WO2014092079A1 - 新規組換えファクターc、その製造法、およびエンドトキシンの測定法 - Google Patents

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光 水村
俊男 小田
俊一郎 川畑
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生化学工業株式会社
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    • G01N2333/96405Proteinases, i.e. endopeptidases (3.4.21-3.4.99) derived from animal tissue from non-mammals in general
    • G01N2333/96408Proteinases, i.e. endopeptidases (3.4.21-3.4.99) derived from animal tissue from non-mammals in general with EC number
    • G01N2333/96411Serine endopeptidases (3.4.21)

Definitions

  • the present invention relates to a novel recombinant factor C, a method for producing the same, and a method for measuring endotoxin.
  • Endotoxin is a lipopolysaccharide present in the outer cell wall of Gram-negative bacteria and is known as a strong pyrogen. In addition to fever, endotoxins are known to cause various pathological conditions due to bacterial infection, such as release of inflammatory cytokines accompanying macrophage activation and induction of endotoxin shock. For this reason, detection of endotoxins in pharmaceuticals including injectable pharmaceuticals, water, and medical instruments is important. Endotoxin is considered to be a major cause of shock in Gram-negative bacterial infections, and by measuring endotoxin in the blood, the presence or absence of infection and the therapeutic effect can be determined.
  • Non-Patent Document 1 a horseshoe crab blood cell extract (a horseshoe crab, amebocyte lysate, hereinafter also referred to as “lysate”) (for example, Non-Patent Document 1).
  • This method is called the Limulus test and utilizes a cascade reaction of various proteins present in the lysate, which occurs when endotoxin comes into contact with the lysate.
  • a schematic diagram of the cascade reaction is shown in FIG.
  • factor C which is a serine protease precursor present in the lysate
  • active factor C By this activated factor C, the factor B present in the lysate is activated to produce the activated factor B.
  • active factor B By this active factor B, the proclotting enzyme present in the lysate is activated to produce a clotting enzyme.
  • This clotting enzyme hydrolyzes a specific part of the coagulogen molecule present in the lysate. As a result, a coagulin gel is formed and the lysate is solidified. Therefore, endotoxin can be measured by measuring the clotting reaction of lysate.
  • the endotoxin can be measured by allowing the clotting enzyme to act on the synthetic substrate to advance the color reaction.
  • the clotting enzyme acts on the synthetic substrate t-butoxycarbonyl-leucyl-glycyl-arginyl-pNA (Boc-Leu-Gly-Arg-pNA) and hydrolyzes its amide bond to release pNA. . Therefore, when the synthetic substrate is present in the reaction system, endotoxin can be quantified by measuring the absorbance (405 nm) of the chromogenic substance (pNA).
  • Non-patent Document 2 Japanese horseshoe crab lysate
  • Patent Documents 1 and 2 examples in which factor C, factor B, and proclotting enzyme are expressed using insect cells as host cells to reconstruct a cascade reaction system are known (Patent Documents 1 and 2). However, in this reconstitution system, it is reported that the cascade reaction is suppressed by the presence of sodium chloride, magnesium sulfate, or calcium chloride in the reaction system (Patent Document 1).
  • an example of using mammalian cells as host cells is an example in which factor C derived from Singapore horseshoe crab (Carcinoscorpius rotundicauda) is expressed using COS-1, an African green monkey kidney cell line, as a host cell. It has been known. However, when COS-1 was used as a host cell, it was reported that the expressed factor C was insoluble (Non-patent Documents 3 and 4). That is, there is no known example in which functional factor C is produced using mammalian cells as host cells.
  • An object of the present invention is to provide a novel recombinant factor C of horseshoe crab and a method for producing the same.
  • an object of the present invention in one embodiment thereof, is to provide a reconstitution system for cascade reaction that is less susceptible to reaction inhibition in the presence of a salt (ion).
  • the present inventor is able to produce horseshoe crab recombinant factor C by using human cells or Chinese hamster cells as host cells, and the presence of salts (ions) by using recombinant factor C thus produced.
  • the present inventors have found that endotoxin can be measured with reduced reaction inhibition under the present invention.
  • the present invention includes the following aspects.
  • Horseshoe crab Factor C having Factor C activity [1.1.1] Factor C, having sialic acid.
  • Factor C having ( ⁇ -2,3) linked terminal sialic acid.
  • Factor C which has more ( ⁇ -2,3) -linked terminal sialic acid than natural factor C.
  • Factor C which has more ( ⁇ -2,3) -linked terminal sialic acid than factor C of horseshoe crab expressed using Sf9 as a host cell.
  • Factor C which exhibits a higher reactivity than natural factor C when lectin blotted with Macackia amurensis Agglutinin.
  • Factor C which shows a higher reactivity when compared to Factor C of horseshoe crab expressed using Sf9 as a host cell when lectin blotted with Macackia amurensis Agglutinin.
  • Factor C showing 10% or more residual activity in the presence of 21 mM sodium citrate.
  • Factor C which exhibits a residual activity of 20% or more in the presence of 21 mM sodium citrate.
  • Factor C which exhibits a residual activity of 25% or more in the presence of 52 mM sodium bicarbonate.
  • Factor C which exhibits a residual activity of 35% or more in the presence of 52 mM sodium bicarbonate.
  • Factor C which exhibits a residual activity of 25% or more in the presence of 214 mM sodium chloride.
  • Factor C which exhibits a residual activity of 35% or more in the presence of 214 mM sodium chloride.
  • Factor C which exhibits a residual activity of 15% or more in the presence of 16 mM magnesium sulfate.
  • Factor C which exhibits a residual activity of 25% or more in the presence of 16 mM magnesium sulfate.
  • Factor C which exhibits a residual activity of 35% or more in the presence of 2.5 mM calcium chloride.
  • Factor C which exhibits a residual activity of 45% or more in the presence of 2.5 mM calcium chloride.
  • Factor C which exhibits higher residual activity than Factor C and / or natural factor C of horseshoe crab expressed using Sf9 as a host cell in the presence of 21 mM sodium citrate.
  • Factor C which exhibits higher residual activity than Factor C of horseshoe crab expressed using Sf9 as a host cell and / or natural factor C in the presence of 52 mM sodium bicarbonate.
  • Factor C which exhibits higher residual activity than Factor C and / or natural factor C of horseshoe crab expressed using Sf9 as a host cell in the presence of 214 mM sodium chloride.
  • Factor C which exhibits higher residual activity than Factor C of horseshoe crab expressed using Sf9 as a host cell and / or natural factor C in the presence of 16 mM magnesium sulfate.
  • Factor C which exhibits higher residual activity than Factor C and / or natural Factor C of horseshoe crab expressed using Sf9 as a host cell in the presence of 2.5 mM calcium chloride.
  • Factor C which is a protein shown in the following (A), (B), (C), or (D): (A) a protein comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2; (B) a protein comprising an amino acid sequence containing one or several amino acid substitutions, deletions, insertions or additions in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and having factor C activity; (C) a protein comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4; (D) A protein having an activity of factor C, which comprises an amino acid sequence including substitution, deletion, insertion, or addition of one or several amino acids in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4.
  • the factor C which is a protein shown in the following (A) or (B): (A) a protein comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2; (B) A protein having an activity of factor C, which comprises an amino acid sequence including substitution, deletion, insertion, or addition of one or several amino acids in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2.
  • Factor C which is a recombinant protein.
  • Factor C wherein the molecular weight measured by non-reducing SDS-PAGE is 115 kDa to 140 kDa.
  • Factor C wherein the molecular weight measured by non-reducing SDS-PAGE is 115 kDa to 130 kDa.
  • Factor C wherein the molecular weight measured by non-reducing SDS-PAGE is 120 kDa to 130 kDa.
  • Factor C wherein the molecular weight measured by non-reducing SDS-PAGE is 120 kDa to 128 kDa.
  • Factor C wherein the molecular weight measured by non-reducing SDS-PAGE is 127 kDa ⁇ 5 kDa.
  • Factor C wherein the molecular weight measured by non-reducing SDS-PAGE is 128 kDa ⁇ 2 kDa.
  • Factor C wherein the molecular weight measured by non-reducing SDS-PAGE is 127 kDa ⁇ 2 kDa.
  • Factor C wherein the molecular weight measured by non-reducing SDS-PAGE is 126 kDa ⁇ 2 kDa.
  • Factor C wherein the molecular weight measured by non-reducing SDS-PAGE is 127 kDa ⁇ 1 kDa.
  • Factor C which is water soluble.
  • the factor C which is a culture supernatant containing factor C.
  • Factor C having the following properties (1) to (3): (1) having factor C activity; (2) The molecular weight measured by non-reducing SDS-PAGE is 115 kDa to 130 kDa; and (3) 10% or more residual activity in the presence of 21 mM sodium citrate.
  • a method of producing horseshoe crab factor C comprising expressing factor C of horseshoe crab using mammalian cells as host cells. [2.1.1] The method, wherein the mammalian cell is a mammalian cell other than COS-1. [2.1.2] The method, wherein the mammalian cell is a mammalian cell selected from the group consisting of primates and rodents. [2.1.3] The method, wherein the mammalian cell is a primate cell.
  • the method, wherein the mammalian cell is a rodent cell.
  • the method, wherein the mammalian cell is a mammalian cell selected from the group consisting of primates excluding monkeys and rodents.
  • the method, wherein the mammalian cell is a Chinese hamster cell or a human cell.
  • the method, wherein the mammalian cell is a Chinese hamster cell.
  • the method, wherein the mammalian cell is a human cell.
  • the method, wherein the mammalian cell is CHO or HEK.
  • the method, wherein the mammalian cell is CHO.
  • the method, wherein the mammalian cell is HEK.
  • the method, wherein the mammalian cell is CHO DG44 or HEK293.
  • the method, wherein the mammalian cell is CHO DG44.
  • the method, wherein the mammalian cell is HEK293.
  • the factor C is a protein shown in the following (A), (B), (C), or (D): (A) a protein comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2; (B) a protein comprising an amino acid sequence containing one or several amino acid substitutions, deletions, insertions or additions in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and having factor C activity; (C) a protein comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4; (D) A protein having an activity of factor C, which comprises an amino acid sequence including substitution, deletion, insertion, or addition of one or several amino acids in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4.
  • the factor C is a protein shown in the following (A) or (B): (A) a protein comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2; (B) A protein having an activity of factor C, which comprises an amino acid sequence including substitution, deletion, insertion, or addition of one or several amino acids in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2.
  • Horseshoe crab Factor C which can be produced by the method.
  • Factor C having the activity of factor C.
  • Factor C having sialic acid.
  • Factor C having ( ⁇ -2,3) linked terminal sialic acid.
  • Factor C which has more ( ⁇ -2,3) -linked terminal sialic acid than natural factor C.
  • Factor C which has more ( ⁇ -2,3) -linked terminal sialic acid than factor C of horseshoe crab expressed using Sf9 as a host cell.
  • Factor C which exhibits higher reactivity compared to natural factor C when lectin blotted with Macackia amurensis Agglutinin.
  • Factor C which shows a higher reactivity when compared to Factor C of horseshoe crab expressed using Sf9 as a host cell when lectin blotted with Macackia amurensis Agglutinin
  • Factor C showing 10% or more residual activity in the presence of 21 mM sodium citrate.
  • Factor C which exhibits a residual activity of 20% or more in the presence of 21 mM sodium citrate.
  • Factor C which exhibits a residual activity of 25% or more in the presence of 52 mM sodium bicarbonate.
  • Factor C which exhibits a residual activity of 35% or more in the presence of 52 mM sodium bicarbonate.
  • Factor C which exhibits a residual activity of 25% or more in the presence of 214 mM sodium chloride.
  • Factor C which exhibits a residual activity of 35% or more in the presence of 214 mM sodium chloride.
  • Factor C which exhibits a residual activity of 15% or more in the presence of 16 mM magnesium sulfate.
  • Factor C which exhibits a residual activity of 25% or more in the presence of 16 mM magnesium sulfate.
  • Factor C which exhibits a residual activity of 35% or more in the presence of 2.5 mM calcium chloride.
  • Factor C which exhibits a residual activity of 45% or more in the presence of 2.5 mM calcium chloride.
  • Factor C which exhibits higher residual activity than Factor C and / or natural factor C of horseshoe crab expressed using Sf9 as a host cell in the presence of 21 mM sodium citrate.
  • Factor C which exhibits higher residual activity than Factor C of horseshoe crab expressed using Sf9 as a host cell and / or natural factor C in the presence of 52 mM sodium bicarbonate.
  • Factor C which exhibits higher residual activity than Factor C and / or natural factor C of horseshoe crab expressed using Sf9 as a host cell in the presence of 214 mM sodium chloride.
  • Factor C which exhibits higher residual activity than Factor C of horseshoe crab expressed using Sf9 as a host cell and / or natural factor C in the presence of 16 mM magnesium sulfate.
  • Factor C which exhibits higher residual activity than Factor C and / or natural Factor C of horseshoe crab expressed using Sf9 as a host cell in the presence of 2.5 mM calcium chloride.
  • Factor C which is a recombinant protein.
  • Factor C wherein the molecular weight measured by non-reducing SDS-PAGE is 115 kDa to 140 kDa.
  • Factor C wherein the molecular weight measured by non-reducing SDS-PAGE is 115 kDa to 130 kDa.
  • Factor C wherein the molecular weight measured by non-reducing SDS-PAGE is 120 kDa to 130 kDa.
  • the measuring agent wherein the factor B is a protein shown in the following (E) or (F), and the proclotting enzyme is a protein shown in the following (G) or (H): (E) a protein comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6; (F) a protein comprising an amino acid sequence containing one or several amino acid substitutions, deletions, insertions or additions in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6 and having factor B activity; (G) a protein comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 8; (H) A protein comprising an amino acid sequence containing one or several amino acid substitutions, deletions, insertions or additions in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 8, and having a proclotting enzyme activity.
  • a kit for measuring endotoxin comprising the measurement agent.
  • a method for measuring endotoxin in a test sample comprising the step of mixing the measurement agent and a test sample, and measuring the progress of a cascade reaction. [6.1.1] The method, wherein the test sample contains ions. [6.1.2] The method, wherein the test sample contains a cation. [6.1.3] The method, wherein the test sample contains a metal ion. [6.1.4] The method, wherein the test sample contains an alkali metal ion or an alkaline earth metal ion. [6.1.5] The method, wherein the test sample contains an alkali metal ion.
  • test sample contains an alkaline earth metal ion.
  • test sample contains one or more ions selected from the group consisting of sodium ions, potassium ions, calcium ions, and magnesium ions.
  • test sample contains sodium ions.
  • test sample contains potassium ions.
  • test sample contains calcium ions.
  • test sample contains magnesium ions.
  • the content of ions in the test sample is such that the concentration of cations derived from the test sample is 1 mM or more as the final concentration in the reaction system after mixing the test sample and the measuring agent. , Said method.
  • the content of ions in the test sample is such that the concentration of cations derived from the test sample is 2 mM or more as the final concentration in the reaction system after mixing the test sample and the measuring agent. , Said method.
  • the content of ions in the test sample is such that the concentration of cations derived from the test sample is 5 mM or more as the final concentration in the reaction system after mixing the test sample and the measuring agent. , Said method.
  • the content of ions in the test sample is such that the concentration of cations derived from the test sample is 10 mM or more as the final concentration in the reaction system after mixing the test sample and the measuring agent. , Said method.
  • the content of ions in the test sample is such that the concentration of cations derived from the test sample is 20 mM or more as the final concentration in the reaction system after mixing the test sample and the measurement agent. , Said method.
  • the content of ions in the test sample is such that the concentration of cations derived from the test sample is 50 mM or more as the final concentration in the reaction system after mixing the test sample and the measuring agent. , Said method.
  • the content of ions in the test sample is such that the concentration of cations derived from the test sample is 100 mM or more as the final concentration in the reaction system after mixing the test sample and the measuring agent. , Said method.
  • the test sample is one selected from the group consisting of sodium chloride, magnesium sulfate, sodium bicarbonate, sodium citrate, calcium chloride, potassium chloride, sodium iotalamate, disodium calcium edetate, and sodium dihydrogen phosphate. Or said process comprising more salts.
  • the method, wherein the test sample contains sodium chloride.
  • test sample contains magnesium sulfate.
  • test sample contains sodium bicarbonate.
  • test sample contains sodium citrate.
  • test sample contains calcium chloride.
  • test sample contains potassium chloride.
  • test sample contains sodium iotaramate.
  • test sample contains calcium disodium edetate.
  • test sample contains sodium dihydrogen phosphate.
  • the salt content in the test sample is such that the concentration of the salt derived from the test sample is 1 mM or more as the final concentration in the reaction system after mixing the test sample and the measurement agent. , Said method.
  • the salt content in the test sample is such that the concentration of the salt derived from the test sample is 2 mM or more as the final concentration in the reaction system after mixing the test sample and the measurement agent. , Said method.
  • the salt content in the test sample is such that the concentration of the salt derived from the test sample is 5 mM or more as the final concentration in the reaction system after mixing the test sample and the measurement agent. , Said method.
  • the salt content in the test sample is such that the concentration of the salt derived from the test sample is 10 mM or more as the final concentration in the reaction system after mixing the test sample and the measurement agent. , Said method.
  • the salt content in the test sample is such that the concentration of the salt derived from the test sample is 20 mM or more as the final concentration in the reaction system after mixing the test sample and the measurement agent. , Said method.
  • the salt content in the test sample is such that the concentration of the salt derived from the test sample is 50 mM or more as the final concentration in the reaction system after mixing the test sample and the measurement agent. , Said method.
  • the salt content in the test sample is such that the concentration of the salt derived from the test sample is 100 mM or more as the final concentration in the reaction system after mixing the test sample and the measurement agent.
  • Said method including the process of adding the substrate for detecting progress of a cascade reaction to a reaction system.
  • the said method including the process of calculating the amount of endotoxins in a test sample.
  • the figure which shows the cascade reaction system of a Limulus test A photograph showing the results of Western blotting under non-reducing conditions of four types of factor C (Sf9, CHO, HEK, TAL) derived from Japanese horseshoe crab Tachypleus tridentatus. A photograph (SDS-PAGE) showing the molecular weights of natural factor C (TAL) and recombinant factor C (CHO) derived from the Japanese horseshoe crab Tachypleus tridentatus.
  • the figure which shows a reconstruction cascade reaction system The figure which shows a reconstruction cascade reaction system.
  • the figure which shows the activity of four types of factor C (Sf9, CHO, HEK, TAL) derived from Japanese horseshoe crab Tachypleus tridentatus.
  • the figure which shows the activity inhibition by various injections of four types of factor C (Sf9, CHO, HEK, TAL) derived from Japanese horseshoe crab Tachypleus tridentatus.
  • the underline indicates a consensus sequence where N-type glycosylation can occur.
  • the underline indicates a consensus sequence where N-type glycosylation can occur.
  • the schematic diagram which shows the reaction site
  • a photograph (SDS-PAGE) showing the molecular weights of four types of purified factor C derived from the Japanese horseshoe crab Tachypleus tridentatus.
  • Factor C of the present invention is a factor C derived from horseshoe crab.
  • Factor C of the present invention is a recombinant protein.
  • “Recombinant protein” refers to a protein obtained by introducing a gene encoding a protein into a host cell and heterologously expressing it.
  • Factor C of the present invention has factor C activity.
  • horseshoe crab Japanese horseshoe crab Tachypleus tridentatus, American horseshoe crab Limulus ⁇ polyphemus, Southeast Asia (Singapore) horseshoe crab Carcinos corpius rot und corp rot Tachypleus gigas, a horseshoe crab from Japan.
  • the amino acid sequence of Takipreus tridentus factor C is shown in SEQ ID NO: 2.
  • the base sequence of the gene encoding Factor C of Tachypreus tridentatus is shown in SEQ ID NO: 1.
  • the amino acid sequence of Factor C of Carcinoscorpius rotundicauda is shown in SEQ ID NO: 4.
  • the base sequence of the gene encoding Factor C of Carcinoscorpius rotundicauda is shown in SEQ ID NO: 3.
  • the factor C of the present invention may be modified with an N-type sugar chain.
  • An N-type sugar chain refers to a sugar chain bound to an asparagine residue of a protein.
  • Takipreus tridentus factor C and Carcinoscorpius rotundicauda factor C conserve amino acid residues that can undergo N-type sugar chain modification.
  • the alignment of both factors C and the consensus sequence (Asn-Xaa-Ser / Thr (Xaa is an arbitrary amino acid residue)) that can cause N-type sugar chain modification are shown in FIGS. Therefore, in particular, the factor C of Carcinos corpius rotundicauda is considered to be a suitable factor C like the factor C of Tachypreus tridentatus.
  • the factor C of the present invention may have sialic acid.
  • sialic acid examples include N-acetylneuraminic acid (Neu5Ac) and N-glycolylneuraminic acid (Neu5Gc). “Having sialic acid” means that sialic acid is bound to factor C of the present invention.
  • Sialic acid may be bound directly to Factor C or indirectly.
  • sialic acid may be indirectly bound to factor C by binding of a sugar chain containing sialic acid to factor C.
  • the sialic acid may be, for example, an ( ⁇ -2,3) -linked sialic acid, and more specifically a ( ⁇ -2,3) -linked terminal sialic acid.
  • ( ⁇ -2,3) -linked sialic acid refers to sialic acid bonded to a sugar with an ( ⁇ -2,3) glycosidic bond.
  • ( ⁇ -2,3) -linked terminal sialic acid refers to a sialic acid that binds to a sugar via an ( ⁇ -2,3) glycoside bond and is located at the end of the sugar chain.
  • sugar chains include N-type sugar chains.
  • Sialic acid can be added to factor C by, for example, expressing factor C in a host cell that can add sialic acid-containing sugar chains to the protein by post-translational modification. Such host cells include mammalian cells.
  • Sialic acid can be detected by, for example, sugar chain analysis. Sugar chain analysis can be performed by a known method.
  • sugar chains can be analyzed using lectins and sugar chain antibodies.
  • ( ⁇ -2,3) -linked terminal sialic acid can be specifically detected by performing lectin blotting using Maackia ⁇ amurensis Agglutinin (MAM).
  • MAM Maackia ⁇ amurensis Agglutinin
  • the factor C of the present invention may have more sialic acid than the control factor C. “Having more sialic acid compared to factor C of the control” means that the amount of sialic acid bound to factor C of the present invention is converted to the number of molecules of sialic acid per molecule of factor C. It is larger than the amount of sialic acid bound to Factor C.
  • the amount of sialic acid bound to Factor C of the present invention is 1.1 times or more of the amount of sialic acid bound to Factor C, in terms of the number of molecules of sialic acid per Factor C molecule. 1.2 times or more, 1.3 times or more, 1.5 times or more, 2.0 times or more, 2.5 times or more, or 3.0 times or more.
  • Control factor C includes recombinant factor C expressed in insect cell Sf9 and natural factor C.
  • Factor C expressed with Sf9 as a host cell refers to factor C obtained by expressing Sf9 as a host cell with a gene encoding factor C having the same amino acid sequence as the factor C of the present invention.
  • Natural factor C refers to factor C separated and purified from horseshoe crab lysate. Natural factor C may be factor C isolated and purified from horseshoe crab lysate from which factor C of the present invention is derived.
  • the factor C of the present invention is a recombinant factor C of Tachypleus tridentus or a variant thereof
  • the natural factor C is a factor C separated and purified from a lysate of Tachypreus tridentatus. Good.
  • the amount of sialic acid can be determined, for example, by sugar chain analysis.
  • Sugar chain analysis can be performed by a known method.
  • sugar chains can be analyzed using lectins and sugar chain antibodies.
  • ( ⁇ -2,3) -linked terminal sialic acid can be specifically quantified by performing lectin blotting using Maackia ⁇ amurensis Agglutinin (MAM).
  • the factor C of the present invention may show a higher reactivity when lectin blotting is performed with MAM than the control factor C.
