b―NvFX−62D/106Kを鋳型とし、配列番号60,61の合成オリゴヌクレオチドを使用して、配列番号54記載のアミノ酸配列の62位のアルギニンがアスパラギン酸に、106位のアルギニンがリジンに、110位のグルタミン酸がロイシンに置換されたNvFX遺伝子をコードする組換え体プラスミド(pET22b―NvFX−62D/106K/110L)を得た。
そして、実施例1と同様の条件で大腸菌BL21(DE3)株を形質転換し、大腸菌BL21(DE3)(pET22b―NvFX−62D/106K/110L)株を得た。
3.Aspergillus nidulans由来のフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ遺伝子への点変異導入
配列番号62はフルクトシルペプチドオキシダーゼ活性を付与するために59位のセリンをグリシンへ置換したAspergillus nidulans由来フルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(以降AnFXと称する)のアミノ酸配列であり、配列番号62のアミノ酸配列をコードする遺伝子(配列番号63)を挿入した組換え体プラスミドpET22b―AnFXを保持する大腸菌により生産でき、AnFXはαFVおよびαFVH酸化活性を示すことが確認されている(国際公開第2012/018094号公報参照)。
AnFXに基質特異性改善型変異を導入するために、組換え体プラスミドpET22b―AnFXを鋳型にして、配列番号64、65の合成オリゴヌクレオチド、KOD−Plus−(東洋紡績社製)を用い、実施例1と同様の条件でPCR反応、大腸菌JM109の形質転換および生育コロニーが保持するプラスミドDNA中のAnFX変異体をコードするDNAの塩基配列決定を行った。その結果、配列番号62記載のアミノ酸配列の61位のアルギニンがアスパラギン酸に置換されたAnFX遺伝子をコードする組換え体プラスミド(pET22b―AnFX−61D)を得た。
続いて、上記と同様にして、pET22b―AnFX−61Dを鋳型とし、配列番号66,67の合成オリゴヌクレオチドを使用して、配列番号62記載のアミノ酸配列の61位のアルギニンがアスパラギン酸に、105位のグリシンがリジンに置換されたAnFX遺伝子をコードする組換え体プラスミド(pET22b―AnFX−61D/105K)を得た。
続いて、上記と同様にして、pET22b―AnFX−61D/105Kを鋳型とし、配列番号68,69の合成オリゴヌクレオチドを使用して、配列番号62記載のアミノ酸配列の61位のアルギニンがアスパラギン酸に、105位のグリシンがリジンに、109位のリジンがロイシンに置換されたAnFX遺伝子をコードする組換え体プラスミド(pET22b―AnFX−61D/105K/109L)を得た。
そして、実施例1と同様の条件で大腸菌BL21(DE3)株を形質転換し、大腸菌BL21(DE3)(pET22b―AnFX−61D/105K/109L)株を得た。
続いて、上記と同様にして、pET22b―AnFX−61D/105K/109Lを鋳型とし、配列番号112,70の合成オリゴヌクレオチドを使用して、配列番号62記載のアミノ酸配列の61位のアルギニンがアスパラギン酸に、105位のグリシンがリジンに、109位のリジンがロイシンに、112位のセリンがリジンに置換されたAnFX遺伝子をコードする組換え体プラスミド(pET22b―AnFX−61D/105K/109L/112K)を得た。
続いて、上記と同様にして、pET22b―AnFX−61D/105K/109L/112Kを鋳型とし、配列番号71,72の合成オリゴヌクレオチドを使用して、配列番号62記載のアミノ酸配列の61位のアルギニンがアスパラギン酸に、105位のグリシンがリジンに、109位のリジンがロイシンに、112位のセリンがリジンに、355位のアラニンがセリンに置換されたAnFX遺伝子をコードする組換え体プラスミド(pET22b―AnFX−61D/105K/109L/112K/355S)を得た。
続いて、上記と同様にして、pET22b―AnFX−61D/105K/109L/112K/355Sを鋳型とし、配列番号73,74の合成オリゴヌクレオチドを使用して、配列番号62記載のアミノ酸配列の61位のアルギニンがアスパラギン酸に、62位のロイシンがヒスチジンに、105位のグリシンがリジンに、109位のリジンがロイシンに、112位のセリンがリジンに、355位のアラニンがセリンに置換されたAnFX遺伝子をコードする組換え体プラスミド(pET22b―AnFX−61D/62H/105K/109L/112K/355S)を得た。
続いて、上記と同様にして、pET22b―AnFX−61D/62H/105K/109L/112K/355Sを鋳型とし、配列番号75,76の合成オリゴヌクレオチドを使用して、配列番号62記載のアミノ酸配列の61位のアルギニンがアスパラギン酸に、62位のロイシンがヒスチジンに、101位のグルタミン酸がリジンに、105位のグリシンがリジンに、109位のリジンがロイシンに、112位のセリンがリジンに、355位のアラニンがセリンに置換された置換されたAnFX遺伝子をコードする組換え体プラスミド(pET22b―AnFX−61D/62H/101K/105K/109L/112K/355S)を得た。
そして、実施例1と同様の条件で大腸菌BL21(DE3)株を形質転換し、大腸菌BL21(DE3)(pET22b―AnFX−61D/62H/101K/105K/109L/112K/355S)株を得た。
4.Phaeosphaeria nodorum由来のフルクトシルペプチドオキシダーゼ遺伝子への点変異導入
PnFXに基質特異性改善型変異を導入するために、前述の様に調製した組換え体プラスミドpET22b−PnFXを鋳型にして、配列番号77、78の合成オリゴヌクレオチド、KOD−Plus−(東洋紡績社製)を用い、実施例1と同様の条件でPCR反応、大腸菌JM109の形質転換および生育コロニーが保持するプラスミドDNA中のPnFX変異体をコードするDNAの塩基配列決定を行った。その結果、配列番号38記載のアミノ酸配列の62位のセリンがアスパラギン酸に置換されたPnFX遺伝子をコードする組換え体プラスミド(pET22b−PnFX−62D)を得た。
続いて、上記と同様にして、pET22b−PnFX−62Dを鋳型とし、配列番号79、80の合成オリゴヌクレオチドを使用して、配列番号38記載のアミノ酸配列の62位のセリンがアスパラギン酸に、106位のアスパラギン酸がリジンに置換されたPnFX遺伝子をコードする組換え体プラスミド(pET22b−PnFX−62D/106K)を得た。
続いて、上記と同様にして、pET22b−PnFX−62D/106Kを鋳型とし、配列番号81、82の合成オリゴヌクレオチドを使用して、配列番号38記載のアミノ酸配列の62位のセリンがアスパラギン酸に、106位のアスパラギン酸がリジンに、110位のグリシンがロイシンに置換されたPnFX遺伝子をコードする組換え体プラスミド(pET22b−PnFX−62D/106K/110L)を得た。
さらに、上記と同様にして、pET22b−PnFX−62D/106K/110Lを鋳型とし、配列番号83、84の合成オリゴヌクレオチドを使用して、配列番号38記載のアミノ酸配列の62位のセリンがアスパラギン酸に、106位のアスパラギン酸がリジンに、110位のグリシンがロイシンに、113位のアラニンがリジンに置換されたPnFX遺伝子をコードする組換え体プラスミド(pET22b−PnFX−62D/106K/110L/113K)を得た。
そして、実施例1と同様の条件で大腸菌BL21(DE3)株を形質転換し、大腸菌BL21(DE3)(pET22b−PnFX−62D/106K/110L/113K)株を得た。
さらに、上記と同様にして、pET22b−PnFX−62D/106K/110L/113Kを鋳型とし、配列番号85,86の合成オリゴヌクレオチドを使用して、配列番号38記載のアミノ酸配列の62位のセリンがアスパラギン酸に、106位のアスパラギン酸がリジンに、110位のグリシンがロイシンに、113位のアラニンがリジンに、351位のアラニンがセリンに置換されたPnFX遺伝子をコードする組換え体プラスミド(pET22b−PnFX−62D/106K/110L/113K/351S)を得た。
さらに、上記と同様にして、pET22b−PnFX−62D/106K/110L/113K/351Sを鋳型とし、配列番号87,88の合成オリゴヌクレオチドを使用して、配列番号38記載のアミノ酸配列の62位のセリンがアスパラギン酸に、63位のロイシンがヒスチジンに、106位のアスパラギン酸がリジンに、110位のグリシンがロイシンに、113位のアラニンがリジンに、351位のアラニンがセリンに置換されたPnFX遺伝子をコードする組換え体プラスミド(pET22b−PnFX−62D/63H/106K/110L/113K/351S)を得た。
そして、実施例1と同様の条件で大腸菌BL21(DE3)株を形質転換し、大腸菌BL21(DE3)(pET22b−PnFX−62D/63H/106K/110L/113K/351S)株を得た。
5.Cryptococcus neoformans由来のフルクトシルペプチドオキシダーゼ遺伝子への点変異導入
配列番号89はCryptococcus neoformans由来フルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(以降CnFXと称する)のアミノ酸配列であり、配列番号89のアミノ酸配列をコードする遺伝子(配列番号90)を挿入した組換え体プラスミドpET22b―CnFXを保持する大腸菌により生産でき、CnFXはαFVおよびαFVH酸化活性を示すことが確認されている(国際公開第2012/018094号公報参照)。
