JP2012139106A - Method for producing soluble sr-a protein, and evaluation method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多量体のコンフォメーションを持つ可溶化組換え膜蛋白質であるクラスAスカベンジャー受容体(可溶化SR−A蛋白質)の製造方法及び評価方法に関する。また、本発明は、前記可溶化SR−A蛋白質に対する血清または抗体に関する。 The present invention relates to a method for producing and evaluating a class A scavenger receptor (solubilized SR-A protein) which is a solubilized recombinant membrane protein having a multimeric conformation. The present invention also relates to serum or antibodies against the solubilized SR-A protein.
膜蛋白質、特に膜受容体は、細胞表面でリガンドと結合することにより、細胞内への様々な物質の取り込みや情報伝達のカスケードを作動させる重要な働きを担っている。膜受容体のアゴニスト(作動薬)、アンタゴニスト(拮抗薬)は医薬品候補となるために、膜受容体の効率的な生産技術及びこれを用いた評価方法を開発することは創薬研究において非常に重要である。 Membrane proteins, in particular membrane receptors, play an important role in activating the uptake of various substances into cells and the cascade of information transmission by binding to ligands on the cell surface. Since agonists (agonists) and antagonists (antagonists) of membrane receptors are drug candidates, it is very important in drug discovery research to develop efficient production techniques for membrane receptors and evaluation methods using them. is important.
また、膜受容体に対する抗体医薬市場は年々伸びているが、実用化されている抗体医薬のターゲットとなる膜受容体の種類は限られている。抗膜受容体抗体の開発には、免疫原となる膜受容体及び免疫応答によって生産された抗体の評価の双方に組換え膜受容体を必要とする。例えば、G蛋白質共役型受容体(GPCR)のような7回膜貫通型膜受容体はその効率的生産技術が開発されていないため、これらをターゲットとする抗体をはじめとする医薬品の開発は遅れている。 In addition, the market for antibody drugs for membrane receptors is growing year by year, but the types of membrane receptors that are targets of antibody drugs that have been put to practical use are limited. The development of anti-membrane receptor antibodies requires recombinant membrane receptors for both the immunogen membrane receptor and the evaluation of antibodies produced by the immune response. For example, efficient production techniques for 7-transmembrane membrane receptors such as G protein-coupled receptors (GPCRs) have not been developed, and development of pharmaceuticals including antibodies targeting them has been delayed. ing.
従来は一般的に、創薬のターゲットとなる哺乳動物由来の膜受容体は、CHO細胞のような動物細胞、sf9のような昆虫細胞を用いた細胞膜での発現が試みられていた(特許文献1、2、3)。しかしながら、細胞膜画分への発現効率は低く、また細胞膜に発現しても細胞膜上に存在する多種類の他の膜蛋白質の存在が精製上で問題となっていた。さらに膜画分からの膜蛋白質の精製においては、イオン強度、pH、界面活性剤の種類や濃度などの複雑に係わる因子の影響を考慮しながら、活性を保持した状態での可溶化は非常に困難である。また、簡便な方法としてはバクテリアを宿主として用いる方法がある(特許文献4)が、バクテリアでは哺乳動物由来の膜受容体は発現が難しく、発現しても不溶性画分に回収されたり翻訳後修飾が無いために活性を保持しないなどの問題点が多くあった。 Conventionally, mammalian membrane receptors, which are targets for drug discovery, have been attempted to be expressed on cell membranes using animal cells such as CHO cells and insect cells such as sf9 (Patent Literature). 1, 2, 3). However, the expression efficiency in the cell membrane fraction is low, and the presence of many other types of membrane proteins present on the cell membrane even when expressed on the cell membrane has been a problem in purification. Furthermore, in the purification of membrane proteins from membrane fractions, it is very difficult to solubilize while maintaining the activity while taking into account the effects of complex factors such as ionic strength, pH, surfactant type and concentration. It is. In addition, as a simple method, there is a method using bacteria as a host (Patent Document 4). However, in bacteria, membrane receptors derived from mammals are difficult to express, and even if expressed, they are recovered in an insoluble fraction or modified after translation. There were many problems such as lack of activity due to the absence of
スカベンジャー受容体(SR)は酸化・アセチル化などの修飾を受け変性した低密度リポプロテイン(LDL)などと結合し、マクロファージの泡沫化や血管内皮細胞の障害などに深く関わる因子群である。その中でSR−A蛋白質はマクロファージ・血管内皮細胞・平滑筋細胞に存在するスカベンジャー受容体であり、スカベンジャー受容体の中でも主用な機能を担っている(非特許文献1)。 The scavenger receptor (SR) is a group of factors that are deeply associated with macrophage foaming and vascular endothelial cell damage by binding to modified low-density lipoprotein (LDL) modified by oxidation and acetylation. Among them, the SR-A protein is a scavenger receptor present in macrophages, vascular endothelial cells, and smooth muscle cells, and has a main function among the scavenger receptors (Non-patent Document 1).
ところが、膜受容体であるSR−A蛋白質は三量体の膜貫通型蛋白質であり、従来の方法では、その発現・精製は困難であり、これまで存在しなかった。したがって、その標品を用いての評価系の構築も今だに困難とされている。 However, SR-A protein, which is a membrane receptor, is a trimeric transmembrane protein, and it has been difficult to express and purify it by conventional methods and has not existed so far. Therefore, it is still difficult to construct an evaluation system using the standard.
本発明は、上記現状に鑑み、多量体のコンフォメーションを形成する可溶化SR−A蛋白質を得るための手段を開発し、該蛋白質のアゴニストやアンタゴニストのスクリーニングに極めて有用な、変性LDLなどのリガンドに対する評価系の構築を提供することにある。 In view of the above situation, the present invention has developed means for obtaining a solubilized SR-A protein that forms a multimeric conformation, and is very useful for screening for agonists and antagonists of the protein. It is to provide the construction of an evaluation system for.