  • “It shows high reactivity when lectin blotting is performed with MAM compared to control factor C” means that lectin blotting with MAM is equivalent to the same amount of factor C of the present invention and control factor C, respectively.
  • the detection intensity of the factor C spot of the present invention (the degree of color development, etc.) is higher than the detection intensity of the control factor C spot.
  • the factor C of the present invention may not have a His tag added to the C-terminus.
  • the factor C of the present invention may be one in which no V5 tag is added to the C-terminus.
  • the factor C of the present invention may be one in which no peptide is added to the C-terminus.
  • the factor C of the present invention may be one in which no peptide is added to the N-terminus.
  • Factor C of the present invention may be one to which no peptide is added at both ends.
  • the factor C of the present invention may be a variant of the above-described various horseshoe crab factor C, for example, a protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or 4, as long as it has factor C activity.
  • Variants include, for example, the factor C homologues and artificial modifications. It should be noted that the variant amino acid sequence need not actually be found in horseshoe crabs. That is, Factor C “of horseshoe crab / derived from horseshoe crab” includes variants of factor C found in horseshoe crab that have an amino acid sequence not found in horseshoe crab.
  • Factor C activity refers to an activity that becomes active in the presence of endotoxin and changes factor B to an active form. “Having factor C activity” means, for example, that the progress of the cascade reaction is detected in the presence of endotoxin when factor C of the present invention is combined with a suitable factor B and a suitable proclotting enzyme. Can be confirmed.
  • the protein of SEQ ID NO: 6 can be used as a suitable factor B
  • the protein of SEQ ID NO: 8 can be used as a suitable proclotting enzyme.
  • the progress of the cascade reaction can be measured using a detection substrate described later.
  • Factor C of the present invention is one or several at one or several positions in the amino acid sequence of Factor C as described above, for example, the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or 4, as long as it has Factor C activity.
  • a protein having a sequence containing amino acid substitutions, deletions, insertions or additions may be used.
  • the “one or several” differs depending on the position of the amino acid residue in the three-dimensional structure of the protein and the type of amino acid residue, but specifically preferably 1 to 20, more preferably 1 to 10, More preferably, it means 1 to 5, particularly preferably 1 to 3.
  • One or several amino acid substitutions, deletions, insertions or additions described above are conservative mutations in which the function of the protein is maintained normally. A typical conservative mutation is a conservative substitution.
  • Conservative substitution means, for example, when a substitution site is an aromatic amino acid, between Phe, Trp, and Tyr, and when a substitution site is a hydrophobic amino acid, between Leu, Ile, and Val, a polar amino acid Is an amino acid having a hydroxyl group between Gln and Asn, in the case of a basic amino acid, between Lys, Arg, and His, and in the case of an acidic amino acid, between Asp and Glu. In some cases, it is a mutation that substitutes between Ser and Thr.
  • substitutions considered as conservative substitutions include substitution from Ala to Ser or Thr, substitution from Arg to Gln, His or Lys, substitution from Asn to Glu, Gln, Lys, His or Asp, Asp to Asn, Glu or Gln, Cys to Ser or Ala, Gln to Asn, Glu, Lys, His, Asp or Arg, Glu to Gly, Asn, Gln, Lys or Asp Substitution, Gly to Pro substitution, His to Asn, Lys, Gln, Arg or Tyr substitution, Ile to Leu, Met, Val or Phe substitution, Leu to Ile, Met, Val or Phe substitution, Substitution from Lys to Asn, Glu, Gln, His or Arg, substitution from Met to Ile, Leu, Val or Phe, substitution from Phe to Trp, Tyr, Met, Ile or Leu, Ser to Thr or Ala Substitution, substitution from Trp to Phe or Tyr, substitution
  • the factor C of the present invention is 80% or more, preferably 90% or more, more preferably 95% with respect to the whole amino acid sequence of the above factor C, for example, the entire amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or 4. As described above, it may be a protein having a homology or identity of 97% or more, particularly preferably 99% or more, and having factor C activity.
  • the gene encoding factor C of the present invention is not particularly limited as long as it encodes factor C of the present invention as described above.
  • the gene encoding factor C of the present invention hybridizes under stringent conditions with a probe that can be prepared from a known gene sequence, for example, a complementary sequence to the whole or a part of the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 or 3. It may be DNA encoding a protein having factor C activity.
  • stringent conditions refers to conditions under which so-called specific hybrids are formed and non-specific hybrids are not formed.
  • highly homologous DNAs for example, 80% or more, preferably 90% or more, more preferably 95% or more, more preferably 97% or more, particularly preferably 99% or more DNAs having homology.
  • the gene encoding factor C of the present invention may be one in which an arbitrary codon is replaced with an equivalent codon.
  • the gene encoding factor C of the present invention may be modified to optimize codon combinations for expression in mammalian cells. The optimization can be performed using, for example, a general contract service.
  • the gene encoding factor C of the present invention may be a DNA variant whose codon combination is optimized for expression in mammalian cells.
  • Factor C of the present invention may have a molecular weight measured by non-reducing SDS-PAGE of 115 kDa to 140 kDa, 115 kDa to 130 kDa, 120 kDa to 130 kDa, or 120 kDa to 128 kDa.
  • the factor C of the present invention may have a molecular weight measured by non-reducing SDS-PAGE of 127 kDa ⁇ 5 kDa, 128 kDa ⁇ 2 kDa, 127 kDa ⁇ 2 kDa, 126 kDa ⁇ 2 kDa, or 127 kDa ⁇ 1 kDa.
  • the factor C of the present invention may have a molecular weight of 128 kDa or 126 kDa as measured by non-reducing SDS-PAGE.
  • the factor C of the present invention may have a property that it is difficult to receive activity inhibition by ions. “Having the property of being less susceptible to activity inhibition by ions” means that the factor C of the present invention exhibits a higher residual activity in the presence of ions as compared to the factor C of the control.
  • the control factor C include recombinant factor C expressed in insect cells Sf9 and natural factor C. “Showing high residual activity” is not particularly limited as long as the residual activity of the factor C of the present invention is higher than the residual activity of the control factor C. For example, the residual activity of the factor C of the present invention is the same as that of the control factor C.
  • the property of being less susceptible to the inhibition of activity by ions for example, the property of showing a high residual activity in the presence of 21 mM sodium citrate, compared with the control factor C, 52 mM sodium bicarbonate Properties exhibiting high residual activity in the presence, properties exhibiting high residual activity in the presence of 214 mM sodium chloride, properties exhibiting high residual activity in the presence of 16 mM magnesium sulfate, and in the presence of 2.5 mM calcium chloride The property which shows high residual activity is mentioned.
  • the “characteristic that is difficult to inhibit the activity by ions” specifically, for example, a property that exhibits a residual activity of 10% or more or 20% or more in the presence of 21 mM sodium citrate, 52 mM sodium bicarbonate Properties exhibiting 25% or more or 35% or more residual activity in the presence, properties exhibiting 25% or more or 35% or more residual activity in the presence of 214 mM sodium chloride, 15% or more in the presence of 16 mM magnesium sulfate Or the property which shows 25% or more residual activity and the property which shows 35% or more or 45% or more residual activity in presence of 2.5 mM calcium chloride are also mentioned.
  • Factor C of the present invention may have one of these properties, and may have two or more of these properties.
  • the “residual activity” is the ion concentration when the reactivity when the endotoxin added to the water for injection (endotoxin concentration 0.05 EU / mL) is used as the measurement sample in the assay system shown in FIG. It is shown as a relative value (%) of the reactivity when an endotoxin added to a test sample containing (endotoxin concentration 0.05 EU / mL) is used as a measurement sample.
  • the factor C of the present invention may be water-soluble.
  • water-soluble as used herein means that when the factor C of the present invention is expressed in a suitable host cell, the expressed factor C is detected in the soluble fraction. “Detected in the soluble fraction” may be that 20% or more, 50% or more, 80% or more, 90% or more, or 95% or more of the expressed factor C is detected in the soluble fraction. .
  • Factor C of the present invention can be produced, for example, by expressing mammalian cells as host cells. That is, the present invention provides a method for producing factor C of horseshoe crab, which comprises expressing factor C of horseshoe crab using mammalian cells as host cells. This method is also referred to as “the production method of the present invention”. Factor C that can be produced by the production method of the present invention is an embodiment of Factor C of the present invention.
  • Mammalian cells are not particularly limited as long as they can functionally express horseshoe crab factor C. “Functionally expressed” means that the expressed factor C exhibits the activity of factor C.
  • the mammalian cell may be a mammalian cell other than a COS-1 cell.
  • the mammalian cell is preferably a mammalian cell selected from the group consisting of rodents and primates. Examples of rodents include, but are not limited to, Chinese hamsters, hamsters, mice, rats, and guinea pigs. Of these, Chinese hamsters are preferred. Examples of Chinese hamster cells include a Chinese hamster ovary-derived cell line (CHO). Examples of CHO include CHO DG44 and CHO K1.
  • a primate A human, a monkey, and a chimpanzee are mentioned.
  • the primate may be a primate other than a monkey.
  • humans are preferred.
  • human cells include a human embryonic kidney cell-derived cell line (HEK).
  • HEK includes HEK293.
  • Mammalian cells can express factor C by retaining a gene encoding factor C.
  • the gene encoding factor C only needs to be retained so that it can be expressed under the control of a promoter that functions in the cells.
  • the gene encoding factor C may be present on a vector that autonomously replicates outside the chromosome, such as a plasmid, or may be introduced on the chromosome. There is no particular limitation on the method for introducing a gene encoding Factor C into mammalian cells. Examples of the vector that autonomously replicates outside the chromosome include pCA7 (MakotodaTakeda, et al., J. Viol.
  • a gene encoding factor C can be introduced onto the chromosome of a mammalian cell using a pCI-neo vector (Promega). Mammalian cells may have only one copy of the gene encoding factor C, or may have two or more copies.
  • the culture conditions for culturing mammalian cells are not particularly limited as long as the mammalian cells can proliferate, and the conditions usually used for culturing mammalian cells can be appropriately modified as necessary.
  • a medium usually used for culturing mammalian cells can be used.
  • RPMI1640 medium Sigma
  • DMEM medium Sigma
  • the culture can be performed, for example, by static culture at 36 ° C. to 38 ° C. and 5% CO 2 supply.
  • the expression of functional factor C can be confirmed by measuring the activity of factor C.
  • the expression of factor C can also be confirmed by measuring the amount of mRNA transcribed from the gene encoding factor C, or by detecting factor C by Western blotting using an antibody.
  • the expressed factor C is recovered as a solution containing factor C and can be used as a component of the endotoxin assay agent of the present invention.
  • the solution containing Factor C can be, for example, a culture solution, a culture supernatant, a cell disruption extract, or a mixture thereof.
  • Factor C may be used after being purified to a desired degree, or may be used without being purified. In the present invention, even if the cell culture supernatant containing the expressed factor C is used as it is without purifying the factor C, sufficient endotoxin measurement ability can be obtained.
  • Factor C can be purified by, for example, a known method used for protein purification.
  • factor C can also be purified by affinity chromatography using affinity for the tag.
  • the solution containing Factor C may be used after being filtered, for example. For example, a 0.22 ⁇ m filter can be used as the filter.
  • Endotoxin measuring agent of the present invention Factor C of the present invention can be used for measuring endotoxin. That is, this invention provides the endotoxin measuring agent containing the factor C of this invention. The same endotoxin measuring agent is also referred to as “the endotoxin measuring agent of the present invention”.
  • the endotoxin measuring agent of the present invention may further contain a factor other than factor C, depending on the measurement mode of endotoxin.
  • factor C of the present invention can be used for measuring endotoxin in combination with factor B and a proclotting enzyme.
  • the endotoxin measuring agent of the present invention is an endotoxin measuring agent comprising the factor C, factor B and the proclotting enzyme of the present invention.
  • endotoxin can be measured by detecting the clotting enzyme, which is the final product of the cascade reaction.
  • the factor B and proclotting enzyme included in one embodiment of the endotoxin assay agent of the present invention are also referred to as the factor B of the present invention and the proclotting enzyme of the present invention, respectively.
  • endotoxin can also be measured by detecting an intermediate stage of the cascade reaction.
  • the endotoxin measuring agent of this invention should just contain the factor concerned by the said intermediate stage.
  • the endotoxin assay agent of the present invention may contain factor C.
  • the factor B of the present invention is a factor B derived from horseshoe crab.
  • the proclotting enzyme of the present invention is a proclotting enzyme derived from horseshoe crab.
  • horseshoe crab Japanese horseshoe crab Tachypleus tridentatus, American horseshoe crab Limulus ⁇ polyphemus, Southeast Asia (Singapore) horseshoe crab Carcinos corpius rot und corp rot Tachypleus gigas, a horseshoe crab from Japan.
  • the amino acid sequences of Takipreus tridentus factor B and proclotting enzyme are shown in SEQ ID NOs: 6 and 8, respectively.
  • the base sequences of the genes encoding Takipreus tridentus factor B and proclotting enzyme are shown in SEQ ID NOs: 5 and 7, respectively.
  • Factor B of the present invention may be a factor B of the above various horseshoe crab, for example, a protein variant having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6, as long as it has factor B activity.
  • Variants include, for example, the factor B homologues and artificial variants.
  • the gene encoding the factor B of the present invention is not particularly limited as long as it encodes the factor B of the present invention as described above.
  • the factor B and the variant of the gene encoding it the above description regarding the factor C and the variant of the gene encoding it can be applied mutatis mutandis.
  • the activity of factor B refers to an activity that becomes active in the presence of active factor C and changes the proclotting enzyme to an active clotting enzyme. “Having factor B activity” means, for example, that the progress of a cascade reaction is detected in the presence of endotoxin when factor B of the present invention is combined with a suitable factor C and a suitable proclotting enzyme. Can be confirmed.
  • the protein of SEQ ID NO: 2 can be used as a suitable factor C
  • the protein of SEQ ID NO: 8 can be used as a suitable proclotting enzyme.
  • the progress of the cascade reaction can be measured using a detection substrate described later.
  • the proclotting enzyme of the present invention may be any of the above various horseshoe crab proclotting enzymes, for example, a protein variant having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 8, as long as it has the activity of the proclotting enzyme.
  • Variants include, for example, homologues of the above-mentioned proclotting enzyme and artificial modifications.
  • the gene encoding the proclotting enzyme of the present invention is not particularly limited as long as it encodes the proclotting enzyme of the present invention as described above.
  • the proclotting enzyme and the variant of the gene encoding it the above-mentioned description regarding the factor C and the variant of the gene encoding it can be applied mutatis mutandis.
  • the activity of the proclotting enzyme refers to an activity that becomes an active clotting enzyme in the presence of the active factor B and reacts with a detection substrate described later.
  • the activity that reacts with the detection substrate includes, for example, the activity that reacts with coagulogen to cause coagulation, the general formula XYZ (wherein X is a protecting group, Y is a peptide, Z is Y An activity that releases a dye Z by reacting with a substrate represented by an amide-bonded dye (for example, an activity that reacts with Boc-Leu-Gly-Arg-pNA to release pNA).
  • “Having proclotting enzyme activity” means, for example, that when the proclotting enzyme of the present invention is combined with a suitable factor C and a suitable factor B, the progress of the cascade reaction is detected in the presence of endotoxin. This can be confirmed.
  • the protein of SEQ ID NO: 2 can be used as a suitable factor C
  • the protein of SEQ ID NO: 6 can be used as a suitable factor B.
  • the progress of the cascade reaction can be measured using a detection substrate described later.
  • any peptide or the like may be added thereto.
  • Such peptides include tag sequences such as His tags and V5 tags.
  • the factor B of the present invention and / or the proclotting enzyme of the present invention has no His tag added to the C terminus and no V5 tag added to the C terminus, similar to the factor C of the present invention. May be one in which no peptide is added to the C-terminus, one in which no peptide is added to the N-terminus, or one in which no peptide is added to both ends.
  • the gene encoding the factor B of the present invention and / or the gene encoding the proclotting enzyme of the present invention may be obtained by replacing an arbitrary codon with an equivalent codon.
  • the gene encoding factor B of the present invention and / or the gene encoding the proclotting enzyme of the present invention may be modified to optimize codon combinations for expression in host cells.
  • Examples of DNA that encodes Factor B of SEQ ID NO: 6 and whose codon combination is optimized for expression in insect cells include DNA of SEQ ID NO: 9.
  • the gene encoding the factor B of the present invention and / or the gene encoding the proclotting enzyme of the present invention may be a DNA variant whose codon combination is optimized for expression in a host cell.
  • the factor B of the present invention and the proclotting enzyme of the present invention may be naturally obtained or may be a recombinant protein.
  • Natural factor B and natural proclotting enzyme can be obtained from the blood cell extracts of various horseshoe crabs, respectively. These factors can be used after being purified to a desired degree. Purification can be carried out, for example, by a known method (Nakamura T. et al., J Biochem. 1986 Mar; 99 (3): 847-57.).
  • the recombinant factor B and the recombinant proclotting enzyme can be obtained by expressing each in a host cell.
  • the host cell is not particularly limited as long as each factor can be expressed.
  • the host cell for example, those usually used for the expression of heterologous proteins can be used.
  • Examples of host cells include insect cells, animal cells, plant cells, yeast cells, and bacterial cells. Among these, eukaryotic cells are preferable from the viewpoint of post-translational modification, and specifically, insect cells and animal cells are more preferable.
  • animal cells include mammalian cells.
  • animal cells such as mammalian cells
  • the above description of the production of factor C of the present invention can be applied mutatis mutandis to the production of factor B and proclotting enzyme.
  • insect cells examples include Sf9, Sf21, SF +, and High-Five.
  • Sf9 is preferable.
  • each factor can be expressed by infecting insect cells with a virus incorporating a gene encoding each factor (also referred to as “virus method”).
  • each factor can be expressed by introducing a vector incorporating a gene encoding each factor into an insect cell and incorporating the gene on the host cell chromosome (also referred to as “stable expression cell line method”). .
  • the virus used in the virus method is not particularly limited as long as it can infect insect cells and express each factor, and those normally used for protein expression in insect cells can be suitably used.
  • a virus includes baculovirus.
  • the baculovirus is preferably a nuclear polyhedrosis virus (NPV).
  • NPV nuclear polyhedrosis virus
  • examples of NPV include AcNPV (Autographa californica NPV) and BmNPV (Bombyx mori NPV).
  • NPV nuclear polyhedrosis virus
  • AcNPV Autographa californica NPV
  • BmNPV Bacillus NPV
  • AcNPV AcNPV is preferable.
  • Nucleic acid can be introduced into a virus by a conventional method, for example, by homologous recombination using a transfer vector.
  • transfer vectors include pPSC8 (Protein Sciences), pFastBac (Life technologies), and pVL1393 (Pharmingen).
  • pPSC8 is preferable.
  • insect cells that retain the virus and express each factor can be obtained.
  • ⁇ Stable expression cell line method By integrating a gene encoding each factor into the chromosome of an insect cell, a stable expression cell line that stably expresses each factor can be obtained.
  • the construction method of the stable expression cell line is not particularly limited, and can be performed by a conventional method.
  • a stable expression cell line can be constructed according to the manual using pIZ-V5 (Life Technologies Corporation).
  • the culture conditions for culturing insect cells are not particularly limited as long as the insect cells can proliferate, and the conditions usually used for culturing insect cells can be appropriately modified as necessary.
  • a medium usually used for culturing insect cells can be used as the medium.
  • examples of such a medium include a commercially available serum-free medium for insect cells. Specifically, Sf900III serum-free medium (Life Technologies Corporation) or the like can be suitably used.
  • the culture can be performed, for example, by shaking culture at 27 ° C. to 28 ° C.
  • each factor is expressed can be confirmed by measuring the activity of each factor. Whether each factor is expressed can also be confirmed by measuring the amount of mRNA transcribed from the gene encoding each factor, or by detecting each factor by Western blotting using an antibody.
  • Each expressed factor can be recovered as a solution containing each factor and used as a component of the endotoxin assay agent of the present invention.
  • the solution containing each factor can be, for example, a culture solution, a culture supernatant, a cell disruption extract, or a mixture thereof.
  • Each factor may be used after being purified to a desired degree, or may be used without being purified. In the present invention, sufficient endotoxin measurement ability can be obtained even if the cell culture supernatant containing each expressed factor is used as it is without purifying each factor.
  • each factor can be purified by a known method used for protein purification, for example.
  • each factor can be purified by affinity chromatography using affinity for the tag.
  • the solution containing each factor may be used after being filtered, for example. For example, a 0.22 ⁇ m filter can be used as the filter.
  • the virus method when each factor is manufactured by the virus method, it is preferable to remove the virus.
  • the method for removing the virus is not particularly limited and can be performed by a conventional method.
  • the virus can be removed by a hollow fiber filtration membrane having a pore size of 500 kDa.
  • the factor C of the present invention may be expressed separately by constructing an expression cell for each factor.
  • the endotoxin assay agent of the present invention may contain, for example, only the factor C of the present invention, and contains only the factor C of the present invention, the factor B of the present invention, and the proclotting enzyme of the present invention. Also good.
  • the endotoxin assay agent of the present invention may contain a substrate for detecting the progress of the cascade reaction.
  • a substrate for detecting the progress of the cascade reaction.
  • a detection substrate such a substrate may be referred to as a detection substrate.
  • Coagulogen is an example of the detection substrate.
  • Coagulogen is a detection substrate for the clotting enzyme that is the end product of the cascade reaction. When coagulogen and clotting enzyme come into contact, it coagulates as coagulin. The progress of the coagulation reaction can be measured by measuring the turbidity of the reaction solution. Coagulogen can be recovered from horseshoe crab blood cell extract (lysate). In addition, the base sequence of the gene coding for coagulogen has been clarified (Miyata et al., Protein Nucleic Acid Enzyme, separate volume No. 29;
  • a synthetic substrate may be used as the detection substrate.
  • the synthetic substrate is not particularly limited as long as it has suitable properties for the detection of the cascade reaction.
  • Examples of the “property suitable for detecting a cascade reaction” include a property for detecting the presence of a clotting enzyme and a property for detecting an intermediate stage of the cascade reaction.
  • Examples of the “property for detecting the presence of a clotting enzyme” include a property of developing a color by the catalytic reaction of the clotting enzyme and a property of emitting fluorescence by the catalytic reaction of the clotting enzyme.
  • the “property for detecting the intermediate stage of the cascade reaction” includes the property of coloring by the catalytic reaction of the intermediate product of the cascade reaction such as active factor C and the catalytic reaction of the intermediate product of the cascade reaction such as active factor C.
  • the property of emitting fluorescence is mentioned.
  • the synthetic substrate include a substrate represented by the general formula XYZ (wherein X is a protecting group, Y is a peptide, and Z is a dye amide-bonded to Y).
  • the protecting group X is not particularly limited, and a known protecting group for peptides can be suitably used. Examples of such a protecting group include a t-butoxycarbonyl group and a benzoyl group.
  • the dye Z is not particularly limited, and may be, for example, a dye detected under visible light or a fluorescent dye.
  • Examples of the dye Z include pNA (paranitroaniline), MCA (7-methoxycoumarin-4-acetic acid), DNP (2,4-dinitroaniline), and dansyl (dansyl) dye.
  • Peptide Y includes Leu-Gly-Arg (LGR), Ile-Glu-Gly-Arg (IEGR) (SEQ ID NO: 10), Val-Pro-Arg (VPR), Asp-Pro-Arg (DPR).
  • LGR Leu-Gly-Arg
  • IEGR Ile-Glu-Gly-Arg
  • VPR Val-Pro-Arg
  • DPR Asp-Pro-Arg
  • synthetic substrate those that react with the clotting enzyme or the intermediate product can be appropriately selected and used depending on the measurement mode of endotoxin.
  • a substrate containing LGR as peptide Y can be preferably used for detection of a clotting enzyme, and a substrate containing VPR or DPR as peptide Y is preferably used for detection of active factor C.
  • the liberated dye Z may be measured by a technique according to the properties of the dye.