CnFXに基質特異性改善型変異を導入するために、前述の様に調製した組換え体プラスミドpET22b−CnFXを鋳型にして、配列番号91、92の合成オリゴヌクレオチド、KOD−Plus−(東洋紡績社製)を用い、実施例1と同様の条件でPCR反応、大腸菌JM109の形質転換および生育コロニーが保持するプラスミドDNA中のCnFX変異体をコードするDNAの塩基配列決定を行った。その結果、配列番号89記載のアミノ酸配列の62位のアルギニンがアスパラギン酸に置換されたCnFX遺伝子をコードする組換え体プラスミド(pET22b−CnFX−62D)を得た。
続いて、上記と同様にして、pET22b−CnFX−62Dを鋳型とし、配列番号93、94の合成オリゴヌクレオチドを使用して、配列番号89記載のアミノ酸配列の62位のアルギニンがアスパラギン酸に、106位のセリンがリジンに置換されたCnFX遺伝子をコードする組換え体プラスミド(pET22b−CnFX−62D/106K)を得た。
続いて、上記と同様にして、pET22b−CnFX−62D/106Kを鋳型とし、配列番号95、96の合成オリゴヌクレオチドを使用して、配列番号89記載のアミノ酸配列の62位のアルギニンがアスパラギン酸に、106位のセリンがリジンに、110位のセリンがロイシンに置換されたCnFX遺伝子をコードする組換え体プラスミド(pET22b−CnFX−62D/106K/110L)を得た。
続いて、上記と同様にして、pET22b−PnFX−62D/106K/110Lを鋳型とし、配列番号97、98の合成オリゴヌクレオチドを使用して、配列番号89記載のアミノ酸配列の62位のアルギニンがアスパラギン酸に、106位のセリンがリジンに、110位のセリンがロイシンに、113位のアラニンがリジンに置換されたCnFX遺伝子をコードする組換え体プラスミド(pET22b−CnFX−62D/106K/110L/113K)を得た。
そして、実施例1と同様の条件で大腸菌BL21(DE3)株を形質転換し、大腸菌BL21(DE3)(pET22b−CnFX−62D/106K/110L/113K)株を得た。
6.Curvularia clavata由来ケトアミンオキシダーゼと95%の配列同一性を示すアマドリアーゼ遺伝子への点変異導入
(Curvularia clavata由来ケトアミンオキシダーゼと95%の配列同一性を示すアマドリアーゼの生産株の作製)
配列番号99はCurvularia clavata由来ケトアミンオキシダーゼと95%の配列同一性を示すアミノ酸配列を有するアマドリアーゼである(以降Cc95FXと称する)。配列番号99のアミノ酸配列をコードする遺伝子(配列番号100)を、定法である遺伝子断片のPCRによる全合成によりcDNAを全合成することで取得した。このとき、配列番号100の5´末端、3´末端にはそれぞれNdeIサイトとBamHIサイトを付加した。
続いて、取得した配列番号100の遺伝子を大腸菌で発現させるために、以下の手順を行った。まず、上記で全合成した遺伝子をNdeIサイトとBamHI(タカラバイオ社製)の2種類の制限酵素で処理し、pET−22b(+) Vector(ノバジェン社製)のNdeI−BamHIサイトに挿入することで、組換え体プラスミドpET22b−Cc95FXを取得し、上記と同様の条件で大腸菌BL21(DE3)株を形質転換し、大腸菌BL21(DE3)(pET22b−Cc95FX)株を得た。
(Curvularia clavata由来ケトアミンオキシダーゼと95%の配列同一性を示すアマドリアーゼ遺伝子への点変異導入)
Cc95FXに基質特異性改善型変異を導入するために、前述の様に調製した組換え体プラスミドpET22b−Cc95FXを鋳型にして、配列番号101、102の合成オリゴヌクレオチド、KOD−Plus−(東洋紡績社製)を用い、実施例1と同様の条件でPCR反応、大腸菌JM109の形質転換および生育コロニーが保持するプラスミドDNA中のCc95FX変異体をコードするDNAの塩基配列決定を行った。その結果、配列番号99記載のアミノ酸配列の62位のアルギニンがアスパラギン酸に置換されたCc95FX遺伝子をコードする組換え体プラスミド(pET22b−Cc95FX−62D)を得た。
続いて、上記と同様にして、pET22b−Cc95FX−62Dを鋳型とし、配列番号103、104の合成オリゴヌクレオチドを使用して、配列番号99記載のアミノ酸配列の62位のアルギニンがアスパラギン酸に、106位のアスパラギン酸がリジンに置換されたCc95FX遺伝子をコードする組換え体プラスミド(pET22b−Cc95FX−62D/106K)を得た。
続いて、上記と同様にして、pET22b−Cc95FX−62D/106Kを鋳型とし、配列番号105、106の合成オリゴヌクレオチドを使用して、配列番号99記載のアミノ酸配列の62位のアルギニンがアスパラギン酸に、106位のアスパラギン酸がリジンに、110位のアラニンがロイシンに置換されたCc95FX遺伝子をコードする組換え体プラスミド(pET22b−Cc95FX−62D/106K/110L)を得た。
続いて、上記と同様にして、pET22b−Cc95FX−62D/106K/110Lを鋳型とし、配列番号107、108の合成オリゴヌクレオチドを使用して、配列番号99記載のアミノ酸配列の62位のアルギニンがアスパラギン酸に、106位のアスパラギン酸がリジンに、110位のアラニンがロイシンに、113位のアラニンがリジンに置換されたCc95FX遺伝子をコードする組換え体プラスミド(pET22b−Cc95FX−62D/106K/110L/113K)を得た。
続いて、上記と同様にして、pET22b−Cc95FX−62D/106K/110L/113Kを鋳型とし、配列番号109、110の合成オリゴヌクレオチドを使用して、配列番号99記載のアミノ酸配列の62位のアルギニンがアスパラギン酸に、106位のアスパラギン酸がリジンに、110位のアラニンがロイシンに、113位のアラニンがリジンに、353位のアラニンがセリンに置換されたCc95FX遺伝子をコードする組換え体プラスミド(pET22b−Cc95FX−62D/106K/110L/113K/353S)を得た。
続いて、上記と同様にして、pET22b−Cc95FX−62D/106K/110L/113K/353Sを鋳型とし、配列番号111、102の合成オリゴヌクレオチドを使用して、配列番号99記載のアミノ酸配列の62位のアルギニンがアスパラギン酸に、63位のロイシンがヒスチジンに、106位のアスパラギン酸がリジンに、110位のアラニンがロイシンに、113位のアラニンがリジンに、353位のアラニンがセリンに置換されたCc95FX遺伝子をコードする組換え体プラスミド(pET22b−Cc95FX−62D/63H/106K/110L/113K/353S)を得た。
そして、実施例1と同様の条件で大腸菌BL21(DE3)株を形質転換し、大腸菌BL21(DE3)(pET22b−Cc95FX−62D/63H/106K/110L/113K/353S)株を得た。
[実施例4]
(各種アマドリアーゼの生産および精製)
(Eupenicillium terrenum由来フルクトシルペプチドオキシダーゼの生産および精製)
野生型のEFP−T5、および前述の様にして得られた改変型EFP−T5を生産する大腸菌JM109(pUTE100K’−EFP−T5)、大腸菌JM109(pUTE100K’−EFP−T5−62D)、大腸菌JM109(pUTE100K’−EFP−T5−62D/63H/106K/110L/113K/355S)を、終濃度0.1mMとなるようにIPTGを添加したLB−amp培地に植菌し、25℃で16時間培養した。得られた各培養菌体を10mM リン酸カリウム緩衝液(pH7.0)で洗浄した後、同緩衝液に菌体を懸濁して超音波破砕処理を行い、20,000×gで10分間遠心分離し、粗酵素液を調製した。
調製した野生型または改変型EFP−T5の粗酵素液に硫酸アンモニウムを35%飽和濃度になるように添加して攪拌し、20,000×gで10分間遠心分離して上清を回収した。続いて、得られた上清に硫酸アンモニウムを70%飽和濃度になるように追加添加して攪拌し、20,000×gで10分間遠心分離して上清を廃棄し、沈殿物を10mM リン酸カリウム緩衝液(pH7.0)に溶解させた。
得られた野生型または改変型EFP−T5の粗酵素液を10mM リン酸カリウム緩衝液(pH6.5)で透析した後、同緩衝液で平衡化した4mlのQ Sepharose Fast Flow樹脂(GEヘルスケア社製)に供し、同緩衝液で樹脂に吸着しないタンパク質を溶出させた。続いて、得られた野生型または改変型EFP−T5Mの粗酵素液を10mM リン酸カリウム緩衝液(pH8.0)で透析した後、同緩衝液で平衡化したHiLoad 26/10 Q Sepharose HPカラム(GEヘルスケア社製)に吸着させ、次に同緩衝液で樹脂を洗浄し、続いて同緩衝液中のNaClの濃度を0mMから100mMまで直線的に増加させながら樹脂に吸着していた野生型または改変型EFP−T5を溶出させ回収した。
得られた野生型、または改変型EFP−T5を含む粗酵素液を、150mM NaClを含む10mM リン酸カリウム緩衝液(pH7.0)で平衡化したHiLoad 26/600 Superdex 200カラムにアプライして同緩衝液で野生型または改変型EFP−T5を溶出させ、フルクトシルアミノ酸オキシダーゼ活性(アマドリアーゼ活性)を示す画分を回収した。得られた画分をSDS−PAGEにより分析し、他の夾雑タンパク質を含まない純度まで精製されていることを確認し、野生型または改変型EFP−T5の精製標品とした。
