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JP4729764B2 - Rapid and highly efficient selection method of highly functional protein, highly functional protein obtained thereby, and production method and utilization method thereof - Google Patents

Rapid and highly efficient selection method of highly functional protein, highly functional protein obtained thereby, and production method and utilization method thereof Download PDF

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Description

本発明は、高機能性タンパク質の選択法、それによって得られる高機能性タンパク質、およびその製造方法と利用方法に関する。   The present invention relates to a method for selecting a highly functional protein, a highly functional protein obtained thereby, and a method for producing and utilizing the same.

標的分子と相互作用するタンパク質の相互作用は、タンパク質の機能に深く関与しており、より優れた機能を有するタンパク質を得る試みがなされている。例えば、タンパク質の一種の抗体分子のもつ、抗原に対する高い特異性と親和性は、幅広い分野での利用価値が高く、抗体を自在にまた効果的に創製できる系の構築研究が盛んに行われている。本来、抗体はB細胞内でドメインシャッフリングと体細胞変異を繰り返し(親和性成熟:affinity maturation)、ある抗原に対してより特異性と親和性が高められたものだけが免疫系で作用することができる。   The interaction of the protein that interacts with the target molecule is deeply involved in the function of the protein, and attempts have been made to obtain a protein having a superior function. For example, the high specificity and affinity for antigens of a kind of antibody molecule of a protein has high utility value in a wide range of fields, and research on the construction of a system that can create antibodies freely and effectively is actively conducted. Yes. Inherently, antibodies repeat domain shuffling and somatic mutation in B cells (affinity maturation), and only antibodies with higher specificity and affinity for an antigen can act in the immune system. it can.

抗体の親和性の研究においては、その均一性の観点からモノクローナル抗体が一般に用いられているが、現在、モノクローナル抗体の調製法は細胞融合法(ハイブリドーマ技術)(非特許文献1)が主流である。しかし、この細胞融合法は非常に手間がかかる上に、高価な試薬を必要とし、また時間がかかる(約1年間)。さらに、動物の免疫操作が必要であるため、自己抗原や毒物に対する抗体を選択することが難しいといった種々の問題を有している。最近、これらの問題を解決する方法としてファージディスプレイ(非特許文献2)やリボソームディスプレイ(非特許文献3)といった進化分子工学的手法(核酸[遺伝情報]とタンパク質[機能情報]を直接対応付ける技術)がモノクローナル抗体の選択に利用されている。すなわち、大きな多様性を有する抗体ライブラリーを構築し、目的とする抗体(対応付け分子)の選択、濃縮を繰り返すことによって、比較的容易に目的抗体を得ることができる。特に、非常に柔軟性の高いペプチドリンカーで片方の鎖のC末端ともう片方のN末端を結合させた一本鎖抗体(非特許文献4)を対象とする方法が知られている。   In the study of antibody affinity, monoclonal antibodies are generally used from the viewpoint of their homogeneity. Currently, the main method for preparing monoclonal antibodies is the cell fusion method (hybridoma technology) (Non-patent Document 1). . However, this cell fusion method is very time-consuming, requires expensive reagents, and takes time (about one year). Furthermore, since it is necessary to immunize animals, there are various problems that it is difficult to select antibodies against self-antigens and poisons. Recently, evolutionary molecular engineering techniques such as phage display (Non-patent document 2) and ribosome display (Non-patent document 3) (technology that directly associates nucleic acid [genetic information] and protein [functional information]) as a method to solve these problems Are used for the selection of monoclonal antibodies. That is, a target antibody can be obtained relatively easily by constructing an antibody library having great diversity and repeatedly selecting and concentrating the target antibody (corresponding molecule). In particular, a method for a single chain antibody (Non-patent Document 4) in which the C-terminal of one chain and the N-terminal of the other chain are bound with a highly flexible peptide linker is known.

しかしながら、これらの技術においても、まだいくつかの欠点がある。ファージディスプレイは、現実的なDNAライブラリーの上限は109(抗体の場合)程度で、ライブラリーサイズが小さいこと、生物学的なシステム(大腸菌への感染、増幅など)を利用するために、予期し得ないバイアス(変異等)がかかってしまう。さらに、大腸菌に対して毒性を持つ抗原は使用できない。リボソームディスプレイは無細胞翻訳系を用いた完全なin vitroの実験系であるためこれらのバイアスはかからず、また、ライブラリーの上限は1010-1011が可能とされている。しかし、mRNA-タンパク質-リボソーム三者複合体の形成効率が0.2%と非常に低く(非特許文献3)、in vitro virus(IVV)法(非特許文献5))の数百分の1である。また、その複合体が非常に不安定であるため、バイオパニング操作中により強い選択圧をかけられないという問題がある。ここで、パニングにおける選択圧は抗体濃縮における最も重要な因子であり、強い選択圧かけられないということはより多くの選択サイクルを繰り返す必要性が生じる。また、一種類の抗原に対して、安定性、親和性の異なる多種多様な抗体が得られるため、より高機能なものを得るためには、多くの検体のクローニング、発現、分析を必要とする。このことは、たいへんな重労働であるだけでなく時間もコストもかかる。However, these techniques still have some drawbacks. In phage display, the upper limit of a realistic DNA library is about 10 9 (in the case of antibodies), the library size is small, and biological systems (such as infection and amplification of E. coli) are used. Unexpected bias (mutation, etc.) is applied. Furthermore, antigens that are toxic to E. coli cannot be used. Since ribosome display is a complete in vitro experimental system using a cell-free translation system, these biases are not applied, and the upper limit of the library can be 10 10 -10 11 . However, the formation efficiency of mRNA-protein-ribosome ternary complex is as low as 0.2% (Non-patent Document 3), which is one hundredth of that of in vitro virus (IVV) method (Non-patent Document 5)). . In addition, since the complex is very unstable, there is a problem that a stronger selective pressure cannot be applied during the biopanning operation. Here, the selection pressure in panning is the most important factor in antibody concentration, and the fact that strong selection pressure cannot be applied results in the need to repeat more selection cycles. In addition, a wide variety of antibodies with different stability and affinity can be obtained for one type of antigen, so many samples must be cloned, expressed, and analyzed to obtain higher performance. . This is not only very hard work, but also takes time and money.

これまで、タンパク質を試験管内で合成する無細胞翻訳系として、小麦胚芽の系(非特許文献6)及び大腸菌の系(非特許文献7)において、タンパク質の大量発現が研究されてきている。それに伴い、タンパク質の大量発現が可能な安定した翻訳テンプレートの開発として、mRNAの安定性向上と翻訳効率向上のために、一般的には3'UTRが使われるが(非特許文献8)、mRNAの化学構造の置換や修飾などの方法(非特許文献9)を用いる。   So far, large-scale protein expression has been studied in wheat germ systems (Non-patent Document 6) and E. coli systems (Non-patent Document 7) as cell-free translation systems for synthesizing proteins in vitro. Along with that, 3'UTR is generally used to improve the stability and translation efficiency of mRNA as a stable translation template that can express a large amount of protein (Non-patent Document 8). A method such as substitution or modification of the chemical structure is used (Non-patent Document 9).

我々は、1997年に、進化分子工学のスクリーニングツールである"in vitro virus (IVV)"の構築に世界に先駆けて成功した(非特許文献10)。IVV法では、3'末端にピューロマイシンを結合したmRNAを鋳型として無細胞翻訳反応を行うことにより、タンパク質とmRNAとがピューロマイシンを介して共有結合したRNA-タンパク質連結分子(IVV)のライブラリーを構築することができる。この対応づけ分子のライブラリーの中から標的分子に結合するタンパク質をin vitroでスクリーニングした後、逆転写PCRにより遺伝子を増幅し解読することができる。その後我々は、IVV法をプロテオーム解析に応用するための基礎研究を開始し、ヒトやマウス由来のcDNAライブラリーからIVVライブラリーを構築し、その中から、タンパク質や核酸、薬剤などの標的分子と相互作用する未知のタンパク質をin vitroで迅速かつ高感度にスクリーニングする技術を確立してきた。最近、我々は小麦胚芽抽出液の無細胞翻訳系で、IVVとC末端ラベル化タンパク質を高効率に発現できる鋳型DNAの開発に成功した(非特許文献5)。本発明者等は、mRNA(遺伝子型)とタンパク質(表現型)を無細胞翻訳系においてピューロマイシンを介して連結させ、対応付け分子であるIVVを効率よく構築する方法を先に提案している(特許文献1; 特許文献2; 特許文献3; 特許文献4)。   In 1997, we succeeded in building “in vitro virus (IVV)”, a screening tool for evolutionary molecular engineering, for the first time in the world (Non-patent Document 10). In the IVV method, a library of RNA-protein linked molecules (IVV) in which protein and mRNA are covalently bonded via puromycin by performing cell-free translation reaction using mRNA with puromycin bound to the 3 'end as a template. Can be built. A protein that binds to a target molecule is screened in vitro from the library of corresponding molecules, and then the gene can be amplified and decoded by reverse transcription PCR. After that, we started basic research to apply the IVV method to proteome analysis, constructed IVV libraries from cDNA libraries derived from humans and mice, and used them as target molecules such as proteins, nucleic acids, and drugs. We have established a technique for screening unknown and interacting proteins in vitro rapidly and with high sensitivity. Recently, we succeeded in developing a template DNA that can express IVV and C-terminal labeled protein with high efficiency in a cell-free translation system of wheat germ extract (Non-patent Document 5). The inventors of the present invention have previously proposed a method for efficiently constructing an IVV as a mapping molecule by linking mRNA (genotype) and protein (phenotype) via puromycin in a cell-free translation system. (Patent Document 1; Patent Document 2; Patent Document 3; Patent Document 4).

さらに我々は、IVV法の構築過程で、低濃度のピューロマイシン誘導体を無細胞翻訳系に投入すると、合成されたタンパク質のC末端に結合することを見出した。この原理を応用して、例えば、蛍光色素をピューロマイシンに連結させた化合物を用いれば、タンパク質のC末端を蛍光色素で標識することが可能となった(非特許文献11; 非特許文献12)。本発明者等は、タンパク質のC末端を無細胞翻訳系において効率よくラベル化する方法先に提案している(特許文献5; 特許文献6; 特許文献7)。   Furthermore, in the process of constructing the IVV method, we found that when a low concentration of puromycin derivative is introduced into a cell-free translation system, it binds to the C-terminus of the synthesized protein. By applying this principle and using, for example, a compound in which a fluorescent dye is linked to puromycin, it becomes possible to label the C-terminus of the protein with a fluorescent dye (Non-patent Document 11; Non-patent Document 12). . The present inventors have proposed a method for efficiently labeling the C-terminus of a protein in a cell-free translation system (Patent Document 5; Patent Document 6; Patent Document 7).

タンパク質の詳細な機能や立体構造の解析、抗体の作製のためには大量のタンパク質を必要とする。そのため内在性の目的タンパク質を精製し、必要量得ることは困難であるため、目的タンパク質のcDNAを適した宿主に入れ発現させた組み換えタンパク質を用いることになる。一本鎖抗体を発現させる宿主としては、大腸菌、酵母、昆虫細胞や動物由来の培養細胞などさまざまなものが考えられる。その中でも大腸菌は、短期間で安価に大量のタンパク質が得られるので便利である。また、組み換えバキュロウイルスを昆虫細胞に感染させる系を使うと、大腸菌の系では難しかったタンパク質の発現が可能になる。   A large amount of protein is required to analyze the detailed function and three-dimensional structure of a protein and to produce an antibody. For this reason, it is difficult to purify the endogenous target protein and obtain the required amount. Therefore, a recombinant protein in which the cDNA of the target protein is expressed in a suitable host is used. Various hosts such as Escherichia coli, yeast, insect cells and cultured cells derived from animals can be considered as hosts for expressing single chain antibodies. Among them, E. coli is convenient because a large amount of protein can be obtained in a short period of time at a low cost. In addition, when a system that infects insect cells with a recombinant baculovirus is used, protein expression, which was difficult in the E. coli system, becomes possible.

また、ポストゲノム機能解析研究のために開発されてきたいろいろな解析ツールにも抗体が重要な役割を占めている。その一つとしてタンパク質の検出、定量が挙げられる。そのためには、特異性の高い、高親和性の抗体の利用が不可欠である。抗体を用いたタンパク質の検出方法として、in vitroの方法では、ウエスタンブロット法、免疫染色法、蛍光抗体染色法、抗体チップ法、またin vivoの方法では免疫沈降法などがある。このような手法を用いてタンパク質を検出するためには、抗体に予め蛍光を発するタンパク質、例えばGFPを融合させておくか、抗体を酵素タンパク質、例えば西洋ワサビのペルオキシダーゼやアルカリ性ホスファターゼを融合させて、その酵素活性を指標にする。   Antibodies also play an important role in various analysis tools that have been developed for post-genome functional analysis research. One example is protein detection and quantification. For that purpose, it is indispensable to use highly specific antibodies with high specificity. Examples of protein detection methods using antibodies include Western blotting, immunostaining, fluorescent antibody staining, antibody chip method in in vitro methods, and immunoprecipitation in in vivo methods. In order to detect the protein using such a technique, the antibody is preliminarily fused with a fluorescent protein such as GFP, or the antibody is fused with an enzyme protein such as horseradish peroxidase or alkaline phosphatase, The enzyme activity is used as an index.

抗体を用いたタンパク質間相互作用の検出法には、表面プラズモン共鳴法、蛍光共鳴エネルギー移動法、蛍光偏光解消法、エバネッセント場イメージング法、蛍光相関分光法、蛍光イメージング法、固相酵素免疫検定法などがある。とりわけ、蛍光相関分光法(Fluorescence Correlation Spectroscopy:FCS)は、測定に必要な試料量が少なく(およそフェムトリットル)、測定時間が短く(およそ10秒)、HTSのための自動化が容易である(実際にEVOTEC社では1日で10万検体以上のスクリーニングを行うウルトラHTSを目指した装置の開発を行なっている)等の長所があり、検出系として優れている(非特許文献13)。さらに2種類の蛍光色素を用いる蛍光相互相関分光法(Fluorescence Cross-Correlation Spectroscopy:FCCS)では、1種類の蛍光色素を用いるFCSでは困難であった同程度の大きさをもつ分子間の相互作用も検出が可能であり、タンパク質相互作用のHTSへの応用が期待されている。一般に、タンパク質相互作用の検出系では、固相化のためのタグや蛍光色素等のプローブでタンパク質を修飾する必要がある。本発明者等は、ピューロマイシン等の核酸誘導体を用いて無細胞翻訳系中でタンパク質のC末端を修飾する方法を先に提案している(特許文献5、特許文献6、特許文献3)。この方法は、従来の化学修飾法や蛍光タンパク質融合法に比べて、タンパク質の機能を損ないにくい等の利点がある。   Methods for detecting protein-protein interactions using antibodies include surface plasmon resonance, fluorescence resonance energy transfer, fluorescence depolarization, evanescent field imaging, fluorescence correlation spectroscopy, fluorescence imaging, solid-phase enzyme immunoassay and so on. In particular, Fluorescence Correlation Spectroscopy (FCS) requires a small amount of sample (approximately femtoliter), a short measurement time (approximately 10 seconds), and is easy to automate for HTS (actual EVOTEC is developing a device aimed at ultra HTS that can screen more than 100,000 samples a day), and is an excellent detection system (Non-patent Document 13). In addition, in Fluorescence Cross-Correlation Spectroscopy (FCCS) using two types of fluorescent dyes, interactions between molecules of the same size, which were difficult with FCS using one type of fluorescent dye, are also possible. Detection is possible, and application of protein interaction to HTS is expected. Generally, in a protein interaction detection system, it is necessary to modify a protein with a probe for immobilization or a probe such as a fluorescent dye. The present inventors have previously proposed a method of modifying the C-terminus of a protein in a cell-free translation system using a nucleic acid derivative such as puromycin (Patent Document 5, Patent Document 6, and Patent Document 3). This method has the advantage that the function of the protein is less likely to be impaired than the conventional chemical modification method and fluorescent protein fusion method.

IVV法は、mRNAを無細胞翻訳系等において発現させる際、リボソーム上で、mRNAとタンパク質がピューロマイシンを介して化学的に結合したmRNA−タンパク質連結分子を構築する方法である(非特許文献10; 非特許文献12; 非特許文献5)。さらに、そのmRNA-タンパク質連結分子を試験管内淘汰法により陶太し、選択された対応付け分子のmRNA部分を逆転写PCRにより増幅することにより取得することができる。   The IVV method is a method of constructing an mRNA-protein linked molecule in which mRNA and protein are chemically bound via puromycin on the ribosome when mRNA is expressed in a cell-free translation system or the like (Non-patent Document 10). Non-patent document 12; Non-patent document 5). Furthermore, the mRNA-protein linked molecule can be obtained by amplifying the mRNA by an in vitro test method and amplifying the mRNA portion of the selected mapping molecule by reverse transcription PCR.