  • the endotoxin measuring agent of the present invention may contain components other than each factor and detection substrate as long as it can be used for measuring endotoxin. Such components may be selected in consideration of storage stability, ease of handling, stability of each factor and detection substrate, and are not particularly limited.
  • the endotoxin measuring agent of the present invention may be formulated in any form such as solid, liquid or gel.
  • additives such as excipients, binders, disintegrants, lubricants, flavoring agents, diluents, or solvents that are commonly used as pharmaceutical carriers can be used.
  • the endotoxin measuring agent of the present invention can be used for the measurement of endotoxin as it is, or diluted, dispersed, or dissolved in water, physiological saline, a buffer solution or the like. Needless to say, even when diluted, dispersed, or dissolved in this way, it is included in the range of the endotoxin measuring agent of the present invention.
  • each factor and other components may be present as a mixture, or may be present separately.
  • each factor may be mixed and formulated at an arbitrary ratio, or may be formulated separately.
  • the concentration of each factor and other components in the endotoxin measuring agent of the present invention is not particularly limited, but when measuring endotoxin, it is preferably adjusted to fall within a preferable concentration range described later.
  • the concentration of each factor in the endotoxin assay agent of the present invention (made into a solution before contacting with the test sample) may be, for example, 5 to 200 ⁇ g / mL, preferably 20 to 100 ⁇ g / mL, More preferred is ⁇ 80 ⁇ g / mL, and particularly preferred is about 60 ⁇ g / mL.
  • the concentration of Factor C produced using rodent cells as host cells in the endotoxin assay of the present invention is, for example, 5 to 200 ⁇ g / mL, It may be 10-50 ⁇ g / mL, or 15-40 ⁇ g / mL.
  • the concentration of Factor C produced using the primate cells as host cells in the endotoxin assay of the present invention is, for example, 5 to 200 ⁇ g / mL. , 50-150 ⁇ g / mL, or 80-120 ⁇ g / mL.
  • the above exemplified concentrations are assumed to be all of the target factors, for example, in the filtrate obtained by filtering the culture supernatant obtained by expressing each factor by the method as exemplified above. It may be calculated as follows.
  • the endotoxin assay agent of the present invention can be provided as an endotoxin assay kit.
  • the endotoxin measurement kit is not particularly limited as long as it contains the endotoxin measurement agent of the present invention.
  • the endotoxin measurement kit may include one or more components selected from, for example, endotoxin preparations, reaction containers (eg, tubes and microplates), manuals, and the like.
  • Endotoxin assay method of the present invention By mixing the endotoxin assay agent of the present invention with a test sample, a cascade reaction proceeds when the test sample contains endotoxin. By measuring the progress of the cascade reaction, endotoxin in the test sample can be measured. That is, this invention provides the method of measuring the endotoxin in a test sample including the process of mixing the endotoxin measuring agent of this invention, and a test sample, and the process of measuring the progress of cascade reaction. This method is also referred to as “the endotoxin measurement method of the present invention”.
  • each factor contained in the endotoxin measuring agent of the present invention may be included in the reaction system from the beginning of the step of mixing the endotoxin measuring agent of the present invention with the test sample, and is added to the sequential reaction system. May be.
  • the step of mixing the endotoxin assay agent of the present invention with a test sample may include the following steps (A) to (C).
  • B A step of adding Factor B of the present invention to the reaction system.
  • C A step of adding the proclotting enzyme of the present invention to the reaction system.
  • Steps (A) to (C) may be performed separately, partially at the same time, or all at the same time. Steps (A) to (C) may be performed in any order. For example, the step (B) may be performed after the step (A), and the step (C) may be performed after the step (B).
  • the progress of the cascade reaction can be measured by adding a detection substrate to the reaction system and measuring the reaction (color development, coagulation, etc.) of the substrate.
  • the detection substrate may be included in the reaction system from the beginning of the step of mixing the endotoxin assay agent of the present invention with the test sample, and may be added to the reaction system during or after completion of the step.
  • the endotoxin measuring agent of the present invention also includes the detection substrate in advance, which is naturally included in the first embodiment.
  • the factor B of the present invention and the proclotting enzyme itself may not contact the test sample.
  • another embodiment (hereinafter also referred to as a second embodiment) of the endotoxin measurement method of the present invention is an endotoxin measurement method in a test sample including the following steps (A) to (D).
  • C A step of mixing the proclotting enzyme of the present invention and the factor B after mixing in the step B.
  • D A step of measuring the progress of the cascade reaction.
  • the steps (A) to (D) may proceed separately, partially at the same time, or all at the same time.
  • step A may be started, and factor B or proclotting enzyme may be added to the reaction system during or after completion of the step.
  • the process B may be started, and the proclotting enzyme may be added to the reaction system during or after the process is in progress.
  • all three types of factors may be included in the reaction system from the beginning of step A.
  • the factor C after the contact in the step A may be recovered and used in the step B, or the factor B after the contact in the step B may be recovered and used in the step C.
  • the progress of the cascade reaction can be measured by adding a detection substrate to the reaction system and measuring the reaction (color development, coagulation, etc.) of the substrate.
  • the detection substrate may be included in the reaction system from the beginning of step A, or may be added to the reaction system during or after the completion of each step.
  • endotoxin can also be measured by detecting an intermediate stage of the cascade reaction.
  • endotoxin can be measured by detecting active factor C which is an intermediate product of the cascade reaction.
  • another embodiment of the endotoxin measurement method of the present invention includes, for example, a step of mixing the factor C of the present invention and a test sample, and a step of detecting the active factor C. It may be a method for measuring endotoxin in a test sample.
  • detection of active factor C can be performed by adding a detection substrate to the reaction system and measuring the reaction (color development, etc.) of the substrate.
  • the detection substrate may be contained in the reaction system from the beginning of the step of mixing the factor C of the present invention with the test sample, and may be added to the reaction system during or after the completion of the step.
  • the endotoxin measurement method of the present invention may include other optional steps as long as the cascade reaction proceeds when the test sample contains endotoxin.
  • the endotoxin measurement method of the present invention may include a step of adding a detection substrate to the reaction system, or a step of mixing a detection substrate with a clotting enzyme or intermediate product generated by a cascade reaction.
  • the endotoxin measurement method of the present invention may include a step of calculating the amount of endotoxin in the test sample based on the reaction of the detection substrate.
  • the reaction is preferably carried out in an aqueous solvent such as water or a buffer solution.
  • the concentration of each factor in the reaction solution is not particularly limited as long as the cascade reaction proceeds when the test sample contains endotoxin, and is appropriately set according to the nature of each factor. be able to.
  • the concentration of each factor may be a final concentration, for example, 2.5 to 100 ⁇ g / mL, preferably 10 to 50 ⁇ g / mL, more preferably 20 to 40 ⁇ g / mL, Particularly preferred is 30 ⁇ g / mL.
  • the concentration of each factor in the reaction solution may be set according to the production method of each factor.
  • the concentration of Factor C produced using rodent cells as host cells is the final concentration, eg, 2.5-100 ⁇ g / mL, 5-25 ⁇ g / mL, or 7.5-20 ⁇ g / mL. There may be.
  • the concentration of Factor C produced using primate cells as host cells is the final concentration, for example, 2.5 to 100 ⁇ g / mL, 25 to 75 ⁇ g / mL, or 40 to 60 ⁇ g / mL. May be.
  • the above exemplified concentrations are assumed to be all of the target factors, for example, in the filtrate obtained by filtering the culture supernatant obtained by expressing each factor by the method as exemplified above. It may be calculated as follows.
  • the concentration of the detection substrate in the reaction solution is not particularly limited as long as the cascade reaction proceeds when the test sample contains endotoxin, and is appropriately determined depending on the nature of the detection substrate and the like. Can be set.
  • the concentration of the detection substrate is a final concentration, for example, usually 0.001 mM to 100 mM, preferably 0.01 mM to 10 mM.
  • the reaction system may contain any component other than each factor, the detection substrate, and the test sample. .
  • the pH of the reaction solution is not particularly limited as long as the cascade reaction proceeds when the endotoxin is contained in the test sample, and can be appropriately set according to the nature of each factor.
  • the pH of the reaction solution is, for example, usually 5 to 10, preferably 7 to 8.5.
  • the reaction temperature is not particularly limited as long as the cascade reaction proceeds when the test sample contains endotoxin, and can be appropriately set according to the nature of each factor.
  • the reaction temperature is, for example, usually 10 ° C. to 80 ° C., preferably 20 ° C. to 50 ° C.
  • the reaction temperature may be 37 ° C.
  • the reaction time is not particularly limited, and may be appropriately set according to various conditions such as the nature of each factor and reaction temperature.
  • the reaction time is, for example, usually 5 minutes to 2 hours, preferably 15 minutes to 90 minutes.
  • the reaction time may be 30 minutes to 40 minutes.
  • test sample in the course of the reaction, the test sample, each factor, and other components may be added alone or in any combination to the reaction system. These components may be added once or a plurality of times, or may be added continuously. Further, uniform conditions from the start of the reaction to the end of the reaction may be used, and the conditions may be changed in the course of the reaction.
  • the reaction of the substrate for detection By measuring the reaction of the substrate for detection (color development, coagulation, etc.), the progress of the cascade reaction based on the presence of endotoxin can be measured, and the endotoxin in the test sample can be measured.
  • the reaction of the detection substrate may be measured by a method corresponding to the detection substrate used.
  • the endotoxin present in the test sample may be quantified based on the correlation data.
  • the correlation data is, for example, a calibration curve.
  • the quantification may be performed by a kinetic method or an end point method.
  • the test sample capable of measuring endotoxin is not particularly limited, and is not limited to medical water, pharmaceuticals, infusions, blood products, medical devices, medical instruments, cosmetics, foods and drinks, environmental samples (eg, air, rivers, soil). , Biological components (for example, blood, body fluids, tissues), natural proteins, recombinant proteins, nucleic acids, carbohydrates and the like.
  • the test sample may be an injection, for example.
  • An injection means what can be administered in vivo by injection. The injection does not need to be liquid at the time of market distribution, and may be a lyophilized product.
  • the test sample can be used for endotoxin measurement by mixing, dispersing, or dissolving the sample itself or its extract or washing solution in the reaction system.
  • the factor C of the present invention may have a property that it is difficult to inhibit activity by ions. Therefore, in one embodiment of the present invention, endotoxin in a test sample containing ions can be suitably measured.
  • the test sample may be a test sample containing ions.
  • “Ion-containing” means that the test sample contains a substance present as an ion when measuring endotoxin. That is, the “ion” here may be originally contained in the test sample in an ionized state, and originally contained in the test sample in a salt state, but when measuring endotoxin. It may be ionized.
  • the kind of ion is not particularly limited.
  • Examples of the ions include cations.
  • the cation include a metal ion.
  • Examples of the metal ions include alkali metal ions and alkaline earth metal ions.
  • alkali metal ions and alkaline earth metal ions include sodium ions, potassium ions, calcium ions, and magnesium ions.
  • the content of ions in the test sample is, for example, 1 mM or more, 2 mM or more, 5 mM or more, 10 mM as the final concentration in the reaction system after the concentration of the cation derived from the test sample is mixed with the test sample and the endotoxin measuring agent.
  • the amount may be 20 mM or more, 50 mM or more, or 100 mM or more.
  • the salt include sodium chloride, magnesium sulfate, sodium hydrogen carbonate, sodium citrate, calcium chloride, potassium chloride, sodium iotaramate, disodium calcium edetate, and sodium dihydrogen phosphate.
  • the content of the salt in the test sample is, for example, 1 mM or more, 2 mM or more, 5 mM or more, 10 mM as the final concentration in the reaction system after the concentration of the salt derived from the test sample is mixed with the test sample and the endotoxin measuring agent.
  • the amount may be 20 mM or more, 50 mM or more, or 100 mM or more.
  • the test sample may contain one kind of ion (or salt), and may contain two or more kinds of ions (or salts).
  • factor C protein (1) Expression of factor C by insect cells (Sf9)
  • factor C was prepared by using the insect cell Sf9 as a host cell according to the following procedure.
  • DNA encoding factor C of Japanese horseshoe crab Tachypleus tridentatus was inserted between EcoRV and MluI recognition site of pIZ-V5 (Life Technologies Corporation), an expression vector for insect cells, to produce a factor C expression plasmid.
  • the nucleotide sequence of the DNA is shown in SEQ ID NO: 1
  • the amino acid sequence of factor C encoded by the DNA is shown in SEQ ID NO: 2 (hereinafter the same in this example).
  • Sf9 Factor C expression plasmid was introduced into Sf9 cultured cells by transfection using cellfectin reagent (Life Technologies Corporation). Sf9 was statically cultured in Sf900III serum-free medium (Life Technologies Corporation) containing 300-600 ⁇ g / mL Zeocin (Life Technologies Corporation), and Sf9 in which the expression plasmid was introduced onto the genome was selected. .
  • a candidate for Sf9 stably expressing the factor C gene was isolated by the cloning cylinder method, and a plurality of Sf9 cell lines were cloned. Each of the obtained clones was cultured to obtain a culture supernatant. The secretion of recombinant factor C protein into the culture supernatant was determined by Western blotting using an anti-factor C antibody (2C12 antibody; Yoshiki Miura, et al., J. Biochem. 112: 476-481 (1992)). confirmed. In addition, factor C activity (activation ability by endotoxin) of the culture supernatant was confirmed by activity measurement using a synthetic substrate Boc-LGR-pNA. The procedure for measuring the activity is as described later in “4. Activity measurement” (hereinafter the same in this example). Based on the results of Western blotting and activity measurement, an Sf9 cell line highly expressing factor C was selected.
  • Factor C high-expressing Sf9 cell line is suspended in the logarithmic growth phase (6-8x10 ⁇ 6 ⁇ ⁇ cells / mL) in Sf900III medium containing 1x penicillin / streptomycin (Life Technologies Corporation) and 50 ⁇ g / mL zeocin (28-8 °C)
  • the culture supernatant was obtained by centrifugation (3,000 ⁇ g, 30 minutes, 4 ° C.).
  • the culture supernatant was filtered with a 0.22 ⁇ m filter, and the obtained fraction (filtrate) was designated as recombinant factor C (Sf9).
  • CHO DG44 Mammalian Cells
  • DNA encoding factor C of Japanese horseshoe crab Tachypleus tridentatus was inserted between the EcoRI and XbaI recognition sites of pCI-neo (Promega), an expression vector for mammalian cells, to produce a factor C expression plasmid.
  • pCI-neo Promega
  • GCCACC kozak sequence
  • CHO DG44 Factor C expression plasmid and dhfr expression plasmid were introduced into CHO DG44 cultured cells by co-transfection using Lipofectamine LTX (Life Technologies Corporation).
  • CHO DG44 was statically cultured in RPMI1640 medium (containing 5% dialyzed serum and 1x penicillin / streptomycin) (Sigma) supplemented with 1 mg / mL Geneticin (Life Technologies Corporation) at 37 ° C with 5% CO 2 supply.
  • CHO DG44 in which the expression plasmid was introduced on the genome was selected.
  • MTX metalhotrexate
  • Wako Pure Chemical Industries Waako Pure Chemical Industries
  • Polyclonal factor C high-expressing CHO DG44 cells were diluted with a medium to 0.5 ⁇ ⁇ ⁇ cell / well and seeded in 96 well plates. From about 10-20 days after seeding, the formed cell colonies were sequentially expanded and cloned into a factor C high-expressing CHO ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ DG44 cell line.
  • the activity was measured by using LGR-pNA, and a monoclone factor C high-expressing CHO44DG44 cell line was selected.
  • Factor C high-expressing CHO DG44 cell line (monoclone) was suspended after acclimation to a serum-free complete synthetic medium containing 5 ⁇ M MTX. This strain was grown at 37 ° C. under 5% CO 2 supply until the late phase of logarithmic growth, and the suspension culture was centrifuged (3,000 ⁇ g, 30 minutes, 4 ° C.) to obtain a culture supernatant. The culture supernatant was filtered through a 0.22 ⁇ m filter, and the obtained fraction (filtrate) was designated as recombinant factor C (CHO).
  • factor C was prepared by the following procedure using HEK293, which is a human fetal kidney cell-derived cell line, as a host cell.
  • DNA encoding factor C of the Japanese horseshoe crab Tachypleus tridentatus is expressed with EcoRI of pCA7 (Makoto Takeda, et al., J. Viol. 79 (22): 14346-54 (2005)), which is an expression vector for mammalian cells. It was inserted into the XhoI recognition site to obtain a factor C expression plasmid. At this time, a kozak sequence (GCCACC) was added immediately before the start codon of Factor C.
  • GCCACC kozak sequence
  • HEK293 was statically cultured in DMEM medium (containing 10% fetal bovine serum and 2 mM L-glutamine) (Sigma) without changing the medium at 37 ° C. and 5% CO 2 supply.
  • the culture solution was collected, and the culture supernatant was obtained by centrifugation (3,300 ⁇ g, 30 minutes, 4 ° C.).
  • the culture supernatant was filtered with a 0.22 ⁇ m filter, and the obtained fraction (filtrate) was used as recombinant factor C (HEK).
  • the gel filtration elution fractions (3.7 mL / tube, 150 tubes) were subjected to SDS-PAGE and CBB staining, Western blotting using 2C12 antibody, and activity measurement using the synthetic substrate Boc-LGR-pNA. Fractions containing C protein were identified. The fraction containing the purified factor C protein was designated as natural factor C (TAL).
  • TAL natural factor C
  • DNA encoding factor B of the Japanese horseshoe crab, Tachypleus tridentatus is recognized by EcoRV and MluI recognition sites of pIZ-V5 (Life Technologies Corporation), an expression vector for insect cells. Inserted in between, a factor B expression plasmid was prepared.
  • the nucleotide sequence of the DNA is shown in SEQ ID NO: 9, and the amino acid sequence of factor B encoded by the DNA is shown in SEQ ID NO: 6.
  • the base sequence shown in SEQ ID NO: 9 is a base sequence optimized for expression in insect cells.
  • a DNA encoding the proclotting enzyme of the Japanese horseshoe crab Tachypleus tridentatus is inserted between EcoRV and MluI recognition site of pIZ-V5 (Life Technologies Corporation), an expression vector for insect cells, and a proclotting enzyme expression plasmid was made.
  • the base sequence of the DNA is shown in SEQ ID NO: 7, and the amino acid sequence of the proclotting enzyme encoded by the DNA is shown in SEQ ID NO: 8.
  • each amount of Factor C shown in FIG. 2 was subjected to non-reducing SDS-PAGE using a 5-20% gradient gel.
  • Sf9, CHO, and HEK mean factor C expressed in Sf9, CHO DG44, and HEK293, respectively, and TAL means natural factor C (hereinafter the same).
  • Factor C is cleaved and separated into H and L chains under reducing conditions.
  • SDS-PAGE was performed under non-reducing conditions.
  • the protein was transferred to a PVDF membrane (Bio RAD) with a semi-drive lotter.
  • the PVDF membrane was collected, blocked with 5% skim milk, and then treated in the order of primary antibody (2C12 antibody) and secondary antibody (HRP-labeled anti-mouse-goat antibody) (Dako).
  • a factor C band was emitted with a detection reagent (SuperSignal) West Dura (Thermo Scientific) and recorded with a CCD camera.
  • the four types of Factor C had different molecular weights, and were in the order of CHO, TAL, HEK, and Sf9 (Fig. 2).
  • CHO and TAL were accurately measured for molecular weight.
  • recombinant factor C (CHO) was purified in the same manner as natural factor C (TAL).
  • electrophoresis (15% gel, LMW) under the same conditions as known methods (Jeak Ling Ding and Bow Ho, US5,712,144; Jeak L. Ding, et al., Biochem. Biophys. Acta 1202: 149-156) Marker kit (GE Healthcare)) and the molecular weight of each factor C was determined by FergusonFplot.
  • the molecular weight of recombinant factor C (CHO) was 126 kDa
  • the molecular weight of natural factor C (TAL) was 123 kDa (Fig. 3). That is, the molecular weights of natural factor C (TAL) and recombinant factor C (CHO) derived from Japanese horseshoe crab Tachypleus tridentatus are both smaller than the molecular weight (132 kDa) of factor C derived from Singapore horseshoe crab Carcinoscorpius rotundicauda found.
  • the difference in molecular weight among the four types of factor C prepared above is considered to be due to the difference in post-translational modification (sugar chain modification) depending on the type of host cell.
  • sialic acid binds to the translated N-type sugar chain, so it is known that recombinant proteins produced in mammalian cells are larger in size than recombinant proteins produced in insect cells. (Robert L. Harrison and Donald L. Jarvis, Methods in Molecular Biology 338: 341-356 (2007)), which is consistent with the results of this example (Fig. 2).
  • factor C is activated by endotoxin to produce active factor C
  • factor B is activated by active factor C to produce active factor B
  • the enzyme is activated to produce a clotting enzyme, which cleaves the synthetic substrate Boc-LGR-pNA and liberates paranitroaniline (FIG. 5).
  • the final concentration of each factor in the above assay system was as follows. Recombinant Factor B: 30 ⁇ g / mL, Recombinant Proclotting Enzyme: 30 ⁇ g / mL, Recombinant Factor C (Sf9): 11.3 ⁇ g / mL, Recombinant Factor C (CHO): 12 ⁇ g / mL, Recombinant Factor C (HEK): 51.5 ⁇ g / mL, Factor C (TAL): 0.25 ⁇ g / mL.
  • the concentration (other than TAL) is calculated on the assumption that all proteins in the sample (filtrate) prepared by expressing each factor are the target factors.
  • the factor C (TAL) concentration is the concentration of factor C (TAL) after purification.
  • Recombinant factor C (132 kDa) derived from Carcinoscorpius rotundicauda produced in mammalian cell COS-1 has been reported to be recovered in an insoluble fraction (Roopashree S. Dwarakanath, et al., Biotechnology letters 19 (4) : 357-361 (1997); Jing Wang, Bow Ho and Jeak L. Ding, Biotechnology letters 23: 71-76 (2001)).
  • recombinant factor C (132 kDa) derived from Carcinoscorpius rotundicauda prepared in insect cells S2 has been reported not to show endotoxin-dependent protease activity (Jing Wang, et al., J. Biol. Chem. .
  • the latter (factor C produced in S2) has no activity because the sugar chain structure is different from the natural factor C derived from Carcinoscorpius rotundicauda and the recombinant factor C produced in insect cell Sf9 due to the difference in reactivity to lectin. It is speculated.
  • the recombinant factor C (Sf9, CHO, HEK) derived from Tachypleus tridentatus has a molecular weight different from that of natural factor C (TAL), that is, the sugar chain structure is natural factor C. Even if it was different from (TAL), it was revealed that it showed endotoxin-dependent activity.
  • Endotoxin is a potent immune response inducer, so if an injection contaminated with endotoxin is put into the body, serious side effects occur. Therefore, in the manufacture of injections, each country's pharmacopoeia is obligated to conduct endotoxin tests using horseshoe crab, amebocyte, and lysate reagents to confirm that there is no endotoxin contamination.
  • a 10-fold diluted solution of 10 w / v% sodium chloride injection (10% sodium chloride injection: Otsuka Pharmaceutical Co., Ltd.), 0.5 M magnesium sulfate injection (1 mEq / mL of sulfate sulfate correction solution: Otsuka Pharmaceutical) Co., Ltd.) 16-fold diluted solution, saline solution (Otsuka raw food injection: Otsuka Pharmaceutical Co., Ltd.), 7 w / v% sodium bicarbonate injection (Meyron IV 7%: Otsuka Pharmaceutical Co., Ltd.) 8-fold dilution Solution, 10 w / v% sodium citrate injection solution (intravenous sodium citrate intravenous solution: Fuso Yakuhin Kogyo Co., Ltd.), 8-fold diluted solution,
  • the final concentration of sodium citrate is about 21 mM.
  • the final concentration of sodium bicarbonate is about 52 mM.