(Neocosmospora vasinfecta由来ケトアミンオキシダーゼの生産および精製)
野生型のNvFX、および前述の様にして得られた改変型NvFXを生産する大腸菌BL21(DE3)(pET22b−NvFX)、大腸菌BL21(DE3)(pET22b―NvFX−62D/106K/110L)を、終濃度0.1mMとなるようにIPTGを添加したLB−amp培地に植菌し、25℃で16時間培養した。得られた各培養菌体を10mM リン酸カリウム緩衝液(pH8.0)で洗浄した後、同緩衝液に菌体を懸濁して超音波破砕処理を行い、20,000×gで10分間遠心分離し、粗酵素液を調製した。
調製した粗酵素液を10mM リン酸カリウム緩衝液(pH8.0)で平衡化したQ Sepharose Fast Flow樹脂(GEヘルスケア社製)に吸着させ、次に20mM NaClを含む10mM リン酸カリウム緩衝液(pH8.0)で樹脂を洗浄し、続いて300mM NaClを含む10mM リン酸カリウム緩衝液(pH8.0)で樹脂に吸着していた野生型または改変型NvFXを溶出させ回収した。
得られた野生型NvFX、または改変型NvFXを含む粗酵素液を、150mM NaClを含む20mM MES−NaOH緩衝液(pH7.0)で平衡化したHiLoad 26/600 Superdex 200カラムにアプライして同緩衝液で野生型NvFX、または改変型NvFXを溶出させ、フルクトシルアミノ酸オキシダーゼ活性(アマドリアーゼ活性)を示す画分を回収した。得られた画分をSDS−PAGEにより分析し、他の夾雑タンパク質を含まない純度まで精製されていることを確認し、野生型または改変型NvFXの精製標品とした。
(Aspergillus nidulans由来フルクトシルアミノ酸オキシダーゼの生産および精製)
野生型のAnFX、および前述の様にして得られた改変型AnFXを生産する大腸菌BL21(DE3)(pET22b―AnFX−61D/105K/109L)および大腸菌BL21(DE3)(pET22b―AnFX−61D/62H/101K/105K/109L/112K/355S)を、終濃度0.1mMとなるようにIPTGを添加したLB−amp培地に植菌し、25℃で16時間培養した。得られた各培養菌体を10mM リン酸カリウム緩衝液(pH6.0)で洗浄した後、同緩衝液に菌体を懸濁して超音波破砕処理を行い、20,000×gで10分間遠心分離し、粗酵素液を調製した。
調製した粗酵素液を10mM リン酸カリウム緩衝液(pH6.0)で平衡化したSP Sepharose Fast Flow樹脂(GEヘルスケア社製)に吸着させ、次に20mM NaClを含む10mM リン酸カリウム緩衝液(pH6.0)で樹脂を洗浄し、続いて100mM NaClを含む10mM リン酸カリウム緩衝液(pH6.0)で樹脂に吸着していた改変型AnFXを溶出させ回収した。
得られた改変型AnFXを含む粗酵素液を、150mM NaClを含む20mM MES−NaOH緩衝液(pH7.0)で平衡化したHiLoad 26/600 Superdex 200カラムにアプライして同緩衝液で改変型AnFXを溶出させ、フルクトシルアミノ酸オキシダーゼ活性(アマドリアーゼ活性)を示す画分を回収した。得られた画分をSDS−PAGEにより分析し、他の夾雑タンパク質を含まない純度まで精製されていることを確認し、改変型AnFXの精製標品とした。
(Phaeosphaeria nodorum由来フルクトシルペプチドオキシダーゼの生産および精製)
前述の様にして得られた改変型AnFXを生産する大腸菌BL21(DE3)(pET22b―PnFX−62D/106K/110L/113K)および大腸菌BL21(DE3)(pET22b―PnFX−62D/63H/106K/110L/113K/351S)を、前述の、野生型PnFXの精製方法に従い精製した。HiLoad 26/600 Superdex 200カラムによる精製終了後、SDS−PAGEにより純度を分析し、他の夾雑タンパク質を含まない純度まで精製されていることを確認し、改変型PnFXの精製標品とした。
(Cryptococcus neoformans由来ケトアミンオキシダーゼの生産および精製)
野生型のCnFX、および前述の様にして得られた改変型CnFXを生産する大腸菌BL21(DE3)(pET22b−CnFX)、大腸菌BL21(DE3)(pET22b―CnFX−62D/106K/110L/113K)を、終濃度0.1mMとなるようにIPTGを添加したLB−amp培地に植菌し、25℃で16時間培養した。得られた各培養菌体を10mM リン酸カリウム緩衝液(pH8.0)で洗浄した後、同緩衝液に菌体を懸濁して超音波破砕処理を行い、20,000×gで10分間遠心分離し、粗酵素液を調製した。
調製した粗酵素液を10mM リン酸カリウム緩衝液(pH8.0)で平衡化したQ Sepharose Fast Flow樹脂(GEヘルスケア社製)に吸着させ、次に20mM NaClを含む10mM リン酸カリウム緩衝液(pH8.0)で樹脂を洗浄し、続いて300mM NaClを含む10mM リン酸カリウム緩衝液(pH8.0)で樹脂に吸着していた野生型または改変型CnFXを溶出させ回収した。
得られた野生型CnFX、または改変型CnFXを含む粗酵素液を、150mM NaClを含む20mM MES−NaOH緩衝液(pH7.0)で平衡化したHiLoad 26/600 Superdex 200カラムにアプライして同緩衝液で野生型CnFX、または改変型CnFXを溶出させ、フルクトシルアミノ酸オキシダーゼ活性(アマドリアーゼ活性)を示す画分を回収した。得られた画分をSDS−PAGEにより分析し、他の夾雑タンパク質を含まない純度まで精製されていることを確認し、野生型または改変型CnFXの精製標品とした。
(Curvularia clavata由来ケトアミンオキシダーゼと95%の配列同一性を示すアマドリアーゼの生産)
野生型のCc95FX、および前述の様にして得られた改変型Cc95FXを生産する大腸菌JM109(pET22b−Cc95FX)、および大腸菌JM109(pET22b−Cc95FX−62D/63H/106K/110L/113K/355S)を、終濃度0.1mMとなるようにIPTGを添加したLB−amp培地に植菌し、25℃で16時間培養した。得られた各培養菌体を10mM リン酸カリウム緩衝液(pH7.0)で洗浄した後、同緩衝液に菌体を懸濁して超音波破砕処理を行い、20,000×gで10分間遠心分離し、粗酵素液を調製した。
得られた各種アマドリアーゼの野生型酵素、および改変型酵素の精製標品を用いて、αF6Pを基質とした時の比活性を測定した。結果を表15に示す。なお、比活性の算出に用いたタンパク質濃度は、280nmにおける吸光度を利用した紫外吸収法により測定した(Protein Sci. 4, 2411−23, 1995参照)。
また、Cc95FX、またはCc95FX−62D/63H/106K/110L/113K/355Sを含む粗酵素液を用いて、上記B.活性測定法に示した方法によりαFV、αFVH、αF6Pに対する酸化活性を測定した。それぞれのアマドリアーゼについて、αFVH酸化活性を100とした場合の、各基質に対する酸化活性、ならびにαF6P/αFVHおよびαF6P/αFVは表16の通りとなった。
Figure 2015060431
Figure 2015060431
本明細書に記載の手順で作製した、Coniochaeta由来アマドリアーゼ(CFP−T7;比較例1)と比較してαF6Pに対する反応性を付与または増強するアミノ酸置換を各種のアマドリアーゼに導入した結果、予想通り、EFP−T5、NvFX、AnFX、CnFXにはαF6Pに対する反応性が新たに付与された。また、PnFXは従来よりαF6Pに対する反応を僅かながら示したが、本明細書に記載のアミノ酸置換の導入によりαF6Pに対する比活性が13.7倍向上した。
また、本明細書に記載の手順で作製した、Coniochaeta由来アマドリアーゼ(CFP−T7;比較例1)と比較してαF6Pに対する反応性を付与または増強するアミノ酸置換を、本明細書に記載の手順で作製した、Curvularia clavata由来ケトアミンオキシダーゼと95%の配列同一性を示すアマドリアーゼ(Cc95FX;比較例8)に導入した結果、予想通り、Cc95FXにはαF6Pに対する反応性が新たに付与され、Cc95FX−62D/63H/106K/110L/113K/355Sでは、αF6P酸化活性がαFVH酸化活性を上回った。
すなわち、本明細書に記載のConiochaeta由来アマドリアーゼに対してαF6Pに対する反応性を付与または増強するするアミノ酸置換の効果は、Coniochaeta由来アマドリアーゼに対してのみ限定される訳ではなく、図1および図2に示した様なConiochaeta由来アマドリアーゼと74%以上の配列同一性を示すアマドリアーゼであれば、普遍的に同様にαF6Pに対する反応性が付与または増強された。
以下の表に比較例と、本発明の変異体の、62位、63位、102位、106位、110位、113位、355位及び419位のアミノ酸及び置換があれば置換後のアミノ酸の関係を示す。
Figure 2015060431
Figure 2015060431
Figure 2015060431
Figure 2015060431
Figure 2015060431