市販の各種無細胞翻訳系は還元剤であるDTT(ジチオスレイトール)が添加されているため、抗体を代表とするS-S結合を有するタンパク質の発現には不向きである。特に、小麦胚芽無細胞翻訳系はその発現にDTTが必須であるため、これまで一本鎖抗体のcDNAライブラリーから高い結合活性をもった抗体のスクリーニングと発現例はない。それ故、小麦胚芽無細胞翻訳系でDTT存在下でも、cDNAライブラリーから高い結合活性をもった所望の抗体がスクリーニングできる系の確立が望まれている。
Kohler, G. and Milstein, C. (1975) Nature 256, 495 Smith, G.P. (1985) Science 228, 1315-1317 Hanes, J. and Pluckthun, A. (1997) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94, 4937-4942 Huston, J. S., Margolies, M. N., Haber, E. (1996) Adv. Protein Chem., 49, 329 Miyamoto-Sato, E., et al., (2003) Nucleic Acids Res., 31, e78 Madin K, et al. (2000) Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 97, 559-564 Shimizu, Y. et al. (2001) Nat. Biotechnol., 19, 751-755 Sachs. A.B., et al. (1997) Cell 89, 831-838 Ueda. T., et al. (1991) Nucleic Acids Symp Ser. 25, 151-152 Nemoto, N., et al., (1997) FEBS Lett., 414, 405-408 特開平10-816636号公報 国際公開第WO98/16636号パンフレット 特開2002-176987号公報 国際公開第WO02/48347号パンフレット Nemoto, N., et al. (1999) FEBS Lett. 462, 43-46 Miyamoto-Sato, E., et al. (2000) Nucleic Acids Res. 28, 1176-1182 特開平11-322781号公報 特開2000-139468号公報 国際公開第WO02/46395号パンフレット 金城政孝 (1999) 蛋白質核酸酵素 44:1431-1438
Since various commercially available cell-free translation systems are supplemented with DTT (dithiothreitol), which is a reducing agent, they are not suitable for the expression of proteins having an SS bond typified by antibodies. In particular, since the wheat germ cell-free translation system requires DTT for its expression, there have been no screening and expression examples of antibodies having high binding activity from cDNA libraries of single-chain antibodies. Therefore, establishment of a wheat germ cell-free translation system that can screen for a desired antibody having high binding activity from a cDNA library even in the presence of DTT is desired.
Kohler, G. and Milstein, C. (1975) Nature 256, 495 Smith, GP (1985) Science 228, 1315-1317 Hanes, J. and Pluckthun, A. (1997) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94, 4937-4942 Huston, JS, Margolies, MN, Haber, E. (1996) Adv. Protein Chem., 49, 329 Miyamoto-Sato, E., et al., (2003) Nucleic Acids Res., 31, e78 Madin K, et al. (2000) Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 97, 559-564 Shimizu, Y. et al. (2001) Nat. Biotechnol., 19, 751-755 Sachs. AB, et al. (1997) Cell 89, 831-838 Ueda. T., et al. (1991) Nucleic Acids Symp Ser. 25, 151-152 Nemoto, N., et al., (1997) FEBS Lett., 414, 405-408 Japanese Patent Laid-Open No. 10-816636 International Publication No. WO98 / 16636 Pamphlet JP 2002-176987 A International Publication No. WO02 / 48347 Pamphlet Nemoto, N., et al. (1999) FEBS Lett. 462, 43-46 Miyamoto-Sato, E., et al. (2000) Nucleic Acids Res. 28, 1176-1182 Japanese Patent Laid-Open No. 11-322781 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-139468 International Publication No. WO02 / 46395 Pamphlet Masahiro Kaneshiro (1999) Protein Nucleic Acid Enzyme 44 : 1431-1438

本発明の課題は、高機能性タンパク質またはそれをコードする核酸を迅速かつ高効率に選択する方法を提供することである。また、本発明の他の課題は、高機能性タンパク質またはそれをコードする核酸、並びに、その製造方法及び利用方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a method for quickly and efficiently selecting a highly functional protein or a nucleic acid encoding the same. Another object of the present invention is to provide a highly functional protein or a nucleic acid encoding the same, and a method for producing and using the same.

本発明者らは、タンパク質をコードする核酸のライブラリーを、IVV法を用いて作製すると、タンパク質の選択において、従来は、タンパク質の失活により目的のものが得られないと考えられていたような高温での加熱処理により高い淘汰圧をかけることができ、その結果、高機能性タンパク質を迅速かつ高効率に選択することができることを見出した。また、S-S結合を有するタンパク質を、還元剤を必要とする無細胞翻訳系で翻訳しても高機能性タンパク質を選択することが可能であることを見出した。以上の知見に基づき、本発明は完成された。   When the present inventors prepared a library of nucleic acids encoding proteins using the IVV method, it was conventionally considered that the desired product could not be obtained due to inactivation of the protein in protein selection. It has been found that a high pressure can be applied by heat treatment at a high temperature, and as a result, a high-functional protein can be selected quickly and efficiently. It was also found that a highly functional protein can be selected by translating a protein having an S—S bond in a cell-free translation system that requires a reducing agent. Based on the above findings, the present invention has been completed.

従って、本発明では、以下のものを提供する。
(1)標的分子と相互作用するタンパク質またはそれをコードする核酸の選択法であって、以下の工程(a)〜(d)を含むことを特徴とする選択法。
(a) タンパク質をコードするDNAのライブラリーを調製する工程。
(b) (a)で調製されたライブラリーのDNAを転写し、転写されたRNAの3'末端にピューロマイシンを含むスペーサーを連結した後、無細胞翻訳系において遺伝子型と表現型の対応付け分子を調製することにより対応付け分子のライブラリーを構築する工程。
(c)対応付け分子のライブラリーを加熱処理する工程。
(d)対応付け分子を標的分子に対して結合させ、十分洗浄した後、溶出し、対応付け分子の核酸部を逆転写-PCRまたはPCRによって増幅させる工程。
(2)標的分子が抗原であり、タンパク質が一本鎖抗体である(1)の選択法。
(3)スペーサーがポリエチレングリコールを含む(1)の選択法。
(4)(d)で増幅したDNAを(a)のライブラリーとして用いて、(a)〜(d)の操作を繰り返す工程をさらに含む(1)の選択法。
(5)加熱処理する際の条件が、50-100℃、1-30分の範囲から選択される(1)の選択法。
(6)(d)の工程の前に対応付け分子のRNA部を逆転写によりRNA-DNAハイブリッドにする工程をさらに含む(1)の選択法。
(7)逆転写の前に、逆転写反応を阻害する無細胞翻訳系由来の物質を除去する(6)の選択法。
(8)無細胞翻訳系が、チオール化合物を含む無細胞翻訳系である(1)の選択法。
(9)無細胞翻訳系が、小麦胚芽抽出液、ウサギ網状赤血球抽出液、又は、大腸菌S-30抽出液の無細胞翻訳系である(1)の選択法。
(10)標的分子と相互作用するタンパク質の製造法であって、(1)〜(9)のいずれかの選択法により標的分子と相互作用するタンパク質をコードする核酸を選択する工程、および、選択された核酸を翻訳してタンパク質を製造する工程を含む製造法。
(11)標的分子が抗原であり、タンパク質が一本鎖抗体である(10)の製造法。
(12)抗原がアンジオテンシンIIである(11)の製造法。
(13)抗原がLewis Xである(11)の製造法。
(14)一本鎖抗体を製造する工程が、選択された核酸を、チオール化合物を含む無細胞翻訳系で翻訳することを含む(11)の製造法。
(15)無細胞翻訳系が、小麦胚芽抽出液、ウサギ網状赤血球抽出液、または、大腸菌S-30抽出液である(14)の製造法。
(16)一本鎖抗体を製造する工程が、選択された核酸で生細胞を形質転換させ、その生細胞内で一本鎖抗体を発現させることを含む(11)の製造法。
(17)一本鎖抗体を製造する工程が、選択された核酸によりコードされる一本鎖抗体と、酵素又は緑色蛍光タンパク質(Green Fluorescent Protein: GFP)との融合タンパク質として製造することを含む(11)の製造法。
(18)(1)〜(9)のいずれかの選択法により選択された核酸を、C末端ラベル化剤の存在下で無細胞翻訳系で翻訳することによりタンパク質のC末端をラベル化する方法。
(19)アンジオテンシンIIに対する結合活性を有する一本鎖抗体であって、下記(A)又は(B)に示すアミノ酸配列を有する一本鎖抗体。
(A) 配列番号61、63、65、67、69、71、73、75、77、79、81、83、85、87、89、91、93、95、97、99、101、103または105に示すアミノ酸配列。
(B) (A)のアミノ酸配列と相同性が90%以上のアミノ酸配列を有するアミノ酸配列。
(20)(19)の一本鎖抗体をコードする核酸。
(21)Lewis Xに対する結合活性を有する一本鎖抗体であって、下記(A)又は(B)に示すアミノ酸配列を有する一本鎖抗体。
(A) 配列番号107、109、111、113、115または117に示すアミノ酸配列。
(B) (A)のアミノ酸配列と相同性が90%以上のアミノ酸配列を有するアミノ酸配列。
(22)(21)の一本鎖抗体をコードする核酸。
(23)(11)〜(17)のいずれかの製造法によって得られた抗体を用いてタンパク質を免疫学的に検出する方法。
(24)ウエスタンブロット法、免疫染色法、蛍光抗体染色法、抗体チップ法、免疫沈降法である(23)の検出方法。
(25)(11)〜(17)のいずれかの製造法によって得られたタンパク質と、標的分子とを接触させ、タンパク質と標的分子との相互作用を検出することを含む、分子間相互作用を検出する方法。
(26)蛍光相関分光法、蛍光イメージングアナライズ法、蛍光共鳴エネルギー移動法、エバネッセント場分子イメージング法、蛍光偏光解消法、表面プラズモン共鳴法、又は、固相酵素免疫検定法である(25)の検出方法。
(27)ヒト又はその他の動物由来のDNAライブラリーから(2)の選択法により選択された核酸の配列に基づいて、その核酸にコードされる可変領域をヒトのIgGの可変領域と置換することによって構築されるヒトまたはヒト型抗体。
(28)(27)の抗体を有効成分とする治療剤。
Accordingly, the present invention provides the following.
(1) A method for selecting a protein that interacts with a target molecule or a nucleic acid encoding the same, comprising the following steps (a) to (d):
(a) A step of preparing a library of DNAs encoding proteins.
(b) Transcribing the library DNA prepared in (a), linking a spacer containing puromycin to the 3 ′ end of the transcribed RNA, and then mapping the genotype to the phenotype in a cell-free translation system Constructing a library of mapping molecules by preparing the molecules.
(c) A step of heat-treating the library of corresponding molecules.
(d) A step in which the mapping molecule is bound to the target molecule, sufficiently washed and then eluted, and the nucleic acid portion of the mapping molecule is amplified by reverse transcription-PCR or PCR.
(2) The selection method according to (1), wherein the target molecule is an antigen and the protein is a single chain antibody.
(3) The selection method according to (1), wherein the spacer contains polyethylene glycol.
(4) The selection method according to (1), further comprising the step of repeating the operations of (a) to (d) using the DNA amplified in (d) as the library of (a).
(5) The selection method of (1), wherein the conditions for the heat treatment are selected from the range of 50 to 100 ° C. and 1 to 30 minutes.
(6) The selection method according to (1), further comprising a step of converting the RNA portion of the corresponding molecule into an RNA-DNA hybrid by reverse transcription before the step of (d).
(7) The selection method according to (6), wherein a substance derived from a cell-free translation system that inhibits a reverse transcription reaction is removed before reverse transcription.
(8) The selection method according to (1), wherein the cell-free translation system is a cell-free translation system containing a thiol compound.
(9) The selection method according to (1), wherein the cell-free translation system is a cell-free translation system of a wheat germ extract, a rabbit reticulocyte extract, or an E. coli S-30 extract.
(10) A method for producing a protein that interacts with a target molecule, the step of selecting a nucleic acid encoding a protein that interacts with the target molecule by the selection method of any one of (1) to (9), and selection The manufacturing method including the process of translating the made nucleic acid and manufacturing protein.
(11) The production method of (10), wherein the target molecule is an antigen and the protein is a single chain antibody.
(12) The production method of (11), wherein the antigen is angiotensin II.
(13) The production method of (11), wherein the antigen is Lewis X.
(14) The method according to (11), wherein the step of producing a single-chain antibody comprises translating the selected nucleic acid with a cell-free translation system containing a thiol compound.
(15) The production method of (14), wherein the cell-free translation system is a wheat germ extract, a rabbit reticulocyte extract, or an E. coli S-30 extract.
(16) The method according to (11), wherein the step of producing a single chain antibody comprises transforming a living cell with the selected nucleic acid and expressing the single chain antibody in the living cell.
(17) The step of producing a single-chain antibody comprises producing a single-chain antibody encoded by a selected nucleic acid and a fusion protein of an enzyme or green fluorescent protein (GFP) ( 11) The production method.
(18) A method for labeling the C-terminal of a protein by translating a nucleic acid selected by the selection method of any one of (1) to (9) in a cell-free translation system in the presence of a C-terminal labeling agent .
(19) A single-chain antibody having binding activity for angiotensin II and having an amino acid sequence shown in (A) or (B) below.
(A) SEQ ID NO: 61, 63, 65, 67, 69, 71, 73, 75, 77, 79, 81, 83, 85, 87, 89, 91, 93, 95, 97, 99, 101, 103 or 105 The amino acid sequence shown in.
(B) An amino acid sequence having an amino acid sequence having a homology of 90% or more with the amino acid sequence of (A).
(20) A nucleic acid encoding the single chain antibody of (19).
(21) A single chain antibody having a binding activity to Lewis X and having an amino acid sequence shown in (A) or (B) below.
(A) The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 107, 109, 111, 113, 115 or 117.
(B) An amino acid sequence having an amino acid sequence having a homology of 90% or more with the amino acid sequence of (A).
(22) A nucleic acid encoding the single chain antibody of (21).
(23) A method for immunologically detecting a protein using the antibody obtained by the production method of any one of (11) to (17).
(24) The detection method according to (23), which is Western blotting, immunostaining, fluorescent antibody staining, antibody chip method, or immunoprecipitation method.
(25) A molecular interaction comprising contacting a protein obtained by the production method of any one of (11) to (17) with a target molecule and detecting an interaction between the protein and the target molecule. How to detect.
(26) Detection of (25) which is fluorescence correlation spectroscopy, fluorescence imaging analyze, fluorescence resonance energy transfer method, evanescent field molecular imaging method, fluorescence depolarization method, surface plasmon resonance method, or solid phase enzyme immunoassay method Method.
(27) Substituting the variable region encoded by the nucleic acid with the variable region of human IgG based on the sequence of the nucleic acid selected by the selection method of (2) from a human or other animal-derived DNA library. Or a human-type antibody constructed by
(28) A therapeutic agent comprising the antibody of (27) as an active ingredient.