本発明では上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、N末端から膜貫通ドメインを変異あるいは欠失したSR−A蛋白質をコードする塩基配列を分泌シグナルの下流に挿入し、さらにC末端側をコードする塩基配列の下流にタグ配列を挿入したDNA構造物を用いること、また、このDNA構造物を持つ動物細胞を無血清培地で培養することにより、培地中に分泌された可溶化SR−A蛋白質のタグ配列を用いた親和性担体により活性を保持したまま高純度に精製できる方法を開発した。そして、このようにして得られた可溶化SR−A蛋白質を用いることにより、変性LDLなどのリガンドとSR−A蛋白質との結合、あるいはSR−A蛋白質のアゴニストやアンタゴニストのスクリーニングなど直接的な蛋白質間相互作用の評価系を構築することに初めて成功したものである。 In the present invention, as a result of intensive studies to solve the above problems, a base sequence encoding SR-A protein in which a transmembrane domain has been mutated or deleted from the N-terminus is inserted downstream of the secretion signal, and further, Solubilized SR secreted into the medium by using a DNA structure in which a tag sequence is inserted downstream of the base sequence encoding the DNA side and culturing animal cells having this DNA structure in a serum-free medium -A method has been developed that can be purified with high purity while retaining activity with an affinity carrier using the tag sequence of the A protein. By using the solubilized SR-A protein thus obtained, direct protein such as binding of a ligand such as denatured LDL and SR-A protein, or screening for an agonist or antagonist of SR-A protein This is the first successful construction of an evaluation system for interaction between the two.
すなわち、本発明は以下の(1)〜(4)の係るものである。
(1)以下のa及びb工程からなることを特徴とする、高純度可溶化クラスAスカベンジャー受容体(SR−A)蛋白質の製造方法。
a:スカベンジャー受容体であるSR−A蛋白質のN末端から膜貫通ドメインまでを変異または欠失させた組換えSR−A遺伝子を導入した動物培養細胞を、無血清培地で培養して可溶化SR−A蛋白質を産生させる工程
b:可溶化SR−A蛋白質を含む培養液又はその培養処理液を精製する工程
(2)前記組換えSR−A遺伝子として、分泌シグナルの下流にSR−A蛋白質のN末端から膜貫通ドメインまでを変異または欠失させたSR−A遺伝子が挿入され、該SR−A遺伝子のC末端側をコードする塩基配列の下流にタグ配列が挿入されたDNA構造物を用いる前記(1)に記載の製造方法、
(3)前記(1)又は(2)に記載の製造方法で製造された可溶化SR−A蛋白質、
(4)前記(3)記載の可溶化SR−A蛋白質に、被検物質を作用させる工程を有することを特徴とするSR−Aに対する親和性の評価方法。
(5)前記(3)記載の可溶化SR−A蛋白質に、被検物質と変性LDLを作用させる工程を有することを特徴とする、SR−Aと変性LDLの結合に対する被検物質の阻害あるいは促進作用の評価方法。
(6)前記(3)記載の可溶化SR−A蛋白質を用いて、動物種に免疫することにより作製された血清あるいは抗体。
That is, the present invention relates to the following (1) to (4).
(1) A method for producing a highly pure solubilized class A scavenger receptor (SR-A) protein, comprising the following steps a and b.
a: Solubilized SR by culturing animal cultured cells into which a recombinant SR-A gene having a mutation or deletion from the N-terminal to the transmembrane domain of the SR-A protein which is a scavenger receptor is introduced in a serum-free medium -Producing the A protein b: Purifying the culture solution containing the solubilized SR-A protein or the culture treatment solution thereof (2) As the recombinant SR-A gene, the SR-A protein is downstream of the secretion signal. A DNA structure in which an SR-A gene having a mutation or deletion from the N-terminal to the transmembrane domain is inserted and a tag sequence is inserted downstream of the base sequence encoding the C-terminal side of the SR-A gene is used. The manufacturing method according to (1) above,
(3) a solubilized SR-A protein produced by the production method according to (1) or (2),
(4) A method for evaluating affinity for SR-A, comprising a step of allowing a test substance to act on the solubilized SR-A protein according to (3).
(5) Inhibiting the test substance against the binding of SR-A and denatured LDL, comprising the step of allowing the test substance and denatured LDL to act on the solubilized SR-A protein according to (3) Evaluation method for promoting action.
(6) Serum or antibody produced by immunizing an animal species using the solubilized SR-A protein described in (3) above.
本発明は、SR−A蛋白質と同じLDL結合活性を保持した多量体のコンフォメーションを形成する可溶化SR−A蛋白質の高純度精製を初めて可能にしたものである。したがって、本発明によれば、活性を保持した高純度な可溶化SR−A蛋白質の利用が可能となり、SR−A蛋白質に対するアゴニストやアンタゴニストなどの被検物質の親和性の評価が可能となる。また、SR−A蛋白質と変性LDLの結合に対する被検物質の阻害または促進なども蛋白質間相互作用での直接的な評価が可能となる。よって、これらの技術は、SR−A蛋白質が関連するといわれている医療分野として、例えば、動脈硬化症、炎症、感染症、アルツハイマー症などの疾患の研究や、これらに疾患に対する創薬の分野に広く貢献することができる。 The present invention is the first to enable high-purity purification of a solubilized SR-A protein that forms a multimeric conformation that retains the same LDL binding activity as the SR-A protein. Therefore, according to the present invention, it is possible to use a high-purity solubilized SR-A protein that retains its activity, and it is possible to evaluate the affinity of test substances such as agonists and antagonists for the SR-A protein. In addition, inhibition or promotion of a test substance for binding of SR-A protein and denatured LDL can be directly evaluated by protein-protein interaction. Therefore, these techniques are used in the medical field where SR-A protein is said to be related, for example, in the research of diseases such as arteriosclerosis, inflammation, infectious diseases, Alzheimer's disease, and in the field of drug discovery for these diseases. Can contribute widely.