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上記のようにCFP−T7−H35は、αFVやαFVHのみならず、野生型酵素(CFP−T7)では基質とすることができなかったペプチド鎖長の長い糖化ペプチド(αF3P、αF4P、αF5P、αF6P、αF8P、およびαF16P)も基質とした。
この知見に基づき、配列番号1のアミノ酸配列の位置に対応する位置で同様の変異を有する改変体を上記の手順で作製したところ、こうした改変体もαF6Pに活性を示した。したがってこれらの改変体はCFP−T7−H35と同様にαFV、αFVH及びαF6Pのみならず、αF3P、αF4P、αF5P、αF8P、およびαF16Pに対しても活性を示すと考えられる。また、CFP−T7−H35がαFV、αFVH、αF3P、αF4P、αF5P、αF6P、αF8P、およびαF16Pを基質としたことから、同様にこれはαF7P、αF9P〜αF15Pを含むα−フルクトシルペプチド(αF1P〜αF16P)、さらにはαFV〜αF32Pを含むα−フルクトシルペプチドを基質とすると考えられる。こうしたアマドリアーゼ改変体は、HbA1c定量測定に用いることができる。これにより、HbA1cからα−フルクトシルペプチドを切り出すプロテアーゼが、切断効率は高いが切断特異性の低いものであり、αFVHまで完全に分解が進行しなくとも、アマドリアーゼがαFVHのみならず種々の長さのα−フルクトシルペプチドに作用することにより、切断された種々のα−フルクトシルペプチドの長さとそれぞれの全体に占める割合にかかわらず、高精度にてHbA1c定量が行える。またHbA1cからα−フルクトシルペプチドを切り出すプロテアーゼが、切断特異性の高いαF6Pを切り出すものに限られず、容易に入手できる他の切断特異性の低いプロテアーゼもHbA1c定量測定に使用可能となる。
[実施例5]
(各α−フルクトシルペプチドの定量)
以下の組成から成る測定用試薬を調製し、Bio Majesty JCA−BM1650(日本電子)を利用して下記の通りα3P、α4P、α5P、α6P、α8P、α16Pの測定を実施した。
試料1:各α−フルクトシルペプチド溶液(終濃度0.50〜4.0μM)
4.0μM、8.0μM、16μM、24μMおよび32μMの各濃度で調製したα3P、α4P、α5P、α6P、α8P、α16Pの溶液。
濃度0μMのα−フルクトシルペプチド溶液としてはイオン交換水を使用した。
試薬4:ロイコ色素、パーオキシダーゼ溶液
120mM MES−NaOH緩衝液 pH6.5
0.16mM N−(カルボキシメチルアミノカルボニル)−4,4′− ビス(ジメチルアミノ)ジフェニルアミンナトリウム(DA−64、和光純薬工業製)
16U/ml パーオキシダーゼ(キッコーマン製)
試薬5:CFP−T7−H35溶液
120mM MES−NaOH緩衝液 pH6.5
100U/ml(23.4mg/ml)CFP−T7−H35(本発明25)
ただし、U/mlは1mMのαF6Pに対する活性を示す。
125μlの試薬4に25μlの試料1を添加し、37℃で5分間インキュベートした後、波長751nmの光の吸光度を測定した(A0)、続いて50μlの試薬5を添加して各α−フルクトシルペプチドの酸化により生じる過酸化水素の定量反応を37℃で5分間進行させた後、再度波長751nmの光の吸光度を測定した(A5)。試料1に由来する各α−フルクトシルペプチドの終濃度を横軸に、過酸化水素の定量反応前後の吸光度差ΔA(A5−A0より算出)を縦軸にプロットしたグラフを図3に示した。なお、グラフ中の吸光度差ΔAは、ブランク測定(試料1としてイオン交換水を使用)のΔAを引いた値を表示した。
各α−フルクトシルペプチド終濃度0.50μM〜4.0μMの範囲でΔAと各α−フルクトシルペプチド濃度の間に良好な相関関係が成立した(図3−1〜図3−6)。したがって、本発明のアマドリアーゼ(CFP−T7−H35)を配合することで、各α−フルクトシルペプチドの定量を迅速(5分)かつ高感度(0.5μMまで)に行えることが示された。
本実施例では本発明のアマドリアーゼ(CFP−T7−H35)を使用し、基質αF3P、αF4P、αF5P、αF8P、およびαF16Pを定量することができた。本発明のアマドリアーゼを用いれば、基質αF7P、αF9P〜αF15Pについても同様に定量することができると考えられる。
[実施例6]
(各α−フルクトシルペプチドを含むα−フルクトシルバリルヒスチジン試料の定量)
以下の組成から成る測定用試薬を調製し、Bio Majesty JCA−BM1650(日本電子)を利用して、下記の通り各α−フルクトシルペプチドを含むα−フルクトシルバリルヒスチジン(αF2P)試料の測定を実施した。
試料2:各α−フルクトシルペプチドを含むα−フルクトシルバリルヒスチジン溶液
下記9種の試料(2A−2I)を調製した。
2A:イオン交換水
2B:20μM α−フルクトシルバリルヒスチジン(αF2P)
2C:16μM αF2P
2D:16μM αF2P + 4μM αF3P
2E:16μM αF2P + 4μM αF4P
2F:16μM αF2P + 4μM αF5P
2G:16μM αF2P + 4μM αF6P
2H:16μM αF2P + 4μM αF8P
2I:16μM αF2P + 4μM αF16P
試料2D〜2Iは、試料2Bと2Cの間のαF2Pの濃度差(4μM、終濃度では0.5μMに相当)を他のα−フルクトシルペプチドで補った試料である。
試薬4:ロイコ色素、パーオキシダーゼ溶液
120mM MES−NaOH緩衝液 pH6.5
0.16mM N−(カルボキシメチルアミノカルボニル)−4,4′− ビス(ジメチルアミノ)ジフェニルアミンナトリウム(DA−64、和光純薬工業製)
16U/ml パーオキシダーゼ(キッコーマン製)
試薬6:CFP−T7−H35溶液
120mM MES−NaOH緩衝液 pH6.5
50U/ml(11.7mg/ml)CFP−T7−H35(本発明25)
ただし、U/mlは1mMのαF6Pに対する活性を示す。
試薬7:CFP−T7溶液
120mM MES−NaOH緩衝液 pH6.5
11.7mg/ml CFP−T7(比較例1)
125μlの試薬4に25μlの試料2を添加し、37℃で5分間インキュベートした後、波長751nmの光の吸光度を測定した(A0)、続いて50μlの試薬6または試薬7を添加して各α−フルクトシルペプチドの酸化により生じる過酸化水素の定量反応を37℃で5分間進行させた後、再度波長751nmの光の吸光度を測定した(A5)。試料ごとの過酸化水素の定量反応前後の吸光度差ΔA(A5−A0より算出)を算出し、続いて、試料2B〜2IのΔAの値から、ブランク測定として行った試料2AのΔAを引き、試薬6で測定した場合の結果を表23に、試薬7で測定した場合の結果を表24に示した。相対値は試料2Bを測定した時の吸光度差ΔAを100%として算出した。
Figure 2015060431
Figure 2015060431
表23では、試料2D〜2IのΔAの相対値は、試料2Bの±5%以内の値を示した。このことは、本発明のアマドリアーゼを用いれば、プロテアーゼの作用でHbA1cからαF2Pを切り出す時に、αF2Pまで分解されなかったα−フルクトシルペプチドが残存していても、HbA1cを正確に定量できることを示している。
それに対して、表24では、試料2D〜2IのΔAの相対値は、試料2Cの±2%以内の値を示した。このことは、従来のアマドリアーゼを用いると、プロテアーゼの作用でHbA1cからαF2Pを切り出す時に、αF2Pまで分解されなかったα−フルクトシルペプチドの残存量に依存して吸光度差(ΔA)が低値となり、HbA1cを正確に定量できないことを示している。
従来のアマドリアーゼによるHbA1cの測定法では、プロテアーゼの作用によりHbA1cをαF2Pまで完全に分解する必要があった。ただし、HbA1cが全てαF2Pまで分解されているか、検証されたことはなかった。表24の結果からは、従来のアマドリアーゼを使用し、αF2Pまで分解されなかったα−フルクトシルペプチドが存在する場合、その残存量に依存して吸光度差(ΔA)が低値となり、HbA1cを正確に定量できないことが分かる。しかしながら本発明のアマドリアーゼを用いれば、様々なα−フルクトシルペプチドが混在する試料でも、全てHbA1c値に反映させることができる。したがって、プロテアーゼによるHbA1c分解反応の進行度を考慮することなく、正確にHbA1cを測定できるため、産業利用上非常に有利である。
また、プロテアーゼと酵素(アマドリアーゼ、ペルオキシダーゼ)を同時に配合すると、プロテアーゼにより、アマドリアーゼやペルオキシダーゼも分解され、酵素活性を失うことになる。これまでの測定法では、HbA1cをαF2Pまで分解することができるプロテアーゼしか選択の余地がなかった。しかしながら、本発明のアマドリアーゼを用いれば、様々なα−フルクトシルペプチドが混在する試料でも、全てHbA1c値に反映させることができるため、アマドリアーゼやペルオキシダーゼには作用しにくいプロテアーゼを優先的に選択して測定試薬に組み込むことも可能となった。これは、産業利用上非常に有利なことである。
また、糖尿病診断を行うには、糖尿病の境界値であるHbA1c 6.5%(NGSP値)を判別できる必要がある。NGSP値6.5%はIFCC値47mmol/molに相当し、血中ヘモグロビン濃度が13g/dl、NGSP値6.5%の場合、アミノ末端が糖化されたヘモグロビンβ鎖の血中濃度はおよそ190μMである。すなわち、少なくとも190μM以下の濃度範囲において糖化ペプチドを定量することができなければ、糖尿病診断のための実用化は難しく、産業利用上の課題を克服できているとは言い難い。その点、本発明のアマドリアーゼを用いれば、前述の血液を47.5〜380倍希釈しても(すなわち測定溶液での終濃度が0.5μM〜4μMであっても)HbA1cβ鎖アミノ末端由来の各α−フルクトシルペプチドを検出することが可能であり、産業利用上非常に有利である。