本発明で使用される一本鎖抗体cDNAライブラリーの構築。Construction of single chain antibody cDNA library used in the present invention. IVV法によるIVVライブラリーの選択サイクル。IVV library selection cycle by IVV method. アンジオテンシンII-ビオチンの化学構造式。Chemical structural formula of angiotensin II-biotin. Lewis X-sp-ビオチンの化学構造式。Lewis X-sp-Biotin chemical structural formula. [15]で得られた翻訳溶液を8M尿素存在下5%ポリアクリルアミド電気泳動で対応付け分子を確認したもの。上は電気泳動ゲル(電気泳動写真)。下の棒グラフは上の電気泳動ゲルのFITCの蛍光をMOLECULAR IMAGER FX (Bio-rad)で測定し定量したもの。MH0:[11]で得られたライブラリー;MI1:[11]で得られたライブラリーを[18]において50℃、30分間次いで99℃、5分間反応させアンジオテンシンIIを抗原としてセレクションし[25]で回収したライブラリー;MI2:MI1を[18]において50℃、30分間次いで99℃、5分間反応させアンジオテンシンIIを抗原としてセレクションし[25]で回収したライブラリー;MI3:MI2を[18]において50℃、30分間次いで99℃、5分間反応させアンジオテンシンIIを抗原としてセレクションし[25]で回収したライブラリー。The translation solution obtained in [15] was confirmed by matching molecules by 5% polyacrylamide electrophoresis in the presence of 8M urea. Above is an electrophoresis gel (electrophoresis photo). The lower bar graph shows the FITC fluorescence of the upper electrophoresis gel measured and quantified with MOLECULAR IMAGER FX (Bio-rad). MH0: library obtained in [11]; MI1: library obtained in [11] was reacted in [18] at 50 ° C. for 30 minutes and then at 99 ° C. for 5 minutes to select angiotensin II as an antigen [25 MI2: MI1 was reacted in [18] at 50 ° C. for 30 minutes and then at 99 ° C. for 5 minutes, angiotensin II was selected as an antigen and recovered in [25]; MI3: MI2 [18] ] At 50 ° C. for 30 minutes and then at 99 ° C. for 5 minutes, angiotensin II was selected as an antigen and recovered in [25]. [15]で得られた翻訳溶液を8M尿素存在下5%ポリアクリルアミド電気泳動で対応付け分子を確認したもの(電気泳動写真)。MH0:[11]で得られたライブラリー;MK1:[11]で得られたライブラリーを[18]において50℃、30分間次いで99℃、5分間反応させLewis Xを抗原としてセレクションし[25]で回収したライブラリー;MK2:MK1を[18]において50℃、30分間次いで99℃、5分間反応させLewis Xを抗原としてセレクションし[25]で回収したライブラリー。The translation solution obtained in [15] was confirmed by matching molecules by 5% polyacrylamide electrophoresis in the presence of 8M urea (electrophoresis photograph). MH0: The library obtained in [11]; MK1: The library obtained in [11] was reacted in [18] at 50 ° C. for 30 minutes and then at 99 ° C. for 5 minutes to select Lewis X as an antigen [25 ] MK2: A library obtained by reacting MK1 in [18] at 50 ° C. for 30 minutes and then 99 ° C. for 5 minutes, selecting Lewis X as an antigen and collecting in [25]. [15]で得られた翻訳溶液を8M尿素存在下5%ポリアクリルアミド電気泳動で対応付け分子を確認したもの(電気泳動写真)。MM1:[11]で得られたライブラリーを[18]において50℃、30分間反応させアンジオテンシンIIを抗原としてセレクションし[25]で回収したライブラリー;MM2:MM1を[18]において50℃、30分間反応させアンジオテンシンIIを抗原としてセレクションし[25]で回収したライブラリー;MP1:[11]で得られたライブラリーを[15]において99℃、5分間反応させその後[20][21]においてアンジオテンシンIIを抗原としセレクションを行ったあとに[18]において50℃、30分間次いで99℃、5分間反応させて[22]以降の実験を行い[25]で回収したライブラリー。The translation solution obtained in [15] was confirmed by matching molecules by 5% polyacrylamide electrophoresis in the presence of 8M urea (electrophoresis photograph). MM1: The library obtained in [11] was reacted in [18] at 50 ° C. for 30 minutes, angiotensin II was selected as an antigen and recovered in [25]; MM2: MM1 in [18] at 50 ° C. Library that was reacted for 30 minutes and angiotensin II was selected as an antigen and collected in [25]; library obtained in MP1: [11] was reacted at 99 ° C for 5 minutes in [15], then [20] [21] The library collected in [25] after performing an experiment after [22] by reacting at 50 ° C for 30 minutes and then 99 ° C for 5 minutes in [18] after selection using angiotensin II as an antigen in [18]. [21]で得られた溶出液を[22]でPCRし1%アガロースゲル電気泳動に付したもの。上は電気泳動ゲル(電気泳動写真)。下の棒グラフは上の電気泳動ゲルのエチジウムブロマイドの吸収をMOLECULAR IMAGER FX (Bio-rad)で測定し定量したもの。The eluate obtained in [21] was subjected to PCR in [22] and subjected to 1% agarose gel electrophoresis. Above is an electrophoresis gel (electrophoresis photo). The lower bar graph shows the amount of ethidium bromide in the upper electrophoresis gel measured and quantified with MOLECULAR IMAGER FX (Bio-rad). [20]で得られたFlowを1000倍希釈したものと[20]で得られたWashおよび[21]で得られた溶出液(Elute)を1倍と10倍希釈したものを[22]でPCRし1%アガロースゲル電気泳動に付したもの(電気泳動写真)。The flow obtained in [20] was diluted 1000 times, the wash obtained in [20] and the eluate (Elute) obtained in [21] were diluted 1 and 10 times in [22]. PCR and 1% agarose gel electrophoresis (electrophoresis photo). [20]で得られたFlowを1000倍希釈したものと[20]で得られたWashおよび[21]で得られた溶出液を1倍と10倍希釈したものを[22]でPCRし1%アガロースゲル電気泳動に付したもの。上は電気泳動ゲル(電気泳動写真)。下の棒グラフは上の電気泳動ゲルのエチジウムブロマイドの吸収をMOLECULAR IMAGER FX (Bio-rad)で測定し定量したもの。FはFlow、WはWash、Eは溶出液を1倍、E0.1は溶出液を10倍希釈の略。The flow obtained in [20] was diluted 1000-fold, the wash obtained in [20] and the eluate obtained in [21] were diluted 1-fold and 10-fold and PCR was performed in [22]. % Agarose gel electrophoresis. Above is an electrophoresis gel (electrophoresis photo). The lower bar graph shows the amount of ethidium bromide in the upper electrophoresis gel measured and quantified with MOLECULAR IMAGER FX (Bio-rad). F stands for Flow, W stands for Wash, E stands for 1-fold eluate, and E0.1 stands for 10-fold dilution of eluate. [31]で配列分析を行い解析した結果インフレームのものについてアミノ酸配列によるclustalxによる配列アラインメント後TreeViewPPCにより作成した系統樹。線で囲ったAはアンジオテンシンIIのセレクションで収束したもの、線で囲ったBはLewis Xのセレクションで収束したものを示す。ライブラリーの略号の後にクローンの番号を示した。A phylogenetic tree created by TreeViewPPC after sequence alignment by clustalx based on the amino acid sequence of in-frame ones analyzed by sequence analysis in [31]. A surrounded by a line is converged by angiotensin II selection, and B surrounded by a line is converged by Lewis X selection. The clone number is indicated after the library abbreviation. 図11の線で囲ったAおよびBの拡大図。AはアンジオテンシンIIのセレクションで収束したもの、BはLewis Xのセレクションで収束したもの。The enlarged view of A and B enclosed with the line of FIG. A is converged by the selection of Angiotensin II, B is converged by the selection of Lewis X. ウェスタンブロットの結果(電気泳動写真)。右2本は、MI3-55の[37]についてウエスタンブロットしたもの。左3本はウエスタンブロットのコントロール。Western blot result (electrophoresis photograph). The two on the right are Western blots of MI3-55 [37]. The left three are Western blot controls. アンジオテンシンIIを抗原としたセレクションで得られた配列を[34]で翻訳を行った後[39]のビアコアで分析した結果を棒グラフで示したもの。A bar graph showing the result of analyzing the sequence obtained by selection using angiotensin II as an antigen and analyzing with Biacore in [39] after translating in [34]. Lewis Xを抗原としたセレクションで得られた配列を[34]で翻訳を行った後[39]のビアコアで分析した結果を棒グラフで示したもの。A bar graph showing the results of analyzing the sequence obtained by selection using Lewis X as an antigen and analyzing with Biacore in [39] after translating in [34]. MI3-55を[34]で翻訳を行った後4℃または60℃または99℃、5分間処理し[39]のビアコアで分析した結果を棒グラフで示したもの。MI3-55 was translated in [34], treated at 4 ° C, 60 ° C or 99 ° C for 5 minutes and analyzed with Biacore of [39] in bar graph. MI3-55を[34]で翻訳を行った後4℃または60℃または99℃、5分間処理し[40]のELISAで分析した結果を棒グラフで示したもの。MI3-55 was translated by [34], treated at 4 ° C, 60 ° C or 99 ° C for 5 minutes and analyzed by [40] ELISA in a bar graph.

本発明の、標的分子と相互作用するタンパク質またはそれをコードする核酸の選択法は、ライブラリーの対応付け分子の核酸部が、標的分子と相互作用するタンパク質をコードすること、対応付け分子のライブラリーを加熱処理することの他は、通常の対応付け分子を用いる核酸の選択法(以下「IVV法」ともいう)に従って行うことができる。   The method for selecting a protein that interacts with a target molecule or a nucleic acid that encodes the target molecule according to the present invention includes a method in which the nucleic acid part of the mapping molecule in the library encodes a protein that interacts with the target molecule. In addition to heat-treating the rally, it can be carried out according to a nucleic acid selection method using a normal mapping molecule (hereinafter also referred to as “IVV method”).

「標的分子」とは、選択対象タンパク質と相互作用する分子を意味し、具体的にはタンパク質、核酸、糖鎖、低分子化合物などが挙げられる。タンパク質としては、選択対象タンパク質と相互作用する能力を有する限り特に制限はなく、タンパク質の全長であっても結合活性部位を含む部分ペプチドでもよい。またアミノ酸配列、およびその機能が既知のタンパク質でも、未知のタンパク質でもよい。これらは、合成されたペプチド鎖、生体より精製されたタンパク質、あるいはcDNAライブラリー等から適当な翻訳系を用いて翻訳し、精製したタンパク質等でも標的分子として用いることができる。合成されたペプチド鎖はこれに糖鎖が結合した糖タンパク質であってもよい。これらのうち好ましくはアミノ酸配列が既知の精製されたタンパク質か、あるいはcDNAライブラリー等から適当な方法を用いて翻訳および精製されたタンパク質を用いることができる。   “Target molecule” means a molecule that interacts with a protein to be selected, and specifically includes proteins, nucleic acids, sugar chains, low-molecular compounds, and the like. The protein is not particularly limited as long as it has an ability to interact with the protein to be selected, and may be the full length of the protein or a partial peptide including a binding active site. The protein may be a protein having a known amino acid sequence and its function or an unknown protein. These can also be used as target molecules, such as synthesized peptide chains, proteins purified from living organisms, or proteins that have been translated using a suitable translation system from a cDNA library or the like and purified. The synthesized peptide chain may be a glycoprotein having a sugar chain bound thereto. Of these, a purified protein having a known amino acid sequence, or a protein translated and purified from a cDNA library or the like using an appropriate method can be preferably used.

核酸としては、選択対象タンパク質と相互作用する能力を有する限り、特に制限はなく、DNAまたはRNAも用いることができる。また、塩基配列または機能が既知の核酸でも、未知の核酸でもよい。好ましくは、タンパク質に結合能力を有する核酸としての機能、および塩基配列が既知のものか、あるいはゲノムライブラリー等から制限酵素等を用いて切断単離してきたものを用いることができる。糖鎖としては、選択対象タンパク質と相互作用する能力を有する限り、特に制限はなく、その糖配列あるいは機能が、既知の糖鎖でも未知の糖鎖でもよい。好ましくは、既に分離解析され、糖配列あるいは機能が既知の糖鎖が用いられる。低分子化合物としては、選択対象タンパク質と相互作用する能力を有する限り、特に制限はない。機能が未知のものでも、あるいはタンパク質に結合する能力が既に知られているものでも用いることができる。   The nucleic acid is not particularly limited as long as it has the ability to interact with the protein to be selected, and DNA or RNA can also be used. Further, it may be a nucleic acid with a known base sequence or function or an unknown nucleic acid. Preferably, a nucleic acid having the ability to bind to a protein and a base sequence known in the art, or a nucleic acid that has been cleaved and isolated from a genomic library or the like using a restriction enzyme or the like can be used. The sugar chain is not particularly limited as long as it has the ability to interact with the protein to be selected, and its sugar sequence or function may be a known sugar chain or an unknown sugar chain. Preferably, a sugar chain that has already been separated and analyzed and whose sugar sequence or function is known is used. The low molecular compound is not particularly limited as long as it has an ability to interact with the protein to be selected. Those having an unknown function or those having an already known ability to bind to a protein can be used.

これら標的分子が本発明の選択対象タンパク質と行う「相互作用」又は標的分子間の「相互作用」とは、通常は、二つの分子間の共有結合、疎水結合、水素結合、ファンデルワールス結合、および静電力による結合のうち少なくとも1つから生じる分子間に働く力による作用を示すが、この用語は最も広義に解釈すべきであり、いかなる意味においても限定的に解釈してはならない。共有結合としては、配位結合、双極子結合を包含する。また静電力による結合とは、静電結合の他、電気的反発も包含する。また、上記作用の結果生じる結合反応、合成反応、分解反応も相互作用に包含される。   The “interaction” that these target molecules perform with the protein to be selected of the present invention or the “interaction” between target molecules usually means a covalent bond, a hydrophobic bond, a hydrogen bond, a van der Waals bond between the two molecules, In addition, the term indicates an action due to a force acting between molecules resulting from at least one of bonds due to electrostatic force, but this term should be interpreted in the broadest sense and should not be interpreted in a limited way in any sense. The covalent bond includes a coordination bond and a dipole bond. In addition, electrostatic coupling includes electric repulsion in addition to electrostatic coupling. In addition, a binding reaction, a synthesis reaction, and a decomposition reaction resulting from the above action are also included in the interaction.

相互作用の具体例としては、抗原と抗体間の結合および解離、タンパク質レセプターとリガンドの間の結合および解離、接着分子と相手方分子の間の結合および解離、酵素と基質の間の結合および解離、核酸とそれに結合するタンパク質の間の結合および解離、情報伝達系におけるタンパク質同士の間の結合と解離、糖タンパク質とタンパク質との間の結合および解離、糖鎖とタンパク質との間の結合および解離、または、低分子化合物とタンパク質との間の結合および解離が挙げられる。   Specific examples of interactions include binding and dissociation between antigen and antibody, binding and dissociation between protein receptor and ligand, binding and dissociation between adhesion molecule and partner molecule, binding and dissociation between enzyme and substrate, Binding and dissociation between nucleic acids and proteins that bind to them, binding and dissociation between proteins in the information transmission system, binding and dissociation between glycoproteins and proteins, binding and dissociation between sugar chains and proteins, Or the coupling | bonding and dissociation between a low molecular weight compound and protein are mentioned.

IVV法はmRNAがタンパク質合成阻害剤であるピューロマイシンまたはその誘導体を介してタンパク質と共有結合するため、リボソームディスプレイやファージディスプレイよりもはるかに安定性が高い。従って、リボソームディスプレイやファージディスプレイの2つの技術よりもより強い選択圧でのパニングが可能であり、これによって特異性だけでなくより安定な標的分子と相互作用するタンパク質を選択することができ、加えて、高い濃縮効果が得られるためより少ない選択サイクルで希望のタンパク質を得ることができる。またさらに、ほとんど単一にまで濃縮されるため、多くのサンプルを解析する必要がない。これらにともない操作が簡便、大幅な時間の短縮とコストの削減が可能になる。   The IVV method is much more stable than ribosome display or phage display because mRNA is covalently bound to the protein via puromycin or a derivative thereof, which is a protein synthesis inhibitor. Therefore, it is possible to perform panning at a stronger selection pressure than the two technologies of ribosome display and phage display, which allows selection of proteins that interact not only with specificity but also with more stable target molecules. Thus, since a high concentration effect is obtained, a desired protein can be obtained with fewer selection cycles. Furthermore, since it is concentrated to almost single, it is not necessary to analyze many samples. As a result, the operation is simple and the time can be greatly reduced and the cost can be reduced.

また、ライブラリー内の高機能性抗体(特異性、親和性、安定性等)の存在確立はライブラリーの大きさ(多様性)に依存する。ここで、IVV法の選択可能なライブラリーの上限は、条件が整えば1013以上が可能であり、他のどの方法よりも大きなライブラリーを対象にできる。また、リボソームディスプレイと同様に完全なin vitroの実験系であるため、不必要なバイアスがかからない。また、得られたタンパク質はDTT等の還元剤を含有する無細胞翻訳系で機能性タンパク質として発現できるため、多検体の大量調製が可能であり、それにともないハイスループット化が容易となる。In addition, establishment of highly functional antibodies (specificity, affinity, stability, etc.) in the library depends on the size (diversity) of the library. Here, the upper limit of the library that can be selected by the IVV method can be 10 13 or more if conditions are satisfied, and a library larger than any other method can be targeted. In addition, as it is a complete in vitro experimental system, as with ribosome display, no unnecessary bias is applied. Moreover, since the obtained protein can be expressed as a functional protein in a cell-free translation system containing a reducing agent such as DTT, a large number of samples can be prepared, and accordingly, high throughput can be easily achieved.

このようにして選択されたタンパク質は、その機能に応じて各種の分野で利用できる。例えば、タンパク質が一本鎖抗体である場合には、このようにして選択された高親和性一本鎖抗体は、細胞外や細胞内でのタンパク質の検出や相互作用検出に利用できる。また、マウス抗体cDNAライブラリーから選択された高親和性一本鎖抗体は、ヒトIgG抗体の可変領域やCDR領域(complementarity determining region)と入れ換えることによって、キメラ型IgG抗体やヒト型化したマウスIgG抗体を作れる。これらの抗体は、ヒトに投与したときに惹起されるヒト抗マウス抗体の産生が少ないか、ほとんどない。さらに、ヒト抗体cDNAライブラリーから選択された高親和性一本鎖抗体は、ヒトIgG抗体の可変領域と入れ換えることによって、完全なヒトモノクローナルIgG抗体を作れる。これは、アナフィラキシー症状を引き起こさない抗体医薬として利用することが可能である。   The protein thus selected can be used in various fields depending on its function. For example, when the protein is a single-chain antibody, the high-affinity single-chain antibody selected in this way can be used for detecting a protein or detecting an interaction outside or inside the cell. In addition, the high-affinity single-chain antibody selected from the mouse antibody cDNA library is replaced with a variable region or CDR region (complementarity determining region) of the human IgG antibody, so that the chimeric IgG antibody or the humanized mouse IgG You can make antibodies. These antibodies produce little or little human anti-mouse antibody production elicited when administered to humans. Furthermore, a high affinity single chain antibody selected from a human antibody cDNA library can be replaced with the variable region of a human IgG antibody to produce a fully human monoclonal IgG antibody. This can be used as an antibody drug that does not cause anaphylactic symptoms.