  • the final concentration of sodium chloride is about 214 mM.
  • the stock solution of physiological saline is used as the measurement sample, the final concentration of sodium chloride is about 77 mM.
  • Results are shown in FIG.
  • Recombinant factor C CHO
  • HEK recombinant factor C
  • Sf9 recombinant factor C
  • Factor C expressed in mammalian cells may have a property that it is difficult to inhibit activity by ions. Such properties are particularly useful for detecting endotoxin contamination in the manufacture of injections.
  • recombinant factor C protein Mammalian cells (CHO DG44, HEK293) and insects according to the method described in “(4) Preparation of native factor C (Tachypleus tridentatus)” in “1. Preparation of factor C protein” above.
  • Three types of recombinant factor C proteins were purified from the culture supernatant of the cells (Sf9). As an outline of the method, the culture supernatant (100 to 300 mL) was subjected to column chromatography using dextran sulfate resin, and the eluted fraction containing recombinant factor C was further separated by gel filtration. The purification of each recombinant factor C protein was confirmed by SDS-PAGE and CBB staining, Western blotting using 2C12 antibody, and activity measurement.
  • purified factor C protein derived from natural horseshoe crabs (TAL), from CHO DG44 culture supernatant (CHO), from HEK293 culture supernatant (HEK), and from Sf9 culture supernatant (Sf9), are in the same gel ( 15% gel) was subjected to SDS-PAGE and CBB staining was performed (FIG. 11). All of the four types of purified factor C proteins were single-stranded (Full) in the non-reduced state and dissociated into two chains of H-chain and L-chain in the reduced state. Further, after transfer to a PVDF membrane, Western blotting with 2C12 antibody and FCL antibody was performed (FIG. 12). Corresponding to the antibody recognition site (FIG.
  • CBB band seen in FIG. 11 was a factor C-derived band.
  • the molecular weight of Factor C was confirmed to be the largest for CHO, the same for TAL and HEK, and the smallest for Sf9 for all of the full chain in the non-reduced state and the H and L chains in the reduced state. It was.
  • the non-reducing molecular weight of the native factor C derived from the Singapore horseshoe crab Carcinoscorpius rotundicauda and the recombinant factor C obtained by expressing the gene in insect cells is reported to be 132 kDa.
  • the four purified factors C derived from the Japanese horseshoe crab Tachypleus tridentatus were all found to have a smaller molecular weight (Table 1).
  • the factor C L chain derived from Sf9 has a higher molecular weight after treatment with glycopeptidase than the other three. From this, it was considered that some post-translational modifications other than the N-type sugar chain modification were made in the L chain of factor C derived from Sf9.
  • Lectin blots using various lectins such as terminal sialic acid specific lectins (Maackia amurensis Agglutinin (MAM), Sambucus sieboldiana Agglutinin (SSA)) for the purpose of confirming differences in N-type sugar chains of four types of purified factor C proteins Went.
  • lectins such as terminal sialic acid specific lectins (Maackia amurensis Agglutinin (MAM), Sambucus sieboldiana Agglutinin (SSA)) for the purpose of confirming differences in N-type sugar chains of four types of purified factor C proteins Went.
  • a dilution series (100, 25, 6 ng) of 4 types of purified factor C and positive control bovine fetuin protein was dot-blotted onto a nitrocellulose membrane and blocked with 3% BSA.
  • Biotin-labeled lectin (J-Oil Mills Co., Ltd.) and streptavidin-labeled HRP (ThermoificScientific) were reacted in this order to detect luminescence due to degradation of the HRP substrate (Thermo Scientific).
  • 2C12 anti-factor C antibody was used instead of lectin, and it was confirmed that the same amount of four types of factor C was blotted.
  • Fig. 14 (a) shows the results of lectin blotting
  • Fig. 14 (b) shows the binding specificity of the lectins used.
  • the fucose-specific lectin Lens culinaris Agglutinin (LCA) and the biantenna, high mannose, and complex glycan-specific lectins Canavalia ensiformis Agglutinin (ConA) are all samples of four types of factors C and Fetuin Combined.
  • FIG. 14 (c) shows a schematic structure diagram of the N-type sugar chain of recombinant factor C predicted from the results of this experiment and literature reports. The results of this experiment also support that the difference in post-translation N-type sugar chain modification is the main factor in the difference in the molecular weight of Factor C.
  • recombinant factor C of horseshoe crab can be efficiently produced.
  • endotoxin in a test sample containing ions can be measured with reduced reaction inhibition.
  • SEQ ID NO: 1 DNA sequence of factor C gene of Japanese horseshoe crab
  • SEQ ID NO: 2 Amino acid sequence of factor C of Japanese horseshoe crab
  • SEQ ID NO: 3 DNA sequence of factor C gene of Southeast Asian (Singapore) horseshoe crab Number 4: amino acid sequence of Factor C of Southeast Asian (Singapore) horseshoe crab
  • SEQ ID NO: 5 DNA sequence of factor B gene of Japanese horseshoe crab
  • SEQ ID NO: 6 amino acid sequence of factor B of Japanese horseshoe crab
  • SEQ ID NO: 7 Japanese horseshoe crab
  • the DNA sequence of the proclotting enzyme gene of SEQ ID NO: 8 The amino acid sequence of the proclotting enzyme of Japanese horseshoe crab
  • SEQ ID NO: 9 The DNA sequence of the factor B gene of Japanese horseshoe crab with the codon optimized for expression in insect cells

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Abstract

カブトガニの組換えファクターCを製造する方法を提供する。CHO DG44およびHEK293等の哺乳類細胞を宿主細胞として用いてカブトガニのファクターCを発現することにより、カブトガニの組換えファクターCを製造する。

Description

新規組換えファクターC、その製造法、およびエンドトキシンの測定法
 本発明は、新規組換えファクターC、その製造法、およびエンドトキシンの測定法に関する。
 エンドトキシンは、グラム陰性細菌の細胞壁外膜に存在するリポ多糖であり、強い発熱性物質として知られている。また、エンドトキシンは、発熱以外にも、マクロファージの活性化に伴う炎症性サイトカインの遊離やエンドトキシンショックの誘発等、微量でも細菌感染による様々な病態を惹き起こすことが知られている。このため、注射用医薬品を始めとする医薬品、水、医療器具等におけるエンドトキシンの検出は重要である。また、エンドトキシンはグラム陰性細菌感染症におけるショックの主な原因と考えられており、血液中のエンドトキシンを測定することで、感染の有無や治療効果を判定することができる。
 また、アメリカカブトガニ(リムルス・ポリフェムス;Limulus polyphemus)にグラム陰性細菌が感染すると、血液凝固を引き起こすことが知られており、この現象はエンドトキシンの検出に利用されてきた。
 すなわち、カブトガニ血球抽出液(カブトガニ・アメボサイト・ライセート。以下「ライセート」ともいう。)を使用して、エンドトキシンを測定する方法が知られている(例えば、非特許文献1)。この方法は、リムルステストと呼ばれ、エンドトキシンがライセートに接触することによって起きる、ライセート中に存在する種々のタンパク質のカスケード反応を利用するものである。カスケード反応の模式図を図1に示す。
 エンドトキシンがライセートに接触すると、ライセート中に存在するセリンプロテアーゼ前駆体であるファクターCが活性化されて活性型ファクターCが生成する。この活性型ファクターCによって、ライセート中に存在するファクターBが活性化されて活性型ファクターBが生成する。この活性型ファクターBによって、ライセート中に存在するプロクロッティングエンザイムが活性化されてクロッティングエンザイムが生成する。
 このクロッティングエンザイムは、ライセート中に存在するコアギュローゲンの分子中の特定の箇所を加水分解する。これによって、コアギュリンゲルが生成してライセートが凝固する。したがって、ライセートの凝固反応を測定することで、エンドトキシンを測定することができる。
 また、クロッティングエンザイムを合成基質に作用させることで発色反応を進行させ、エンドトキシンを測定することもできる。例えば、クロッティングエンザイムは、合成基質であるt-ブトキシカルボニル-ロイシル-グリシル-アルギニル-pNA(Boc-Leu-Gly-Arg-pNA)に作用し、そのアミド結合を加水分解してpNAを遊離する。よって、前記合成基質を反応系に存在させておくことで、発色物質(pNA)の吸光度(405nm)を測定することによりエンドトキシンを定量することができる。
 また、日本産カブトガニのライセートから精製したファクターC、ファクターB、およびプロクロッティングエンザイムを用いてカスケード反応系を再構成できることが知られている(非特許文献2)。
 しかしながら、ライセート、またはそれから精製したファクターC、ファクターB、およびプロクロッティングエンザイムを利用するには、カブトガニを捕獲して血液を採取する必要があり、生物資源の保護の観点から、これらの成分を無尽蔵に供給することは困難である。そのため、遺伝子工学的にこれらの成分を生産し、カスケード反応系を再構成する技術が求められていた。
 例えば、昆虫細胞を宿主細胞として用いてファクターC、ファクターB、およびプロクロッティングエンザイムを発現させ、カスケード反応系を再構成した例が知られている(特許文献1、2)。しかしながら、当該再構成系においては、反応系に塩化ナトリウム、硫酸マグネシウム、または塩化カルシウムが存在することにより、カスケード反応が抑制されたと報告されている(特許文献1)。
 一方、哺乳類細胞を宿主細胞として用いた例としては、アフリカミドリザルの腎細胞由来細胞株であるCOS-1を宿主細胞として用いて、シンガポール産カブトガニ(Carcinoscorpius rotundicauda)由来のファクターCを発現させた例が知られている。しかしながら、COS-1を宿主細胞として用いた場合、発現したファクターCは不溶性であったと報告されている(非特許文献3、4)。すなわち、哺乳類細胞を宿主細胞として用いて、機能的なファクターCを生産した例は知られていない。
国際公開第2008/004674号パンフレット 国際公開第2012/118226号パンフレット
Iwanaga S., Curr. Opin. Immunol. Feb; 5(1): 74-82 (1993) Nakamura T., et al., J. Biochem. Mar; 99(3): 847-57 (1986) Roopashree S. Dwarakanath, et al., Biotechnology letters 19(4): 357-361 (1997) Jing Wang, Bow Ho and Jeak L. Ding, Biotechnology letters 23: 71-76 (2001)
 本発明は、カブトガニの新規組換えファクターC、およびこれを製造する方法を提供することを課題とする。
 また、生体内に注射する注射剤の多くは、各種の塩(イオン)を含有している。一方で、これらの製造においては、エンドトキシンの確認が各国薬局方で義務付けられている。そこで、本発明は、その一態様において、塩(イオン)の存在下で反応阻害を受けにくいカスケード反応の再構成系を提供することを課題とする。
 本発明者は、ヒト細胞またはチャイニーズハムスター細胞を宿主細胞として用いることによりカブトガニの組換えファクターCを製造できること、およびそのようにして製造された組換えファクターCを用いることにより塩(イオン)の存在下で反応阻害を低減してエンドトキシンを測定できることを見出し、本発明を完成させた。
 すなわち、本発明は以下の態様を包含する。
[1]
 ファクターCの活性を有する、カブトガニのファクターC。
[1.1.1]
 シアル酸を有する、前記ファクターC。
[1.1.2]
 (α-2,3)結合の末端シアル酸を有する、前記ファクターC。
[1.1.3]
 天然ファクターCに比べて(α-2,3)結合の末端シアル酸を多く有する、前記ファクターC。
[1.1.4]
 Sf9を宿主細胞として用いて発現させたカブトガニのファクターCに比べて(α-2,3)結合の末端シアル酸を多く有する、前記ファクターC。
[1.1.5]
 Maackia amurensis Agglutininでレクチンブロットした際に、天然ファクターCに比べて高い反応性を示す、前記ファクターC。
[1.1.6]
 Maackia amurensis Agglutininでレクチンブロットした際に、Sf9を宿主細胞として用いて発現させたカブトガニのファクターCに比べて高い反応性を示す、前記ファクターC。
[1.2.1]
 21mMのクエン酸ナトリウムの存在下で、10%以上の残存活性を示す、前記ファクターC。
[1.2.2]
 21mMのクエン酸ナトリウムの存在下で、20%以上の残存活性を示す、前記ファクターC。
[1.2.3]
 52mMの炭酸水素ナトリウムの存在下で、25%以上の残存活性を示す、前記ファクターC。
[1.2.4]
 52mMの炭酸水素ナトリウムの存在下で、35%以上の残存活性を示す、前記ファクターC。
[1.2.5]
 214mMの塩化ナトリウムの存在下で、25%以上の残存活性を示す、前記ファクターC。
[1.2.6]
 214mMの塩化ナトリウムの存在下で、35%以上の残存活性を示す、前記ファクターC。
[1.2.7]
 16mMの硫酸マグネシウムの存在下で、15%以上の残存活性を示す、前記ファクターC。
[1.2.8]
 16mMの硫酸マグネシウムの存在下で、25%以上の残存活性を示す、前記ファクターC。
[1.2.9]
 2.5mMの塩化カルシウムの存在下で、35%以上の残存活性を示す、前記ファクターC。
[1.2.10]
 2.5mMの塩化カルシウムの存在下で、45%以上の残存活性を示す、前記ファクターC。
[1.2.11]
 21mMのクエン酸ナトリウムの存在下で、Sf9を宿主細胞として用いて発現させたカブトガニのファクターC、および/または、天然ファクターCよりも高い残存活性を示す、前記ファクターC。
[1.2.12]
 52mMの炭酸水素ナトリウムの存在下で、Sf9を宿主細胞として用いて発現させたカブトガニのファクターC、および/または、天然ファクターCよりも高い残存活性を示す、前記ファクターC。
[1.2.13]
 214mMの塩化ナトリウムの存在下で、Sf9を宿主細胞として用いて発現させたカブトガニのファクターC、および/または、天然ファクターCよりも高い残存活性を示す、前記ファクターC。
[1.2.14]
 16mMの硫酸マグネシウムの存在下で、Sf9を宿主細胞として用いて発現させたカブトガニのファクターC、および/または、天然ファクターCよりも高い残存活性を示す、前記ファクターC。
[1.2.15]
 2.5mMの塩化カルシウムの存在下で、Sf9を宿主細胞として用いて発現させたカブトガニのファクターC、および/または、天然ファクターCよりも高い残存活性を示す、前記ファクターC。
[1.3.1]
 下記(A)、(B)、(C)、または(D)に示すタンパク質である、前記ファクターC:
(A)配列番号2に示すアミノ酸配列を含むタンパク質;
(B)配列番号2に示すアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸の置換、欠失、挿入、又は付加を含むアミノ酸配列を含み、かつ、ファクターCの活性を有するタンパク質;
(C)配列番号4に示すアミノ酸配列を含むタンパク質;
(D)配列番号4に示すアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸の置換、欠失、挿入、又は付加を含むアミノ酸配列を含み、かつ、ファクターCの活性を有するタンパク質。
[1.3.2]
 下記(A)、または(B)に示すタンパク質である、前記ファクターC:
(A)配列番号2に示すアミノ酸配列を含むタンパク質;
(B)配列番号2に示すアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸の置換、欠失、挿入、又は付加を含むアミノ酸配列を含み、かつ、ファクターCの活性を有するタンパク質。
[1.4]
 組換えタンパク質である、前記ファクターC。
[1.5.1]
 非還元SDS-PAGEで測定される分子量が115kDa~140kDaである、前記ファクターC。
[1.5.2]
 非還元SDS-PAGEで測定される分子量が115kDa~130kDaである、前記ファクターC。
[1.5.3]
 非還元SDS-PAGEで測定される分子量が120kDa~130kDaである、前記ファクターC。
[1.5.4]
 非還元SDS-PAGEで測定される分子量が120kDa~128kDaである、前記ファクターC。
[1.5.5]
 非還元SDS-PAGEで測定される分子量が127kDa±5kDaである、前記ファクターC。
[1.5.6]
 非還元SDS-PAGEで測定される分子量が128kDa±2kDaである、前記ファクターC。
[1.5.7]
 非還元SDS-PAGEで測定される分子量が127kDa±2kDaである、前記ファクターC。
[1.5.8]
 非還元SDS-PAGEで測定される分子量が126kDa±2kDaである、前記ファクターC。
[1.5.9]
 非還元SDS-PAGEで測定される分子量が127kDa±1kDaである、前記ファクターC。
[1.6]
 水溶性である、前記ファクターC。
[1.7]
 ファクターCを含む培養上清である、前記ファクターC。
[1.8]
 下記(1)~(3)に示す性質を有する、前記ファクターC:
(1)ファクターCの活性を有する;
(2)非還元SDS-PAGEで測定される分子量が115kDa~130kDaである;および
(3)21mMのクエン酸ナトリウムの存在下で、10%以上の残存活性を示す。
[2]
 カブトガニのファクターCを製造する方法であって、哺乳類細胞を宿主細胞として用いてカブトガニのファクターCを発現することを含む、方法。
[2.1.1]
 前記哺乳類細胞が、COS-1以外の哺乳類細胞である、前記方法。
[2.1.2]
 前記哺乳類細胞が、霊長類およびげっ歯類からなる群より選択される哺乳動物の細胞である、前記方法。
[2.1.3]
 前記哺乳類細胞が、霊長類の細胞である、前記方法。
[2.1.4]
 前記哺乳類細胞が、げっ歯類の細胞である、前記方法。
[2.1.5]
 前記哺乳類細胞が、サルを除く霊長類およびげっ歯類からなる群より選択される哺乳動物の細胞である、前記方法。
[2.1.6]
 前記哺乳類細胞が、チャイニーズハムスターの細胞またはヒトの細胞である、前記方法。
[2.1.7]
 前記哺乳類細胞が、チャイニーズハムスターの細胞である、前記方法。
[2.1.8]
 前記哺乳類細胞が、ヒトの細胞である、前記方法。
[2.1.9]
 前記哺乳類細胞が、CHOまたはHEKである、前記方法。
[2.1.10]
 前記哺乳類細胞が、CHOである、前記方法。
[2.1.11]
 前記哺乳類細胞が、HEKである、前記方法。
[2.1.12]
 前記哺乳類細胞が、CHO DG44またはHEK293である、前記方法。
[2.1.13]
 前記哺乳類細胞が、CHO DG44である、前記方法。
[2.1.14]
 前記哺乳類細胞が、HEK293である、前記方法。
[2.2.1]
 前記ファクターCが下記(A)、(B)、(C)、または(D)に示すタンパク質である、前記方法:
(A)配列番号2に示すアミノ酸配列を含むタンパク質;