本明細書で引用した全ての刊行物、特許および特許出願をそのまま参考として本明細書にとり入れるものとする。
配列番号1 Coniochaeta sp. NISL 9330アマドリアーゼのアミノ酸配列
配列番号2 配列番号1のアマドリアーゼの塩基配列
配列番号3−33 PCRプライマー
配列番号34 PCRプライマー
配列番号35 PCRプライマー
配列番号36 Aspergillus oryzae RIB40 (FAOAo2) アミノ酸配列
配列番号37: FAOAo2塩基配列
配列番号38 Phaeosphaeria nodorum(PnFX) アミノ酸配列
配列番号39 PnFX塩基配列
配列番号40 Eupenicillium terrenum(EFP-T5)アミノ酸配列
配列番号41 EFP-T5塩基配列
配列番号42−53 PCRプライマー
配列番号54 Neocosmospora vasinfecta(NvFX)アミノ酸配列
配列番号55 NvFX塩基配列
配列番号56−61 PCRプライマー
配列番号62 S59G置換 Aspergillus nidulans(AnFX) アミノ酸配列
配列番号63 AnFX塩基配列
配列番号64−88 PCRプライマー
配列番号89 Cryptococcus neoformans (CnFX) アミノ酸配列
配列番号90 CnFX塩基配列
配列番号91−98 PCRプライマー
配列番号99 Curvularia clavataケトアミンオキシダーゼと95%の配列同一性を示すアマドリアーゼ(Cc95FX) アミノ酸配列
配列番号100 Cc95FX塩基配列
配列番号101−112 PCRプライマー
配列番号113 Pyrenochaeta sp.(Py)アマドリアーゼのアミノ酸配列
配列番号114 Pyrenochaeta sp.(Py)アマドリアーゼの塩基配列
配列番号115 Arthrinium sp.(Ar)アマドリアーゼのアミノ酸配列
配列番号116 Arthrinium sp.(Ar)アマドリアーゼの塩基配列
配列番号117 Curvularia clavata(Cc)アマドリアーゼのアミノ酸配列
配列番号118 Curvularia clavata(Cc)アマドリアーゼの塩基配列
配列番号119 Emericella nidulans(En)アマドリアーゼのアミノ酸配列
配列番号120 Emericella nidulans(En)アマドリアーゼの塩基配列
配列番号121 Ulocladium sp.(Ul)アマドリアーゼのアミノ酸配列
配列番号122 Ulocladium sp.(Ul)アマドリアーゼの塩基配列
配列番号123 Penicillium janthinellum(Pj)アマドリアーゼのアミノ酸配列
配列番号124 Penicillium janthinellum(Pj)アマドリアーゼの塩基配列
配列番号125 Aspergillus fumigatus Amadoriase Iのアミノ酸配列
配列番号126 Amadoriase I塩基配列
配列番号127 Aspergillus oryzae FAOAo1アミノ酸配列
配列番号128 FAOAo1塩基配列
配列番号129 Aspergillus fumigatus Amadoriase IIアミノ酸配列
配列番号130 Amadoriase II塩基配列
配列番号131 Aspergillus terreus FAOD-Aアミノ酸配列
配列番号132 FAOD-A塩基配列
配列番号133 CFP-T7-H20(R62D、D106K、Q110L、A113K)Coniochaeta sp.アミノ酸配列
配列番号134 CFP-T7-H20塩基配列
配列番号135 PnFPOX(S62D、D106K、G110L、A113K)Phaeosphaeria nodorum アミノ酸配列
配列番号136 配列番号135のアミノ酸配列をコードする塩基配列
配列番号137 (アマドリアーゼ29)NvFX-62D/106K/110L(R62D、G106K、E110L)Neocosmospora vasinfectaアミノ酸配列
配列番号138 配列番号137のアミノ酸配列をコードする塩基配列
配列番号139 (アマドリアーゼ30)AnFX-61D/105K/109L(S59G、R61D、G105K、K1091L)Aspergillus nidulans アミノ酸配列
配列番号140 配列番号139のアミノ酸配列をコードする塩基配列
配列番号141 (アマドリアーゼ25)CFP-T7-H35(R62D、L63H、E102K、D106K、Q110L、A113K、A355S)Coniochaeta sp.アミノ酸配列
配列番号142 CFP-T7-H35塩基配列
配列番号143 EFP-T5-62D/63H/106K/110L/113K/355S Eupenicillium terrenumアミノ酸配列
配列番号144 配列番号143のアミノ酸配列をコードする塩基配列
配列番号145 Eupenicillium terrenum野生型アマドリアーゼのアミノ酸配列
配列番号146 Eupenicillium terrenum野生型アマドリアーゼの塩基配列
配列番号147 AnFX 野生型アマドリアーゼのアミノ酸配列
配列番号148 AnFX 野生型アマドリアーゼの塩基配列
配列番号149 CnFX 野生型アマドリアーゼのアミノ酸配列
配列番号150 CnFX 野生型アマドリアーゼの塩基配列
配列番号151 (アマドリアーゼ1)CFP-T7-H1(R62A)Coniochaeta sp. アミノ酸配列
配列番号152 CFP-T7-H1塩基配列
配列番号153 (アマドリアーゼ26)CFP-T7-62D(R62D)Coniochaeta sp. アミノ酸配列
配列番号154 CFP-T7-62D塩基配列
配列番号155(アマドリアーゼ27)EFP-T5-R62D(R62D) Eupenicillium terrenum アミノ酸配列
配列番号156 EFP-T5-R62D塩基配列
配列番号157 (アマドリアーゼ2)CFP-T7-H2(R62A、Q110L)Coniochaeta sp. アミノ酸配列
配列番号158 CFP-T7-H2塩基配列
配列番号159 (アマドリアーゼ4)CFP-T7-H4(R62A、Q110Y)Coniochaeta sp.アミノ酸配列
配列番号160 CFP-T7-H4塩基配列
配列番号161 (アマドリアーゼ5)CFP-T7-H2-62N(R62N、Q110L)Coniochaeta sp.アミノ酸配列
配列番号162 CFP-T7-H2-62N塩基配列
配列番号163 (アマドリアーゼ6)CFP-T7-H6(R62D、Q110L)Coniochaeta sp.アミノ酸配列
配列番号164 CFP-T7-H6塩基配列
配列番号165 (アマドリアーゼ12)CFP-T7-H10(R62D、D106A、Q110L)Coniochaeta sp.アミノ酸配列
配列番号166 CFP-T7-H10塩基配列
配列番号167 (アマドリアーゼ13)CFP-T7-H11(R62D、D106K、Q110L)Coniochaeta sp.アミノ酸配列
配列番号168 CFP-T7-H11塩基配列
配列番号169 (アマドリアーゼ14)CFP-T7-H12(R62D、D106R、Q110L)Coniochaeta sp.アミノ酸配列
配列番号170 CFP-T7-H12塩基配列
配列番号171 (アマドリアーゼ15)CFP-T7-H13(R62D、Q110L、A113K)Coniochaeta sp.アミノ酸配列
配列番号172 CFP-T7-H13塩基配列
配列番号173 (アマドリアーゼ16)CFP-T7-H14(R62D、Q110L、A113R)Coniochaeta sp.アミノ酸配列
配列番号174 CFP-T7-H14塩基配列
配列番号175 (アマドリアーゼ18)CFP-T7-H21(R62D、D106K、Q110L、A113R)Coniochaeta sp.アミノ酸配列
配列番号176 CFP-T7-H21塩基配列
配列番号177 (アマドリアーゼ19)CFP-T7-H24(R62D、L63A、D106K、Q110L、A113K)Coniochaeta sp.アミノ酸配列
配列番号178 CFP-T7-H24塩基配列
配列番号179 (アマドリアーゼ21)CFP-T7-H26(R62D、L63H、D106K、Q110L、A113K)Coniochaeta sp.アミノ酸配列
配列番号180 CFP-T7-H26塩基配列
配列番号181 (アマドリアーゼ23)CFP-T7-H28(R62D、L63H、E102K、D106K、Q110L、A113K) Coniochaeta sp.アミノ酸配列
配列番号182 CFP-T7-H28塩基配列
配列番号183 (アマドリアーゼ24)CFP-T7-H29(R62D、L63H、D106K、Q110L、A113K、A419K) Coniochaeta sp.アミノ酸配列
配列番号184 CFP-T7-H29塩基配列
配列番号185 (アマドリアーゼ31)(AnFX-61D/62H/101K/105K/109L/112K/355S)Aspergillus nidulansアミノ酸配列