本発明の製造方法は、以下のa及びb工程:
a:スカベンジャー受容体であるSR−A蛋白質のN末端から膜貫通ドメインまでを変異または欠失させた組換えSR−A遺伝子を導入した動物培養細胞を、無血清培地で培養して可溶化SR−A蛋白質を産生させる工程
b:可溶化SR−A蛋白質を含む培養液又はその培養処理液を精製する工程
からなることを特徴とする。
The production method of the present invention includes the following steps a and b:
a: Solubilized SR by culturing animal cultured cells into which a recombinant SR-A gene having a mutation or deletion from the N-terminal to the transmembrane domain of the SR-A protein which is a scavenger receptor is introduced in a serum-free medium -Producing the protein A b: It comprises a step of purifying a culture solution containing the solubilized SR-A protein or a culture treatment solution thereof.
(a工程)
a工程で標的とするスカベンジャー受容体であるSR−A蛋白質は、マクロファージで主に発現されており、糖鎖付加されたII型膜貫通型の蛋白質であり、修飾LDLや酸化LDLと結合することが知られている。
(Step a)
The SR-A protein, which is a scavenger receptor targeted in step a, is mainly expressed in macrophages and is a glycosylated type II transmembrane protein that binds to modified LDL and oxidized LDL. It has been known.
SR−A蛋白質の種類としては、1型(SR−A1)、2型(SR−A2)、3型(SR−A3)及びMARCOが挙げられる。以下、これらをまとめてSR−Aファミリーともいう。
いずれも、N末端側から、細胞内ドメイン、膜貫通ドメイン、スペーサードメイン、及びコラーゲン様ドメインで構成されているアミノ酸配列の単量体が三量体を形成している。また、1型(SR−A1)、2型(SR−A2)および3型(SR−A3)は、前記スペーサードメインとコラーゲン様ドメインの間にα−ヘリックスコイルドコイルドメインがある。また、SR−A1は、コラーゲン様ドメインのC末端側にさらにシステインリッチ領域を有している。
Types of SR-A proteins include type 1 (SR-A1), type 2 (SR-A2), type 3 (SR-A3) and MARCO. Hereinafter, these are collectively referred to as the SR-A family.
In any case, from the N-terminal side, a monomer having an amino acid sequence composed of an intracellular domain, a transmembrane domain, a spacer domain, and a collagen-like domain forms a trimer. Type 1 (SR-A1), Type 2 (SR-A2) and Type 3 (SR-A3) have an α-helical coiled coil domain between the spacer domain and the collagen-like domain. SR-A1 further has a cysteine-rich region on the C-terminal side of the collagen-like domain.
これらのSR−A蛋白質の由来としては、ヒト、ウシ、ウサギ、ウマ、ラット、ブタ等の哺乳動物が挙げられる。 Examples of the origin of these SR-A proteins include mammals such as humans, cows, rabbits, horses, rats, and pigs.
本発明でいう「可溶化SR−A蛋白質」とは、前記SR−A蛋白質のうち、N末端から膜貫通ドメインまでのアミノ酸配列が変異または欠失された蛋白質であって、正常なSR−A蛋白質のように多量体のコンフォメーションを形成する蛋白質をいう。 The “solubilized SR-A protein” as used in the present invention is a protein in which the amino acid sequence from the N-terminal to the transmembrane domain is mutated or deleted, and is a normal SR-A protein. A protein that forms a multimeric conformation, such as a protein.
前記変異または欠失の程度としては、N末端から膜貫通ドメインまでのアミノ酸配列において、1個または数個のアミノ酸が欠失、置換または付加されていればよく、N末端から膜貫通ドメインまでのアミノ酸配列が全て欠失したものでもよい。
また、前記変異または欠失の手法としては、例えば、前記SR−A蛋白質の前記N末端から膜貫通ドメインをコードするSR−A遺伝子の塩基配列において、一般的な遺伝子工学手法により、欠失、置換又は挿入などの1以上の変異を導入するような公知の手法であればよい。また、後述のように前記N末端から膜貫通ドメインまでのアミノ酸配列をコードする塩基配列を全て欠失するような変異を行ってもよい。
The degree of the mutation or deletion is as long as one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence from the N-terminal to the transmembrane domain. The whole amino acid sequence may be deleted.
Examples of the mutation or deletion method include, for example, deletion of the base sequence of the SR-A gene encoding a transmembrane domain from the N-terminus of the SR-A protein by a general genetic engineering method. Any known technique may be used that introduces one or more mutations such as substitution or insertion. Moreover, you may perform the variation | mutation which deletes all the base sequences which code the amino acid sequence from the said N terminal to a transmembrane domain so that it may mention later.
また、本発明の可溶化SR−A蛋白質においては、多量体のコンフォメーションを形成する程度に細胞外ドメインに1または数個のアミノ酸が欠失、置換もしくは付加されていてもよいが、細胞外ドメイン部分のアミノ酸配列は改変されていないことが好ましい。 In the solubilized SR-A protein of the present invention, one or several amino acids may be deleted, substituted or added to the extracellular domain to such an extent that a multimeric conformation is formed. It is preferable that the amino acid sequence of the domain part is not modified.
なお、前記SR−A蛋白質をコードするSR-A遺伝子の塩基配列は、例えば、米国国立生物工学情報センター(National Center for Biotechnology Information)が提供している塩基配列データベースGenBankや日本DNAデータバンク(DNA Data Bank of Japan)に登録されて、公開されている。また、これらの機関に登録されている塩基配列からSR−A蛋白質のアミノ酸配列は容易に決定できる。 The base sequence of the SR-A gene encoding the SR-A protein is, for example, the base sequence database GenBank provided by the National Center for Biotechnology Information or the Japan DNA Data Bank (DNA). Data Bank of Japan) and published. In addition, the amino acid sequence of the SR-A protein can be easily determined from the base sequences registered in these institutions.
本発明において、前記のようなN末端から膜貫通ドメインまでを変異または欠失させたSR−A蛋白質をコードする組換えSR−A遺伝子は、各種のcDNAライブラリーを鋳型として、所定のプライマーセットを用いてポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を行うことで得られる。 In the present invention, the recombinant SR-A gene encoding the SR-A protein in which the N-terminal to transmembrane domain is mutated or deleted as described above is used as a predetermined primer set using various cDNA libraries as templates. It is obtained by performing polymerase chain reaction (PCR) using
cDNAライブラリーとしては、SR−Aファミリーを発現、あるいは発現誘導させた細胞に関連するものであればよく、市販品を用いてもよいし、公知の手法に基づいて種々の動物細胞から作製することもできる。 Any cDNA library may be used as long as it is related to cells expressing or inducing expression of the SR-A family. Commercially available products may be used, and they are prepared from various animal cells based on known methods. You can also.