(B)配列番号2に示すアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸の置換、欠失、挿入、又は付加を含むアミノ酸配列を含み、かつ、ファクターCの活性を有するタンパク質;
(C)配列番号4に示すアミノ酸配列を含むタンパク質;
(D)配列番号4に示すアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸の置換、欠失、挿入、又は付加を含むアミノ酸配列を含み、かつ、ファクターCの活性を有するタンパク質。
[2.2.2]
 前記ファクターCが下記(A)または(B)に示すタンパク質である、前記方法:
(A)配列番号2に示すアミノ酸配列を含むタンパク質;
(B)配列番号2に示すアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸の置換、欠失、挿入、又は付加を含むアミノ酸配列を含み、かつ、ファクターCの活性を有するタンパク質。
[3]
 前記方法により製造され得る、カブトガニのファクターC。
[3.1]
 ファクターCの活性を有する、前記ファクターC。
[3.2.1]
 シアル酸を有する、前記ファクターC。
[3.2.2]
 (α-2,3)結合の末端シアル酸を有する、前記ファクターC。
[3.2.3]
 天然ファクターCに比べて(α-2,3)結合の末端シアル酸を多く有する、前記ファクターC。
[3.2.4]
 Sf9を宿主細胞として用いて発現させたカブトガニのファクターCに比べて(α-2,3)結合の末端シアル酸を多く有する、前記ファクターC。
[3.2.5]
 Maackia amurensis Agglutininでレクチンブロットした際、天然ファクターCに比べて高い反応性を示す、前記ファクターC。
[3.2.6]
 Maackia amurensis Agglutininでレクチンブロットした際、Sf9を宿主細胞として用いて発現させたカブトガニのファクターCに比べて高い反応性を示す、前記ファクターC。
[3.3.1]
 21mMのクエン酸ナトリウムの存在下で、10%以上の残存活性を示す、前記ファクターC。
[3.3.2]
 21mMのクエン酸ナトリウムの存在下で、20%以上の残存活性を示す、前記ファクターC。
[3.3.3]
 52mMの炭酸水素ナトリウムの存在下で、25%以上の残存活性を示す、前記ファクターC。
[3.3.4]
 52mMの炭酸水素ナトリウムの存在下で、35%以上の残存活性を示す、前記ファクターC。
[3.3.5]
 214mMの塩化ナトリウムの存在下で、25%以上の残存活性を示す、前記ファクターC。
[3.3.6]
 214mMの塩化ナトリウムの存在下で、35%以上の残存活性を示す、前記ファクターC。
[3.3.7]
 16mMの硫酸マグネシウムの存在下で、15%以上の残存活性を示す、前記ファクターC。
[3.3.8]
 16mMの硫酸マグネシウムの存在下で、25%以上の残存活性を示す、前記ファクターC。
[3.3.9]
 2.5mMの塩化カルシウムの存在下で、35%以上の残存活性を示す、前記ファクターC。
[3.3.10]
 2.5mMの塩化カルシウムの存在下で、45%以上の残存活性を示す、前記ファクターC。
[3.3.11]
 21mMのクエン酸ナトリウムの存在下で、Sf9を宿主細胞として用いて発現させたカブトガニのファクターC、および/または、天然ファクターCよりも高い残存活性を示す、前記ファクターC。
[3.3.12]
 52mMの炭酸水素ナトリウムの存在下で、Sf9を宿主細胞として用いて発現させたカブトガニのファクターC、および/または、天然ファクターCよりも高い残存活性を示す、前記ファクターC。
[3.3.13]
 214mMの塩化ナトリウムの存在下で、Sf9を宿主細胞として用いて発現させたカブトガニのファクターC、および/または、天然ファクターCよりも高い残存活性を示す、前記ファクターC。
[3.3.14]
 16mMの硫酸マグネシウムの存在下で、Sf9を宿主細胞として用いて発現させたカブトガニのファクターC、および/または、天然ファクターCよりも高い残存活性を示す、前記ファクターC。
[3.3.15]
 2.5mMの塩化カルシウムの存在下で、Sf9を宿主細胞として用いて発現させたカブトガニのファクターC、および/または、天然ファクターCよりも高い残存活性を示す、前記ファクターC。
[3.4]
 組換えタンパク質である、前記ファクターC。
[3.5.1]
 非還元SDS-PAGEで測定される分子量が115kDa~140kDaである、前記ファクターC。
[3.5.2]
 非還元SDS-PAGEで測定される分子量が115kDa~130kDaである、前記ファクターC。
[3.5.3]
 非還元SDS-PAGEで測定される分子量が120kDa~130kDaである、前記ファクターC。
[3.5.4]
 非還元SDS-PAGEで測定される分子量が120kDa~128kDaである、前記ファクターC。
[3.5.5]
 非還元SDS-PAGEで測定される分子量が127kDa±5kDaである、前記ファクターC。
[3.5.6]
 非還元SDS-PAGEで測定される分子量が128kDa±2kDaである、前記ファクターC。
[3.5.7]
 非還元SDS-PAGEで測定される分子量が127kDa±2kDaである、前記ファクターC。
[3.5.8]
 非還元SDS-PAGEで測定される分子量が126kDa±2kDaである、前記ファクターC。
[3.5.9]
 非還元SDS-PAGEで測定される分子量が127kDa±1kDaである、前記ファクターC。
[3.6]
 水溶性である、前記ファクターC。
[3.7]
 ファクターCを含む培養上清である、前記ファクターC。
[4]
 前記ファクターCを含む、エンドトキシン測定剤。
[4.1]
 さらに、カブトガニのファクターBおよびカブトガニのプロクロッティングエンザイムを含む、前記測定剤。
[4.2]
 前記ファクターBが下記(E)または(F)に示すタンパク質であり、前記プロクロッティングエンザイムが下記(G)または(H)に示すタンパク質である、前記測定剤:
(E)配列番号6に示すアミノ酸配列を含むタンパク質;
(F)配列番号6に示すアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸の置換、欠失、挿入、又は付加を含むアミノ酸配列を含み、かつ、ファクターBの活性を有するタンパク質;
(G)配列番号8に示すアミノ酸配列を含むタンパク質;
(H)配列番号8に示すアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸の置換、欠失、挿入、又は付加を含むアミノ酸配列を含み、かつ、プロクロッティングエンザイムの活性を有するタンパク質。
[5]
 前記測定剤を含む、エンドトキシン測定用キット。
[6]
 前記測定剤と被験試料とを混合する工程、およびカスケード反応の進行を測定する工程を含む、被験試料中のエンドトキシンを測定する方法。
[6.1.1]
 前記被験試料が、イオンを含有する、前記方法。
[6.1.2]
 前記被験試料が、カチオンを含有する、前記方法。
[6.1.3]
 前記被験試料が、金属イオンを含有する、前記方法。
[6.1.4]
 前記被験試料が、アルカリ金属イオンまたはアルカリ土類金属イオンを含有する、前記方法。
[6.1.5]
 前記被験試料が、アルカリ金属イオンを含有する、前記方法。
[6.1.6]
 前記被験試料が、アルカリ土類金属イオンを含有する、前記方法。
[6.2.1]
 前記被験試料が、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、およびマグネシウムイオンからなる群より選択される1種またはそれ以上のイオンを含有する、前記方法。
[6.2.2]
 前記被験試料が、ナトリウムイオンを含有する、前記方法。
[6.2.3]
 前記被験試料が、カリウムイオンを含有する、前記方法。
[6.2.4]
 前記被験試料が、カルシウムイオンを含有する、前記方法。
[6.2.5]
 前記被験試料が、マグネシウムイオンを含有する、前記方法。
[6.3.1]
 前記被験試料におけるイオンの含有量が、該被験試料に由来するカチオンの濃度が、該被験試料と前記測定剤とを混合した後の反応系における終濃度として、1mM以上となるような量である、前記方法。
[6.3.2]
 前記被験試料におけるイオンの含有量が、該被験試料に由来するカチオンの濃度が、該被験試料と前記測定剤とを混合した後の反応系における終濃度として、2mM以上となるような量である、前記方法。
[6.3.3]
 前記被験試料におけるイオンの含有量が、該被験試料に由来するカチオンの濃度が、該被験試料と前記測定剤とを混合した後の反応系における終濃度として、5mM以上となるような量である、前記方法。
[6.3.4]
 前記被験試料におけるイオンの含有量が、該被験試料に由来するカチオンの濃度が、該被験試料と前記測定剤とを混合した後の反応系における終濃度として、10mM以上となるような量である、前記方法。
[6.3.5]
 前記被験試料におけるイオンの含有量が、該被験試料に由来するカチオンの濃度が、該被験試料と前記測定剤とを混合した後の反応系における終濃度として、20mM以上となるような量である、前記方法。
[6.3.6]
 前記被験試料におけるイオンの含有量が、該被験試料に由来するカチオンの濃度が、該被験試料と前記測定剤とを混合した後の反応系における終濃度として、50mM以上となるような量である、前記方法。
[6.3.7]
 前記被験試料におけるイオンの含有量が、該被験試料に由来するカチオンの濃度が、該被験試料と前記測定剤とを混合した後の反応系における終濃度として、100mM以上となるような量である、前記方法。
[6.4]
 前記被験試料が、注射剤である、前記方法。
[6.5.1]
 前記被験試料が、塩化ナトリウム、硫酸マグネシウム、炭酸水素ナトリウム、クエン酸ナトリウム、塩化カルシウム、塩化カリウム、イオタラム酸ナトリウム、エデト酸カルシウム二ナトリウム、およびリン酸二水素ナトリウムからなる群より選択される1種またはそれ以上の塩を含有する、前記方法。
[6.5.2]
 前記被験試料が、塩化ナトリウムを含有する、前記方法。
[6.5.3]
 前記被験試料が、硫酸マグネシウムを含有する、前記方法。
[6.5.4]
 前記被験試料が、炭酸水素ナトリウムを含有する、前記方法。
[6.5.5]
 前記被験試料が、クエン酸ナトリウムを含有する、前記方法。
[6.5.6]
 前記被験試料が、塩化カルシウムを含有する、前記方法。
[6.5.7]
 前記被験試料が、塩化カリウムを含有する、前記方法。
[6.5.8]
 前記被験試料が、イオタラム酸ナトリウムを含有する、前記方法。
[6.5.9]
 前記被験試料が、エデト酸カルシウム二ナトリウムを含有する、前記方法。
[6.5.10]
 前記被験試料が、リン酸二水素ナトリウムを含有する、前記方法。
[6.6.1]
 前記被験試料における塩の含有量が、該被験試料に由来する塩の濃度が、該被験試料と前記測定剤とを混合した後の反応系における終濃度として、1mM以上となるような量である、前記方法。
[6.6.2]
 前記被験試料における塩の含有量が、該被験試料に由来する塩の濃度が、該被験試料と前記測定剤とを混合した後の反応系における終濃度として、2mM以上となるような量である、前記方法。
[6.6.3]
 前記被験試料における塩の含有量が、該被験試料に由来する塩の濃度が、該被験試料と前記測定剤とを混合した後の反応系における終濃度として、5mM以上となるような量である、前記方法。
[6.6.4]
 前記被験試料における塩の含有量が、該被験試料に由来する塩の濃度が、該被験試料と前記測定剤とを混合した後の反応系における終濃度として、10mM以上となるような量である、前記方法。
[6.6.5]
 前記被験試料における塩の含有量が、該被験試料に由来する塩の濃度が、該被験試料と前記測定剤とを混合した後の反応系における終濃度として、20mM以上となるような量である、前記方法。
[6.6.6]
 前記被験試料における塩の含有量が、該被験試料に由来する塩の濃度が、該被験試料と前記測定剤とを混合した後の反応系における終濃度として、50mM以上となるような量である、前記方法。
[6.6.7]
 前記被験試料における塩の含有量が、該被験試料に由来する塩の濃度が、該被験試料と前記測定剤とを混合した後の反応系における終濃度として、100mM以上となるような量である、前記方法。
[6.7]
 カスケード反応の進行を検出するための基質を反応系に添加する工程を含む、前記方法。
[6.8]
 さらに、被験試料中のエンドトキシン量を算出する工程を含む、前記方法。
リムルステストのカスケード反応系を示す図。 日本産カブトガニTachypleus tridentatus由来の4種類のファクターC(Sf9、CHO、HEK、TAL)の非還元条件下ウエスタンブロッティングの結果を示す写真。 日本産カブトガニTachypleus tridentatus由来の天然ファクターC(TAL)および組換えファクターC(CHO)の分子量を示す写真(SDS-PAGE)。 ファクターCの活性測定のスキームを示す図。 再構成カスケード反応系を示す図。 日本産カブトガニTachypleus tridentatus由来の4種類のファクターC(Sf9、CHO、HEK、TAL)の活性を示す図。 日本産カブトガニTachypleus tridentatus由来の4種類のファクターC(Sf9、CHO、HEK、TAL)の、各種注射剤による活性阻害を示す図。 タキプレウス・トリデンタツスのファクターC(TtFC)とカルシノスコルピウス・ロツンディカウダのファクターC(834CrID4)のアラインメントを示す図(図9に続く)。下線は、N型糖鎖修飾の起こり得るコンセンサス配列を示す。 タキプレウス・トリデンタツスのファクターC(TtFC)とカルシノスコルピウス・ロツンディカウダのファクターC(834CrID4)のアラインメントを示す図(図8の続き)。下線は、N型糖鎖修飾の起こり得るコンセンサス配列を示す。 還元条件下および非還元条件下でのファクターCと特異的抗体との反応部位を示す模式図。 日本産カブトガニTachypleus tridentatus由来の4種類の精製ファクターCの分子量を示す写真(SDS-PAGE)。 日本産カブトガニTachypleus tridentatus由来の4種類の精製ファクターCの分子量を示す写真(ウエスタンブロット)。 日本産カブトガニTachypleus tridentatus由来の4種類の精製ファクターCのグライコペプチダーゼFによるN型糖鎖の除去の結果を示す写真(ウエスタンブロット)。 (a)日本産カブトガニTachypleus tridentatus由来の4種類の精製ファクターCのレクチンブロットによるN型糖鎖の検出結果を示す写真;(b)レクチンの結合特異性を示す図;(c)実験結果と文献報告から予想される組換えファクターCのN型糖鎖の構造を示す模式図。
(1)本発明のファクターC
 本発明のファクターCは、カブトガニ由来のファクターCである。本発明のファクターCは、組換えタンパク質である。「組換えタンパク質」とは、タンパク質をコードする遺伝子を宿主細胞に導入し異種発現させることにより得られたタンパク質をいう。本発明のファクターCは、ファクターCの活性を有する。
 カブトガニとしては、日本産カブトガニであるタキプレウス・トリデンタツス(Tachypleus tridentatus)、アメリカ産カブトガニであるリムルス・ポリフェムス(Limulus polyphemus)、東南アジア産(シンガポール産)カブトガニであるカルシノスコルピウス・ロツンディカウダ(Carcinoscorpius rotundicauda)、東南アジア産カブトガニであるタキプレウス・ギガス(Tachypleus gigas)が挙げられる。これらの中では、日本産カブトガニであるタキプレウス・トリデンタツス、または東南アジア産(シンガポール産)カブトガニであるカルシノスコルピウス・ロツンディカウダ由来であるのが好ましい。また、これらの中では、日本産カブトガニであるタキプレウス・トリデンタツス由来であるのがより好ましい。タキプレウス・トリデンタツスのファクターCのアミノ酸配列を配列番号2に示す。また、タキプレウス・トリデンタツスのファクターCをコードする遺伝子の塩基配列を配列番号1に示す。カルシノスコルピウス・ロツンディカウダのファクターCのアミノ酸配列を配列番号4に示す。また、カルシノスコルピウス・ロツンディカウダのファクターCをコードする遺伝子の塩基配列を配列番号3に示す。
 本発明のファクターCは、N型糖鎖修飾されていてよい。N型糖鎖とは、タンパク質のアスパラギン残基に結合した糖鎖をいう。タキプレウス・トリデンタツスのファクターCとカルシノスコルピウス・ロツンディカウダのファクターCとでは、N型糖鎖修飾の起こり得るアミノ酸残基が保存されている。両ファクターCのアラインメントとN型糖鎖修飾の起こり得るコンセンサス配列(Asn-Xaa-Ser/Thr(Xaaは任意のアミノ酸残基を示す))を図8、9に示す。よって、特に、カルシノスコルピウス・ロツンディカウダのファクターCは、タキプレウス・トリデンタツスのファクターCと同様に好適なファクターCであると考えられる。
 本発明のファクターCは、シアル酸を有していてよい。シアル酸としては、例えば、N-アセチルノイラミン酸(Neu5Ac)やN-グリコリルノイラミン酸(Neu5Gc)が挙げられる。「シアル酸を有する」とは、本発明のファクターCにシアル酸が結合していることをいう。シアル酸は、ファクターCに直接結合していてもよく、間接的に結合していてもよい。例えば、シアル酸は、シアル酸を含む糖鎖がファクターCに結合することにより、間接的にファクターCに結合していてよい。シアル酸は、例えば、(α-2,3)結合のシアル酸であってよく、より具体的には(α-2,3)結合の末端シアル酸であってよい。「(α-2,3)結合のシアル酸」とは、(α-2,3)グリコシド結合で糖に結合したシアル酸をいう。「(α-2,3)結合の末端シアル酸」とは、(α-2,3)グリコシド結合で糖に結合し、且つ、糖鎖の末端に位置するシアル酸をいう。糖鎖としては、例えば、N型糖鎖が挙げられる。シアル酸は、例えば、翻訳後修飾によりシアル酸を含む糖鎖をタンパク質に付加できる宿主細胞でファクターCを発現することにより、ファクターCに付加することができる。そのような宿主細胞としては、哺乳類細胞が挙げられる。シアル酸は、例えば、糖鎖解析により検出することができる。糖鎖解析は、公知の手法により行うことができる。例えば、レクチンや糖鎖抗体を利用して糖鎖解析を行うことができる。具体的には、例えば、Maackia amurensis Agglutinin(MAM)を利用してレクチンブロットを行うことにより、(α-2,3)結合の末端シアル酸を特異的に検出することができる。
 本発明のファクターCは、対照のファクターCと比較して、シアル酸を多く有していてよい。「対照のファクターCと比較して、シアル酸を多く有する」とは、本発明のファクターCに結合したシアル酸の量が、ファクターCの分子当たりのシアル酸の分子数に換算して、対照のファクターCに結合したシアル酸の量よりも大きいことをいう。例えば、本発明のファクターCに結合したシアル酸の量は、ファクターCの分子当たりのシアル酸の分子数に換算して、対照のファクターCに結合したシアル酸の量の、1.1倍以上、1.2倍以上、1.3倍以上、1.5倍以上、2.0倍以上、2.5倍以上、または3.0倍以上であってよい。
 対照のファクターCとしては、昆虫細胞Sf9で発現させた組換えファクターCや天然のファクターCが挙げられる。「Sf9を宿主細胞として発現させたファクターC」とは、本発明のファクターCと同一のアミノ酸配列からなるファクターCをコードする遺伝子をSf9を宿主細胞として発現させることにより得られるファクターCをいう。「天然のファクターC」とは、カブトガニのライセートから分離精製されたファクターCをいう。天然のファクターCは、本発明のファクターCが由来するカブトガニのライセートから分離精製されたファクターCであってよい。すなわち、具体的には、例えば、本発明のファクターCがタキプレウス・トリデンタツスの組換えファクターCまたはそのバリアントである場合、天然のファクターCはタキプレウス・トリデンタツスのライセートから分離精製されたファクターCであってよい。
 「対照のファクターCと比較して、シアル酸を多く有する」かどうかは、本発明のファクターCと対照のファクターCとでシアル酸の量を比較することにより確認できる。シアル酸の量は、例えば、糖鎖解析により決定することができる。糖鎖解析は、公知の手法により行うことができる。例えば、レクチンや糖鎖抗体を利用して糖鎖解析を行うことができる。具体的には、例えば、Maackia amurensis Agglutinin(MAM)を利用してレクチンブロットを行うことにより、(α-2,3)結合の末端シアル酸を特異的に定量することができる。MAMでレクチンブロットを行った際に高い反応性を示す程、(α-2,3)結合の末端シアル酸の量が大きい、すなわち、(α-2,3)結合の末端シアル酸を多く有する、と決定できる。すなわち、本発明のファクターCは、対照のファクターCと比較して、MAMでレクチンブロットを行った際に高い反応性を示してよい。「対照のファクターCと比較して、MAMでレクチンブロットを行った際に高い反応性を示す」とは、等量の本発明のファクターCと対照のファクターCに対してそれぞれMAMでレクチンブロットを行った際に、本発明のファクターCのスポットの検出強度(発色の程度等)が、対照のファクターCのスポットの検出強度よりも高いことをいう。
 本発明のファクターCは、C末端にHisタグが付加されていないものであってよい。また、本発明のファクターCは、C末端にV5タグが付加されていないものであってよい。また、本発明のファクターCは、C末端にペプチドが一切付加されていないものであってよい。また、本発明のファクターCは、N末端にペプチドが一切付加されていないものであってよい。また、本発明のファクターCは、両末端とも、ペプチドが一切付加されていないものであってよい。
 本発明のファクターCは、ファクターCの活性を有する限り、上記各種カブトガニのファクターC、例えば配列番号2または4に示すアミノ酸配列を有するタンパク質、のバリアントであってもよい。バリアントには、例えば、上記ファクターCのホモログや人為的な改変体が含まれる。なお、バリアントのアミノ酸配列は、実際にカブトガニにおいて見出されることを要しない。すなわち、「カブトガニの/カブトガニ由来の」ファクターCには、カブトガニにおいて見出されるファクターCのバリアントであって、カブトガニにおいては見出されないアミノ酸配列を有するものも含まれる。
 ファクターCの活性とは、エンドトキシンの存在下で活性型となり、ファクターBを活性型に変化させる活性をいう。「ファクターCの活性を有する」ことは、例えば、本発明のファクターCを、好適なファクターBおよび好適なプロクロッティングエンザイムと組み合わせた際に、エンドトキシンの存在下でカスケード反応の進行を検出することにより確認できる。具体的には、例えば、好適なファクターBとして配列番号6のタンパク質を、好適なプロクロッティングエンザイムとして配列番号8のタンパク質を使用できる。カスケード反応の進行は、後述する検出用基質を用いて測定できる。
 本発明のファクターCは、ファクターCの活性を有する限り、上記のようなファクターCのアミノ酸配列、例えば配列番号2または4に示すアミノ酸配列において、1若しくは数個の位置での、1若しくは数個のアミノ酸の置換、欠失、挿入又は付加等を含む配列を有するタンパク質であってもよい。前記「1若しくは数個」とは、アミノ酸残基のタンパク質の立体構造における位置やアミノ酸残基の種類によっても異なるが、具体的には好ましくは1~20個、より好ましくは1~10個、さらに好ましくは1~5個、特に好ましくは1~3個を意味する。上記の1若しくは数個のアミノ酸の置換、欠失、挿入、または付加は、タンパク質の機能が正常に維持される保存的変異である。保存的変異の代表的なものは、保存的置換である。保存的置換とは、例えば、置換部位が芳香族アミノ酸である場合には、Phe、Trp、Tyr間で、置換部位が疎水性アミノ酸である場合には、Leu、Ile、Val間で、極性アミノ酸である場合には、Gln、Asn間で、塩基性アミノ酸である場合には、Lys、Arg、His間で、酸性アミノ酸である場合には、Asp、Glu間で、ヒドロキシル基を持つアミノ酸である場合には、Ser、Thr間でお互いに置換する変異である。保存的置換とみなされる置換としては、具体的には、AlaからSer又はThrへの置換、ArgからGln、His又はLysへの置換、AsnからGlu、Gln、Lys、His又はAspへの置換、AspからAsn、Glu又はGlnへの置換、CysからSer又はAlaへの置換、GlnからAsn、Glu、Lys、His、Asp又はArgへの置換、GluからGly、Asn、Gln、Lys又はAspへの置換、GlyからProへの置換、HisからAsn、Lys、Gln、Arg又はTyrへの置換、IleからLeu、Met、Val又はPheへの置換、LeuからIle、Met、Val又はPheへの置換、LysからAsn、Glu、Gln、His又はArgへの置換、MetからIle、Leu、Val又はPheへの置換、PheからTrp、Tyr、Met、Ile又はLeuへの置換、SerからThr又はAlaへの置換、ThrからSer又はAlaへの置換、TrpからPhe又はTyrへの置換、TyrからHis、Phe又はTrpへの置換、及び、ValからMet、Ile又はLeuへの置換が挙げられる。また、上記のようなアミノ酸の置換、欠失、挿入、または付加等には、遺伝子が由来するカブトガニの個体差、株、種の違いに基づく場合などの天然に生じる変異も含まれる。
 また、本発明のファクターCは、上記のようなファクターCのアミノ酸配列全体、例えば配列番号2または4に示すアミノ酸配列全体に対して、80%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上、より好ましくは97%以上、特に好ましくは99%以上の相同性または同一性を有し、かつ、ファクターCの活性を有するタンパク質であってもよい。
 本発明のファクターCをコードする遺伝子は、上記のような本発明のファクターCをコードする限り特に制限されない。本発明のファクターCをコードする遺伝子は、公知の遺伝子配列から調製され得るプローブ、例えば配列番号1または3に示す塩基配列の全体または一部に対する相補配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、ファクターCの活性を有するタンパク質をコードするDNAであってもよい。ここで、「ストリンジェントな条件」とは、いわゆる特異的なハイブリッドが形成され、非特異的なハイブリッドが形成されない条件をいう。一例を示せば、相同性が高いDNA同士、例えば80%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上、より好ましくは97%以上、特に好ましくは99%以上の相同性を有するDNA同士がハイブリダイズし、それより相同性が低いDNA同士がハイブリダイズしない条件、あるいは通常のサザンハイブリダイゼーションの洗いの条件である60℃、1×SSC、0.1% SDS、好ましくは、60℃、0.1×SSC、0.1% SDS、さらに好ましくは、68℃、0.1×SSC、0.1% SDSに相当する塩濃度、温度で、1回、より好ましくは2~3回洗浄する条件が挙げられる。