配列番号186 配列番号185のアミノ酸配列をコードする塩基配列
配列番号187 (アマドリアーゼ33)(PnFX-62D/63H/106K/110L/113K/351S)Phaeosphaeria nodorumアミノ酸配列
配列番号188 配列番号187のアミノ酸配列をコードする塩基配列
配列番号189 (アマドリアーゼ34)(CnFX-62D/106K/110L/113K)Cryptococcus neoformansアミノ酸配列
配列番号190 配列番号189のアミノ酸配列をコードする塩基配列
配列番号191 (アマドリアーゼ35)(Cc95FX-62D/63H/106K/110L/113K/353S)Curvularia clavataアミノ酸配列
配列番号192 配列番号191のアミノ酸配列をコードする塩基配列
配列番号193 ヘモグロビンβ鎖のアミノ酸配列

Claims (19)

  1. 以下のαF3P〜αF16Pのいずれか1以上を含む試料に、αF3P〜αF16Pのいずれか1以上のα−フルクトシルオリゴペプチドに作用するアマドリアーゼを作用させ、その作用によって生じる過酸化水素または消費される酸素を測定することを特徴とする、試料中のα−フルクトシルオリゴペプチドの測定方法。
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシン(αF3P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニン(αF4P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリン(αF5P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミン酸(αF6P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミン酸(αF7P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジン(αF8P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリン(αF9P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニン(αF10P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリン(αF11P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニン(αF12P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニン(αF13P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシン(αF14P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトファン(αF15P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシン(αF16P)
  2. (a)〜(f)のいずれか1以上を含む試料に、(a)〜(f)のいずれか1以上のα−フルクトシルペプチドに作用するアマドリアーゼを作用させ、その作用によって生じる過酸化水素または消費される酸素を測定することを特徴とする、試料中のα−フルクトシルペプチドの測定方法。
    (a)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシン(αF3P)、
    (b)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニン(αF4P)、
    (c)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリン(αF5P)、
    (d)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミン酸(αF6P)、
    (e)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジン(αF8P)、
    (f)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシン(αF16P)
  3. 試料がさらにα−フルクトシルバリン(αF1P)またはα−フルクトシルバリルヒスチジン(αF2P)を含み、アマドリアーゼがさらにα−フルクトシルバリン(αF1P)またはα−フルクトシルバリルヒスチジン(αF2P)に作用するものであり、その作用によって生じる過酸化水素または消費される酸素も測定することを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
  4. 試料をプロテアーゼで処理して、以下のαF3P〜αF16Pのいずれか1以上を含むα−フルクトシルオリゴペプチドを遊離させ、これに遊離したα−フルクトシルオリゴペプチドのいずれか1以上を酸化するアマドリアーゼを作用させ、その作用によって生じる過酸化水素または消費される酸素を測定することを特徴とする、試料中のヘモグロビンA1cの測定方法。
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシン(αF3P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニン(αF4P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリン(αF5P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミン酸(αF6P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミン酸(αF7P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジン(αF8P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリン(αF9P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニン(αF10P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリン(αF11P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニン(αF12P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニン(αF13P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシン(αF14P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトファン(αF15P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシン(αF16P)
  5. 試料をプロテアーゼで処理して、(a)〜(f)のいずれか1以上を含む糖化ペプチドを遊離させ、遊離した(a)〜(f)のいずれか1以上を含む糖化ペプチドを酸化するアマドリアーゼを作用させ、その作用によって生じる過酸化水素または消費される酸素を測定することを特徴とする、試料中のヘモグロビンA1cの測定方法。
    (a)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシン(αF3P)、
    (b)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニン(αF4P)、
    (c)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリン(αF5P)、
    (d)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミン酸(αF6P)、
    (e)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジン(αF8P)、
    (f)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシン(αF16P)
  6. 試料をプロテアーゼで処理することによりさらにα−フルクトシルバリン(αF1P)またはα−フルクトシルバリルヒスチジン(αF2P)が遊離し、アマドリアーゼがさらにα−フルクトシルバリン(αF1P)またはα−フルクトシルバリルヒスチジン(αF2P)に作用するものであり、その作用によって生じる過酸化水素または消費される酸素も測定することを特徴とする、請求項4または5に記載の方法。
  7. アマドリアーゼがコニオカエタ(Coniochaeta)属、ユーペニシリウム(Eupenicillium)属、ピレノケータ(Pyrenochaeta)属、アルスリニウム(Arthrinium)属、カーブラリア(Curvularia)属、ネオコスモスポラ(Neocosmospora)属、クリプトコッカス(Cryptococcus)属、フェオスフェリア(Phaeosphaeria)属、アスペルギルス(Aspergillus)属、エメリセラ(Emericella)属、ウロクラディウム(Ulocladium)属、またはペニシリウム(Penicillium)属由来である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の測定方法。