本発明の選択対象タンパク質として使用される一本鎖抗体は、VH鎖とVL鎖がリンカーペプチドを介して結合した通常の一本鎖抗体(単鎖Fvフラグメント(scFv)とも呼ばれる)でよい。本発明において用いられる一本鎖抗体をコードするDNAライブラリーとしては、多数の一本鎖抗体をコードするDNAを含むライブラリーであれば特に制限されるものではないが、理論的にはあらゆる抗原に対応しうる、109以上の多種多様な抗体をコードするDNAを含むものを用いることが好ましい。かかる抗体DNAライブラリーとしては、市販のものを含め、通常の試験管内抗体選択系において用いられる高等脊椎動物、好ましくはマウス、ヒト、ニワトリ、ヤギ、ラクダの脾臓およびB細胞由来の天然型抗体DNAライブラリーであればどのようなものでもよい。例えば、マウス天然型抗体cDNAライブラリー(Krebber, A. et al. (1997)) J. Immun. Methods. 201, 35-55: Engberg, J. (1996) Molecular Biotech. 6, 287-310)はマウスの脾臓からmRNAを抽出し、抗体のH鎖及びL鎖の可変領域(VH, VL)をコードする遺伝子断片をRT-PCRによってcDNAとし、それらをPCRによって増幅する。さらに得られた断片からVHのC末端とVLのN末端を(Gly4Ser)4リンカーで繋ぎ合わせるようにDNA断片を合成することでマウス一本鎖抗体cDNAライブラリーが完成となる。ここで、繋ぎ合わせるリンカー配列は比較的自由度の高いものであればどのようなものでもかまわないが、一般的に(Gly4Ser)4配列(配列番号120)を用いることが好ましい。また、繋ぎ合わせの順番はVL-(Gly4Ser)4-VHでもよい。The single chain antibody used as the protein to be selected of the present invention may be a normal single chain antibody (also referred to as a single chain Fv fragment (scFv)) in which a V H chain and a V L chain are bound via a linker peptide. . The DNA library encoding a single-chain antibody used in the present invention is not particularly limited as long as it is a library containing a large number of DNAs encoding single-chain antibodies, but theoretically any antigen. It is preferable to use a DNA containing a DNA encoding a wide variety of antibodies of 10 9 or more. Such antibody DNA libraries include natural antibody DNA derived from higher vertebrates, preferably mice, humans, chickens, goats, camel spleens and B cells, which are commercially available and used in ordinary in vitro antibody selection systems. Any library can be used. For example, a mouse natural antibody cDNA library (Krebber, A. et al. (1997)) J. Immun. Methods. 201, 35-55: Engberg, J. (1996) Molecular Biotech. 6, 287-310) MRNA is extracted from the spleen of a mouse, gene fragments encoding the variable regions (V H , V L ) of the antibody H chain and L chain are converted to cDNA by RT-PCR, and they are amplified by PCR. Furthermore, a mouse single-chain antibody cDNA library is completed by synthesizing a DNA fragment from the obtained fragment so that the C terminus of V H and the N terminus of VL are connected by a (Gly 4 Ser) 4 linker. Here, any linker sequence may be used as long as it has a relatively high degree of freedom, but it is generally preferable to use the (Gly 4 Ser) 4 sequence (SEQ ID NO: 120). The order of connection may be V L − (Gly 4 Ser) 4 −V H.

また、あらゆる変異型の抗体DNAライブラリーも有利に用いることができる。例えば、(1)n-CoDeR:抗体cDNAからCDR(H鎖3つ、L鎖3つ)のみをPCRによって取り出し、それらを大腸菌およびファージで発現し易い抗体フレームに組み込んだライブラリー(n-CoDeR:多様性は2×109)(Jirholt, P. et al. (1998) GENE 215, 471-476: Soderlind, E. et al. (2000) Nature Biotechnol 18. 852-856)。(2)抗体の超可変部位(CDR)にランダム配列(NNK, NNB)を導入し、その多様性を増加させたライブラリー(Hayashi, N. et al. (1994) Biotechniqes 17, 310-345)。(3)HuCAL:ヒト抗体は構造的な多様性が7種類のH鎖(subclass: VH1A, VH1B, VH2-6)と7種類のL鎖(subclass:Vκ1-Vκ4, Vλ1-Vλ3)を組み合わせたもの(計49種類)によって約95%以上がカバーされている。これら14種類の抗体のCDR3(H鎖L鎖両方)にランダム配列を導入したライブラリー。(Knappik, A. et al. (2000) J. Mol. Biol. 296, 57-86: Hanes, J et al. (2000) Nature Biotech. 18, 1287-1292)。(4)point mutationとDNA shufflingを組み合わせて、単一の抗体遺伝子にランダムな変異を導入したライブラリー。(Jermutus, L. (2001) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98, 75-80)などが挙げられる。これらのライブラリーは、パニングのスピード、抗体の安定性、発現、機能性等を高めるように設計されており、本発明への適応はより効果的である。In addition, any mutant antibody DNA library can be advantageously used. For example, (1) n-CoDeR: a library (n-CoDeR) in which only CDRs (3 H chains and 3 L chains) are extracted from an antibody cDNA by PCR and incorporated into an antibody frame that is easy to express in E. coli and phage. : Diversity 2 × 10 9 ) (Jirholt, P. et al. (1998) GENE 215, 471-476: Soderlind, E. et al. (2000) Nature Biotechnol 18. 852-856). (2) A library in which random sequences (NNK, NNB) are introduced into the hypervariable region (CDR) of the antibody to increase its diversity (Hayashi, N. et al. (1994) Biotechniqes 17, 310-345) . (3) HuCAL: Human antibody is a combination of 7 types of H chains (subclass: VH1A, VH1B, VH2-6) and 7 types of L chains (subclass: Vκ1-Vκ4, Vλ1-Vλ3) About 95% or more are covered by things (49 types in total). A library in which random sequences are introduced into CDR3 (both H chain and L chain) of these 14 types of antibodies. (Knappik, A. et al. (2000) J. Mol. Biol. 296, 57-86: Hanes, J et al. (2000) Nature Biotech. 18, 1287-1292). (4) A library in which random mutations are introduced into a single antibody gene by combining point mutation and DNA shuffling. (Jermutus, L. (2001) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98, 75-80). These libraries are designed to increase panning speed, antibody stability, expression, functionality, etc., and adaptation to the present invention is more effective.

以下、本発明の選択法の各工程について説明する。
(a)工程は、標的分子と相互作用するタンパク質をコードするDNAのライブラリーを調製する工程である。このタンパク質をコードするDNAのライブラリーは、通常の方法に従って調製することができる。
Hereinafter, each step of the selection method of the present invention will be described.
Step (a) is a step of preparing a library of DNAs encoding proteins that interact with the target molecule. A library of DNA encoding this protein can be prepared according to a usual method.

(b)工程は、(a)で調製されたライブラリーのDNAを転写し、転写されたRNAの3'末端にピューロマイシンを含むスペーサーを連結した(以下、ここで調製されるものを「翻訳テンプレート」と称することがある)後、無細胞翻訳系において遺伝子型と表現型の対応付け分子を調製することにより対応付け分子のライブラリーを構築する工程である。この工程は通常のIVV法におけるものと同様に行うことできる。詳細については後記で説明するが、スペーサーはポリエチレングリコールを含むものであることが好ましい。   In step (b), the DNA of the library prepared in (a) was transcribed, and a spacer containing puromycin was ligated to the 3 ′ end of the transcribed RNA (hereinafter referred to as “translation”). This is a step of constructing a library of mapping molecules by preparing a mapping molecule between a genotype and a phenotype in a cell-free translation system. This step can be performed in the same manner as in the usual IVV method. Although details will be described later, the spacer preferably contains polyethylene glycol.

(c)工程は、対応付け分子のライブラリーを加熱処理する工程である。ここでの加熱処理とは、通常のIVV法における処理では負荷されないような加熱条件に暴露することを意味する。たとえば、対応付け分子を翻訳後そのまま標的分子と結合させる場合には、翻訳の間にはない加熱条件に暴露することであり、対応付け分子のRNA部分を逆転写によりRNA-DNAハイブリッドにしてから標的分子と結合させる場合には、翻訳及び逆転写の間にはない加熱条件に暴露することである。この温度は、翻訳されてから標的分子に結合させるまでの工程に応じて、通常には、50-100℃、1-30分の範囲から選択される。強い選択圧という点では、翻訳だけがある場合並びに翻訳及び逆転写がある場合のいずれでも、好ましくは80℃以上、より好ましくは90℃以上の温度で加熱処理をする。   Step (c) is a step of heat-treating the library of corresponding molecules. The heat treatment here means exposure to heating conditions that are not burdened by the treatment in the normal IVV method. For example, when the mapping molecule is directly bound to the target molecule after translation, it is exposed to heating conditions that do not occur during translation, and the RNA portion of the mapping molecule is converted to an RNA-DNA hybrid by reverse transcription. When bound to a target molecule, it is exposed to heating conditions that are not between translation and reverse transcription. This temperature is usually selected from the range of 50 to 100 ° C. and 1 to 30 minutes depending on the process from translation to binding to the target molecule. In terms of strong selective pressure, the heat treatment is preferably performed at a temperature of 80 ° C. or higher, more preferably 90 ° C. or higher, whether there is only translation or translation and reverse transcription.

(d)の工程の前に対応付け分子のRNA部を逆転写によりRNA-DNAハイブリッドにすることが好ましい。これによりRNAの担体および標的分子への非特異的な結合を阻止することができる。また、逆転写を行う場合には、逆転写の前に、逆転写反応を阻害する無細胞翻訳系由来の物質を除去することが好ましい。除去の方法としては、ゲルろ過カラム、スピンカラム、ニッケルカラム等を用いる分画が挙げられる。   Prior to the step (d), the RNA portion of the mapping molecule is preferably converted into an RNA-DNA hybrid by reverse transcription. This can prevent nonspecific binding of RNA to the carrier and target molecule. When reverse transcription is performed, it is preferable to remove a substance derived from a cell-free translation system that inhibits the reverse transcription reaction before reverse transcription. Examples of the removal method include fractionation using a gel filtration column, a spin column, a nickel column, and the like.

加熱処理、逆転写、及び、分画の順序は特に限定されないが、通常には、加熱処理、分画、逆転写の順、または、分画、逆転写、加熱処理の順が好ましい。
(d)工程は、対応付け分子を標的分子に対して結合させ、十分洗浄した後、溶出し、対応付け分子の核酸部を逆転写-PCRまたはPCRによって増幅させる工程である。この工程は通常のIVV法におけるものと同様に行うことできる。溶出は、通常には遊離の標的分子を含む溶液で溶出することにより行うことができる。
The order of the heat treatment, reverse transfer and fractionation is not particularly limited, but usually the order of heat treatment, fractionation and reverse transfer, or the order of fractionation, reverse transfer and heat treatment is preferred.
Step (d) is a step in which the mapping molecule is bound to the target molecule, sufficiently washed and then eluted, and the nucleic acid portion of the mapping molecule is amplified by reverse transcription-PCR or PCR. This step can be performed in the same manner as in the usual IVV method. Elution can usually be performed by elution with a solution containing a free target molecule.

本発明の選択法においては、(d)で増幅したDNAを(a)のライブラリーとして用いて、(a)〜(d)の操作を繰り返すことが好ましい。繰り返す場合には、(d)で増幅したDNAを(a)のライブラリーとして用いるための処理をする。例えば、各サイクルごとに5'UTR配列(増幅プライマー配列-SP6プロモーター配列-Ω29エンハンサー配列)をN末端に付加する。しかしながら、抗体のN末端はそれぞれでその配列が異なるため、N末端に共通配列を導入する必要がある。後記実施例ではT7タグ(MASMTGGQQMG(配列番号118))を用いたが、このタグは一般的に使用されているものであればどのようなものでもかまわない。C末端側にはFLAGタグ(DYKDDDDK(配列番号119))を導入した。一般的にライブラリーを構築する上で、PCRでの増幅、化学合成等によるある程度の好まれない変異(STOPコドン、挿入、欠失)の導入は避けられない。そこで、C末端のタグによってインフレーム(in-frame)のものだけを選び出すことが可能になる。このタグもまた一般的に使用されているものであればどのようなものでもかまわない。   In the selection method of the present invention, it is preferable to repeat the operations (a) to (d) using the DNA amplified in (d) as the library (a). When it is repeated, the DNA amplified in (d) is processed for use as the library in (a). For example, a 5 ′ UTR sequence (amplification primer sequence-SP6 promoter sequence-Ω29 enhancer sequence) is added to the N-terminus for each cycle. However, since the sequences of the N terminus of the antibody are different, it is necessary to introduce a common sequence at the N terminus. In the examples described later, a T7 tag (MASMTGGQQMG (SEQ ID NO: 118)) is used. However, any tag may be used as long as it is generally used. A FLAG tag (DYKDDDDK (SEQ ID NO: 119)) was introduced on the C-terminal side. Generally, when constructing a library, introduction of some unfavorable mutations (STOP codon, insertion, deletion) by PCR amplification, chemical synthesis, etc. is inevitable. Therefore, it is possible to select only in-frame tags by the C-terminal tag. This tag may also be anything that is commonly used.

本発明の選択法で使用されるIVVライブラリーの一例を、図1を参照して説明する。タンパク質は一本鎖抗体である。マウス脾臓由来抗体(IgG)mRNAのH鎖L鎖それぞれの可変部をRT-PCRで抽出し、H鎖のC末端とL鎖のN末端を(Gly4Ser)4のリンカーでつなげて一本鎖抗体cDNAライブラリーとする。これらを試験管内転写によってmRNAとし、このmRNAの3'末端にピューロマイシンを有するPEGスペーサーを結合させる。これらを無細胞翻訳系で翻訳するとmRNAとその配列に対応する抗体がピューロマイシンを介して共有結合したIVVライブラリーが構築される。このライブラリーは1013以上の多様性を有しており、既知の抗体選択法の中で最も大きなライブラリーである。An example of an IVV library used in the selection method of the present invention will be described with reference to FIG. The protein is a single chain antibody. Extract the variable part of each H chain and L chain of mouse spleen-derived antibody (IgG) mRNA by RT-PCR, and connect the C terminal of the H chain and the N terminal of the L chain with a (Gly 4 Ser) 4 linker. A chain antibody cDNA library is used. These are converted to mRNA by in vitro transcription, and a PEG spacer having puromycin is bound to the 3 ′ end of the mRNA. When these are translated by a cell-free translation system, an IVV library in which mRNA and an antibody corresponding to the sequence are covalently bonded via puromycin is constructed. This library has a diversity of more than 10 13 and is the largest library of known antibody selection methods.

一本鎖抗体DNAライブラリーを用いた場合の本発明の選択法の工程の概要を図2に示す。このような選択サイクルによって、すなわち、選択、増幅、ライブラリーの再構築、翻訳を繰り返すことで、希望とする抗体を濃縮する。ここで、選択時にある種の選択圧をかけることで、得られる抗体の性質と濃縮効率が決まる。すなわち、不安定な抗体を除去するタンパク質レベルでの選択圧と、非特異的に結合するものを除去するための選択圧である。本発明では、IVV法を採用することにより、従来の方法では目的の抗体が得られないような高い選択圧をかけても目的の抗体が選択されることが判明した。   An outline of the steps of the selection method of the present invention when a single-chain antibody DNA library is used is shown in FIG. By repeating the selection cycle, that is, selection, amplification, library reconstruction, and translation, the desired antibody is concentrated. Here, by applying a certain selection pressure at the time of selection, the properties and concentration efficiency of the obtained antibody are determined. That is, a selection pressure at the protein level for removing unstable antibodies and a selection pressure for removing non-specifically bound ones. In the present invention, it has been found that by adopting the IVV method, the target antibody can be selected even when a high selection pressure is applied such that the target antibody cannot be obtained by the conventional method.

以下、具体的に本発明の翻訳テンプレート、C末端修飾タンパク質、翻訳テンプレートによるC末端ラベル化法および対応付け方法についての実施例を記述するが、下記の実施例は本発明についての具体的認識を得る一助とみなすべきものであり、本発明の範囲は下記の実施例により何ら限定されるものでない。   Hereinafter, examples of the translation template, C-terminal modified protein of the present invention, C-terminal labeling method and mapping method using the translation template will be described, but the following examples give specific recognition of the present invention. The scope of the present invention is not limited in any way by the following examples.

選択対象タンパク質のコード部は、5'末端領域、ORF領域、3'末端領域からなり、5'末端にCap構造があってもなくてもよい。また、コード部の3'末端領域は、A配列としてポリAx8配列、あるいはX配列としてXhoI配列や4塩基以上で(C又はG)NN(C又はG)の配列を持つもの、およびA配列とX配列の組み合わせとしてのXA配列がある。A配列、X配列、あるいはXA配列の上流に親和性タグ配列としてFlag-tag配列、からなる構成が考えられる。ここで、親和性タグ配列としてはHA-tagやIgGのプロテインA(zドメイン)などの抗原抗体反応を利用したものやHis-tagなど、タンパク質を検出あるいは精製できるいかなる手段を用いるための配列でもかまわない。ここで、翻訳効率に影響する範囲としては、XA配列の組み合わせが重要であり、X配列のなかで、最初の4塩基が重要であり、(C又はG)NN(C又はG)の配列を持つものが好ましい。また、5'末端領域は、転写プロモーターと翻訳エンハンサーからなり、転写プロモーターはT7/T3あるいはSP6などが利用でき、特に制限はないが、小麦の無細胞翻訳系では、翻訳のエンハンサー配列としてオメガ配列やオメガ配列の一部を含む配列を利用することが好ましく、プロモーターとしては、SP6を用いることが好ましい。翻訳エンハンサーのオメガ配列の一部(O29)は、TMVのオメガ配列(Gallie D.R., Walbot V. (1992) Nucleic Acids Res., 20, 4631-4638)の一部を含んだものである。   The coding part of the protein to be selected consists of a 5 ′ end region, an ORF region, and a 3 ′ end region, and may or may not have a Cap structure at the 5 ′ end. The 3 ′ end region of the coding part is a poly Ax8 sequence as an A sequence, an XhoI sequence as an X sequence, a sequence having (C or G) NN (C or G) with 4 or more bases, and an A sequence. There is an XA sequence as a combination of X sequences. A configuration comprising an A sequence, an X sequence, or a Flag-tag sequence as an affinity tag sequence upstream of the XA sequence is conceivable. Here, the affinity tag sequence may be any sequence that uses any means capable of detecting or purifying proteins, such as those using antigen-antibody reactions such as HA-tag and IgG protein A (z domain), and His-tag. It doesn't matter. Here, as the range that affects the translation efficiency, the combination of XA sequences is important, the first four bases are important in the X sequence, and the sequence of (C or G) NN (C or G) is What it has is preferable. The 5 'terminal region consists of a transcription promoter and a translation enhancer. T7 / T3 or SP6 can be used as the transcription promoter, and there is no particular limitation. However, in wheat cell-free translation systems, omega sequences are used as translation enhancer sequences. Or a sequence containing a part of the omega sequence is preferably used, and SP6 is preferably used as the promoter. A part of the omega sequence (O29) of the translation enhancer includes a part of the TMV omega sequence (Gallie D.R., Walbot V. (1992) Nucleic Acids Res., 20, 4631-4638).