プライマーセットとは、PCRの際に同時に用いられるプライマーの組み合わせをいう。本発明では、一方のプライマーは、前記SR−A蛋白質のN末端側の膜貫通ドメインをコードする塩基配列前後に結合可能なものとし、もう一方のプライマーはコラーゲン様ドメインよりもC末端側のアミノ酸配列をコードする塩基配列に結合可能なものを選べばよい。
また、膜貫通ドメインからC末端側までを含むSR−A蛋白質をコードする塩基配列を増幅できるプライマーセットで一次PCRを行い、次いで膜貫通ドメインのみを欠失させるプライマーセットで二次PCRを行ってもよい。
A primer set refers to a combination of primers used simultaneously during PCR. In the present invention, one primer is capable of binding before and after the base sequence encoding the transmembrane domain on the N-terminal side of the SR-A protein, and the other primer is an amino acid located on the C-terminal side of the collagen-like domain. What can be selected is one that can bind to the base sequence encoding the sequence.
In addition, primary PCR is performed with a primer set that can amplify a base sequence encoding SR-A protein including from the transmembrane domain to the C-terminal side, and then secondary PCR is performed with a primer set that deletes only the transmembrane domain. Also good.
また、プライマーとしては、適切な制限酵素サイトを付加したプライマーセットを用いればよいし、あるいは本発明のように、TAクローニングによりpCR 8/GW/TOPOベクター(インビトロジェン社製)に挿入することで、簡易にプラスミドベクターを構築できるという利点がある。 Further, as a primer, a primer set to which an appropriate restriction enzyme site is added may be used, or by inserting into a pCR 8 / GW / TOPO vector (manufactured by Invitrogen) by TA cloning as in the present invention, There is an advantage that a plasmid vector can be constructed easily.
前記PCRの条件は、使用するPCR装置のマニュアルに準じて適宜調整すればよい。 The PCR conditions may be adjusted as appropriate according to the manual of the PCR device to be used.
本発明では、前記のようにして得られるPCR産物を所定のベクターに挿入し、得られた組換えベクターを各種の動物培養細胞に導入する。 In the present invention, the PCR product obtained as described above is inserted into a predetermined vector, and the obtained recombinant vector is introduced into various animal cultured cells.
ベクターとしては、分泌シグナルが入っている発現ベクターであればよい。本発明において、分泌シグナルとは、ベクターから翻訳された所望の蛋白質を宿主である動物培養細胞の外へ分泌させることを可能とするシグナル配列をいい、分泌シグナルの種類は動物培養細胞の種類に応じて適宜決定すればよい。また、分泌シグナルは公知の手段によって所望のプラスミドベクターに導入すればよいが、簡便性の観点から、分泌シグナルが入ったプラスミドベクターを用いることが好ましい。例えば、プラスミドベクターとしては、pSecTag2/Hygroベクター(インビトロジェン社製)が挙げられるが、これらに限定されない。また、必要に応じて、分泌シグナルが入っているベクターとして、コスミドベクター、ウイルスベクター、人工染色体ベクターなども用いてもよい。 The vector may be an expression vector containing a secretion signal. In the present invention, the secretory signal refers to a signal sequence that allows the desired protein translated from the vector to be secreted outside the host animal cultured cell. The type of secretory signal is the same as the type of animal cultured cell. What is necessary is just to determine suitably according to. The secretion signal may be introduced into a desired plasmid vector by known means, but from the viewpoint of simplicity, it is preferable to use a plasmid vector containing a secretion signal. For example, a plasmid vector includes, but is not limited to, pSecTag2 / Hygro vector (Invitrogen). If necessary, a cosmid vector, virus vector, artificial chromosome vector or the like may be used as a vector containing a secretion signal.
前記ベクターへのPCR産物の挿入は、例えば、予め制限酵素を用いて切断したPCR産物と、同じ制限酵素を用いて切断しベクターとを混合することで行うことができる。ここで、制限酵素としては、発現される蛋白質が多量体のコンフォメーションを形成できるように前記PCR産物の内部配列を切断せず、ベクターのクローニングサイトに存在するものであればよい。また、ライゲーションの条件としては、市販のライゲーションキットを用いる場合には、そのマニュアルに従って適宜調整すればよい。 The PCR product can be inserted into the vector by, for example, mixing a PCR product previously cleaved with a restriction enzyme and a vector cleaved with the same restriction enzyme. Here, any restriction enzyme may be used as long as it exists at the cloning site of the vector without cleaving the internal sequence of the PCR product so that the expressed protein can form a multimeric conformation. The ligation conditions may be appropriately adjusted according to the manual when a commercially available ligation kit is used.
前記のようにして得られるベクターは、組換えSR−A遺伝子として、分泌シグナルと、SR−A蛋白質のN末端から膜貫通ドメインまでを変異または欠失させたSR−A遺伝子とを含むDNA構造物である。また、該DNA構築物は、必要に応じてさらにタグ配列を含むことで、発現された可溶化SR−A蛋白質を効率よく精製することができる。 The vector obtained as described above has, as a recombinant SR-A gene, a DNA structure comprising a secretion signal and an SR-A gene in which the N-terminal to transmembrane domain of SR-A protein is mutated or deleted. It is a thing. In addition, the DNA construct can further efficiently purify the expressed solubilized SR-A protein by including a tag sequence as necessary.
動物培養細胞としては、前記ベクターを導入でき、かつ分泌シグナル配列に対応したものであればよい。中でも、可溶化SR−A蛋白質を細胞外に分泌することができる動物培養細胞として、高密度培養が可能な細胞が好ましく、例えば、フリースタイル293F細胞(インビトロジェン社製)が挙げられる。また、一過性発現でも安定発現株をセレクションにより得てもよい。 The animal cultured cells may be any cells capable of introducing the vector and corresponding to the secretory signal sequence. Among them, as the animal cultured cells that can secrete the solubilized SR-A protein outside the cells, cells capable of high-density culture are preferable, and examples thereof include freestyle 293F cells (manufactured by Invitrogen). Further, a stable expression strain may be obtained by selection even in transient expression.