  8. アマドリアーゼがコニオカエタ エスピー(Coniochaeta sp.)、ユーペニシリウム テレナム(Eupenicillium terrenum)、ピレノケータ エスピー(Pyrenochaeta sp.)、アルスリニウム エスピー(Arthrinium sp.)、カーブラリア クラベータ(Curvularia clavata)、ネオコスモスポラ バシンフェクタ(Neocosmospora vasinfecta)、クリプトコッカス ネオフォルマンス(Cryptococcus neoformans)、フェオスフェリア ノドラム(Phaeosphaeria nodorum)、アスペルギルス ニードランス(Aspergillus nidulans)、エメリセラ ニードランス(Emericella nidulans)属、ウロクラディウム エスピー(Ulocladium sp.)、またはペニシリウム ヤンシネラム(Penicillium janthinelum)由来である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の測定方法。
  9. アマドリアーゼが、以下からなる群より選択されるアマドリアーゼである、請求項1〜6のいずれか1項に記載の測定方法。
    (i) 配列番号141に示すアミノ酸配列に1又は数個のアミノ酸の置換、欠失又は付加がなされたアミノ酸配列を有するアマドリアーゼ。
    (ii) 前記(i)のアマドリアーゼにおいて、当該アマドリアーゼの全長アミノ酸配列が配列番号141のアミノ酸配列と70%以上の配列同一性を有し、配列番号141の第10位〜32位、36〜41位、49〜52位、54〜58位、73〜75位、84〜86位、88〜90位、120〜122位、145〜150位、156〜162位、164〜170位、180〜182位、202〜205位、207〜211位、214〜224位、227〜230位、236〜241位、243〜248位、258〜261位、266〜268位、270〜273位、275〜287位、295〜297位、306〜308位、310〜316位、324〜329位、332〜334位、341〜344位、346〜355位、357〜363位、370〜383位、385〜387位、389〜394位、405〜410位及び423〜431位のアミノ酸配列からなる相同性領域におけるアミノ酸配列と当該アマドリアーゼの対応する位置の相同性領域におけるアミノ酸配列とが90%以上の配列同一性を有するアマドリアーゼ。
  10. さらに、α−フルクトシルバリンまたはα−フルクトシルバリルヒスチジンを酸化するアマドリアーゼを用いる、請求項1、2、4、5及び7〜9のいずれか1項に記載の方法。
  11. 以下の成分(1)及び(2)を含むことを特徴とする、試料中のα−フルクトシルペプチド測定用試薬キット。
    (1)以下のαF3P〜αF16Pのいずれか1以上を酸化して、過酸化水素を生成する作用を有するアマドリアーゼ、及び
    (2)過酸化水素を測定するための試薬。
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシン(αF3P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニン(αF4P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリン(αF5P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミン酸(αF6P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミン酸(αF7P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジン(αF8P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリン(αF9P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニン(αF10P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリン(αF11P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニン(αF12P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニン(αF13P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシン(αF14P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトファン(αF15P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシン(αF16P)
  12. 以下の成分(1)及び(2)を含むことを特徴とする、試料中のα−フルクトシルペプチド測定用試薬キット。
    (1)(a)〜(f)のいずれか1以上を含む糖化ペプチドを酸化して、過酸化水素を生成する作用を有するアマドリアーゼ、及び
    (2)過酸化水素を測定するための試薬。
    (a)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシン(αF3P)、
    (b)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニン(αF4P)、
    (c)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリン(αF5P)、
    (d)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミン酸(αF6P)、
    (e)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジン(αF8P)、
    (f)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシン(αF16P)
  13. アマドリアーゼがさらにα−フルクトシルバリン(αF1P)またはα−フルクトシルバリルヒスチジン(αF2P)を酸化して、過酸化水素を生成する作用を有するものである、請求項11または12に記載のキット。
  14. 以下の(1)〜(3)の成分を含むことを特徴とする、試料中のヘモグロビンA1cの測定用試薬キット。
    (1)HbA1cのβ鎖を加水分解し、以下のαF3P〜αF16Pのいずれか1以上を含む糖化ペプチドを遊離するプロテアーゼ、
    (2)以下のαF3P〜αF16Pのいずれか1以上を酸化して、過酸化水素を生成する作用を有するアマドリアーゼ、及び
    (3)過酸化水素を測定するための試薬。
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシン(αF3P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニン(αF4P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリン(αF5P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミン酸(αF6P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミン酸(αF7P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジン(αF8P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリン(αF9P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニン(αF10P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリン(αF11P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニン(αF12P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニン(αF13P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシン(αF14P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトファン(αF15P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシン(αF16P)
  15. 以下の(1)〜(3)の成分を含むことを特徴とする、試料中のヘモグロビンA1cの測定用試薬キット。
    (1)HbA1cのβ鎖を加水分解し、(a)〜(f)のいずれか1以上を含む糖化ペプチドを遊離するプロテアーゼ、
    (2)(a)〜(f)のいずれか1以上を含む糖化ペプチドを酸化して、過酸化水素を生成する作用を有するアマドリアーゼ、及び