 また、本発明のファクターCをコードする遺伝子は、任意のコドンをそれと等価のコドンに置換したものであってもよい。例えば、本発明のファクターCをコードする遺伝子は、コドンの組み合わせを哺乳類細胞での発現に最適化するよう変更してもよい。最適化は、例えば一般の受託サービスを利用して行うことができる。なお、本発明のファクターCをコードする遺伝子は、コドンの組み合わせが哺乳類細胞での発現に最適化されたDNAのバリアントであってもよい。
 なお、上記の遺伝子やタンパク質のバリアントに関する記載は、ファクターBおよびプロクロッティングエンザイム、並びにそれらをコードする遺伝子に準用できる。
 本発明のファクターCは、非還元SDS-PAGEで測定される分子量が115kDa~140kDa、115kDa~130kDa、120kDa~130kDa、または120kDa~128kDaであってよい。また、本発明のファクターCは、非還元SDS-PAGEで測定される分子量が127kDa±5kDa、128kDa±2kDa、127kDa±2kDa、126kDa±2kDa、または127kDa±1kDaであってよい。また、本発明のファクターCは、非還元SDS-PAGEで測定される分子量が128kDaまたは126kDaであってよい。
 また、本発明のファクターCは、イオンによる活性阻害を受けにくい性質を有していてもよい。「イオンによる活性阻害を受けにくい性質を有する」とは、本発明のファクターCが、対照のファクターCと比較して、イオンの存在下で高い残存活性を示すことをいう。対照のファクターCとしては、昆虫細胞Sf9で発現させた組換えファクターCや天然のファクターCが挙げられる。「高い残存活性を示す」とは、本発明のファクターCの残存活性が対照のファクターCの残存活性より高い限り特に制限されないが、例えば、本発明のファクターCの残存活性が対照のファクターCの残存活性の1.1倍以上、1.2倍以上、1.3倍以上、1.5倍以上、2.0倍以上、2.5倍以上、または3.0倍以上であることを意味してよい。「イオンによる活性阻害を受けにくい性質」として、具体的には、例えば、対照のファクターCと比較して、21mMのクエン酸ナトリウムの存在下で高い残存活性を示す性質、52mMの炭酸水素ナトリウムの存在下で高い残存活性を示す性質、214mMの塩化ナトリウムの存在下で高い残存活性を示す性質、16mMの硫酸マグネシウムの存在下で高い残存活性を示す性質、2.5mMの塩化カルシウムの存在下で高い残存活性を示す性質が挙げられる。また、「イオンによる活性阻害を受けにくい性質」として、具体的には、例えば、21mMのクエン酸ナトリウムの存在下で10%以上または20%以上の残存活性を示す性質、52mMの炭酸水素ナトリウムの存在下で25%以上または35%以上の残存活性を示す性質、214mMの塩化ナトリウムの存在下で25%以上または35%以上の残存活性を示す性質、16mMの硫酸マグネシウムの存在下で15%以上または25%以上の残存活性を示す性質、2.5mMの塩化カルシウムの存在下で35%以上または45%以上の残存活性を示す性質も挙げられる。本発明のファクターCは、これらの性質の1つを有していてもよく、これらの性質の2つまたはそれ以上を有していてもよい。なお、「残存活性」は、図4に示すアッセイ系において、注射用水にエンドトキシンを添加したもの(エンドトキシン濃度0.05EU/mL)を測定検体とした際の反応性を100%とした場合の、イオンを含む被験試料にエンドトキシンを添加したもの(エンドトキシン濃度0.05EU/mL)を測定検体とした際の反応性の相対値(%)として示される。
 また、本発明のファクターCは、水溶性であってよい。ここでいう「水溶性」とは、本発明のファクターCを適当な宿主細胞で発現させた際に、発現したファクターCが可溶性画分に検出されるこという。「可溶性画分に検出される」とは、発現したファクターCの20%以上、50%以上、80%以上、90%以上、または95%以上が可溶性画分に検出されることであってよい。
(2)本発明のファクターCの製造法
 本発明のファクターCは、例えば、哺乳類細胞を宿主細胞として用いて発現させることにより製造できる。すなわち、本発明は、哺乳類細胞を宿主細胞として用いてカブトガニのファクターCを発現することを含む、カブトガニのファクターCを製造する方法、を提供する。同方法を、「本発明の製造法」ともいう。本発明の製造法により製造され得るファクターCは、本発明のファクターCの一態様である。
 哺乳類細胞は、カブトガニのファクターCを機能的に(functionally)発現することができる限り、特に制限されない。「機能的に発現する」とは、発現されたファクターCが、ファクターCの活性を示すことをいう。具体的には、哺乳類細胞は、COS-1細胞以外の哺乳類細胞であってよい。哺乳類細胞は、げっ歯類および霊長類からなる群より選択される哺乳動物の細胞であるのが好ましい。げっ歯類としては、特に制限されないが、チャイニーズハムスター、ハムスター、マウス、ラット、モルモットが挙げられる。これらの中では、チャイニーズハムスターが好ましい。チャイニーズハムスターの細胞としては、例えば、チャイニーズハムスター卵巣由来細胞株(CHO)が挙げられる。CHOとしては、CHO DG44やCHO K1が挙げられる。霊長類としては、特に制限されないが、ヒト、サル、チンパンジーが挙げられる。霊長類は、サル以外の霊長類であってもよい。これらの中では、ヒトが好ましい。ヒトの細胞としては、ヒト胎児腎細胞由来細胞株(HEK)が挙げられる。HEKとしては、HEK293が挙げられる。
 哺乳類細胞は、ファクターCをコードする遺伝子を保持することにより、ファクターCを発現できる。哺乳類細胞において、ファクターCをコードする遺伝子は、同細胞で機能するプロモーターの制御下で発現可能に保持されていればよい。哺乳類細胞において、ファクターCをコードする遺伝子は、例えば、プラスミドのように染色体外で自律複製するベクター上に存在していてもよく、染色体上に導入されていてもよい。ファクターCをコードする遺伝子を哺乳類細胞に導入する手法は特に制限されない。染色体外で自律複製するベクターとしては、例えば、pCA7 (Makoto Takeda, et al., J. Viol. 79(22): 14346-54 (2005)) が挙げられる。また、例えば、pCI-neoベクター(Promega社)を用いて、ファクターCをコードする遺伝子を哺乳類細胞の染色体上に導入できる。哺乳類細胞は、ファクターCをコードする遺伝子を、1コピーのみ有していてもよく、2コピーまたはそれ以上有していてもよい。
 哺乳類細胞を培養する際の培養条件は、哺乳類細胞が増殖できる限り特に制限されず、哺乳類細胞の培養に通常用いられる条件を、必要により適宜修正して用いることができる。培地としては、例えば、哺乳類細胞の培養に通常用いられる培地を用いることができる。具体的には、例えば、RPMI1640培地(Sigma社)やDMEM培地(Sigma社)を用いることができる。培養は、例えば、36℃~38℃で、5%CO供給下で静置培養により行うことができる。
 機能的なファクターCが発現したことは、ファクターCの活性を測定することにより確認できる。また、ファクターCが発現したことは、ファクターCをコードする遺伝子から転写されるmRNAの量を測定することや、抗体を用いてウエスタンブロットによりファクターCを検出することでも確認できる。
 発現したファクターCは、ファクターCを含有する溶液として回収し、本発明のエンドトキシン測定剤の成分として利用できる。ファクターCを含有する溶液とは、例えば、培養液、培養上清、細胞破砕抽出物、またはそれらの混合物等でありうる。ファクターCは、所望の程度に精製して用いてもよく、精製せずに用いてもよい。本発明では、ファクターCを精製することなく、発現されたファクターCを含有する細胞培養上清液をそのまま用いても、十分なエンドトキシン測定能が得られる。ファクターCの精製は、例えばタンパク質の精製に用いられる公知の方法により行うことができる。そのような方法としては、硫酸アンモニウム沈殿、ゲルろ過クロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、疎水相互作用クロマトグラフィー、ヒドロキシアパタイトクロマトグラフィー等が挙げられる。また、ファクターCに、Hisタグ等のタグを付加している場合には、当該タグに対する親和性を利用したアフィニティークロマトグラフィーによりファクターCを精製することもできる。また、ファクターCを含有する溶液は、例えば、フィルターろ過して用いてもよい。フィルターとしては、例えば、0.22μmのフィルターを用いることができる。
(3)本発明のエンドトキシン測定剤
 本発明のファクターCは、エンドトキシンの測定に利用できる。すなわち、本発明は、本発明のファクターCを含むエンドトキシン測定剤を提供する。同エンドトキシン測定剤を、「本発明のエンドトキシン測定剤」ともいう。本発明のエンドトキシン測定剤は、エンドトキシンの測定態様に応じて、さらに、ファクターC以外の因子を含んでいてもよい。
 例えば、本発明のファクターCは、ファクターBおよびプロクロッティングエンザイムと組み合わせて、エンドトキシンの測定に利用できる。すなわち、本発明のエンドトキシン測定剤の一態様は、本発明のファクターC、ファクターB、およびプロクロッティングエンザイムを含む、エンドトキシン測定剤である。この場合、カスケード反応の最終産物であるクロッティングエンザイムを検出することにより、エンドトキシンを測定できる。本発明のエンドトキシン測定剤の一態様に含まれるファクターBおよびプロクロッティングエンザイムを、それぞれ本発明のファクターBおよび本発明のプロクロッティングエンザイムともいう。
 一方、カスケード反応の途中段階を検出することにより、エンドトキシンを測定することもできる。この場合、本発明のエンドトキシン測定剤は、当該途中段階までに関与する因子を含んでいればよい。具体的には、例えば、カスケード反応の中間産物である活性型ファクターCを検出することによりエンドトキシンを測定する場合、本発明のエンドトキシン測定剤は、ファクターCを含んでいればよい。
 本発明のファクターBは、カブトガニ由来のファクターBである。また、本発明のプロクロッティングエンザイムは、カブトガニ由来のプロクロッティングエンザイムである。カブトガニとしては、日本産カブトガニであるタキプレウス・トリデンタツス(Tachypleus tridentatus)、アメリカ産カブトガニであるリムルス・ポリフェムス(Limulus polyphemus)、東南アジア産(シンガポール産)カブトガニであるカルシノスコルピウス・ロツンディカウダ(Carcinoscorpius rotundicauda)、東南アジア産カブトガニであるタキプレウス・ギガス(Tachypleus gigas)が挙げられる。これらの中では、日本産カブトガニであるタキプレウス・トリデンタツス由来であるのが好ましい。
 タキプレウス・トリデンタツスのファクターB、プロクロッティングエンザイムのアミノ酸配列をそれぞれ配列番号6、8に示す。また、タキプレウス・トリデンタツスのファクターB、プロクロッティングエンザイムをコードする遺伝子の塩基配列をそれぞれ配列番号5、7に示す。
 本発明のファクターBは、ファクターBの活性を有する限り、上記各種カブトガニのファクターB、例えば配列番号6に示すアミノ酸配列を有するタンパク質のバリアントであってもよい。バリアントには、例えば、上記ファクターBのホモログや人為的な改変体が含まれる。また、本発明のファクターBをコードする遺伝子は、上記のような本発明のファクターBをコードする限り特に制限されない。ファクターBやそれをコードする遺伝子のバリアントについては、上述のファクターCやそれをコードする遺伝子のバリアントに関する記載を準用できる。
 ファクターBの活性とは、活性型ファクターCの存在下で活性型となり、プロクロッティングエンザイムを活性型であるクロッティングエンザイムに変化させる活性をいう。「ファクターBの活性を有する」ことは、例えば、本発明のファクターBを、好適なファクターCおよび好適なプロクロッティングエンザイムと組み合わせた際に、エンドトキシンの存在下でカスケード反応の進行を検出することにより確認できる。具体的には、好適なファクターCとして配列番号2のタンパク質を、好適なプロクロッティングエンザイムとして配列番号8のタンパク質を使用できる。カスケード反応の進行は、後述する検出用基質を用いて測定できる。
 本発明のプロクロッティングエンザイムは、プロクロッティングエンザイムの活性を有する限り、上記各種カブトガニのプロクロッティングエンザイム、例えば配列番号8に示すアミノ酸配列を有するタンパク質のバリアントであってもよい。バリアントには、例えば、上記プロクロッティングエンザイムのホモログや人為的な改変体が含まれる。また、本発明のプロクロッティングエンザイムをコードする遺伝子は、上記のような本発明のプロクロッティングエンザイムをコードする限り特に制限されない。プロクロッティングエンザイムやそれをコードする遺伝子のバリアントについては、上述のファクターCやそれをコードする遺伝子のバリアントに関する記載を準用できる。
 プロクロッティングエンザイムの活性とは、活性型ファクターBの存在下で活性型であるクロッティングエンザイムとなり、後述する検出用基質と反応する活性をいう。検出用基質と反応する活性とは、例えば、コアギュローゲンと反応し凝固を引き起こす活性や、後述する一般式X-Y-Z(式中、Xは保護基、Yはペプチド、ZはYとアミド結合した色素である)で表される基質と反応し色素Zを遊離させる活性(例えば、Boc-Leu-Gly-Arg-pNAと反応しpNAを遊離させる活性)をいう。「プロクロッティングエンザイムの活性を有する」ことは、例えば、本発明のプロクロッティングエンザイムを、好適なファクターCおよび好適なファクターBと組み合わせた際に、エンドトキシンの存在下でカスケード反応の進行を検出することにより確認できる。具体的には、好適なファクターCとして配列番号2のタンパク質を、好適なファクターBとして配列番号6のタンパク質を使用できる。カスケード反応の進行は、後述する検出用基質を用いて測定できる。
 本発明のファクターBおよび/または本発明のプロクロッティングエンザイムは、それぞれファクターBの活性、プロクロッティングエンザイムの活性を有する限り、任意のペプチド等が付加されていてもよい。そのようなペプチドとしては、HisタグやV5タグ等のタグ配列が挙げられる。また、本発明のファクターBおよび/または本発明のプロクロッティングエンザイムは、本発明のファクターCと同様に、C末端にHisタグが付加されていないもの、C末端にV5タグが付加されていないもの、C末端にペプチドが一切付加されていないもの、N末端にペプチドが一切付加されていないもの、または両末端ともペプチドが一切付加されていないものであってもよい。
 また、本発明のファクターBをコードする遺伝子および/または本発明のプロクロッティングエンザイムをコードする遺伝子は、任意のコドンをそれと等価のコドンに置換したものであってもよい。例えば、本発明のファクターBをコードする遺伝子および/または本発明のプロクロッティングエンザイムをコードする遺伝子は、コドンの組み合わせを宿主細胞での発現に最適化するよう変更してもよい。配列番号6のファクターBをコードし、且つコドンの組み合わせが昆虫細胞での発現に最適化されたDNAとしては、配列番号9のDNAが挙げられる。なお、本発明のファクターBをコードする遺伝子および/または本発明のプロクロッティングエンザイムをコードする遺伝子は、コドンの組み合わせが宿主細胞での発現に最適化されたDNAのバリアントであってもよい。
 本発明のファクターBおよび本発明のプロクロッティングエンザイムは、それぞれ、天然に得られるものであってもよく、組換えタンパク質であってもよい。
 天然のファクターBおよび天然のプロクロッティングエンザイムは、それぞれ、上記各種カブトガニの血球抽出液から取得することができる。これらの因子は、所望の程度に精製して用いることができる。精製は、例えば、公知の手法(Nakamura T. et al., J Biochem. 1986 Mar; 99(3): 847-57.)により行うことができる。
 また、組換えファクターBおよび組換えプロクロッティングエンザイムは、それぞれ、宿主細胞に発現させることで取得できる。宿主細胞は、各因子を発現できる限り特に制限されない。宿主細胞としては、例えば、異種タンパク質の発現に通常用いられるものを利用できる。宿主細胞としては、例えば、昆虫細胞、動物細胞、植物細胞、酵母細胞、細菌細胞が挙げられる。これらの中では、翻訳後修飾の観点から真核細胞が好ましく、具体的には、昆虫細胞や動物細胞がより好ましい。
 動物細胞としては、例えば、哺乳類細胞が挙げられる。哺乳類細胞等の動物細胞を用いる場合、上述した本発明のファクターCの製造についての記載を、ファクターBおよびプロクロッティングエンザイムの製造にも準用できる。
 昆虫細胞としては、例えば、Sf9、Sf21、SF+、High-Fiveが挙げられる。昆虫細胞としては、Sf9が好ましい。
 昆虫細胞を宿主細胞として用いて各因子を発現する手法は、各因子を発現できる限り特に制限されず、異種タンパク質の発現に通常用いられる手法を好適に利用できる。例えば、各因子をコードする遺伝子を組み込んだウイルスを昆虫細胞に感染させることで各因子を発現させることができる(「ウイルス法」ともいう)。また、各因子をコードする遺伝子を組み込んだベクターを昆虫細胞に導入し、宿主細胞の染色体上に当該遺伝子を組み込むことで各因子を発現させることができる(「安定発現細胞株法」ともいう)。
<ウイルス法>
 ウイルス法に用いるウイルスは、昆虫細胞に感染し各因子を発現させることができる限り特に制限されず、昆虫細胞でのタンパク質の発現に通常用いられるものを好適に利用できる。そのようなウイルスとしては、バキュロウイルス(Baculovirus)が挙げられる。バキュロウイルスとしては、核多角体病ウイルス(Nucleopolyhedrovirus;NPV)が好ましい。NPVとしては、AcNPV(Autographa californica NPV)、BmNPV(Bombyx mori NPV)が挙げられる。NPVとしては、AcNPVが好ましい。
 ウイルスへの核酸の導入は常法により行うことができ、例えば、トランスファーベクターを用いた相同的組換えにより行うことができる。トランスファーベクターとしては、pPSC8(プロテインサイエンス(Protein Sciences)社)、pFastBac(Life technologies corporation)、pVL1393(ファーミンジェン(Pharmingen)社)が挙げられる。トランスファーベクターとしては、pPSC8が好ましい。
 各因子をコードする遺伝子を組み込んだウイルスを常法により昆虫細胞に感染させることで、当該ウイルスを保持し、各因子を発現する昆虫細胞が得られる。
<安定発現細胞株法>
 各因子をコードする遺伝子を昆虫細胞の染色体上に組み込むことで、各因子を安定に発現する安定発現細胞株が得られる。安定発現細胞株の構築手法は、特に制限されず、常法により行うことができる。例えば、pIZ-V5(Life Technologies Corporation)を用いて、マニュアルに従って安定発現細胞株を構築することができる。
 昆虫細胞を培養する際の培養条件は、昆虫細胞が増殖できる限り特に制限されず、昆虫細胞の培養に通常用いられる条件を、必要により適宜修正して用いることができる。例えば、培地としては昆虫細胞の培養に通常用いられる培地を用いることができる。そのような培地としては、例えば市販の昆虫細胞用の無血清培地が挙げられる。具体的には、Sf900III無血清培地(Life Technologies Corporation)等を好適に用いることができる。培養は、例えば、27℃~28℃で、振とう培養により行うことができる。
 各因子が発現しているかどうかは、各因子の活性を測定することにより確認できる。また、各因子が発現しているかどうかは、各因子をコードする遺伝子から転写されるmRNAの量を測定することや、抗体を用いてウエスタンブロットにより各因子を検出することでも確認できる。
 発現した各因子は、当該各因子を含有する溶液として回収し、本発明のエンドトキシン測定剤の成分として利用できる。各因子を含有する溶液とは、例えば、培養液、培養上清、細胞破砕抽出物、またはそれらの混合物等でありうる。各因子は、所望の程度に精製して用いてもよく、精製せずに用いてもよい。本発明では、各因子を精製することなく、発現された各因子を含有する細胞培養上清液をそのまま用いても、十分なエンドトキシン測定能が得られる。各因子を精製する場合には、各因子の精製は、例えばタンパク質の精製に用いられる公知の方法により行うことができる。そのような方法としては、硫酸アンモニウム沈殿、ゲルろ過クロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、疎水相互作用クロマトグラフィー、ヒドロキシアパタイトクロマトグラフィー等が挙げられる。また、各因子に、Hisタグ等のタグを付加している場合には、当該タグに対する親和性を利用したアフィニティークロマトグラフィーにより各因子を精製することもできる。また、各因子を含有する溶液は、例えば、フィルターろ過して用いてもよい。フィルターとしては、例えば、0.22μmのフィルターを用いることができる。
 なお、各因子がウイルス法により製造された場合には、ウイルスの除去を行うことが好ましい。ウイルスを除去する手法は特に制限されず常法により行うことができる。例えば、ポアサイズ500kDaの中空糸濾過膜によりウイルスを除去することができる。
 本発明において、本発明のファクターC、本発明のファクターB、および本発明のプロクロッティングエンザイムは、因子毎に発現細胞を構築しそれぞれ別個に発現させてよい。
 本発明のエンドトキシン測定剤は、例えば、本発明のファクターCのみを含有していてもよく、本発明のファクターC、本発明のファクターB、および本発明のプロクロッティングエンザイムのみを含有していてもよい。
 本発明のエンドトキシン測定剤は、カスケード反応の進行を検出するための基質を含有してもよい。本発明において、そのような基質を検出用基質という場合がある。
 検出用基質としては、コアギュローゲンが挙げられる。コアギュローゲンは、カスケード反応の最終産物であるクロッティングエンザイムの検出基質である。コアギュローゲンとクロッティングエンザイムが接触することで、コアギュリンとして凝固する。凝固反応の進行は反応液の濁度を測定することで測定することができる。コアギュローゲンはカブトガニ血球抽出液(ライセート)から回収することができる。また、コアギュローゲンをコードする遺伝子の塩基配列は明らかになっており(宮田ら、蛋白質 核酸 酵素 別冊 No.29; P30-43; 1986)、常法に従い遺伝子工学的に生産することもできる。
 また、検出用基質としては、合成基質を用いてもよい。合成基質は、カスケード反応の検出に好適な性質を有する限り特に制限されない。「カスケード反応の検出に好適な性質」としては、クロッティングエンザイムの存在を検出するための性質や、カスケード反応の途中段階を検出するための性質が挙げられる。「クロッティングエンザイムの存在を検出するための性質」としては、クロッティングエンザイムの触媒反応により発色する性質や、クロッティングエンザイムの触媒反応により蛍光を発する性質が挙げられる。「カスケード反応の途中段階を検出するための性質」としては、活性型ファクターC等のカスケード反応の中間産物の触媒反応により発色する性質や、活性型ファクターC等のカスケード反応の中間産物の触媒反応により蛍光を発する性質が挙げられる。合成基質としては、例えば、一般式X-Y-Z(式中、Xは保護基、Yはペプチド、ZはYとアミド結合した色素である)で表される基質が挙げられる。反応系にエンドトキシンが存在する場合には、カスケード反応の結果として生ずるクロッティングエンザイムまたは中間産物の触媒反応によりY-Z間のアミド結合が切断され、色素Zが遊離して発色する、あるいは蛍光を発する。保護基Xとしては、特に制限されず、ペプチドの公知の保護基を好適に用いることができる。そのような保護基としては、t-ブトキシカルボニル基、ベンゾイル基が挙げられる。色素Zは、特に制限されず、例えば、可視光下で検出される色素であってもよく、蛍光色素であってもよい。色素Zとしては、pNA(パラニトロアニリン)、MCA(7-メトキシクマリン-4-酢酸)、DNP(2,4-ジニトロアニリン)、Dansyl(ダンシル)系色素が挙げられる。ペプチドYとしては、Leu-Gly-Arg(LGR)、Ile-Glu-Gly-Arg(IEGR)(配列番号10)、Val-Pro-Arg(VPR)、Asp-Pro-Arg(DPR)が挙げられる。合成基質としては、エンドトキシンの測定態様に応じて、クロッティングエンザイムまたは中間産物と反応するものを適宜選択して利用することができる。例えば、基質特異性の点からは、ペプチドYとしてLGRを含む基質はクロッティングエンザイムの検出に好適に用いることができ、ペプチドYとしてVPRまたはDPRを含む基質は活性型ファクターCの検出に好適に用いることができる。遊離した色素Zは、色素の性質に応じた手法により測定すればよい。
 また、本発明のエンドトキシン測定剤は、エンドトキシンの測定に用いることができる限り、各因子や検出用基質以外の成分を含有していてもよい。そのような成分は、保存性、取扱い易さ、各因子や検出用基質の安定性などを考慮して選定すればよく、特に限定されるものではない。
 また、本発明のエンドトキシン測定剤は、固体状、液体状、ゲル状等の任意の形態で製剤化されていてもよい。製剤化にあたっては、製剤担体として通常使用される賦形剤、結合剤、崩壊剤、滑沢剤、矯味矯臭剤、希釈剤、又は溶剤等の添加剤などを使用することができる。本発明のエンドトキシン測定剤は、そのまま、あるいは水、生理食塩水、または緩衝液等を用いて希釈、分散、又は溶解し、エンドトキシンの測定に利用できる。このように希釈、分散、又は溶解等した場合にも、本発明のエンドトキシン測定剤の範囲に含まれることは言うまでもない。
 本発明のエンドトキシン測定剤において、各因子やその他の成分は、混合して存在していてもよく、それぞれ別個に存在していてもよい。例えば、各因子は、任意の比率で混合され製剤化されていてもよく、それぞれ別個に製剤化されていてもよい。