前記動物培養細胞への組換えベクターの導入には、公知のトランスフェクション技術、例えば、市販のトランスフェクション試薬を用いたり、エレクトロポレーション法、リン酸カルシウム法、DEAE−デキストラン法、リポフェクション法などを用いればよい。 For introduction of the recombinant vector into the animal cultured cells, a known transfection technique such as a commercially available transfection reagent, electroporation method, calcium phosphate method, DEAE-dextran method, lipofection method or the like can be used. Good.
本発明では、前記組換えベクターを導入した動物培養細胞を無血清培地で培養することで、前記動物培養細胞から前記無血清培地中に分泌された可溶化SR−A蛋白質を血清由来蛋白質と予め分離することができる。 In the present invention, cultured animal cells into which the recombinant vector has been introduced are cultured in a serum-free medium, so that the solubilized SR-A protein secreted from the animal cultured cells into the serum-free medium is preliminarily obtained as a serum-derived protein. Can be separated.
本発明の可溶化SR−A蛋白質は、前記のように細胞内ドメインから膜貫通ドメインが変異または欠失されているため、前記動物培養細胞内で発現されても細胞膜にとどまることはなく、分泌シグナルにより動物培養細胞外に排出されるため、発現させたSR−A蛋白質を細胞膜中に存在させるような従来の製造方法に比べると、細胞膜の表面積などの物理的な制限がないため、連続的に大量に製造することが可能であり、また培養液の上清を動物培養細胞から分離するだけで可溶化SR−A蛋白質をきわめて容易に回収できる。なお、上清の分離手段としては、遠心分離等が挙げられる。 As described above, since the transmembrane domain is mutated or deleted from the intracellular domain, the solubilized SR-A protein of the present invention does not remain at the cell membrane even if expressed in the animal cultured cells. Since it is excreted out of animal cultured cells by a signal, there is no physical restriction such as the surface area of the cell membrane as compared with the conventional production method in which the expressed SR-A protein is present in the cell membrane. The solubilized SR-A protein can be recovered very easily simply by separating the culture supernatant from the cultured animal cells. In addition, centrifugation etc. are mentioned as a supernatant-separation means.
無血清培地には、無蛋白質培地、化学合成培地も含まれる。また、無血清培地の組成、前記動物培養細胞の培養条件については、細胞の種類に適切な条件を適宜選択すればよい。 The serum-free medium includes a protein-free medium and a chemically synthesized medium. In addition, regarding the composition of the serum-free medium and the culture conditions for the animal cultured cells, conditions appropriate for the cell type may be selected as appropriate.
本発明では、次いでb工程として、可溶化SR−A蛋白質を含む培養液又はその培養処理液を精製する。
具体的には、前記無血清培地から回収した培養液又はその培養処理液については、カラムクロマトグラフィー、有機溶媒分画、塩による分画、等電点分画、密度勾配遠心法、結晶化法などの手法を用いることで、可溶化SR−A蛋白質を分離・濃縮することができる。
なお、培養処理液とは、培養液を遠心処理して不溶成分を取り除いた液を意味する。
また、タグ配列を含むベクターを使用した場合には、そのタグ配列に対して親和性のある担体を用いることで、可溶化SR−A蛋白質を容易に分離濃縮することができる。前記担体としては、Ni−NTAアガロースカラムなどが挙げられる。
In the present invention, in the next step b, the culture solution containing the solubilized SR-A protein or the culture treatment solution thereof is purified.
Specifically, with respect to the culture solution collected from the serum-free medium or the culture treatment solution thereof, column chromatography, organic solvent fractionation, salt fractionation, isoelectric point fractionation, density gradient centrifugation, crystallization method The solubilized SR-A protein can be separated and concentrated by using such a method.
The culture treatment solution means a solution obtained by centrifuging the culture solution to remove insoluble components.
When a vector containing a tag sequence is used, the solubilized SR-A protein can be easily separated and concentrated by using a carrier having affinity for the tag sequence. Examples of the carrier include a Ni-NTA agarose column.
前記のようにして得られる可溶化SR−A蛋白質は、SDS−PAGE条件下での分子量が約40〜70kDaとなり、かつ非変性条件下での分子量が約100kDa以上となることから、多量体のコンフォメーションを形成している蛋白質であり、正常なSR−A蛋白質と類似の立体構造を有しているといえる。また、前記可溶化SR−A蛋白質は、後述の実施例で確認されているように、正常なSR−A蛋白質と同様に変性LDLと結合可能なものである。 The solubilized SR-A protein obtained as described above has a molecular weight of about 40 to 70 kDa under SDS-PAGE conditions and a molecular weight of about 100 kDa or more under non-denaturing conditions. It is a protein forming a conformation and can be said to have a three-dimensional structure similar to that of a normal SR-A protein. Further, the solubilized SR-A protein is capable of binding to denatured LDL in the same manner as normal SR-A protein, as confirmed in Examples described later.
したがって、前記可溶化SR−A蛋白質を用いることで、従来は困難であった、SR−A蛋白質に対する評価系の構築が可能になる。 Therefore, by using the solubilized SR-A protein, it is possible to construct an evaluation system for the SR-A protein, which has been difficult in the past.
評価系としては、例えば、SR−A蛋白質に対する親和性の評価系が挙げられる。
SR−A蛋白質に対する親和性を評価する方法としては、前記可溶化SR−A蛋白質に被験物質を作用させることが挙げられる。かかる方法を用いることで、被験物質としては、変性LDL、酸化LDL等の通常のSR−A蛋白質に結合することが予想されている物質の親和性を評価できるだけでなく、親和性については未知の物質をスクリーニングすることもできる。
Examples of the evaluation system include an evaluation system for affinity for SR-A protein.
As a method for evaluating the affinity for SR-A protein, a test substance is allowed to act on the solubilized SR-A protein. By using this method, the test substance can not only evaluate the affinity of a substance expected to bind to a normal SR-A protein such as denatured LDL, oxidized LDL, etc., but the affinity is unknown. Substances can also be screened.