    (3)過酸化水素を測定するための試薬。
    (a)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシン(αF3P)、
    (b)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニン(αF4P)、
    (c)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリン(αF5P)、
    (d)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミン酸(αF6P)、
    (e)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジン(αF8P)、
    (f)α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシン(αF16P)
  16. (1)プロテアーゼがさらに、HbA1cのβ鎖を加水分解してα−フルクトシルバリン(αF1P)またはα−フルクトシルバリルヒスチジン(αF2P)を遊離するものであり、(2)アマドリアーゼがさらにα−フルクトシルバリン(αF1P)またはα−フルクトシルバリルヒスチジン(αF2P)を酸化して、過酸化水素を生成する作用を有するものである、請求項14または15に記載のキット。
  17. アマドリアーゼがコニオカエタ(Coniochaeta)属、ユーペニシリウム(Eupenicillium)属、ピレノケータ(Pyrenochaeta)属、アルスリニウム(Arthrinium)属、カーブラリア(Curvularia)属、ネオコスモスポラ(Neocosmospora)属、クリプトコッカス(Cryptococcus)属、フェオスフェリア(Phaeosphaeria)属、アスペルギルス(Aspergillus)属、エメリセラ(Emericella)属、ウロクラディウム(Ulocladium)属、またはペニシリウム(Penicillium)属由来である、請求項11〜16のいずれか1項に記載のキット。
  18. アマドリアーゼが、以下からなる群より選択されるアマドリアーゼである、請求項11〜16のいずれか1項に記載のキット。
    (i) 配列番号141に示すアミノ酸配列に1又は数個のアミノ酸の置換、欠失又は付加がなされたアミノ酸配列を有するアマドリアーゼ。
    (ii) 前記(i)のアマドリアーゼにおいて、当該アマドリアーゼの全長アミノ酸配列が配列番号141のアミノ酸配列と70%以上の配列同一性を有し、配列番号141の第10位〜32位、36〜41位、49〜52位、54〜58位、73〜75位、84〜86位、88〜90位、120〜122位、145〜150位、156〜162位、164〜170位、180〜182位、202〜205位、207〜211位、214〜224位、227〜230位、236〜241位、243〜248位、258〜261位、266〜268位、270〜273位、275〜287位、295〜297位、306〜308位、310〜316位、324〜329位、332〜334位、341〜344位、346〜355位、357〜363位、370〜383位、385〜387位、389〜394位、405〜410位及び423〜431位のアミノ酸配列からなる相同性領域におけるアミノ酸配列と当該アマドリアーゼの対応する位置の相同性領域におけるアミノ酸配列とが90%以上の配列同一性を有するアマドリアーゼ。
  19. 以下のαF1P〜αF32Pのいずれか1以上を含む試料に、αF1P〜αF32Pのいずれか1以上のα−フルクトシルオリゴペプチドに作用するアマドリアーゼを作用させ、その作用によって生じる過酸化水素または消費される酸素を測定することを特徴とする、試料中のα−フルクトシルオリゴペプチドの測定方法。
    α−フルクトシルバリン(αF1P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジン(αF2P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシン(αF3P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニン(αF4P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリン(αF5P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミン酸(αF6P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミン酸(αF7P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジン(αF8P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリン(αF9P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニン(αF10P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリン(αF11P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニン(αF12P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニン(αF13P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシン(αF14P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトファン(αF15P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシン(αF16P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジン(αF17P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリン(αF18P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリルアスパラギン(αF19P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリルアスパラギニルバリン(αF20P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリルアスパラギニルバリルアスパルラギン酸(αF21P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリルアスパラギニルバリルアスパルチルグルタミン酸(αF22P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリルアスパラギニルバリルアスパルチルグルタミルバリン(αF23P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリルアスパラギニルバリルアスパルチルグルタミルバリルグリシン(αF24P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリルアスパラギニルバリルアスパルチルグルタミルバリルグリシルグリシン(αF25P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリルアスパラギニルバリルアスパルチルグルタミルバリルグリシルグリシルグルタミン酸(αF26P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリルアスパラギニルバリルアスパルチルグルタミルバリルグリシルグリシルグルタミルアラニン(αF27P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリルアスパラギニルバリルアスパルチルグルタミルバリルグリシルグリシルグルタミルアラニルロイシン(αF28P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリルアスパラギニルバリルアスパルチルグルタミルバリルグリシルグリシルグルタミルアラニルロイシルグリシン(αF29P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリルアスパラギニルバリルアスパルチルグルタミルバリルグリシルグリシルグルタミルアラニルロイシルグリシルアルギニン(αF30P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリルアスパラギニルバリルアスパルチルグルタミルバリルグリシルグリシルグルタミルアラニルロイシルグリシルアルギニルロイシン(αF31P)、
    α−フルクトシルバリルヒスチジルロイシルスレオニルプロリルグルタミルグルタミルリジルセリルアラニルバリルスレオニルアラニルロイシルトリプトフィルグリシルリジルバリルアスパラギニルバリルアスパルチルグルタミルバリルグリシルグリシルグルタミルアラニルロイシルグリシルアルギニルロイシルロイシン(αF32P)
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