 本発明のエンドトキシン測定剤における各因子やその他の成分の濃度は特に制限されないが、エンドトキシンを測定する際に、後述する好ましい濃度範囲に収まるよう調整されるのが好ましい。本発明のエンドトキシン測定剤(被験試料に接触させる前に溶液にしたもの)における各因子の濃度は、例えば、5~200μg/mLであってよく、20~100μg/mLであるのが好ましく、40~80μg/mLであるのがより好ましく、約60μg/mLであるのが特に好ましい。また、各因子の製造方法に応じて、本発明のエンドトキシン測定剤における各因子の濃度を設定してもよい。例えば、本発明のエンドトキシン測定剤(被験試料に接触させる前に溶液にしたもの)における、げっ歯類の細胞を宿主細胞として用いて製造したファクターCの濃度は、例えば、5~200μg/mL、10~50μg/mL、または15~40μg/mLであってもよい。また、例えば、本発明のエンドトキシン測定剤(被験試料に接触させる前に溶液にしたもの)における、霊長類の細胞を宿主細胞として用いて製造したファクターCの濃度は、例えば、5~200μg/mL、50~150μg/mL、または80~120μg/mLであってもよい。なお、上記例示した濃度は、例えば、上記例示したような手法により各因子を発現させて得られた培養上清をフィルター濾過して得られたろ液中のタンパク質が全て目的の因子であると仮定して算出したものであってもよい。
 本発明のエンドトキシン測定剤は、エンドトキシン測定用キットとして提供することができる。エンドトキシン測定用キットは、本発明のエンドトキシン測定剤を含む限り特に制限されない。エンドトキシン測定用キットは、例えば、エンドトキシン標品、反応用容器(例えば、チューブやマイクロプレート)、マニュアル等から選択される1またはそれ以上の構成要素を含んでいてよい。
(4)本発明のエンドトキシン測定法
 本発明のエンドトキシン測定剤を被験試料と混合することにより、被験試料にエンドトキシンが含まれる場合にはカスケード反応が進行する。カスケード反応の進行を測定することにより、被験試料中のエンドトキシンを測定することができる。すなわち、本発明は、本発明のエンドトキシン測定剤と被験試料とを混合する工程、およびカスケード反応の進行を測定する工程を含む、被験試料中のエンドトキシンを測定する方法を提供する。同方法を、「本発明のエンドトキシン測定法」ともいう。
 本発明のエンドトキシン測定法の一態様(以下、「第1の態様」ともいう)においては、全ての因子が被験試料と混合される。第1の態様において、本発明のエンドトキシン測定剤に含まれる各因子は、本発明のエンドトキシン測定剤を被験試料と混合する工程の当初から反応系に含まれていてもよく、逐次反応系に添加されてもよい。
 例えば、本発明のエンドトキシン測定剤を被験試料と混合する工程は、以下の工程(A)~(C)を含んでいてもよい。
(A)本発明のファクターCを反応系に添加する工程。
(B)本発明のファクターBを反応系に添加する工程。
(C)本発明のプロクロッティングエンザイムを反応系に添加する工程。
 工程(A)~(C)は別個に行われてもよく、一部同時に行われてもよく、全て同時に行われてもよい。工程(A)~(C)は任意の順番で行われてよい。例えば、工程(A)の後に工程(B)が行われ、工程(B)の後に工程(C)が行われてもよい。
 第1の態様において、カスケード反応の進行は、検出用基質を反応系に添加し、当該基質の反応(発色や凝固等)を測定することで測定できる。検出用基質は、本発明のエンドトキシン測定剤を被験試料と混合する工程の当初から反応系に含まれていてもよく、当該工程の進行中または完了後に反応系に添加されてもよい。本発明のエンドトキシン測定剤として、検出用基質を予め含有しているものを用いる場合も、当然、第1の態様に包含される。
 なお、本発明のエンドトキシン測定法において、被験試料にエンドトキシンが含まれる場合にカスケード反応が進行する限り、本発明のファクターBおよびプロクロッティングエンザイム自体は、被験試料と接触しなくともよい。すなわち、本発明のエンドトキシン測定法の別の態様(以下、第2の態様ともいう)は、以下の工程(A)~(D)を含む被験試料中のエンドトキシン測定法である。
(A)本発明のファクターCと被験試料とを混合する工程。
(B)本発明のファクターBと、工程Aの混合後のファクターCとを混合する工程。
(C)本発明のプロクロッティングエンザイムと、工程Bの混合後のファクターBとを混合する工程。
(D)カスケード反応の進行を測定する工程。
 第2の態様において、工程(A)~(D)は別個に進行してもよく、一部同時に進行してもよく、全て同時に進行してもよい。例えば、工程Aを開始し、当該工程の進行中または完了後にファクターBやプロクロッティングエンザイムを反応系に添加してもよい。また、工程Bを開始し、当該工程の進行中または完了後にプロクロッティングエンザイムを反応系に添加してもよい。また、工程Aの当初から3種の因子全てが反応系に含まれていてもよい。また、例えば、工程Aの接触後のファクターCを回収して工程Bに用いてもよく、工程Bの接触後のファクターBを回収して工程Cに用いてもよい。
 第2の態様において、カスケード反応の進行は、検出用基質を反応系に添加し、当該基質の反応(発色や凝固等)を測定することで測定できる。検出用基質は、工程Aの当初から反応系に含まれていてもよく、各工程の進行中または完了後に反応系に添加されてもよい。
 また、カスケード反応の途中段階を検出することにより、エンドトキシンを測定することもできる。具体的には、例えば、カスケード反応の中間産物である活性型ファクターCを検出することにより、エンドトキシンを測定することができる。すなわち、本発明のエンドトキシン測定法の別の態様(以下、第3の態様ともいう)は、例えば、本発明のファクターCと被験試料とを混合する工程、および活性型ファクターCを検出する工程を含む、被験試料中のエンドトキシン測定法であってよい。第3の態様において、活性型ファクターCの検出は、検出用基質を反応系に添加し、当該基質の反応(発色等)を測定することで行うことができる。検出用基質は、本発明のファクターCを被験試料と混合する工程の当初から反応系に含まれていてもよく、当該工程の進行中または完了後に反応系に添加されてもよい。
 本発明のエンドトキシン測定法は、被験試料にエンドトキシンが含まれる場合にカスケード反応が進行する限り、その他の任意の工程を含んでいてよい。例えば、本発明のエンドトキシン測定法は、反応系に検出用基質を添加する工程、あるいは、カスケード反応により生じたクロッティングエンザイムまたは中間産物と検出用基質とを混合する工程を含んでいてもよい。また、例えば、本発明のエンドトキシン測定法は、検出用基質の反応に基づき、被験試料中のエンドトキシン量を算出する工程を含んでいてもよい。
 本発明のエンドトキシン測定法において、反応は水あるいは緩衝液等の水性溶媒中で行われるのが好ましい。
 本発明のエンドトキシン測定法において、反応液中での各因子の濃度は、被験試料にエンドトキシンが含まれる場合にカスケード反応が進行する限り特に限定されず、各因子の性質等に応じて適宜設定することができる。例えば、各因子の濃度は、終濃度で、例えば、2.5~100μg/mLであってよく、10~50μg/mLであるのが好ましく、20~40μg/mLであるのがより好ましく、約30μg/mLであるのが特に好ましい。また、各因子の製造方法に応じて、反応液中での各因子の濃度を設定してもよい。例えば、げっ歯類の細胞を宿主細胞として用いて製造したファクターCの濃度は、終濃度で、例えば、2.5~100μg/mL、5~25μg/mL、または7.5~20μg/mLであってもよい。また、例えば、霊長類の細胞を宿主細胞として用いて製造したファクターCの濃度は、終濃度で、例えば、2.5~100μg/mL、25~75μg/mL、または40~60μg/mLであってもよい。なお、上記例示した濃度は、例えば、上記例示したような手法により各因子を発現させて得られた培養上清をフィルター濾過して得られたろ液中のタンパク質が全て目的の因子であると仮定して算出したものであってもよい。
 本発明のエンドトキシン測定法において、反応液中での検出用基質の濃度は、被験試料にエンドトキシンが含まれる場合にカスケード反応が進行する限り特に限定されず、検出用基質の性質等に応じて適宜設定することができる。例えば、検出用基質が合成基質である場合には、検出用基質の濃度は、終濃度で、例えば通常0.001mM~100mMであり、0.01mM~10mMであるのが好ましい。
 いずれの態様においても、被験試料にエンドトキシンが含まれる場合にカスケード反応が進行する限り、反応系には、各因子、検出用基質、および被験試料以外に、任意の成分が含まれていてもよい。
 反応液のpHは、被験試料にエンドトキシンが含まれる場合にカスケード反応が進行する限り特に限定されず、各因子の性質に応じて適宜設定することができる。反応液のpHは、例えば、通常pH5~10であり、好ましくは7~8.5である。
 反応温度は、被験試料にエンドトキシンが含まれる場合にカスケード反応が進行する限り特に限定されず、各因子の性質に応じて適宜設定することができる。反応温度は例えば通常10℃~80℃であり、好ましくは20℃~50℃である。例えば、反応温度は37℃であってもよい。
 反応時間は特に限定されず、各因子の性質や反応温度等の諸条件に応じて適宜設定すればよい。反応時間は例えば通常5分~2時間であり、好ましくは15分~90分である。例えば、反応時間は30分~40分であってもよい。
 いずれの態様においても、反応の過程において、被験試料、各因子、およびその他の成分を単独で、あるいは任意の組み合わせで追加的に反応系に添加してもよい。これらの成分は1回または複数回添加されてもよく、連続的に添加されてもよい。また、反応開始から反応終了まで均一の条件を用いてもよく、反応の過程において条件を変化させてもよい。
 検出用基質の反応(発色や凝固等)を測定することで、エンドトキシンの存在に基づくカスケード反応の進行を測定することができ、被験試料中のエンドトキシンを測定することができる。検出用基質の反応(発色や凝固等)は、用いた検出用基質に応じた手法により測定すればよい。
 エンドトキシンの測定を定量的に行う場合には、濃度既知のエンドトキシン標準試料を用いてエンドトキシン量と検出用基質の反応の程度(発色や凝固等の程度)との間の相関データを取得し、当該相関データに基づき被験試料に存在するエンドトキシンを定量すればよい。相関データとは、例えば検量線である。定量はカイネティック法により行ってもよく、エンドポイント法によって行ってもよい。
 エンドトキシンの測定を行うことのできる被験試料としては、特に制限されず、医療用水、医薬品、輸液、血液製剤、医療機器、医療器具、化粧品、飲食品、環境試料(例えば、空気、河川、土壌)、生体成分(例えば、血液、体液、組織)、天然のタンパク質、組換えタンパク質、核酸、糖質等が挙げられる。被験試料は、例えば、注射剤であってよい。注射剤とは、生体内に注射によって投与され得るものをいう。注射剤は、市場流通時に液体である必要はなく、凍結乾燥品であってもよい。被験試料は、それ自体を、あるいはその抽出物や洗浄液を反応系に混合、分散、又は溶解し、エンドトキシンの測定に供することができる。
 また、上述の通り、本発明のファクターCは、イオンによる活性阻害を受けにくい性質を有していてもよい。よって、本発明の一態様においては、イオンを含有する被験試料中のエンドトキシンの測定を好適に行うことができる。
 すなわち、被験試料は、イオンを含有する被験試料であってよい。「イオンを含有する」とは、被験試料が、エンドトキシンの測定時にイオンとして存在する物質を含有していることをいう。すなわち、ここでいう「イオン」とは、もともとイオン化した状態で被験試料中に含有されているものであってもよく、もともとは塩の状態で被験試料中に含有されているがエンドトキシンの測定時にはイオン化しているものであってもよい。イオンの種類は特に制限されない。イオンとしては、例えば、カチオンが挙げられる。カチオンとしては、例えば、金属イオンが挙げられる。金属イオンとしては、例えば、アルカリ金属イオンおよびアルカリ土類金属イオンが挙げられる。アルカリ金属イオンおよびアルカリ土類金属イオンとして、具体的には、例えば、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオンが挙げられる。被験試料におけるイオンの含有量は、例えば、被験試料に由来するカチオンの濃度が、被験試料とエンドトキシン測定剤とを混合した後の反応系における終濃度として、1mM以上、2mM以上、5mM以上、10mM以上、20mM以上、50mM以上、または100mM以上となるような量であってよい。塩として、具体的には、例えば、塩化ナトリウム、硫酸マグネシウム、炭酸水素ナトリウム、クエン酸ナトリウム、塩化カルシウム、塩化カリウム、イオタラム酸ナトリウム、エデト酸カルシウム二ナトリウム、リン酸二水素ナトリウムが挙げられる。被験試料における塩の含有量は、例えば、被験試料に由来する塩の濃度が、被験試料とエンドトキシン測定剤とを混合した後の反応系における終濃度として、1mM以上、2mM以上、5mM以上、10mM以上、20mM以上、50mM以上、または100mM以上となるような量であってよい。被験試料は、1種のイオン(または塩)を含有していてもよく、2種またはそれ以上のイオン(または塩)を含有していてもよい。
 以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、これらは本発明の例示であり、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。
1.ファクターCタンパク質の調製
(1)昆虫細胞(Sf9)によるファクターCの発現
 本項では、昆虫細胞であるSf9を宿主細胞として用いて、以下の手順により、ファクターCを調製した。
 日本産カブトガニTachypleus tridentatusのファクターCをコードするDNAを、昆虫細胞用の発現ベクターであるpIZ-V5(Life Technologies Corporation)のEcoRVとMluI認識部位の間に挿入し、ファクターC発現プラスミドを作製した。同DNAの塩基配列を配列番号1に、同DNAにコードされるファクターCのアミノ酸配列を配列番号2に示す(以下、本実施例において同じ)。
 ファクターC発現プラスミドを、セルフェクチン試薬(Life Technologies Corporation)を使ったトランスフェクションにより、Sf9培養細胞に導入した。Sf9を、300-600 μg/mLのZeocin(Life Technologies Corporation)を含むSf900III無血清培地(Life Technologies Corporation)で、28℃で静置培養し、発現プラスミドがゲノム上に導入されたSf9を選択した。
 ファクターC遺伝子を安定発現しているSf9の候補をクローニングシリンダー法で単離し、複数のSf9細胞株をクローン化した。得られたクローンをそれぞれ培養し、培養上清を得た。培養上清中への組換えファクターCタンパク質の分泌を、抗ファクターC抗体(2C12抗体;Yoshiki Miura, et al., J. Biochem. 112: 476-481 (1992))を用いたウエスタンブロット法により確認した。また、培養上清のファクターC活性(エンドトキシンによる活性化能)を合成基質Boc-LGR-pNAを用いた活性測定により確認した。なお、活性測定の手順は、「4.活性測定」に後述する通りである(以下、本実施例において同じ)。ウエスタンブロット及び活性測定の結果に基づき、ファクターC高発現Sf9細胞株を選抜した。
 ファクターC高発現Sf9細胞株を、1xペニシリン/ストレプトマイシン(Life Technologies Corporation)と50μg/mLゼオシンを含んだSf900III培地で対数増殖期後半(6-8x10^6 cells/mL)まで浮遊培養(28℃)し、遠心分離(3,000xg、30分、4℃)により培養上清を得た。培養上清を0.22μmのフィルターでろ過し、得られた画分(ろ液)を組換えファクターC(Sf9)とした。
(2)哺乳類細胞(CHO DG44)によるファクターCの発現
 本項では、チャイニーズハムスター卵巣由来細胞株であるCHO DG44を宿主細胞として用いて、以下の手順により、ファクターCを調製した。
 日本産カブトガニTachypleus tridentatusのファクターCをコードするDNAを、哺乳類細胞用の発現ベクターであるpCI-neo (Promega) のEcoRIとXbaI認識部位の間に挿入し、ファクターC発現プラスミドを作製した。この際、ファクターCの開始コドンの直前にkozak配列(GCCACC)を付加した。
 ファクターC発現プラスミドとdhfr発現プラスミドを、リポフェクション試薬(Lipofectamine LTX)(Life Technologies Corporation)を使った同時トランスフェクションにより、CHO DG44培養細胞に導入した。CHO DG44を1mg/mL Geneticin(Life Technologies Corporation)を加えたRPMI1640培地(5% 透析血清、1xペニシリン/ストレプトマイシンを含む)(Sigma)で、37℃、5% CO2供給下で静置培養し、発現プラスミドがゲノム上に導入されたCHO DG44を選択した。
 同時トランスフェクション15日後から、培地にMTX(メトトレキセート)(和光純薬工業)を添加し、50nMから5,000nMまで3ヶ月かけて段階的にMTX濃度を上げて、ファクターC高発現CHO DG44細胞株をポリクローンで取得した。導入したファクターC遺伝子がMTXの効果で増幅されていることは、2C12抗体を用いたウエスタンブロット法による培養上清中のファクターCの検出とリアルタイムPCRによるファクターCのmRNA転写量の定量を行うことにより確認した。
 ポリクローンのファクターC高発現CHO DG44細胞群を、0.5 cell/wellになるように培地で希釈し、96 wellプレートに播種した。播種後10-20日頃より、形成された細胞コロニーを順次、拡大培養し、ファクターC高発現CHO DG44細胞株のクローン化をおこなった。ファクターCのmRNA転写量をリアルタイムPCRで、ファクターCタンパク質の培地への分泌量を2C12抗体を用いたウエスタンブロット法で、培養上清のファクターC活性(エンドトキシンによる活性化能)を合成基質Boc-LGR-pNAを用いた活性測定で、それぞれ確認し、モノクローンのファクターC高発現CHO DG44細胞株を選抜した。
 ファクターC高発現CHO DG44細胞株(モノクローン)を、5μM MTXを含む無血清完全合成培地への馴化を経て浮遊化させた。同株を、37℃、5%CO2供給下、対数増殖後期まで生育させ、浮遊培養液を遠心分離(3,000xg、30分、4℃)して培養上清を得た。培養上清を0.22μmのフィルターでろ過し、得られた画分(ろ液)を組換えファクターC(CHO)とした。
(3)哺乳類細胞(HEK293)によるファクターCの発現
 本項では、ヒト胎児腎細胞由来細胞株であるHEK293を宿主細胞として用いて、以下の手順により、ファクターCを調製した。
 日本産カブトガニTachypleus tridentatusのファクターCをコードするDNAを、哺乳類細胞用の発現ベクターであるpCA7 (Makoto Takeda, et al., J. Viol. 79(22): 14346-54 (2005)) のEcoRIとXhoI認識部位に挿入し、ファクターC発現プラスミドを得た。この際、ファクターCの開始コドンの直前にkozak配列(GCCACC)を付加した。
 ファクターC発現プラスミドを、ポリエチレンイミン(Sigma)を使ったトランスフェクション法(橋口ら, ヒト培養細胞を用いた組換え蛋白質の発現 -293系統細胞によるスタンダードプロトコール-, 蛋白質科学会アーカイブ, 1, e017 (2008), http://www.pssj.jp/archives/Protocol/Expression/293_01/293_01_01.html)により、HEK293培養細胞に導入した。HEK293を、DMEM培地(10% 牛胎児血清、2mM L-グルタミンを含む)(Sigma)で、培地交換せずに、37℃、5%CO2供給下で静置培養した。トランスフェクションから4日後、培養液を回収し、遠心分離(3,300xg、30分、4℃)により培養上清を得た。培養上清を0.22μmのフィルターでろ過し、得られた画分(ろ液)を組換えファクターC(HEK)とした。
(4)天然ファクターC(Tachypleus tridentatus血球細胞由来)の調製
 日本産カブトガニTachypleus tridentatusの血球細胞抽出液から、ファクターBとファクターCを含む画分を、デキストランサルフェート樹脂によるカラムクロマトグラフィー(Takanori Nakamura, et al., Eur. J. Biochem. 154: 511-521 (1986))により得た。この画分5 mLを、Sepharose CL6Bゲル(GEヘルスケア)を充填したカラム(φ2.2 cmx 97cm)を用いてゲルろ過に供した。ゲルろ過は、公知の手法(Jeak Ling Ding and Bow Ho, US5,712,144; Jeak L. Ding, et al., Biochem. Biophys. Acta 1202: 149-156)とほぼ同一の条件で行った。流速は15 mL/時間とし、溶媒には154 mM NaCl、1 mM EDTA、5% DMSOを含む50 mM Trisバッファー(pH8.0)を使用した。
 ゲルろ過の溶出画分(3.7mL/本、150本)を、SDS-PAGEとCBB染色、2C12抗体を用いたウエスタンブロット法、及び合成基質Boc-LGR-pNAを用いた活性測定に供し、ファクターCタンパク質を含む画分を同定した。この精製ファクターCタンパク質を含む画分を天然ファクターC(TAL)とした。
2.組換えファクターBと組換えプロクロッティングエンザイムの調製
 日本産カブトガニTachypleus tridentatusのファクターBをコードするDNAを、昆虫細胞用の発現ベクターであるpIZ-V5(Life Technologies Corporation)のEcoRVとMluI認識部位の間に挿入し、ファクターB発現プラスミドを作製した。同DNAの塩基配列を配列番号9に、同DNAにコードされるファクターBのアミノ酸配列を配列番号6に示す。なお、配列番号9に示す塩基配列は、昆虫細胞での発現に最適化された塩基配列である。
 日本産カブトガニTachypleus tridentatusのプロクロッティングエンザイムをコードするDNAを、昆虫細胞用の発現ベクターであるpIZ-V5(Life Technologies Corporation)のEcoRVとMluI認識部位の間に挿入し、プロクロッティングエンザイム発現プラスミドを作製した。同DNAの塩基配列を配列番号7に、同DNAにコードされるプロクロッティングエンザイムのアミノ酸配列を配列番号8に示す。
 ファクターCの場合と同様の方法で、発現プラスミドをそれぞれSf9細胞に導入、高発現クローンを選択し、培養上清を調製した。各培養上清を0.22μmのフィルターでろ過し、得られた画分(ろ液)をそれぞれ組換えファクターBおよび組換えプロクロッティングエンザイムとした。各因子が得られたことは、各因子に対する特異的な抗体を用いたウエスタンブロット法と活性測定によりそれぞれ確認した。
3.ファクターCタンパク質の分子量の比較(1)
 上記で調製した4種類のファクターCタンパク質について、SDS-PAGEおよびウエスタンブロット法により分子量を比較した。
 まず、それぞれ図2に示す量のファクターCを、5-20%グラジエントゲルを用いた非還元SDS-PAGEに供した。図中、Sf9、CHO、HEKは、それぞれSf9、CHO DG44、HEK293に発現させたファクターCを意味し、TALは、天然ファクターCを意味する(以下、同じ)。なお、ファクターCは還元条件下でH鎖とL鎖に切断および分離される。本実施例では、インタクト(intact)なファクターCの分子量を比較するため、非還元条件でSDS-PAGEをおこなった。
 SDS-PAGEの後、PVDF膜(Bio RAD)へセミドライブロッターでタンパク質を転写した。PVDF膜を回収し、5%スキムミルクでブロッキングした後、一次抗体(2C12抗体)、二次抗体(HRP-標識抗マウス-ヤギ抗体)(Dako)の順で処理した。次いで、検出試薬 SuperSignal West Dura(Thermo Scientific)でファクターCのバンドを発光させ、CCDカメラで記録した。
 4種類のファクターCはそれぞれ分子量が異なり、CHO、TAL、HEK、Sf9の順に大きかった(図2)。
 シンガポール産カブトガニ(Carcinoscorpius rotundicauda)について、血球細胞抽出液から精製した天然ファクターCタンパク質、昆虫細胞であるSf9、S2、およびアフリカミドリザルの腎細胞由来細胞株であるCOS-1のそれぞれを宿主細胞として用いて作製した組換えファクターCタンパク質の分子量は、全て132 kDaであると報告されている(天然ファクターCタンパク質についてJeak Ling Ding and Bow Ho, US5,712,144; Jeak L. Ding, et al., Biochem. Biophys. Acta 1202: 149-156 (1993)、Sf9およびS2についてJing Wang, et al., J. Biol. Chem. 277(39): 36363-72 (2002)、COS-1についてRoopashree S. Dwarakanath, et al., Biotechnology letters 19(4): 357-361 (1997))。
 そこで、上記で調製した4種類のファクターCの内、CHOおよびTALについて、分子量の正確な測定を行った。まず、天然ファクターC(TAL)と同じ手法で、組換えファクターC(CHO)を精製した。次いで、公知の手法(Jeak Ling Ding and Bow Ho, US5,712,144; Jeak L. Ding, et al., Biochem. Biophys. Acta 1202: 149-156)と同一の条件で電気泳動(15%ゲル、LMW Marker kit(GEヘルスケア))を行い、Ferguson plotにより各ファクターCの分子量を決定した。その結果、組換えファクターC(CHO)の分子量は126 kDa、天然ファクターC(TAL)の分子量は123 kDaであった(図3)。すなわち、日本産カブトガニTachypleus tridentatus由来の天然ファクターC(TAL)および組換えファクターC(CHO)の分子量は、いずれも、シンガポール産カブトガニCarcinoscorpius rotundicauda由来のファクターCの分子量(132 kDa)よりも小さいことが判明した。