ポリエチレングリコール(PEG)部(スペーサー)は、CCA領域、PEG領域、ドナー領域からなる。最低限必要な構成は、ドナー領域である。翻訳効率の点では、ドナー領域のみならずPEG部を持つものが好ましく、さらにアミノ酸との結合能力のないピューロマイシンを持つことが好ましい。PEG領域のポリエチレングリコールの分子量の範囲は、400〜30,000で、好ましくは1,000〜10,000、より好ましくは2,000〜6,000である。また、CCA領域にはピューロマイシン(Puromycin)を含む構成と含まない構成が可能である。   The polyethylene glycol (PEG) part (spacer) consists of a CCA region, a PEG region, and a donor region. The minimum required configuration is a donor region. From the viewpoint of translation efficiency, those having not only the donor region but also the PEG moiety are preferred, and further, puromycin having no ability to bind to amino acids is preferred. The molecular weight range of polyethylene glycol in the PEG region is 400 to 30,000, preferably 1,000 to 10,000, more preferably 2,000 to 6,000. In addition, the CCA region can be configured with or without puromycin.

対応付け分子の構築に用いる場合には、無細胞翻訳系において、そこで翻訳されたタンパク質のC末端にスペーサーが結合できるようにピューロマイシンを含む構成が用いられる。ピューロマイシンを含むとはその誘導体を含むことも包含する。誘導体の例としては以下のものが挙げられる。3'-N-アミノアシルピューロマイシンアミノヌクレオシド(3'-N-Aminoacylpuromycin aminonucleoside, PANS-アミノ酸)、例えばアミノ酸部がグリシンのPANS-Gly、バリンのPANS-Val、アラニンのPANS-Ala、その他、全アミノ酸に対応するPANS-全アミノ酸が利用できる。また、化学結合として3'-アミノアデノシンのアミノ基とアミノ酸のカルボキシル基が脱水縮合した結果形成されたアミド結合でつながった3'-N-アミノアシルアデノシンアミノヌクレオシド(3'-Aminoacyladenosine aminonucleoside, AANS-アミノ酸)、例えばアミノ酸部がグリシンのAANS-Gly、バリンのAANS-Val、アラニンのAANS-Ala、その他、全アミノ酸に対応するAANS-全アミノ酸が利用できる。また、ヌクレオシドあるいはヌクレオシドとアミノ酸のエステル結合したものなども利用できる。その他、ヌクレオシドあるいはヌクレオシドに類似した化学構造骨格を有する物質と、アミノ酸あるいはアミノ酸に類似した化学構造骨格を有する物質を化学的に結合可能な結合様式のものなら全て利用することができる。CCA領域(CCA)の5'側に1残基以上のDNAおよび/またはRNAからなる塩基配列を持つことが好ましい。塩基の種類としては、C>(U又はT)>G>Aの順で好ましい。配列としては、dC-Puromycin, rC-Puromycinなど、より好ましくはdCdC-Puromycin, rCrC-Puromycin, rCdC-Puromycin, dCrC-Puromycinなどの配列で、アミノアシル-tRNAの3'末端を模倣したCCA配列(Philipps G.R. (1969) Nature 223, 374-377)が適当である。   When used in the construction of the mapping molecule, a structure containing puromycin is used in a cell-free translation system so that a spacer can be bound to the C-terminus of the protein translated therein. Including puromycin includes including derivatives thereof. The following are mentioned as an example of a derivative | guide_body. 3'-N-aminoacylpuromycin aminonucleoside (3'-N-Aminoacylpuromycin aminonucleoside, PANS-amino acid), for example, PANS-Gly with glycine amino acid, PANS-Val with valine, PANS-Ala with alanine, and all other amino acids PANS-all amino acids corresponding to can be used. In addition, 3'-Aminoacyladenosine aminonucleoside (AANS-amino acid, 3'-Aminoacyladenosine aminonucleoside, connected by an amide bond formed as a result of dehydration condensation between the amino group of 3'-aminoadenosine and the carboxyl group of amino acid as a chemical bond For example, AANS-Gly having an amino acid part of glycine, AANS-Val of valine, AANS-Ala of alanine, and other AANS-all amino acids corresponding to all amino acids can be used. Nucleosides or nucleosides and amino acid ester-bonded ones can also be used. In addition, nucleoside or a substance having a chemical structure skeleton similar to nucleoside and an amino acid or a substance having a chemical structure skeleton similar to amino acid can be used as long as they can be chemically bonded. It is preferable to have a base sequence consisting of DNA and / or RNA of one residue or more on the 5 ′ side of the CCA region (CCA). The type of base is preferably C> (U or T)> G> A in this order. The sequence is dC-Puromycin, rC-Puromycin, etc., more preferably dCdC-Puromycin, rCrC-Puromycin, rCdC-Puromycin, dCrC-Puromycin, etc., which is a CCA sequence (Philipps GR (1969) Nature 223, 374-377) is suitable.

C末端ラベル化の場合など翻訳のみに用いる翻訳テンプレートでは、ピューロマイシンを含まない構成、または、アミノ酸との結合能力のないピューロマイシンを含む構成が好ましい。上記のピューロマイシン誘導体のアミノ基がアミノ酸と結合する能力を欠いたあらゆる物質、およびピューロマイシンを欠いたCCA領域も考えられるが、リボソーム上でタンパク質と結合不能なピューロマイシンを含むことで、より翻訳効率を高められる。その理由は定かではないが、タンパク質と結合不能なピューロマイシンがリボソームを刺激することでターンオーバーが促進される可能性がある。結合不能なピューロマイシンでは、上記のピューロマイシンを適切な方法でアミノ酸と結合不能とする。   In a translation template used only for translation, such as in the case of C-terminal labeling, a configuration that does not include puromycin or a configuration that includes puromycin that does not have the ability to bind to amino acids is preferable. Any substance lacking the ability of the amino acid group of the puromycin derivative to bind to an amino acid, and a CCA region lacking puromycin are conceivable, but more translation is possible by including puromycin that cannot bind to proteins on the ribosome. Increases efficiency. The reason is not clear, but puromycin that cannot bind to the protein may stimulate turnover by stimulating the ribosome. For puromycin that cannot be bound, the above puromycin is bound to an amino acid by an appropriate method.

PEG部は修飾物質を有する構成が可能である。このことによって、翻訳テンプレートを回収、精製による再利用、あるいは固定化などのためのタグとして利用することが出来る。少なくとも1残基のDNAおよび/またはRNAの塩基に修飾物質として、蛍光物質、ビオチン、あるいはHis-tagなど各種分離タグなどを導入したものが可能である。また、コード部の5'末端領域をSP6+O29とし、3'末端領域を、たとえば、Flag+XhoI+An(n=8)とすることで、各長さは、5'末端領域で約60bp、3'末端領域で約40bpであり、PCRのプライマーにアダプター領域として設計可能な長さである。これによって新たな効果が生み出された。すなわち、あらゆるベクターやプラスミドやcDNAライブラリーからPCRによって、5'末端領域と3'末端領域をもったコード部を簡単に作成可能となり、このコード部に、3'UTRの代わりとしてPEG部をライゲーションすることで、翻訳効率の高い翻訳テンプレートを得られる。The PEG portion can be configured to have a modifying substance. As a result, the translation template can be used as a tag for collection, reuse by purification, or immobilization. It is possible to introduce a fluorescent substance, biotin, or various separation tags such as His-tag as a modifying substance into at least one residue of DNA and / or RNA base. In addition, the 5 ′ end region of the coding part is SP6 + O29, and the 3 ′ end region is, for example, Flag + XhoI + A n (n = 8), so that each length is about 5 ′ end region. The length is 60 bp, about 40 bp at the 3 ′ end region, and can be designed as an adapter region for PCR primers. This created a new effect. In other words, it is possible to easily create a code part with 5 'and 3' end regions by PCR from any vector, plasmid, or cDNA library, and ligate the PEG part to this code part instead of 3 'UTR. By doing so, a translation template with high translation efficiency can be obtained.

PEG部とコード部のライゲーションは、その方法については、一般的なDNAリガーゼを用いるものや光反応による連結など何でもよく、特に限定されるものではない。RNAリガーゼを用いるライゲーションでは、コード部でライゲーション効率に影響を与える範囲としては3'末端領域のA配列が重要であり、少なくとも2残基以上のdAおよび/またはrAの混合あるいは単一のポリA連続鎖であり、好ましくは、3残基以上、より好ましくは6から8残基以上のポリA連続鎖である。PEG部のドナー領域の5'末端のDNAおよび/またはRNA配列は、ライゲーション効率を左右する。コード部とPEG部を、RNAリガーゼでライゲーションするためには、少なくとも1残基以上を含むことが必要であり、ポリA配列をもつアクセプターに対しては、少なくとも1残基のdC(デオキシシチジル酸)あるいは2残基のdCdC(ジデオキシシチジル酸)が好ましい。塩基の種類としては、C>(U又はT)>G>Aの順で好ましい。さらに、ライゲーション反応時に、PEG領域と同じ分子量のポリエチレングリコールを添加することが好ましい。   The method for ligating the PEG part and the code part is not particularly limited, and any method may be used such as a method using a general DNA ligase or a ligation by a photoreaction. In the ligation using RNA ligase, the A sequence in the 3 ′ end region is important as a range that affects the ligation efficiency in the coding region, and a mixture of dA and / or rA of at least 2 residues or a single polyA It is a continuous chain, preferably a poly A continuous chain of 3 residues or more, more preferably 6 to 8 residues or more. The DNA and / or RNA sequence at the 5 ′ end of the donor region of the PEG part affects the ligation efficiency. In order to ligate the coding part and the PEG part with RNA ligase, it is necessary to contain at least one residue. For an acceptor having a poly A sequence, at least one residue of dC (deoxycytidyl) is required. Acid) or 2-residue dCdC (dideoxycytidylic acid) is preferred. The type of base is preferably C> (U or T)> G> A in this order. Furthermore, it is preferable to add polyethylene glycol having the same molecular weight as that of the PEG region during the ligation reaction.

次に、選択対象タンパク質のC末端修飾(ラベル化)について述べる。修飾剤の存在下で、選択対象タンパク質の翻訳テンプレートを用いた翻訳によって合成された、修飾剤でC末端修飾された選択対象タンパク質であり、翻訳テンプレートと、修飾剤からなる。ここでの特徴は、特に翻訳テンプレートのコード部の構成にある。以下詳細に記述する。   Next, C-terminal modification (labeling) of the protein to be selected will be described. A protein to be selected, which is synthesized by translation using a translation template of a protein to be selected in the presence of the modifier and is C-terminally modified with the modifier, and includes a translation template and a modifier. The feature here is in particular the configuration of the code part of the translation template. Details are described below.

翻訳テンプレートのPEG部は、ピューロマイシンがアミノ酸と連結出来ないことを特徴とする。また、コード部もC末端ラベル化に適した構成としては、3'末端領域が、XA配列であることが重要であり、X配列のなかで、最初の4塩基が重要で、(C又はG)NN(C又はG)の配列を持つものが好ましい。ここでも、コード部の5'末端領域をSP6+O29とし、3'末端領域を、たとえば、Flag+XhoI+An(n=8)とすることで、各長さは、5'末端領域で約60bp、3'末端領域で約40bpであり、PCRのプライマーにアダプター領域として設計できる長さである。これによって、5'末端領域と3'末端領域をもったコード部をPCRによって簡単に作成可能となり、このコード部に3'UTRの代わりとしてPEG部をライゲーションすることで、C末端ラベル化に適した翻訳効率の高い翻訳テンプレートを得られる。The PEG part of the translation template is characterized in that puromycin cannot be linked to an amino acid. As a configuration suitable for C-terminal labeling, it is important that the 3 ′ end region is an XA sequence, and the first 4 bases are important in the X sequence (C or G ) Those having the sequence of NN (C or G) are preferred. Again, the 5 ′ end region of the coding part is SP6 + O29 and the 3 ′ end region is, for example, Flag + XhoI + A n (n = 8), so that each length is the 5 ′ end region. The length is about 60 bp, and the length at the 3 ′ end region is about 40 bp, and can be designed as an adapter region for a PCR primer. This makes it possible to easily create a code part with a 5 'terminal region and a 3' terminal region by PCR. By ligating this code part with a PEG part instead of 3 'UTR, it is suitable for C-terminal labeling. A translation template with high translation efficiency can be obtained.

修飾剤は、タンパク質の翻訳系でのペプチド転移反応、すなわち、リボソーム上でのペプチド転移反応によってタンパク質と結合し得る基(残基を含む)をもつアクセプター部が、ヌクレオチドリンカーを介して修飾部と結合した構成をもつ。この修飾剤の存在下でタンパク質合成を行い、得られるC末端修飾タンパク質を精製し、分子間相互作用の検出系を用いることによって、タンパク質の検出や相互作用の検出が可能となる。修飾部には、PEG部と同様に修飾物質が含まれる。修飾物質として、非放射性修飾物質の具体例としては、蛍光性、非蛍光性修飾物質等が挙げられる。蛍光性物質としては、フルオレセイン系列、ローダミン系列、Cy3、Cy5、エオシン系列、NBD系列等の蛍光色素や、緑色蛍光タンパク質(GFP)等の蛍光性タンパク質がある。また、非蛍光性物質としては、ビオチンのような補酵素、タンパク質、ペプチド、糖類、脂質類、色素、ポリエチレングリコール等、何らかの目印となり得る化合物であればいかなるものでもよい。修飾剤においては、修飾部が蛍光基、タンパク質と結合する基、または、その両方をもつことが好ましい。アクセプター部は、タンパク質の翻訳系で、ペプチド転移反応によってタンパク質と結合し得る基をもち、好ましくはピューロマイシン又はその誘導体の残基をもつ。ピューロマイシンはアミノアシルtRNAと類似した構造をもち、タンパク質合成を阻害する抗生物質として知られているが、低濃度ではタンパク質のC末端に結合することが知られている(Miyamoto-Sato, E. et al. (2000) Nucleic Acids Res. 28: 1176-1182)。用いることができるピューロマイシン誘導体は、ピューロマイシンと類似した構造を有し、タンパク質のC末端に結合することができる物質であればいかなるものでもよい。具体例としては、3'-N-アミノアシルピューロマイシンアミノヌクレオシド、3'-N-アミノアシルアデノシンアミノヌクレオシド等が挙げられる。修飾部とアクセプター部との間をつなぐヌクレオチドリンカーとは、具体的には、リボヌクレオチドまたはデオキシリボヌクレオチドが1個ないし複数個つながった核酸または核酸誘導体であり、特に好ましい例として、シトシン塩基を含むリボヌクレオチド(-rC-)またはデオキシリボヌクレオチド(-dC-)が1個ないし複数個つながった化合物が挙げられる。その他、修飾部とアクセプター部との間に挿入することによって修飾タンパク質の収量を上げることができる物質であればいかなるものでもよい。本発明修飾剤においては、ヌクレオチドリンカーが2'-デオキシシチジル酸、2'-デオキシシチジル-(3',5')-2'-デオキシチジル酸、リボシチジル酸、又は、リボシチジル-(3',5')-リボシチジル酸であることが好ましい。   The modifier has a peptide transfer reaction in a protein translation system, that is, an acceptor part having a group (including a residue) that can bind to a protein by a peptide transfer reaction on a ribosome, and a modification part via a nucleotide linker. It has a combined configuration. Protein synthesis is performed in the presence of this modifying agent, the resulting C-terminal modified protein is purified, and the detection of protein and interaction can be detected by using a detection system for intermolecular interaction. The modifying part contains a modifying substance as in the PEG part. Specific examples of the non-radioactive modifying substance as the modifying substance include fluorescent and non-fluorescent modifying substances. Examples of fluorescent substances include fluorescent dyes such as fluorescein series, rhodamine series, Cy3, Cy5, eosin series, NBD series, and fluorescent proteins such as green fluorescent protein (GFP). The non-fluorescent substance may be any compound that can serve as a mark, such as a coenzyme such as biotin, a protein, a peptide, a saccharide, lipids, a dye, or polyethylene glycol. In the modifying agent, the modifying part preferably has a fluorescent group, a group that binds to a protein, or both. The acceptor part is a protein translation system and has a group capable of binding to a protein by a peptide transfer reaction, and preferably has a residue of puromycin or a derivative thereof. Puromycin has a structure similar to aminoacyl-tRNA and is known as an antibiotic that inhibits protein synthesis, but is known to bind to the C-terminus of proteins at low concentrations (Miyamoto-Sato, E. et al. al. (2000) Nucleic Acids Res. 28: 1176-1182). The puromycin derivative that can be used may be any substance that has a structure similar to puromycin and can bind to the C-terminus of the protein. Specific examples include 3′-N-aminoacylpuromycin aminonucleoside, 3′-N-aminoacyl adenosine aminonucleoside and the like. Specifically, the nucleotide linker that connects between the modifying portion and the acceptor portion is a nucleic acid or nucleic acid derivative in which one or a plurality of ribonucleotides or deoxyribonucleotides are linked, and a particularly preferred example is a ribonucleotide containing a cytosine base. Examples thereof include compounds in which one or more nucleotides (-rC-) or deoxyribonucleotides (-dC-) are linked. In addition, any substance may be used as long as it can increase the yield of the modified protein by being inserted between the modified part and the acceptor part. In the modifying agent of the present invention, the nucleotide linker is 2′-deoxycytidylic acid, 2′-deoxycytidyl- (3 ′, 5 ′)-2′-deoxytidylic acid, ribocytidylic acid, or ribocytidyl- (3 ′, 5 ′)-ribocytidylic acid is preferred.