また、前記可溶化SR−A蛋白質は変性LDLへの結合率が高いため、前記可溶化SR−A蛋白質に、被験物質と変性LDLを作用させることで、SR−A蛋白質とLDLの結合を阻害したり、促進したりする作用の評価系を構築することができる。かかる評価方法を用いることで、変性LDLとSR−A蛋白質との結合を阻害したり、促進したりする未知の物質をスクリーニングすることもできる。 Further, since the solubilized SR-A protein has a high binding rate to denatured LDL, binding of the SR-A protein and LDL is inhibited by allowing the test substance and denatured LDL to act on the solubilized SR-A protein. It is possible to construct an evaluation system for the action to be performed or promoted. By using such an evaluation method, an unknown substance that inhibits or promotes the binding between denatured LDL and SR-A protein can be screened.
また、本発明によれば、前記可溶化SR−A蛋白質を大量に製造することが可能になるため、かかる可溶化SR−A蛋白質を用いて動物種に免疫することでSR−A蛋白質に対する血清あるいは抗体を得ることもできる。
例えば、ウサギ、マウス、ヒツジ、ヤギ、サル等の血清、抗体を得るのに一般的に使用されている哺乳動物に前記可溶化SR−A蛋白質を注射して免疫化したのち、前記動物種から血清や抗体を公知の手法により回収すればよい。
Further, according to the present invention, since the solubilized SR-A protein can be produced in a large amount, serum against the SR-A protein can be obtained by immunizing animal species using the solubilized SR-A protein. Alternatively, antibodies can be obtained.
For example, sera of rabbits, mice, sheep, goats, monkeys, etc., and mammals generally used for obtaining antibodies are immunized by injecting the solubilized SR-A protein, Serum and antibodies may be collected by a known method.
次に、本発明をその実施例によって具体的に説明する。
(実施例1)
ヒトの脾臓cDNAライブラリーを鋳型として、次のようなプライマーセットを用いてポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を行った。
プライマー1:5´−tccttcaaagctgcactg−3´(配列表の配列番号1)
プライマー2:5´−agagggccctgccctaatatg−3´(配列表の配列番号2)
伸長時間は1分間、アニーリング温度は54℃とし、サイクル数は30サイクルとした。
このPCRにより、膜貫通ドメインからC末端までのSR−A2蛋白質をコードする塩基配列を増幅させることができる。
Next, the present invention will be specifically described with reference to examples thereof.
Example 1
Polymerase chain reaction (PCR) was performed using a human spleen cDNA library as a template and the following primer set.
Primer 1: 5'-tccttcaaagctgcactg-3 '(SEQ ID NO: 1 in the sequence listing)
Primer 2: 5'-agagggccctgccctaatatg-3 '(SEQ ID NO: 2 in the sequence listing)
The extension time was 1 minute, the annealing temperature was 54 ° C., and the number of cycles was 30 cycles.
By this PCR, the base sequence encoding the SR-A2 protein from the transmembrane domain to the C-terminus can be amplified.
得られたPCR産物の塩基配列を常法に基づいて調べたところ、SR−A蛋白質(SR−A2)をコードする1074個の塩基配列のうち、142〜1074番目の塩基配列を含むものであった。
次に、TAクローニングによりpCR8/GW/TOPOベクター(インビトロジェン社製)に前記PCR産物を挿入した。正しくインサートが挿入されたプラスミドを回収し、このプラスミドを以降の鋳型DNAとした。
When the base sequence of the obtained PCR product was examined based on a conventional method, it was found to contain the 142th to 1074th base sequences out of 1074 base sequences encoding the SR-A protein (SR-A2). It was.
Next, the PCR product was inserted into the pCR8 / GW / TOPO vector (Invitrogen) by TA cloning. The plasmid in which the insert was correctly inserted was recovered, and this plasmid was used as a template DNA for the following.
次にこの鋳型DNAを用い、次のようなプライマーセットを用いてPCRを行った。
プライマー3:5´−aaccaagcttatgctgaagtgggaaacg−3´(配列表の配列番号3)
プライマー4:5´−ataagaatgcggccgcagagggccctgccctaatatg−3´(配列表の配列番号4)
伸長時間は1分間、アニーリング温度は63℃とし、サイクル数は30サイクルとした。
このPCRにより、膜貫通ドメインを除く、スペーサードメインからC末端までのSR−A2蛋白質をコードする塩基配列(226〜1074番目)を増幅させることができる。
Next, PCR was performed using this template DNA and the following primer set.
Primer 3: 5'-aaccaagcttatgctgaagtgggaaacg-3 '(SEQ ID NO: 3 in the sequence listing)
Primer 4: 5′-ataagaatgcggccgcagagggccctgccctaatatg-3 ′ (SEQ ID NO: 4 in the sequence listing)
The extension time was 1 minute, the annealing temperature was 63 ° C., and the number of cycles was 30 cycles.
By this PCR, a base sequence (226th to 1074th) encoding the SR-A2 protein from the spacer domain to the C-terminal excluding the transmembrane domain can be amplified.