 なお、上記で調製した4種類のファクターCの分子量の違いは、宿主細胞の種類に応じた翻訳後修飾(糖鎖修飾)の差によるものと考えられる。例えば、哺乳類細胞では翻訳後のN型糖鎖にシアル酸が結合するため、哺乳類細胞で作製した組換えタンパク質は、昆虫細胞で作製した組換えタンパク質よりもサイズが大きくなることが知られており(Robert L. Harrison and Donald L. Jarvis, Methods in Molecular Biology 338: 341-356 (2007))、このことは本実施例の結果(図2)と一致する。
4.活性測定
 上記で調製した4種類のファクターCのそれぞれを、他の因子と組み合わせて、以下の手順で活性測定を行った。活性測定のスキームを図4に示す。
 図4に示すように、ファクターC以外の共通材料(組換えファクターB、組換えプロクロッティングエンザイム、合成基質Boc-LGR-pNA、トリスバッファー)を混合し、共通混液を調製した。共通混液にそれぞれ図6に示す量のファクターCを加えて50μLとして、検体50μL(米国薬局方標準エンドトキシン(USP-RSE)(生化学工業)を含む水)と混合し、37℃で30分間加温した。このアッセイ系では、エンドトキシンによりファクターCが活性化されて活性型ファクターCが生成し、活性型ファクターCによりファクターBが活性化されて活性型ファクターBが生成し、活性型ファクターBによりプロクロッティングエンザイムが活性化されてクロッティングエンザイムが生成し、クロッティングエンザイムが合成基質Boc-LGR-pNAを切断して、パラニトロアニリンが遊離する(図5)。パラニトロアニリンの生成に基づく吸光度(A405nm)変化を経時的に測定し、単位時間当たりの吸光度変化率(mAbs/min)としてファクターC活性を算出した。測定はn=3で行った。
 なお、上記アッセイ系における各因子の終濃度は以下の通りであった。組換えファクターB:30μg/mL、組換えプロクロッティングエンザイム:30μg/mL、組換えファクターC(Sf9):11.3μg/mL、組換えファクターC(CHO):12μg/mL、組換えファクターC(HEK):51.5μg/mL、ファクターC(TAL):0.25μg/mL。なお、上記濃度(TAL以外)は、各因子を発現させて調製したサンプル(ろ液)中のタンパク質が全て目的の因子であると仮定して算出したものである。また、ファクターC(TAL)濃度は、精製後のファクターC(TAL)の濃度である。
 上記で調製した4種類のファクターCのそれぞれについて同等の活性を示す再構成系を構築することができた(図6)。また、いずれの再構成系も、検体中に含まれるエンドトキシン濃度(0.05及び0.1EU/mL)の増大に応じて活性が増大した。
 哺乳類細胞COS-1で作製したCarcinoscorpius rotundicauda由来の組換えファクターC(132 kDa)は不溶性画分に回収されることが報告されている(Roopashree S. Dwarakanath, et al., Biotechnology letters 19(4): 357-361 (1997); Jing Wang, Bow Ho and Jeak L. Ding, Biotechnology letters 23: 71-76 (2001))。また、昆虫細胞S2で作製したCarcinoscorpius rotundicauda由来の組換えファクターC(132 kDa)は、エンドトキシンに依存したプロテアーゼの活性を示さないと報告されている(Jing Wang, et al., J. Biol. Chem. 277(39): 36363-72 (2002))。後者(S2で作製したファクターC)については、レクチンへの反応性の違いから、糖鎖構造がCarcinoscorpius rotundicauda由来の天然ファクターCや昆虫細胞Sf9で作製した組換えファクターCと異なるので活性がない、と推測されている。
 一方、本実施例の結果より、Tachypleus tridentatus由来の組換えファクターC(Sf9、CHO、HEK)は、分子量が天然のファクターC(TAL)と異なっていても、すなわち糖鎖構造が天然のファクターC(TAL)と異なっていても、エンドトキシンに依存した活性を示すことが明らかとなった。
5.注射剤による活性阻害
 エンドトキシンは強力な免疫反応誘起物質であるため、エンドトキシンに汚染された注射剤を体内に入れた場合には、重大な副作用が起こる。そのため、注射剤の製造においては、カブトガニ・アメボサイト・ライセート試薬を用いたエンドトキシン試験を行い、エンドトキシン汚染がないことを確認するよう、各国薬局方で義務付けられている。
 そこで、上記で調製した4種類のファクターCについて、各種注射剤中のエンドトキシンへの反応性を比較した。
 対照検体としては、注射用水にエンドトキシンを添加したもの(エンドトキシン濃度0.05EU/mL)を使用した。測定検体としては、10w/v%塩化ナトリウム注射液(10%塩化ナトリウム注射液:大塚製薬株式会社)の4倍希釈液、0.5M硫酸マグネシウム注射液(硫酸Mg補正液1mEq/mL:大塚製薬株式会社)の16倍希釈液、生理食塩液(大塚生食注:大塚製薬株式会社)の原液、7w/v%炭酸水素ナトリウム注射液(メイロン静注7%:大塚製薬株式会社)の8倍希釈液、10w/v%クエン酸ナトリウム注射液(輸液用 クエン酸ナトリウム静注液:扶桑薬品工業株式会社)の8倍希釈液、0.5M塩化カルシウム注射液(塩化Ca補正液1mEq/mL:大塚製薬株式会社)の100倍希釈液、リンゲル液(リンゲル液「フソー」:扶桑薬品工業株式会社)の原液、およびイオタラム酸ナトリウム注射液(コンレイ400注:第一三共株式会社)の16倍希釈液にエンドトキシンを添加したもの(エンドトキシン濃度0.05EU/mL)を使用した。なお、10w/v%クエン酸ナトリウム注射液の8倍希釈液を測定検体とした場合、クエン酸ナトリウムの終濃度は約21mMである。7w/v%炭酸水素ナトリウム注射液の8倍希釈液を測定検体とした場合、炭酸水素ナトリウムの終濃度は約52mMである。10w/v%塩化ナトリウム注射液の4倍希釈液を測定検体とした場合、塩化ナトリウムの終濃度は約214mMである。生理食塩液の原液を測定検体とした場合、塩化ナトリウムの終濃度は約77mMである。0.5M硫酸マグネシウム注射液の16倍希釈液を測定検体とした場合、硫酸マグネシウムの終濃度は約16mMである。0.5M塩化カルシウム注射液の100倍希釈液を測定検体とした場合、塩化カルシウムの終濃度は約2.5mMである。図4に示す手順でファクターCの活性測定を行い、対照検体中のエンドトキシンに対する反応性を100%として、各種注射剤中のエンドトキシンに対する反応性の相対値(%)を残存活性とした。測定はn=4で行った。
 結果を図7に示す。代表的な注射剤を測定検体とした場合、注射用水を用いた場合と比較して、エンドトキシンへの反応性が阻害された。また、反応阻害の程度は、注射剤の種類とファクターCを発現する宿主細胞の種類に応じて異なっていた。組換えファクターC(CHO)と組換えファクターC(HEK)は、天然ファクターC(TAL)に比べ、すべての注射剤に対して、反応阻害を受けにくい傾向を示した。特に、組換えファクターC(CHO)は、多くの場合、最も高い残存活性を示した。一方、組換えファクターC(Sf9)は、多くの注射剤(サンプルNo.6以外の7種類)について、最も反応阻害を受けやすかった。
 これらの結果から、哺乳類細胞で発現したファクターCは、イオンによる活性阻害を受けにくい性質を有し得ると考えられる。このような性質は、注射剤の製造におけるエンドトキシン汚染の検出に特に有用である。
6.L鎖特異的なファクターCタンパク質抗体の作製
 ファクターCタンパク質は、非還元状態では1本鎖(Full)で存在し、還元状態ではH鎖とL鎖の2本に解離することが知られている。抗ファクターCモノクローナル抗体(2C12抗体)は、FullとH鎖を認識することが報告されている(Yoshiki Miura, et al., J. Biochem. 112: 476-481(1992))。そこで、L鎖中に存在するペプチド抗原を作製し、常法によりウサギに免疫して、L鎖とFullを認識するポリクローナル抗体(FCL抗体)を製造した(図10)。
7.組換えファクターCタンパク質の精製
 上記「1.ファクターCタンパク質の調製」の「(4)天然ファクターC(Tachypleus tridentatus)の調製」に記述した方法に準じて、哺乳類細胞(CHO DG44、HEK293)と昆虫細胞(Sf9)の培養上清から3種類の組換えファクターCタンパク質を精製した。方法の概要としては、培養上清(100~300mL)をデキストランサルフェート樹脂によるカラムクロマトグラフィーにかけ、組換えファクターCを含む溶出画分を更にゲルろ過で分離した。各組換えファクターCタンパク質が精製されたことは、SDS-PAGEとCBB染色、2C12抗体を用いたウエスタンブロット法、および活性測定により確認した。
8.ファクターCタンパク質の分子量の比較(2)
 4種類の精製ファクターCタンパク質について、SDS-PAGEおよびウエスタンブロット法により改めて分子量を比較した。
 天然カブトガニ由来(TAL)、CHO DG44の培養上清由来(CHO)、HEK293の培養上清由来(HEK)、Sf9の培養上清由来(Sf9)の4種類の精製ファクターCタンパク質を同一のゲル(15%ゲル)上でSDS-PAGEに供し、CBB染色をおこなった(図11)。4種類の精製ファクターCタンパク質は、いずれも、非還元状態では一本鎖(Full)であり、還元状態ではH鎖とL鎖の2本に解離した。また、PVDF膜に転写後、2C12抗体とFCL抗体によるウエスタンブロットをおこなった(図12)。抗体の認識部位(図10)に対応して、2C12抗体はFullとH鎖を、FCL抗体はFullとL鎖を、それぞれ特異的に認識した。これにより、図11にみられたCBBのバンドはファクターC由来のバンドであることが確認された。また、ファクターCの分子量は、非還元状態でのFull、還元状態でのH鎖およびL鎖のすべてについて、CHOが一番大きく、TALとHEKがほぼ同じ、Sf9が一番小さいことが確認された。
 より詳細に4種類の精製ファクターCの分子量を比較するために、公知の手法(Jeak Ling Ding and Bow Ho, US5,712,144; Jeak L. Ding, et al., Biochem. Biophys. Acta 1202: 149-156)と同じ条件で電気泳動(15%ゲル、LMWマーカー(GEヘルスケア))を行い、CBB染色後、Ferguson plotで分子量を決定した。
 結果を表1に示す。非還元条件下において、TALは124 kDaであり、文献報告の123 kDaとよく似た結果になった。一方、CHOはそれよりも大きい128 kDaであり、HEKはTALと同じく124 kDaであった。一方、Sf9は109 kDaであり、TALよりも小さい分子量であった。以上の結果より、昆虫細胞(Sf9)で発現した場合は天然のファクターC(TAL)よりも分子量の小さい組換えファクターCタンパク質が生産され、哺乳類細胞(CHO、HEK)で発現した場合は天然のファクターC(TAL)よりも分子量の大きいまたは同等の組換えファクターCタンパク質が生産されることが判明した。この傾向は還元条件下のH鎖とL鎖においても同様であった。
 シンガポール産カブトガニCarcinoscorpius rotundicauda由来の天然ファクターCとその遺伝子を昆虫細胞で発現して得られた組換えファクターCの非還元下での分子量はいずれも132 kDaと報告されているが、本実施例で得られた日本産カブトガニTachypleus tridentatus由来の4種類の精製ファクターCは、いずれも、それよりも分子量が小さいことが判明した(表1)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
9.N型糖鎖修飾の確認
 本実施例で組換えファクターCを発現する際に使用した遺伝子は全てTachypleus tridentatus由来の配列で、末端にタグが付加されないように発現プラスミドを設計している。このため、本実施例で得られた4種類のファクターCの翻訳アミノ酸配列は同一と考えられる。更に、組換えファクターC(HEK、Sf9)のN末端アミノ酸の部分配列を決定した所、文献報告にあるTachypleus tridentatusの天然ファクターCの配列と同一であることが確認された(データ示さず)。
 一般に、翻訳後修飾はタンパク質の分子量に大きく影響するといわれている。更に、昆虫細胞と哺乳類細胞の間では、翻訳後修飾によりタンパク質に付加されるN型糖鎖の構造に違いがあることが報告されている。本実施例で観察された精製ファクターCの分子量の差がN型糖鎖の違いに由来するのか確かめるために、ファクターCタンパク質をグライコペプチダーゼFで処理した。本酵素はタンパク質に結合したN型糖鎖を切断除去することが知られている。よって、本酵素処理により精製ファクターCが均一の分子量になれば、N型糖鎖がファクターC間の分子量の差の原因であることが示唆される。
 添付の説明書に従い、精製ファクターCタンパク質1μgを、SDSと還元剤の存在する変性条件下で、1mUのグライコペプチダーゼF(TaKaRa)で処理した。処理後のサンプルをSDS-PAGEで分離後、ウエスタンブロット法で解析した。結果を図13に示す。H鎖については、4種類のいずれも、グライコペプチダーゼ処理により分子量が減少し、その分子量は均一になることが確認された。一方、L鎖については、4種類のいずれも、グライコペプチダーゼ処理により分子量が減少したが、均一な分子量となったのはCHO、HEK、TALの3種類のみであった。すなわち、4種類のL鎖の内、Sf9由来のファクターCのL鎖は、グライコペプチダーゼ処理後の分子量が他の3つに比べ大きいことが判明した。このことから、Sf9由来のファクターCのL鎖では、N型糖鎖修飾以外に何らかの翻訳後修飾がなされていると考えられた。
 以上の解析より、翻訳後のN型糖鎖修飾の差がファクターCの分子量の差の主要因であることが示された。
10.ファクターCのN型糖鎖の解析
 タンパク質のN型糖鎖修飾において、哺乳類細胞では、タンパク質のアスパラギン残基上で段階的に糖が付加され、最終的に末端にシアル酸を含む「コンプレックス(COMPLEX)型」の糖鎖が生成する。一方、昆虫細胞では、多くの場合シアル酸は付加されず、末端がマンノースの「パウチマンノース(PAUCIMANNOSE)型」の糖鎖が生成する(Robert L. Harrison and Donald L. Jarvis, Methods in Molecular Biology 338:341-356(2007))。4種類の精製ファクターCタンパク質のN型糖鎖の差を確認する目的で、末端シアル酸特異的レクチン(Maackia amurensis Agglutinin (MAM)、Sambucus sieboldiana Agglutinin (SSA))等の各種レクチンを用いてレクチンブロットを行った。
 4種類の精製ファクターCと陽性コントロールの牛Fetuinタンパク質の希釈系列(100、25、6ng)をニトロセルロース膜にドットブロット後、3%BSAでブロッキングした。ビオチン標識したレクチン((株)J-オイルミルズ)、ストレプトアビジン標識したHRP(Thermo Scientific)を順に反応させ、HRP基質(Thermo Scientific)の分解による発光を検出した。コントロールとして、レクチンの代わりに2C12抗ファクターC抗体を使い、4種類のファクターCが同量ブロットされていることを確認した。
 レクチンブロットの結果を図14(a)に、用いたレクチンの結合特異性を図14(b)に示す。フコース特異的レクチンであるLens culinaris Agglutinin (LCA)とバイアンテナ型、高マンノース型、およびコンプレックス型の糖鎖特異的レクチンであるCanavalia ensiformis Agglutinin (ConA)は、4種類のファクターCとFetuinの全サンプルに結合した。一方、(α-2,3)結合の末端シアル酸特異的レクチンであるMAMを使用した場合、CHO、HEKの順に強く反応し、TALとFetuinでは同程度の弱い反応がみられたが、Sf9では反応がみられなかった。(α-2,6)結合の末端シアル酸特異的レクチンであるSSAを使用した場合、HEK、TAL、Fetuinでは反応がみられたが、CHOとSf9では反応がみられなかった。
 以上の結果、組換えファクターCのN型糖鎖は、哺乳類細胞(CHO、HEK)で発現した場合には(α-2,3)結合の末端シアル酸を含むのに対し、昆虫細胞(Sf9)で発現した場合には(α-2,3)結合の末端シアル酸を含まないことが示唆された。本実験結果と文献報告から予想される組換えファクターCのN型糖鎖の構造模式図を図14(c)に示す。本実験結果も、翻訳後のN型糖鎖修飾の差がファクターCの分子量の差の主要因であることを支持するものである。
 本発明によれば、カブトガニの組換えファクターCを効率的に製造できる。また、本発明の一態様においては、イオンを含有する被験試料中のエンドトキシンを、反応阻害を低減して測定することができる。
配列表の説明
配列番号1:日本産カブトガニのファクターC遺伝子のDNA配列
配列番号2:日本産カブトガニのファクターCのアミノ酸配列
配列番号3:東南アジア産(シンガポール産)カブトガニのファクターC遺伝子のDNA配列
配列番号4:東南アジア産(シンガポール産)カブトガニのファクターCのアミノ酸配列
配列番号5:日本産カブトガニのファクターB遺伝子のDNA配列
配列番号6:日本産カブトガニのファクターBのアミノ酸配列
配列番号7:日本産カブトガニのプロクロッティングエンザイム遺伝子のDNA配列
配列番号8:日本産カブトガニのプロクロッティングエンザイムのアミノ酸配列
配列番号9:昆虫細胞での発現にコドンを最適化した、日本産カブトガニのファクターB遺伝子のDNA配列
配列番号10:ペプチド配列

Claims (42)

  1.  ファクターCの活性を有する、カブトガニのファクターC。
  2.  組換えタンパク質である、請求項1に記載のファクターC。
  3.  (α-2,3)結合の末端シアル酸を有する、請求項1または2に記載のファクターC。
  4.  天然ファクターCに比べて(α-2,3)結合の末端シアル酸を多く有する、請求項3に記載のファクターC。
  5.  Sf9を宿主細胞として用いて発現させたカブトガニのファクターCに比べて(α-2,3)結合の末端シアル酸を多く有する、請求項3または4に記載のファクターC。
  6.  21mMのクエン酸ナトリウムの存在下で、10%以上の残存活性を示す、請求項1~5のいずれか1項に記載のファクターC。
  7.  非還元SDS-PAGEで測定される分子量が115kDa~140kDaである、請求項1~6のいずれか1項に記載のファクターC。
  8.  非還元SDS-PAGEで測定される分子量が127kDa±5kDaである、請求項7に記載のファクターC。
  9.  下記(A)、(B)、(C)、または(D)に示すタンパク質である、請求項1~8のいずれか1項に記載のファクターC:
    (A)配列番号2に示すアミノ酸配列を含むタンパク質;
    (B)配列番号2に示すアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸の置換、欠失、挿入、又は付加を含むアミノ酸配列を含み、かつ、ファクターCの活性を有するタンパク質;
    (C)配列番号4に示すアミノ酸配列を含むタンパク質;
    (D)配列番号4に示すアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸の置換、欠失、挿入、又は付加を含むアミノ酸配列を含み、かつ、ファクターCの活性を有するタンパク質。
  10.  下記(A)または(B)に示すタンパク質である、請求項1~8のいずれか1項に記載のファクターC:
    (A)配列番号2に示すアミノ酸配列を含むタンパク質;
    (B)配列番号2に示すアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸の置換、欠失、挿入、又は付加を含むアミノ酸配列を含み、かつ、ファクターCの活性を有するタンパク質。
  11.  水溶性である、請求項1~10のいずれか1項に記載のファクターC。
  12.  カブトガニのファクターCを製造する方法であって、哺乳類細胞を宿主細胞として用いてカブトガニのファクターCを発現することを含む、方法。
  13.  前記哺乳類細胞が、COS-1以外の哺乳類細胞である、請求項12に記載の方法。
  14.  前記哺乳類細胞が、サルを除く霊長類およびげっ歯類からなる群より選択される哺乳動物の細胞である、請求項12に記載の方法。
  15.  前記哺乳類細胞が、チャイニーズハムスターの細胞またはヒトの細胞である、請求項12に記載の方法。
  16.  前記哺乳類細胞が、CHOまたはHEKである、請求項12に記載の方法。
  17.  前記哺乳類細胞が、CHO DG44またはHEK293である、請求項12に記載の方法。
  18.  前記ファクターCが下記(A)、(B)、(C)、または(D)に示すタンパク質である、請求項12~17のいずれか1項に記載の方法:
    (A)配列番号2に示すアミノ酸配列を含むタンパク質;
    (B)配列番号2に示すアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸の置換、欠失、挿入、又は付加を含むアミノ酸配列を含み、かつ、ファクターCの活性を有するタンパク質;
    (C)配列番号4に示すアミノ酸配列を含むタンパク質;
    (D)配列番号4に示すアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸の置換、欠失、挿入、又は付加を含むアミノ酸配列を含み、かつ、ファクターCの活性を有するタンパク質。
  19.  前記ファクターCが下記(A)または(B)に示すタンパク質である、請求項12~17のいずれか1項に記載の方法:
    (A)配列番号2に示すアミノ酸配列を含むタンパク質;
    (B)配列番号2に示すアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸の置換、欠失、挿入、又は付加を含むアミノ酸配列を含み、かつ、ファクターCの活性を有するタンパク質。
  20.  請求項12~19のいずれか1項に記載の方法により製造され得る、カブトガニのファクターC。
  21.  ファクターCの活性を有する、請求項20に記載のファクターC。
  22.  (α-2,3)結合の末端シアル酸を有する、請求項20または21に記載のファクターC。
  23.  天然ファクターCに比べて(α-2,3)結合の末端シアル酸を多く有する、請求項22に記載のファクターC。
  24.  Sf9を宿主細胞として用いて発現させたカブトガニのファクターCに比べて(α-2,3)結合の末端シアル酸を多く有する、請求項22または23に記載のファクターC。
  25.  21mMのクエン酸ナトリウムの存在下で、10%以上の残存活性を示す、請求項20~24のいずれか1項に記載のファクターC。
  26.  非還元SDS-PAGEで測定される分子量が115kDa~140kDaである、請求項20~25のいずれか1項に記載のファクターC。
  27.  非還元SDS-PAGEで測定される分子量が127kDa±5kDaである、請求項26に記載のファクターC。
  28.  水溶性である、請求項20~27のいずれか1項に記載のファクターC。
  29.  請求項1~11および20~28のいずれか1項に記載のファクターCを含む、エンドトキシン測定剤。
  30.  さらに、カブトガニのファクターBおよびカブトガニのプロクロッティングエンザイムを含む、請求項29に記載の測定剤。
  31.  前記ファクターBが下記(E)または(F)に示すタンパク質であり、前記プロクロッティングエンザイムが下記(G)または(H)に示すタンパク質である、請求項30に記載の測定剤:
    (E)配列番号6に示すアミノ酸配列を含むタンパク質;
    (F)配列番号6に示すアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸の置換、欠失、挿入、又は付加を含むアミノ酸配列を含み、かつ、ファクターBの活性を有するタンパク質;
    (G)配列番号8に示すアミノ酸配列を含むタンパク質;
    (H)配列番号8に示すアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸の置換、欠失、挿入、又は付加を含むアミノ酸配列を含み、かつ、プロクロッティングエンザイムの活性を有するタンパク質。
  32.  請求項29~31のいずれか1項に記載の測定剤を含む、エンドトキシン測定用キット。
  33.  請求項29~31のいずれか1項に記載の測定剤と被験試料とを混合する工程、およびカスケード反応の進行を測定する工程を含む、被験試料中のエンドトキシンを測定する方法。
  34.  前記被験試料が、イオンを含有する、請求項33に記載の方法。
  35.  前記被験試料が、カチオンを含有する、請求項33に記載の方法。
  36.  前記被験試料が、金属イオンを含有する、請求項33に記載の方法。
  37.  前記被験試料が、アルカリ金属イオンまたはアルカリ土類金属イオンを含有する、請求項33に記載の方法。
  38.  前記被験試料が、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、およびマグネシウムイオンからなる群より選択される1種またはそれ以上のイオンを含有する、請求項33に記載の方法。
  39.  前記被験試料におけるイオンの含有量が、該被験試料に由来するカチオンの濃度が、該被験試料と前記測定剤とを混合した後の反応系における終濃度として、1mM以上となるような量である、請求項34~38のいずれか1項に記載の方法。
  40.  前記被験試料が、注射剤である、請求項33~39のいずれか1項に記載の方法。
  41.  カスケード反応の進行を検出するための基質を反応系に添加する工程を含む、請求項33~40のいずれか1項に記載の方法。
  42.  さらに、被験試料中のエンドトキシン量を算出する工程を含む、請求項33~41のいずれか1項に記載の方法。
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