修飾剤は、上記修飾部とアクセプター部とを所望のヌクレオチドリンカーを介して、それ自体既知の化学結合方法によって結合させることにより製造することができる。具体的には、例えば、適当な保護基で保護された上記アクセプター部を固相担体上に結合させ、核酸合成機を用いてヌクレオチドリンカーとしてヌクレオチドホスホアミダイト、およびデオキシヌクレオチドホスホアミダイト、機能性修飾物質として蛍光物質やビオチンなどを結合したホスホアミダイトを順次結合させた後、脱保護を行うことによって作製することができる。上記各部の種類、あるいは結合の種類によっては液相合成法で結合させるかあるいは両者を併用することもできる。また、機能性修飾物質としてニッケル等の金属イオンを用いる場合には、金属イオンが配位しうるニトリロトリ酢酸やイミノジ酢酸等のキレート性の試薬を結合させ、次いで金属イオンを配位させることができる。   The modifying agent can be produced by coupling the modifying part and the acceptor part through a desired nucleotide linker by a chemical bonding method known per se. Specifically, for example, the acceptor moiety protected with an appropriate protecting group is bound to a solid phase carrier, and a nucleotide phosphoramidite, deoxynucleotide phosphoramidite, and functional modifier as a nucleotide linker using a nucleic acid synthesizer As described above, the phosphoramidite bound with a fluorescent substance, biotin, or the like is sequentially bound, followed by deprotection. Depending on the type of each part or the type of bonding, they can be combined by a liquid phase synthesis method, or both can be used in combination. When a metal ion such as nickel is used as the functional modifier, a chelating reagent such as nitrilotriacetic acid or iminodiacetic acid that can coordinate with the metal ion can be bound, and then the metal ion can be coordinated. .

翻訳テンプレートのPEG部は、ピューロマイシンがアミノ酸と連結できることを特徴とする以外は前記したものとと同様である。また、コード部も前記したものと同様であるが、特に、対応付けに適した構成としては、3'末端領域をA配列にすることが重要であり、トータル蛋白の対応付けの効率が著しく向上してフリータンパク質の量が激減することが確認された。ここでも、コード部の5'末端領域をSP6+O29とし、3'末端領域を、たとえば、Flag+XhoI+An(n=8)とすることで、各長さは、5'末端領域で約60bp、3'末端領域で約40bpであり、PCRのプライマーにアダプター領域として設計できる長さである。これによって、あらゆるベクターやプラスミドやcDNAライブラリーからPCRによって、5'末端領域と3'末端領域をもったタンパク質のコード部を簡単に作成可能となり、PEG部をライゲーションすることで、対応付け効率の高い翻訳テンプレートが得られる。また、PEGによってC末端修飾されたタンパク質は、タンパク質の検出や相互作用検出などにおいて、コード部を利用しない場合、たとえば、FCCS測定、蛍光リーダー、プロテインチップなどに応用する場合は、RNase Aなどで意図的に切断することが好ましい。切断することによって、コード部の妨害によるタンパク質間相互作用の検出の困難性が解消出来る。The PEG portion of the translation template is the same as described above except that puromycin can be linked to an amino acid. In addition, the code part is the same as described above. In particular, as a configuration suitable for association, it is important that the 3 ′ end region is an A sequence, and the efficiency of total protein association is remarkably improved. It was confirmed that the amount of free protein was drastically reduced. Again, the 5 ′ end region of the coding part is SP6 + O29 and the 3 ′ end region is, for example, Flag + XhoI + A n (n = 8), so that each length is the 5 ′ end region. The length is about 60 bp, and the length at the 3 ′ end region is about 40 bp, and can be designed as an adapter region for a PCR primer. This makes it possible to easily create a protein coding part with 5 'and 3' end regions by PCR from any vector, plasmid, or cDNA library. A high translation template is obtained. Proteins modified with C-terminal by PEG can be detected with RNase A when not using the coding part for protein detection or interaction detection, for example, FCCS measurement, fluorescent reader, protein chip, etc. It is preferable to intentionally cut. By cleaving, it is possible to eliminate the difficulty in detecting protein-protein interactions due to interference with the coding part.

タンパク質cDNAライブラリーからIVVを形成させるには、無細胞翻訳系を用いる。具体的には、ジチオスレイトール(DTT)やβ-メルカプトエタノールのようなチオール化合物を含む、又は含まない小麦胚芽抽出液、ウサギ網状赤血球抽出液、大腸菌S-30抽出液を用いる。特に、これまでDTTを含む無細胞翻訳系では、活性のある抗体をタンパク質として発現させることが困難であったが、本発明ではDTT存在下でもIVVを用いることにより、活性のある抗体を選択することが可能であることがわかった。これらの無細胞タンパク質合成系の中に、上記タンパク質の翻訳テンプレートを加え、25〜37℃で1〜数時間保温することによってIVVを形成させる。C末端ラベル化の場合は、同時に1〜100μMの修飾剤を加えると、C末端修飾タンパク質が合成される。合成されたIVVは、そのまま次の、加熱処理工程、又は逆転写の工程に供する。   A cell-free translation system is used to form IVV from a protein cDNA library. Specifically, a wheat germ extract, rabbit reticulocyte extract, or E. coli S-30 extract containing or not containing a thiol compound such as dithiothreitol (DTT) or β-mercaptoethanol is used. In particular, in cell-free translation systems containing DTT, it has been difficult to express an active antibody as a protein. In the present invention, an active antibody is selected by using IVV even in the presence of DTT. It turns out that it is possible. In these cell-free protein synthesis systems, the above-mentioned protein translation template is added and incubated at 25 to 37 ° C. for 1 to several hours to form IVV. In the case of C-terminal labeling, a C-terminal modified protein is synthesized by simultaneously adding 1 to 100 μM modifier. The synthesized IVV is directly used for the next heat treatment step or reverse transfer step.

対応付け分子(「IVV」ともいう)を翻訳後直接加熱する場合は、通常には50-100℃で1-30分の範囲から選択される条件で処理する。予めIVVのmRNA部を逆転写酵素によってRNA-DNAハイブリッドにする場合は、無細胞翻訳系に逆転写反応を阻害する物質が含まれているので、除去することが好ましい。除去操作には、ゲルろ過、好ましくはSephadex G200(Amersham Bioscience社製)、又はスピンカラム、好ましくはUltrafree MC, 100,000 NMWL(ミリポア社製)、又は大腸菌の無細胞翻訳系のPURESYSTEM(ポストゲノム研究所社製)の場合は、ニッケル樹脂を用いる。   When the mapping molecule (also referred to as “IVV”) is directly heated after translation, it is usually treated at 50-100 ° C. under conditions selected from the range of 1-30 minutes. In the case where the mRNA part of IVV is converted into an RNA-DNA hybrid by reverse transcriptase in advance, it is preferable to remove it because the cell-free translation system contains a substance that inhibits the reverse transcription reaction. For the removal operation, gel filtration, preferably Sephadex G200 (manufactured by Amersham Bioscience), or spin column, preferably Ultrafree MC, 100,000 NMWL (manufactured by Millipore), or PURESYSTEM (post-genomic laboratory of E. coli) In the case of a company), nickel resin is used.

逆転写反応(RT)により、IVVのmRNA部をRNA-DNAハイブリッドにすることにより、mRNA部の担体および抗原への非特異的吸着が阻止できる。逆転写反応は、mRNAを65℃で加熱変性させた後、4℃に冷却してアニールさせ、ReverTra Ace(TOYOBO社製)を加えて、50℃で30分反応させる。逆転写酵素は、逆転写反応を行うものであれば、いかなる酵素、いかなる条件であってもよい。上記の条件に限定されるものではない。mRNA部をRNA-DNAハイブリッドにしたIVVの加熱処理条件も、通常には50-100℃で1-30分の範囲から選択される条件であるが、逆転写の最高温度より高い温度とする。   By making the mRNA part of IVV into an RNA-DNA hybrid by reverse transcription (RT), nonspecific adsorption of the mRNA part to the carrier and antigen can be prevented. In the reverse transcription reaction, mRNA is denatured by heating at 65 ° C., cooled to 4 ° C., annealed, ReverTra Ace (manufactured by TOYOBO) is added, and reacted at 50 ° C. for 30 minutes. The reverse transcriptase may be any enzyme and any condition as long as it performs a reverse transcription reaction. It is not limited to said conditions. The IVV heat treatment conditions in which the mRNA part is RNA-DNA hybrid are also usually selected from the range of 1-30 minutes at 50-100 ° C, but higher than the maximum temperature of reverse transcription.

RT-PCRおよびPCRに使用されるDNAポリメラーゼは、PCR反応に用いられるものであれば特に制限されるものではないが、高い増幅効率と、PCRの忠実度(fidelity)が高すぎないものがより好ましい。本発明で使用したKOD Dash(TOYOBO製品)は極めて微量の鋳型DNAからも効率よく増幅が可能であり、また適度な変異が導入されるため、より高機能なものに進化させることができる。   The DNA polymerase used in RT-PCR and PCR is not particularly limited as long as it is used in PCR reactions, but more highly efficient and PCR fidelity is not too high. preferable. The KOD Dash (TOYOBO product) used in the present invention can be efficiently amplified even from an extremely small amount of template DNA, and can be evolved to a higher function since a suitable mutation is introduced.

標的分子はペプチド(化学合成された、又は天然から単離された、又はタンパク質の部分消化物であってもよい)、タンパク質、核酸(DNA、又はRNA)、糖類、種々の低分子化合物、金属、金属化合物など、あらゆる化合物や物質が該当する。   Target molecules are peptides (which may be chemically synthesized or isolated from nature, or partial digests of proteins), proteins, nucleic acids (DNA or RNA), saccharides, various low molecular compounds, metals All compounds and substances such as metal compounds are applicable.

本発明に用いられる標的分子は態様に応じて、樹脂、ビーズ等の固相に結合させるが、固相に結合させる方法としては、修飾物質を介して結合させるものと、それ以外の部分により結合させるものが挙げられる。   The target molecule used in the present invention is bound to a solid phase such as a resin or a bead depending on the embodiment. As a method for binding to the solid phase, the target molecule is bound via a modifying substance and bound by other portions. To be made.

修飾物質を介して結合させる場合に用いられる修飾物質は、通常には、特定のポリペプチドに特異的に結合する分子(以下、「リガンド」と称することがある。)であり、固相表面には該リガンドと結合する特定のポリペプチド(以下、「アダプタータンパク質」と称することがある)を結合させる。アダプタータンパク質には、結合タンパク質、受容体を構成する受容体タンパク質、抗体なども含まれる。アダプタータンパク質/リガンドの組み合わせとしては、例えば、アビジンおよびストレプトアビジン等のビオチン結合タンパク質/ビオチン、マルトース結合タンパク質/マルトース、Gタンパク質/グアニンヌクレオチド、ポリヒスチジンペプチド/ニッケルあるいはコバルト等の金属イオン、グルタチオン−S−トランスフェラーゼ/グルタチオン、DNA結合タンパク質/DNA、抗体/抗原分子(エピトープ)、カルモジュリン/カルモジュリン結合ペプチド、ATP結合タンパク質/ATP、あるいはエストラジオール受容体タンパク質/エストラジオールなどの各種受容体タンパク質/そのリガンドなどが挙げられる。   The modifier used for binding via a modifier is usually a molecule that specifically binds to a specific polypeptide (hereinafter sometimes referred to as a “ligand”) and is attached to the solid surface. Binds a specific polypeptide that binds to the ligand (hereinafter sometimes referred to as "adapter protein"). Adapter proteins include binding proteins, receptor proteins that constitute receptors, antibodies, and the like. Examples of adapter protein / ligand combinations include biotin-binding proteins / biotin such as avidin and streptavidin, maltose-binding protein / maltose, G protein / guanine nucleotide, polyhistidine peptide / nickel or metal ions such as cobalt, glutathione-S -Transferase / glutathione, DNA binding protein / DNA, antibody / antigen molecule (epitope), calmodulin / calmodulin binding peptide, ATP binding protein / ATP, or various receptor proteins such as estradiol receptor protein / estradiol / ligands thereof It is done.

これらの中で、アダプタータンパク質/リガンドの組み合わせとしては、アビジンおよびストレプトアビジンなどのビオチン結合タンパク質、マルトース結合タンパク質/マルトース、ポリヒスチジンペプチド/ニッケルあるいはコバルト等の金属イオン、グルタチオン−S−トランスフェラーゼ/グルタチオン、などが好ましく、特にストレプトアビジン/ビオチンの組み合わせが最も好ましい。これらの結合タンパク質は、それ自体既知のものであり、該タンパク質をコードするDNAは既にクローニングされている。   Among these, adapter protein / ligand combinations include biotin-binding proteins such as avidin and streptavidin, maltose-binding protein / maltose, polyhistidine peptide / metal ions such as nickel or cobalt, glutathione-S-transferase / glutathione, The combination of streptavidin / biotin is most preferable. These binding proteins are known per se, and the DNA encoding the protein has already been cloned.

アダプタータンパク質の固相表面への結合は、それ自体既知の方法を用いることができるが、具体的には、例えば、タンニン酸、ホルマリン、グルタルアルデヒド、ピルビックアルデヒド、ビス−ジアゾ化ベンジゾン、トルエン-2,4-ジイソシアネート、アミノ基、活性エステルに変換可能なカルボキシル基、又はホスホアミダイドに変換可能な水酸基もしくはアミノ基などを利用する方法を用いることができる。   The adapter protein can be bound to the solid phase surface by a method known per se. Specifically, for example, tannic acid, formalin, glutaraldehyde, pyruvaldehyde, bis-diazotized benzidone, toluene- A method utilizing a 2,4-diisocyanate, an amino group, a carboxyl group that can be converted into an active ester, or a hydroxyl group or amino group that can be converted into a phosphoramidide can be used.

修飾物質以外の部分により固相に結合させる場合は、通常タンパク質、核酸、糖鎖、低分子化合物を固相に結合させるのに用いられる既知の方法、具体的には例えば、タンニン酸、ホルマリン、グルタルアルデヒド、ピルビックアルデヒド、ビス−ジアゾ化ベンジゾン、トルエン-2,4-ジイソシアネート、アミノ基、活性エステルに変換可能なカルボキシル基、又はホスホアミダイドに変換可能な水酸基もしくはアミノ基などを利用する方法を用いることができる。   When binding to the solid phase by a moiety other than the modifying substance, known methods commonly used for binding proteins, nucleic acids, sugar chains, and low molecular weight compounds to the solid phase, specifically, for example, tannic acid, formalin, Use a method that uses glutaraldehyde, pyruvic aldehyde, bis-diazotized benzidone, toluene-2,4-diisocyanate, amino group, carboxyl group that can be converted to active ester, hydroxyl group or amino group that can be converted to phosphoramidide, etc. be able to.

固相担体は、好ましくはアガロースビーズ、磁性体が包埋されたアガロースビーズが好ましい。固相表面と抗原分子との距離は、立体的な観点から30オングストローム以上離れていることが好ましい。   The solid support is preferably agarose beads or agarose beads in which a magnetic material is embedded. The distance between the solid phase surface and the antigen molecule is preferably 30 angstroms or more from a three-dimensional viewpoint.