得られたPCR産物をHindIII及びNotIの各制限酵素で処理し、同制限酵素で予め処理したpSecTag2/Hygroベクター(インビトロジェン社製)のマルチクローニングサイトにフレームが合うように挿入した。正しくインサートが挿入されたプラスミドをシーケンスにより確認した後に回収した。このプラスミドは、分泌シグナルの下流に前記PCR産物が挿入され、その下流にタグ配列が挿入されたDNA構造物であり、このDNA構造物から得られる可溶化SR−A蛋白質のアミノ酸配列は、正常なSR−A2蛋白質と比べると、N末端から膜貫通ドメインまでが欠失しており、細胞外ドメインであるスペーサードメイン、α−へリックスコイルドコイルドメイン、コラーゲン様ドメインを全て含むものであり、C末端側には、タグ配列由来のアミノ酸も付加されたものとなることが予想された。
このプラスミドをFreeStyle 293−F細胞(インビトロジェン社製)にトランスフェクトし、一過性発現を行った。なお、前記プラスミドベクターへのPCR産物の挿入、トランスフェクト及び一過性発現の条件は、インビトロジェン社のマニュアルに準じた。
The obtained PCR product was treated with HindIII and NotI restriction enzymes and inserted into the multicloning site of a pSecTag2 / Hygro vector (manufactured by Invitrogen) pretreated with the same restriction enzymes so that the frames matched. The plasmid in which the insert was correctly inserted was recovered after confirmation by sequencing. This plasmid is a DNA structure in which the PCR product is inserted downstream of the secretion signal and a tag sequence is inserted downstream thereof. The amino acid sequence of the solubilized SR-A protein obtained from this DNA structure is normal. Compared to the SR-A2 protein, the N-terminal to transmembrane domain is deleted, and all of the extracellular domain, spacer domain, α-helix coiled-coil domain, and collagen-like domain are included. On the side, it was expected that the amino acid derived from the tag sequence was also added.
This plasmid was transfected into FreeStyle 293-F cells (Invitrogen) to perform transient expression. The conditions for inserting the PCR product into the plasmid vector, transfection, and transient expression were in accordance with the manual of Invitrogen.
培養4日後に遠心操作により培地を回収し、さらに0.45μmのフィルターを通すことにより沈殿画分を除去した。一部をサンプリングした後に、予めリン酸緩衝生理食塩水(PBS)で平衡化した2mlのNi−NTAアガロースカラム(キアゲン社製)に負荷した。負荷後のカラムをPBSで洗浄後に250mMのイミダゾールを含む溶液で溶出した。溶出画分は、さらにPBSで透析処理し、これを可溶化SR−A蛋白質として以下の実験に用いた。 After 4 days of culture, the medium was collected by centrifugation, and the precipitate fraction was removed by passing through a 0.45 μm filter. After sampling a portion, it was loaded onto a 2 ml Ni-NTA agarose column (Qiagen) equilibrated in advance with phosphate buffered saline (PBS). The column after loading was washed with PBS and then eluted with a solution containing 250 mM imidazole. The eluted fraction was further dialyzed with PBS and used as a solubilized SR-A protein in the following experiments.
サンプリングした培地及び最終標品である可溶化SR−A蛋白質は、常法に従いSDSポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)を行った。さらに電気泳動後に常法に従いPVDF(ポリフッ化ビニリデン)膜に転写し、1次抗体として抗ヒスチジンタグ抗体(GEヘルスケア社製)を用い、2次抗体として西洋ワサビ由来ペルオキシダーゼをコンジュゲートした抗マウスIgG抗体(バイオラッド社製)を用いて検出した。これらの結果を図1に示す。 The sampled medium and the solubilized SR-A protein as the final sample were subjected to SDS polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) according to a conventional method. Furthermore, after electrophoresis, it was transferred to a PVDF (polyvinylidene fluoride) membrane according to a conventional method, and an anti-mouse conjugated with horseradish peroxidase as a secondary antibody using an anti-histidine tag antibody (manufactured by GE Healthcare) as a primary antibody. Detection was performed using an IgG antibody (Bio-Rad). These results are shown in FIG.
図1のように培養上清に分泌された可溶化SR−A蛋白質は、転写膜上で発現が確認され、さらにNi−NTAアガロースカラムにより培養培地中から可溶化SR−A蛋白質を精製濃縮することができた。 As shown in FIG. 1, the expression of the solubilized SR-A protein secreted into the culture supernatant is confirmed on the transfer membrane, and the solubilized SR-A protein is purified and concentrated from the culture medium using a Ni-NTA agarose column. I was able to.
(実施例2)
実施例1により取得した可溶化SR−A蛋白質に対する評価系の構築は以下のように行った。ただし本実施例は評価系のなかの1例であり、特に限定されるものではない。
マキシソープ・イムノプレート(96ウェルタイプ、NUNC社製)を用いて行った。上記のように精製した可溶化SR−A蛋白質を5μg/mlとなるようにPBSバッファーで調製し、100μlずつ各ウェルにアプライした。4℃で1晩静置した後に、PBSバッファーで各ウェルを400μl×2回で洗浄し、25%ブロックエース(大日本住友製薬社製)を含むPBSバッファー300μlを各ウェルにアプライした。4℃で1晩静置した後に、PBSバッファーで各ウェルを400μl×2回で洗浄し、1%ウシ血清アルブミン(BSA)を含むPBSバッファーで適当な希釈倍率となるように調製した各アンタゴニストやアゴニストなどのサンプルを100μlずつ各ウェルにアプライした。4℃で1晩静置した後に、PBSバッファーで各ウェルを400μl×3回で洗浄し、5μg/mlとなるようにPBSバッファーで調製した変性LDLを、100μlずつ各ウェルにアプライした。4℃で1晩静置した後に、PBSバッファーで各ウェルを400μl×3回で洗浄し、西洋ワサビ由来ペルオキシダーゼをコンジュゲートした抗アポリポプロテインB抗体(The Binding Site社製)をPBSバッファーで1000倍希釈し、100μlずつ各ウェルにアプライした。室温で2時間の静置後、PBSバッファーで各ウェルを400μl×5回で洗浄し、3,3´,5,5´−テトラメチルベンヂジン(TMB)−ペルオキシダーゼ−酵素免疫測定(EIA)−基質−キット試薬(バイオラッド社製)を100μlずつ各ウェルにアプライした。適当な反応時間後に、2M H2SO4を50μlずつ各ウェルにアプライして反応を停止させた。最終的に450nmで検出を行い、SR−Aに対する親和性を変性LDLの結合量として定量した。結果を図2に示す。
(Example 2)
The evaluation system for the solubilized SR-A protein obtained in Example 1 was constructed as follows. However, this embodiment is an example of the evaluation system and is not particularly limited.