高機能性タンパク質を取得する方法として一般的には2つの方法が挙げられる。以下、高親和性抗体を例として説明する。1つは選択実験に使用する抗原濃度を低く設定することで、その濃度の抗体のみを選択する方法である。この方法は回収される抗体の量も当然少なくなるため効率が悪く、それにともなって、設定できる抗原濃度も回収可能な濃度に制限される。2つめはoff-rate selection(Hawkins, R. (1992) J. Mol. Biol. 226, 889-896; Boder, E. (1997) Nat. Biotechnol. 15, 553-557; Jermutus, L. (2001) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98, 75-80)と呼ばれるもので、抗原と抗体の解離速度を利用した方法である。解離定数(Kd)は結合速度定数(on-rate)と解離速度定数(off-rate)の比で表されるが、生体高分子の結合定数はほぼ一定の範囲内(104-106M-1S-1)にあるため実質のKdは解離速度定数によって決まる。従って、解離速度が遅い抗体ほどその親和性は高いため、抗原での溶出時間を長くすればするほど、より親和性の高い抗体を濃縮することができる。しかしながら、この方法は1サイクルの選択実験に有する時間が長いといった問題がある。この問題を解決する方法として、抗原で溶出するのではなく、抗原または抗体を配列特異的にプロテアーゼで消化させることによって溶出する方法がある。このプロテアーゼはTMVプロテアーゼや因子(factor) Xaを代表とする極めて基質特異性の高いものから、トリプシンやプロテイナーゼKといった配列特異性の低いものまでを含むあらゆるプロテアーゼによって制限されない。以上の方法は本発明においても適応可能であり、また組み合わせることで極めて有効な方法となる。In general, there are two methods for obtaining a highly functional protein. Hereinafter, a high affinity antibody will be described as an example. One is a method in which only the antibody at that concentration is selected by setting the antigen concentration used in the selection experiment low. This method is naturally inefficient because the amount of antibody to be recovered is small, and accordingly, the antigen concentration that can be set is limited to a recoverable concentration. The second is off-rate selection (Hawkins, R. (1992) J. Mol. Biol. 226, 889-896; Boder, E. (1997) Nat. Biotechnol. 15, 553-557; Jermutus, L. (2001 ) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98, 75-80), which uses the dissociation rate of antigen and antibody. The dissociation constant (Kd) is expressed as the ratio of the association rate constant (on-rate) to the dissociation rate constant (off-rate), but the biopolymer association constant is within a certain range (10 4 -10 6 M −1 S −1 ), the real Kd is determined by the dissociation rate constant. Therefore, an antibody with a slower dissociation rate has a higher affinity. Therefore, the longer the elution time with an antigen, the more the antibody with higher affinity can be concentrated. However, this method has a problem in that it takes a long time for a one-cycle selection experiment. As a method for solving this problem, there is a method in which the antigen or antibody is eluted by digesting it with a protease in a sequence-specific manner instead of eluting with an antigen. This protease is not limited by any protease, including those with extremely high substrate specificity such as TMV protease and factor Xa, and those with low sequence specificity such as trypsin and proteinase K. The above methods can also be applied in the present invention, and are extremely effective methods by combining them.

本発明の選択法により選択された核酸を用いてタンパク質を製造する方法、すなわち、本発明の選択法により標的分子と相互作用するタンパク質をコードする核酸を選択する工程、および、選択された核酸を翻訳してタンパク質を製造する工程を含む製造法も提供される。   A method for producing a protein using a nucleic acid selected by the selection method of the present invention, that is, a step of selecting a nucleic acid encoding a protein that interacts with a target molecule by the selection method of the present invention, and the selected nucleic acid Also provided is a production method comprising the step of producing a protein by translation.

核酸を選択する工程は、本発明の選択法に関して説明したとおりである。
核酸を用いたタンパク質の製造は、通常の方法に従って行うことできる。例えば、核酸を無細胞翻訳系で翻訳してもよいし、核酸を導入したプラスミドを用いることなどにより核酸で大腸菌等の生細胞を形質転換して、その生細胞内でタンパク質を発現させてもよい。無細胞翻訳系としては、ジチオスレイトールやβ-メルカプトエタノールのようなチオール化合物を含む無細胞翻訳系、好ましくは、小麦胚芽抽出液、ウサギ網状赤血球抽出液、または、大腸菌S-30抽出液が挙げられる。
The step of selecting a nucleic acid is as described for the selection method of the present invention.
Production of a protein using a nucleic acid can be performed according to a usual method. For example, the nucleic acid may be translated in a cell-free translation system, or a living cell such as E. coli may be transformed with the nucleic acid by using a plasmid into which the nucleic acid has been introduced, and the protein expressed in the living cell. Good. As the cell-free translation system, a cell-free translation system containing a thiol compound such as dithiothreitol or β-mercaptoethanol, preferably wheat germ extract, rabbit reticulocyte extract, or E. coli S-30 extract Can be mentioned.

タンパク質を発現させる際には、選択された核酸によりコードされるタンパク質と、酵素又は緑色蛍光タンパク質(Green Fluorescent Protein: GFP)との融合タンパク質として発現させてもよい。   When a protein is expressed, it may be expressed as a fusion protein of a protein encoded by a selected nucleic acid and an enzyme or green fluorescent protein (GFP).

本発明の製造法により得られるタンパク質の例としては一本鎖抗体が挙げられる。一本鎖抗体の例としては、抗原がアンジオテンシンIIの場合には、後記実施例に示すMI1-16(61)、MI1-4(63)、MI2-10(65)、MI2-34(67)、MI2-41(69)、MI2-48(71)、MI3-15(73)、MI3-26(75)、MI3-28(77)、MI3-34(79)、MI3-41(81)、MI3-42(83)、MI3-47(85)、MI3-5(87)、MI3-55(89)、MI3-62(91)、MI3-64(93)、MI3-66(95)、MI3-74(97)、MK2-3(99)、MM2-11(101)、MP1-36(103)、MP1-41(105)が挙げられる(括弧内の数字はアミノ酸配列の配列番号を示す)。また、抗原がLewis Xである場合には、後記実施例に示すMI3-8(107)、MK1-15(109)、MK1-17(111)、MK1-24(113)、MK2-8(115)、MK2-19(117)が挙げられる(括弧内の数字はアミノ酸配列の配列番号を示す)。これらの抗体のアミノ酸配列に相同性の高いアミノ酸配列(例えば、90%以上(相同性計算法:GENETYX-MAC Version 7.3 (SOFTWARE DEVELOPMENT CO., LTD)のMaximum matching))または、これらの抗体のアミノ酸配列において1または数個(通常には30個以下)の残基の置換、欠失または挿入を有するアミノ酸を有するものは、同様な結合活性を有するものが多いと予想される。したがって、本発明は、以下の抗体およびこれらをコードする核酸も提供する。   Examples of proteins obtained by the production method of the present invention include single chain antibodies. As examples of single chain antibodies, when the antigen is angiotensin II, MI1-16 (61), MI1-4 (63), MI2-10 (65), MI2-34 (67) shown in Examples below , MI2-41 (69), MI2-48 (71), MI3-15 (73), MI3-26 (75), MI3-28 (77), MI3-34 (79), MI3-41 (81), MI3-42 (83), MI3-47 (85), MI3-5 (87), MI3-55 (89), MI3-62 (91), MI3-64 (93), MI3-66 (95), MI3 -74 (97), MK2-3 (99), MM2-11 (101), MP1-36 (103), MP1-41 (105) (the numbers in parentheses indicate the amino acid sequence number) . In addition, when the antigen is Lewis X, MI3-8 (107), MK1-15 (109), MK1-17 (111), MK1-24 (113), MK2-8 (115) described in Examples below are used. ), MK2-19 (117) (the number in parentheses indicates the amino acid sequence SEQ ID NO). Amino acid sequences highly homologous to the amino acid sequences of these antibodies (for example, 90% or more (maximum matching of homology calculation method: GENETYX-MAC Version 7.3 (SOFTWARE DEVELOPMENT CO., LTD))) or amino acids of these antibodies Those having amino acids having substitutions, deletions or insertions of one or several (usually not more than 30) residues in the sequence are expected to have many similar binding activities. Accordingly, the present invention also provides the following antibodies and nucleic acids encoding them.

アンジオテンシンIIに対する結合活性を有する一本鎖抗体であって、下記(A)又は(B)に示すアミノ酸配列を有する一本鎖抗体。
(A) 配列番号61、63、65、67、69、71、73、75、77、79、81、83、85、87、89、91、93、95、97、99、101、103または105に示すアミノ酸配列。
(B) (A)のアミノ酸配列と相同性が90%以上のアミノ酸配列を有するアミノ酸配列。
A single-chain antibody having binding activity for angiotensin II and having an amino acid sequence shown in (A) or (B) below.
(A) SEQ ID NO: 61, 63, 65, 67, 69, 71, 73, 75, 77, 79, 81, 83, 85, 87, 89, 91, 93, 95, 97, 99, 101, 103 or 105 The amino acid sequence shown in.
(B) An amino acid sequence having an amino acid sequence having a homology of 90% or more with the amino acid sequence of (A).

Lewis Xに対する結合活性を有する一本鎖抗体であって、下記(A)又は(B)に示すアミノ酸配列を有する一本鎖抗体。
(A) 配列番号107、109、111、113、115または117に示すアミノ酸配列。
(B) (A)のアミノ酸配列と相同性が90%以上のアミノ酸配列を有するアミノ酸配列。
A single-chain antibody having binding activity to Lewis X, the single-chain antibody having an amino acid sequence shown in (A) or (B) below.
(A) The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 107, 109, 111, 113, 115 or 117.
(B) An amino acid sequence having an amino acid sequence having a homology of 90% or more with the amino acid sequence of (A).

また、本発明の選択法により選択された核酸を、C末端ラベル化剤の存在下で無細胞翻訳系で翻訳することによりタンパク質のC末端をラベル化する方法も提供される。ラベル化は、特開平11-322781、特開2000-139468、WO 02/46395に記載されたようにして行うことができる。無細胞翻訳系としては、小麦胚芽抽出液、ウサギ網状赤血球抽出液、大腸菌S-30抽出液が挙げられる。   Also provided is a method of labeling the C-terminus of a protein by translating the nucleic acid selected by the selection method of the present invention in a cell-free translation system in the presence of a C-terminus labeling agent. Labeling can be performed as described in JP-A-11-322781, JP-A-2000-139468, and WO 02/46395. Cell-free translation systems include wheat germ extract, rabbit reticulocyte extract, and E. coli S-30 extract.

生細胞を用いてタンパク質を大量に発現させる具体例としては、大腸菌、枯草菌、好熱菌、酵母等の細菌から、昆虫細胞、哺乳類等の培養細胞、さらに線虫、ショウジョウバエ、ゼブラフィッシュ、マウス等に至るまでいかなる細胞でもよい。これらの細胞の中に、上記C末端ラベル化あるいは対応付けされた両修飾タンパク質を直接導入することもできるし、あるいは、上記翻訳テンプレートを導入し、C末端ラベル化の場合は、同時に1〜100μMの修飾剤を電気穿孔法、マイクロインジェクション法等により細胞の中に導入し、細胞の至適生育温度で数時間保温することによって修飾タンパク質が合成される。対応付けの場合は、上記翻訳テンプレートを導入し、細胞の至適生育温度で数時間保温することによって対応付け分子が合成される。合成された両修飾タンパク質は、細胞を破砕することによって回収し次の精製プロセスまたは検出プロセスに供することができる。また、そのまま細胞の中で検出プロセスに供することも可能である。翻訳テンプレートは、用いる翻訳系に合わせて適切なものを選択する。   Specific examples of expressing a large amount of protein using living cells include bacteria such as Escherichia coli, Bacillus subtilis, thermophile and yeast, insect cells, cultured cells such as mammals, nematodes, Drosophila, zebrafish, mice Any cell can be used. In these cells, both the C-terminal labeled or matched modified proteins can be directly introduced, or the translation template is introduced and C-terminal labeled at the same time, 1-100 μM. The modifying protein is introduced into cells by electroporation, microinjection or the like, and the modified protein is synthesized by incubating at the optimal growth temperature of the cells for several hours. In the case of association, the above-mentioned translation template is introduced, and the association molecule is synthesized by incubating at the optimal growth temperature of the cells for several hours. Both modified proteins synthesized can be recovered by disrupting the cells and subjected to subsequent purification or detection processes. Moreover, it is also possible to use for a detection process in a cell as it is. As the translation template, an appropriate one is selected according to the translation system to be used.

大腸菌でタンパク質を大量発現させるには、発現ベクターに目的のcDNAを導入することが必要となる。この時発現ベクターに含まれるもので最も重要なのは、cDNAをRNAに転写させるためのプロモーターで多様なものが用いられている。発現しようとするタンパク質は、宿主である大腸菌に対して毒性をもつ場合もあるため、ほとんどのベクターでは何らかの形で発現を制御するようになっている。この制御は発現タンパク質をコードする遺伝子を組込んだベクターで大腸菌を形質転換してから発現誘導をかけるまでの間、大腸菌の増殖を妨げないためにも重要である。   In order to express a large amount of protein in E. coli, it is necessary to introduce the target cDNA into an expression vector. At this time, the most important thing contained in the expression vector is a variety of promoters for transcription of cDNA into RNA. Since the protein to be expressed may be toxic to E. coli as a host, most vectors are designed to control expression in some form. This control is important in order not to prevent the growth of E. coli during the period from the transformation of E. coli with a vector incorporating the gene encoding the expressed protein until the induction of expression.

プロモーターのすぐ下流、クローニングサイトのすぐ上流にはリボソーム結合部位、Shine-Dalgarno配列と呼ばれる塩基配列が含まれている。一般には使用するプロモーターの下流域に付随してくるものをそのまま利用することが多い。この部分はmRNAに転写されたあと、開始コドンAUGとともにリボソームRNAに結合する。Shine-Dalgarno配列と開始コドンの間が5〜10塩基の時に最も翻訳効率がよいといわれている。現在では融合タンパク質として発現させることがほとんどであるため、市販のベクターに合わせて最適化されたプロモーターとそのすぐ下流に存在する融合タンパク質の開始コドンをそのまま利用することになる。   A ribosome binding site and a base sequence called Shine-Dalgarno sequence are included immediately downstream of the promoter and immediately upstream of the cloning site. In general, those associated with the downstream region of the promoter used are often used as they are. This part is transcribed into mRNA and then binds to ribosomal RNA together with the initiation codon AUG. It is said that translation efficiency is best when the distance between the Shine-Dalgarno sequence and the start codon is 5 to 10 bases. At present, since it is almost always expressed as a fusion protein, the promoter optimized for the commercially available vector and the start codon of the fusion protein existing immediately downstream thereof are used as they are.

翻訳の効率化の観点からは、翻訳開始点付近のmRNAの高次構造が重要である。このため目的遺伝子のN末端付近をコードする塩基配列を、アミノ酸の置換なしに極力アデニンやチミンに富んだものに変換することが必要なこともある。さらに、高効率の発現を期待するならば、大腸菌におけるアミノ酸のコドンの使用頻度を考慮し、大腸菌に最適なコドンに置換することも重要である。   From the viewpoint of efficient translation, the higher order structure of mRNA near the translation start point is important. For this reason, it may be necessary to convert the nucleotide sequence encoding the vicinity of the N-terminus of the target gene into an adenine- or thymine-rich one as much as possible without amino acid substitution. Furthermore, if high-efficiency expression is expected, it is also important to replace the codon that is optimal for E. coli, considering the frequency of amino acid codon usage in E. coli.

また、通常大腸菌での発現系は細胞質内で行われるが、細胞質は還元的な環境下にあるため、抗体のようなS-S結合を有するタンパク質は封入体となってしまう。そこで、抗体の場合には、大腸菌発現は酸化的な環境下にあるペリプラズム内で行うのが一般的である。この場合、抗体のN末端にシグナル配列(例えばpel BリーダーやompT)を導入することで達成される。しかしながら、ペリプラズムでの発現系は細胞質に比べてその発現量が極めて低い。ここで、本発明で得られる抗体はDTTが存在する還元的な環境下で選択されたものであるため、大腸菌の細胞質内で発現させた場合においても、水溶性の機能性抗体として発現させることができる。   In addition, although the expression system in E. coli is usually carried out in the cytoplasm, the cytoplasm is in a reducing environment, and therefore a protein having an S—S bond such as an antibody becomes an inclusion body. Thus, in the case of antibodies, E. coli expression is generally performed in the periplasm under an oxidative environment. In this case, it is achieved by introducing a signal sequence (for example, pel B leader or ompT) at the N-terminus of the antibody. However, the expression level in the periplasm is extremely low compared to the cytoplasm. Here, since the antibody obtained in the present invention is selected in a reducing environment where DTT is present, it should be expressed as a water-soluble functional antibody even when expressed in the cytoplasm of E. coli. Can do.

本発明の製造法によって得られた一本鎖抗体は、タンパク質の免疫学的検出に使用できる。免疫学的検出の方法の例としては、ウエスタンブロット法、免疫染色法、蛍光抗体染色法、抗体チップ法、免疫沈降法が挙げられる。   The single chain antibody obtained by the production method of the present invention can be used for immunological detection of proteins. Examples of immunological detection methods include Western blotting, immunostaining, fluorescent antibody staining, antibody chip method, and immunoprecipitation.

また、本発明の製造法によって得られた一本鎖抗体と、タンパク質とを接触させ、一本鎖抗体とタンパク質との相互作用を検出することにより、タンパク質相互作用を検出することができる。タンパク質相互作用の検出の方法としては、蛍光相関分光法、蛍光イメージングアナライズ法、蛍光共鳴エネルギー移動法、エバネッセント場分子イメージング法、蛍光偏光解消法、表面プラズモン共鳴法、固相酵素免疫検定法が挙げられる。   In addition, the protein interaction can be detected by bringing the single-chain antibody obtained by the production method of the present invention into contact with a protein and detecting the interaction between the single-chain antibody and the protein. Methods for detecting protein interactions include fluorescence correlation spectroscopy, fluorescence imaging analyze, fluorescence resonance energy transfer, evanescent field molecular imaging, fluorescence depolarization, surface plasmon resonance, and solid-phase enzyme immunoassay. It is done.