This was performed using a maxi soap immunoplate (96 well type, manufactured by NUNC). The solubilized SR-A protein purified as described above was prepared in PBS buffer to 5 μg / ml, and 100 μl was applied to each well. After allowing to stand at 4 ° C. overnight, each well was washed with 400 μl × 2 times with PBS buffer, and 300 μl of PBS buffer containing 25% Block Ace (Dainippon Sumitomo Pharma Co., Ltd.) was applied to each well. After standing overnight at 4 ° C., each well was washed with 400 μl × 2 times with PBS buffer, and each antagonist prepared at a suitable dilution ratio with PBS buffer containing 1% bovine serum albumin (BSA) 100 μl of sample such as agonist was applied to each well. After allowing to stand at 4 ° C. overnight, each well was washed with PBS buffer at 400 μl × 3 times, and 100 μl of denatured LDL prepared with PBS buffer was applied to each well at 5 μg / ml. After allowing to stand at 4 ° C. overnight, each well was washed with PBS buffer 400 μl × 3 times, and anti-apolipoprotein B antibody conjugated with horseradish peroxidase (manufactured by The Binding Site) was 1000 times with PBS buffer. Dilute and apply 100 μl to each well. After standing at room temperature for 2 hours, each well was washed with PBS buffer 400 μl × 5 times, and 3,3 ′, 5,5′-tetramethylbenzidine (TMB) -peroxidase-enzyme immunoassay (EIA) -Substrate-kit reagent (Biorad) 100 μl was applied to each well. After an appropriate reaction time, 50 μl of 2MH 2 SO 4 was applied to each well to stop the reaction. Finally, detection was performed at 450 nm, and the affinity for SR-A was quantified as the amount of denatured LDL bound. The results are shown in FIG.
図2に示すように、得られた可溶化SR−A蛋白質は、これらの変性LDLに対して濃度依存的に結合することが確認された。なお、可溶化SR−A蛋白質の変わりにネガティブコントロールとして固相化したBSAに対してはこれらの変性LDLの結合は確認されなかった。 As shown in FIG. 2, it was confirmed that the obtained solubilized SR-A protein bound to these modified LDLs in a concentration-dependent manner. The binding of these modified LDLs was not confirmed to BSA immobilized as a negative control instead of the solubilized SR-A protein.
また、実施例1の方法により得られた可溶化SR−A蛋白質を用い、実施例2の方法により、複数のエキスによるアセチル化LDLとの結合阻害反応をELISAで評価した。結果を図3に示す。各エキスのネガとポジは予め別の細胞を用いた試験で、可溶化SR−A蛋白質に対する親和性のなかったエキスをネガ、親和性のあったエキスをポジとして図3で示している。
図3に示すように、得られた可溶化SR−A蛋白質を用いることにより、SR−A蛋白質と変性LDLとの結合を阻害あるいは促進する物質などを多検体でスクリーニングすることが可能であることを示している。
Further, by using the solubilized SR-A protein obtained by the method of Example 1, the binding inhibition reaction with acetylated LDL by a plurality of extracts was evaluated by ELISA according to the method of Example 2. The results are shown in FIG. The negative and positive of each extract are shown in FIG. 3 in the test using different cells in advance, with the extract having no affinity for the solubilized SR-A protein being negative and the extract having affinity being positive.
As shown in FIG. 3, by using the obtained solubilized SR-A protein, it is possible to screen a substance that inhibits or promotes the binding between the SR-A protein and the denatured LDL in multiple samples. Is shown.
また、実施例1の方法により得られた可溶化SR−A蛋白質の非変性状態での分子量を、ゲル濾過カラムにより検証した。マーカー蛋白質4種類を用いて検量線の作成を行った。結果を図4に示す。
図4に示されるように、可溶化SR−A蛋白質のアミノ酸配列から予想される分子量は約35kDであり、SDS−PAGE上では糖鎖付加のために約40〜70kDaの分子量として確認されたが、ゲル濾過カラムより算出された非変性状態での分子量は約100kDa以上を示しており、これはモノマーではなく多量体を形成していることが示唆された。
In addition, the molecular weight of the solubilized SR-A protein obtained by the method of Example 1 in a non-denaturing state was verified using a gel filtration column. A calibration curve was prepared using 4 types of marker proteins. The results are shown in FIG.
As shown in FIG. 4, the molecular weight predicted from the amino acid sequence of the solubilized SR-A protein was about 35 kDa, and was confirmed as a molecular weight of about 40 to 70 kDa due to glycosylation on SDS-PAGE. The molecular weight in the non-denaturing state calculated from the gel filtration column was about 100 kDa or more, suggesting that this was not a monomer but a multimer.
なお、前記実施例では、SR−A蛋白質としてSR−A2蛋白質を用いたが、本実施例を参照することで、他のSR−AファミリーであるSR−A1、SR−A3及びMARCOの各蛋白質についても、N末端側から膜貫通ドメインまでを変異または欠失させた組換えSR−A遺伝子を作成し、この組換えSR−A遺伝子を導入した動物培養細胞を無血清培地で培養して、可溶化SR−A蛋白質を製造させることは当業者であれば十分に可能である。 In the above examples, the SR-A2 protein was used as the SR-A protein, but referring to this example, the SR-A1, SR-A3, and MARCO proteins, which are other SR-A families, were used. Also, a recombinant SR-A gene having a mutation or deletion from the N-terminal side to the transmembrane domain is prepared, and animal cultured cells into which this recombinant SR-A gene has been introduced are cultured in a serum-free medium, A person skilled in the art can sufficiently produce a solubilized SR-A protein.
Claims (6)
a:スカベンジャー受容体であるSR−A蛋白質のN末端から膜貫通ドメインまでを変異または欠失させた組換えSR−A遺伝子を導入した動物培養細胞を、無血清培地で培養して可溶化SR−A蛋白質を産生させる工程
b:可溶化SR−A蛋白質を含む培養液又はその培養処理液を精製する工程 A method for producing a high-purity solubilized class A scavenger receptor (SR-A) protein, comprising the following steps a and b.
a: Solubilized SR by culturing animal cultured cells into which a recombinant SR-A gene having a mutation or deletion from the N-terminal to the transmembrane domain of the SR-A protein which is a scavenger receptor is introduced in a serum-free medium -Producing the A protein b: Purifying the culture solution containing the solubilized SR-A protein or the culture treatment solution thereof
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