ペプチドやタンパク質を、一本鎖抗体を用いて検出するためには、一本鎖抗体とペプチド、タンパク質を何らかの修飾剤、例えば蛍光色素で修飾したり、酵素や蛍光タンパク質(GFP)との融合タンパク質を構築したりして、検出する必要がある。一本鎖抗体とペプチド、タンパク質を蛍光色素で修飾する方法については前記した。融合タンパク質の構築は、GFP又は酵素、好ましくはアルカリ性ホスファターゼや西洋ワサビのペルオキシダーゼを一本鎖抗体のC末端又はN末端に融合させる。このような一本鎖抗体の融合タンパク質を無細胞翻訳系又は大腸菌やバキュロウイルス、動物細胞の系で発現、精製して得る。GFPの場合は蛍光で、アルカリ性ホスファターゼの場合は可視光で、西洋ワサビのペルオキシダーゼの場合は、化学発光をルミノメーターで検出する。また、タンパク質の検出には、一本鎖抗体のタグ(Flag-tag、T7-tag、HA-tag等)の二次抗体と、GFP又はアルカリ性ホスファターゼや西洋ワサビのペルオキシダーゼとの融合タンパク質を用いてもよい。以下に、一本鎖抗体を用いたペプチドやタンパク質の検出方法について述べる。   In order to detect peptides and proteins using single-chain antibodies, single-chain antibodies and peptides and proteins can be modified with some modifying agent, such as fluorescent dyes, or fusion proteins with enzymes and fluorescent proteins (GFP). Or need to be detected. The method for modifying single-chain antibodies, peptides, and proteins with fluorescent dyes has been described above. The fusion protein is constructed by fusing GFP or an enzyme, preferably alkaline phosphatase or horseradish peroxidase, to the C-terminus or N-terminus of a single chain antibody. Such a single-chain antibody fusion protein is obtained by expression and purification in a cell-free translation system or E. coli, baculovirus, or animal cell system. In the case of GFP, fluorescence is detected; in the case of alkaline phosphatase, visible light is detected; in the case of horseradish peroxidase, chemiluminescence is detected by a luminometer. For protein detection, a secondary antibody with a single-chain antibody tag (Flag-tag, T7-tag, HA-tag, etc.) and a fusion protein of GFP or alkaline phosphatase or horseradish peroxidase are used. Also good. Below, the detection method of the peptide and protein using a single chain antibody is described.

(1)抗体による免疫染色
研究対象となる分子の解析を始める際に、その機能を推測する手段の一つにその分子の局在性の検討が挙げられる。目的分子の発現を検討するためにさまざまな方法が開発されているが、そのいずれもが実験材料の準備や実験系の確立に多くの時間と手間を要する。それらの方法と比較して抗体を用いた組織染色は操作が比較的簡便であり、準備するものは対象分子を認識する抗体のみである。ある分子の解析を始めた時点でその分子を認識する抗体はなんらかの方法で手に入っている場合が多いので、初めての人でもすぐに実験を開始できる。また遺伝子の発現という形ではなく、タンパク質の存在を直接確認できるというのも本方法の優れた点である。しかしながらすべての抗体が組織染色に用いることができるわけではない。その分子が生体内でとる構造を認識できない抗体では良好な結果は望めない。組織染色に適した抗体を準備できるかが勝負の分かれ目になる。
(1) Immunostaining with antibodies One of the means for estimating the function of a molecule to be studied is to examine its localization. Various methods have been developed to investigate the expression of the target molecule, and all of them require a lot of time and labor to prepare experimental materials and establish experimental systems. Compared with these methods, tissue staining using an antibody is relatively easy to operate, and only an antibody that recognizes the target molecule is prepared. When you start analyzing a molecule, antibodies that recognize that molecule are often available in some way, so even the first person can start an experiment right away. Another advantage of this method is that the presence of the protein can be confirmed directly rather than in the form of gene expression. However, not all antibodies can be used for tissue staining. Good results cannot be expected with antibodies that cannot recognize the structure that the molecule takes in vivo. Whether or not an antibody suitable for tissue staining can be prepared is a turning point.

基本的な原理はウエスタンブロットと変わらないが、組織染色の場合には組織中にタンパク質をホルムアルデヒドなどで化学的に固定しその局在を検出する。固定された標的タンパク質を一次抗体および二次抗体を用いて検出するわけだが、そのシグナルが微弱で検出が困難である場合には、目的のシグナルのみを特異的に増幅する方法も開発されている。   The basic principle is the same as Western blotting, but in the case of tissue staining, the protein is chemically fixed in the tissue with formaldehyde or the like to detect its localization. A fixed target protein is detected using a primary antibody and a secondary antibody. When the signal is weak and difficult to detect, a method for specifically amplifying only the target signal has been developed. .

(2)蛍光抗体染色による内在性タンパク質の細胞内局在の観察
機能が不明であるタンパク質を解析するうえで、その分子を特異的に認識する抗体を用いて細胞内における内在性タンパク質の局在を観察することは、非常に有用な情報をもたらしてくれることが多い。GFP融合タンパク質として発現した場合などとは異なり、生細胞のままその分子の動きを観察するというわけにはいかないが、刺激や薬剤の処理に対する応答や細胞運動といったさまざまな状態における目的タンパク質の局在の変化を観察することができる。目的とするタンパク質に対する抗体がない場合でもそのタンパク質にタグをつけた状態で細胞内に一過的に発現させるなどの方法を用いることにより、タグに対する抗体を用いて同様に目的の分子の局在を観察することはできる。しかしながらこの場合に観察されたタグつきタンパク質の局在は、必ずしもそのタンパク質の実際の局在と一致するとは限らず、過剰に発現させたことによる結果であることも少なくない。実験の操作は比較的に容易であるが、抗体や目的タンパク質の局在によっては固定方法の条件検討が必要になる点、そして何よりも注目しているタンパク質に対する特異的な抗体を用意することが重要なポイントである。
(2) Observation of intracellular localization of endogenous proteins by fluorescent antibody staining Localization of endogenous proteins in cells using an antibody that specifically recognizes the molecule when analyzing proteins with unknown functions Observing is often very useful information. Unlike when expressed as a GFP fusion protein, it is not possible to observe the movement of the molecule as it is in a living cell, but localization of the target protein in various states such as response to stimulation and drug treatment and cell movement. Can be observed. Even if there is no antibody against the target protein, the target molecule can be localized in the same manner using the antibody against the tag by using a method such as transient expression in the cell with the tag attached. Can be observed. However, the localization of the tagged protein observed in this case is not always coincident with the actual localization of the protein, and is often the result of overexpression. Although the operation of the experiment is relatively easy, depending on the location of the antibody and target protein, it may be necessary to examine the conditions of the fixation method, and above all, it is possible to prepare a specific antibody for the protein of interest. It is an important point.

適切な固定法により細胞を固定した後、界面活性剤などを用いて膜を透過化(permealize; 浸透性を高くする)し、目的の分子に対する特異的な抗体(一次抗体)を用いて処理することにより、細胞内において目的タンパク質−抗体の複合体を形成させる。細胞内には非特異的に結合した抗体が多く残っているのでこれを洗浄して除き、次に一次抗体を認識しさらに蛍光物質で標識してある抗体(二次抗体)を用いて目的タンパク質−一次抗体−二次抗体という複合体を形成させる。一次抗体と同様に非特異的に結合している二次抗体を洗浄して除き、封入し、顕微鏡で観察する。   After fixing the cells by an appropriate fixation method, permealize the membrane with a surfactant or the like, and treat with a specific antibody (primary antibody) against the target molecule. Thus, a target protein-antibody complex is formed in the cell. Many non-specifically bound antibodies remain in the cells, which are removed by washing. Next, the target protein is detected using an antibody (secondary antibody) that recognizes the primary antibody and is labeled with a fluorescent substance. -A primary antibody-secondary antibody complex is formed. As with the primary antibody, the non-specifically bound secondary antibody is washed away, encapsulated, and observed with a microscope.

(3)ウエスタンブロット法
ウエスタンブロットとは、電気泳動後のタンパク質を電気的にメンブレンに転写する作業、あるいはそのような作業を含む一連の実験を言う。
(3) Western blotting Western blotting refers to a work of electrically transferring a protein after electrophoresis to a membrane or a series of experiments including such work.

タンパク質の電気泳動で一般的によく用いられる方法がSDS-PAGEである。試料に、還元剤であるSDSと負の電荷をもつ2-メルカプトエタノールなどを加えて熱処理することにより、タンパク質の高次構造がほぼ完全に破壊される。また、SDSがタンパク質の分子量比(1:1.4)でタンパク質に結合するため、均一な荷電状態となる。これをポリアクリルアミドゲル中で泳動すると、タンパク質の分子量にしたがって分離することができる。   A commonly used method in protein electrophoresis is SDS-PAGE. When the sample is subjected to heat treatment by adding SDS as a reducing agent and 2-mercaptoethanol having a negative charge, the higher order structure of the protein is almost completely destroyed. In addition, since SDS binds to the protein at a protein molecular weight ratio (1: 1.4), a uniform charge state is obtained. When this is run in a polyacrylamide gel, it can be separated according to the molecular weight of the protein.

SDS-PAGE後、ゲル内に展開したタンパク質を電気泳動的にメンブレンに転写し、試料中の目的タンパク質に対して特異的な抗体とメンブレン上で反応させて、目的のタンパク質を免疫的に検出する。   After SDS-PAGE, the protein developed in the gel is electrophoretically transferred to the membrane and reacted with an antibody specific for the target protein in the sample on the membrane to detect the target protein immunologically. .

ウエスタンブロットは、ゲル内に展開されたタンパク質バンドをほとんど拡散させることなくメンブレン上に転写できる。また、抗原抗体反応の特異性が高く、感度が高いことも特徴である。したがって、目的のタンパク質に対する抗体が入手できれば、特定のタンパク質を高感度で検出できる、手軽でよい方法と言える。   The Western blot can be transferred onto the membrane with little diffusion of the protein bands developed in the gel. It is also characterized by high specificity of antigen-antibody reaction and high sensitivity. Therefore, if an antibody against the target protein is available, it can be said that it is an easy and good method that can detect a specific protein with high sensitivity.

ここでは、SDS-PAGEおよび酵素活性を用いたウエスタンブロットの手法について記述するが、特にこのプロトコルに限定されるわけではない。ウエスタンブロットの操作の流れを以下に示す。(1)SDSなどを含むサンプルバッファーでタンパク質試料を変性させた後、SDS−PAGEによりタンパク質を分子量に従って分離する。(2)泳動後、ゲルをメンブレンと重ねて転写装置にセットし、ゲル内に展開したタンパク質バンドを電気的にメンブレン上に転写(ブロッティング)する。(3)タンパク質への非特異的吸着を防ぐためのブロッキングを行った後、目的タンパク質を特異的に認識する抗体と一次抗体反応させる。(4)一次抗体分子を特異的に認識する二次抗体(発色酵素つき)と二次抗体反応させる。(5)二次抗体につけた発色酵素の酵素活性、例えばペルオキシダーゼ活性やアルカリ性ホスファターセ活性を利用して発色反応させ、目的タンパク質を検出する。   Here, the method of Western blot using SDS-PAGE and enzyme activity is described, but it is not particularly limited to this protocol. The flow of Western blot operation is shown below. (1) After denaturing a protein sample with a sample buffer containing SDS or the like, the protein is separated according to molecular weight by SDS-PAGE. (2) After electrophoresis, the gel is overlapped with the membrane and set in a transfer device, and the protein band developed in the gel is electrically transferred (blotted) onto the membrane. (3) After blocking to prevent non-specific adsorption to the protein, a primary antibody reaction is carried out with an antibody that specifically recognizes the target protein. (4) The secondary antibody is reacted with a secondary antibody (with chromogenic enzyme) that specifically recognizes the primary antibody molecule. (5) The target protein is detected by color reaction using the enzyme activity of the chromogenic enzyme attached to the secondary antibody, for example, peroxidase activity or alkaline phosphatase activity.

(4)免疫沈降法
免疫沈降法(免沈、Immunoprecipitation、IP)とは、特異的な抗原−抗体反応および、一本鎖抗体のC末端部をビオチンで修飾したり、種々のタグ、例えばFlag-tag、T7-tag、HA-tag、His-tagなど(これはアガロースビーズに共有結合しているストレプトアビジンやタグ抗体と結合するので、遠心により簡単に溶液と分けられる)を用いることにより、使用した抗体に対応する抗原タンパク質だけを分離、精製する方法である。ただ現在は、単に抗原タンパク質だけを分離、精製するのみならず、むしろ「洗い」の強度や用いるライセートの界面活性剤を適度に弱めることで、抗体に直接結合する抗原タンパク質と一緒に複合体を作っているタンパク質を検出し、in vivoでのタンパク質−タンパク質相互作用を立証する際に最もよく使われる。そのため、in vitroでの結合しか立証できないプル−ダウンアッセイに比べ、検出できた際の意味合いは大きい。ただ免疫沈降法を行うにあたっては、特異性と親和性が高い抗体が必要である。この点、本発明で選択される高親和性抗体は目的に叶っている。一般に用いる抗体はウエスタンブロットよりも高いタイター(107〜109mol-1)を必要とし、かつ特異性もある程度以上が要求される。
(4) Immunoprecipitation method Immunoprecipitation method (immunoprecipitation, IP) is a specific antigen-antibody reaction and the C-terminal part of a single chain antibody is modified with biotin, or various tags such as Flag -tag, T7-tag, HA-tag, His-tag, etc. (This is easily separated from the solution by centrifugation because it binds to streptavidin or tag antibody covalently bound to agarose beads) In this method, only the antigenic protein corresponding to the antibody used is separated and purified. At present, however, not only the antigen protein alone is separated and purified, but rather the strength of “washing” and the surfactant of the lysate used are moderately weakened to form a complex together with the antigen protein that directly binds to the antibody. It is most often used to detect the protein being made and to establish protein-protein interactions in vivo. Therefore, the significance of detection is greater than that of pull-down assays that can only demonstrate in vitro binding. However, in performing immunoprecipitation, an antibody having high specificity and affinity is required. In this respect, the high-affinity antibody selected in the present invention is suitable for the purpose. Generally used antibodies require higher titers (10 7 to 10 9 mol −1 ) than Western blots, and a certain degree of specificity is required.

また、上述したように洗浄に用いるバッファー、洗浄の回数、可溶化バッファーの組成になどに応じて分離できるタンパク質複合体の様相が変化する。以下にプロトコルを示すが、特に限定されるものでない。(1)ライセートの回収:免疫沈降を行う準備段階としてまず細胞ないし組織からタンパク質溶液を得る必要がある。ここでどのような濃度、組成の溶液を作るかで後の免疫沈降の結果も変わってくる。ライセートにはいろいろなタンパク質が含まれている。(2)抗原−抗体反応:ライセートに目的とするタンパク質を認識する一本鎖抗体を加えることで抗原−抗体反応を起こさせる。(3)ビーズと抗体との結合:このままでは溶液内の抗体を分離できないため、それを可能とするよう、ストレプトアビジンやタグ抗体を共有結合させたアガロースビーズを加える。ストレプトアビジンやタグ抗体は一本鎖抗体のC末端の修飾されたビオチンやタグを特異的に認識して結合するため、この操作によって一本鎖抗体がビーズに結合した形となり、分離ができるようになる。(4)分離、精製:遠心することによりビーズを下に落とし、上清を除くことで分離する。さらに洗浄バッファーを加え、混和することで洗浄し、非特異的に結合しているタンパク質をある程度取り除く。(5)精製したタンパク質複合体の解析:タンパク質複合体に含まれているものをビーズからタンパク質を溶出させ、SDS−PAGEで分離することによって解析する。検出の方法としては、ウエスタンブロッティング(既知の場合で抗体をもっている時)やCBB染色などが用いられる。CBB染色して、未知のバンドが検出できた場合、MSで固定することもできる。   Further, as described above, the aspect of the protein complex that can be separated varies depending on the buffer used for washing, the number of washings, the composition of the solubilizing buffer, and the like. The protocol is shown below, but is not particularly limited. (1) Lysate recovery: As a preparatory stage for immunoprecipitation, it is first necessary to obtain a protein solution from cells or tissues. The result of the subsequent immunoprecipitation varies depending on the concentration and composition of the solution. Lysate contains a variety of proteins. (2) Antigen-antibody reaction: An antigen-antibody reaction is caused by adding a single-chain antibody that recognizes the target protein to the lysate. (3) Binding between beads and antibody: Since the antibody in the solution cannot be separated as it is, agarose beads to which streptavidin or a tag antibody is covalently bonded are added so as to make it possible. Streptavidin or tag antibody specifically recognizes and binds to C-terminal modified biotin or tag of single-chain antibody, so that this operation results in single-chain antibody bound to beads and can be separated. become. (4) Separation and purification: The beads are dropped by centrifugation and separated by removing the supernatant. Further, wash buffer is added and mixed to remove some non-specifically bound protein. (5) Analysis of the purified protein complex: The protein complex contained in the protein complex is eluted from the beads and analyzed by SDS-PAGE. As a detection method, Western blotting (when it has an antibody in a known case), CBB staining, or the like is used. If an unknown band can be detected by CBB staining, it can be fixed by MS.

本発明により得られる標的分子と相互作用するタンパク質(以下、「機能性タンパク質」ともいう)を用いた分子間相互作用の解析方法においては、通常には、上記で得られた修飾機能性タンパク質と標的分子を、修飾物質の種類や反応系の種類などにより適宜組み合わせて接触せしめ、修飾機能性タンパク質又は標的分子が発する信号において両分子間の相互作用に基づいて発生される上記信号の変化を測定することにより相互作用を解析する。また、相互作用の解析は、例えば、蛍光相関分光法、蛍光イメージングアナライズ法、蛍光共鳴エネルギー移動法、エバネッセント場分子イメージング法、蛍光偏光解消法、表面プラズモン共鳴法、又は、固相酵素免疫検定法により行われる。また、上記で得られた2組の修飾機能性タンパク質と標的分子を、修飾物質の種類や反応系の種類などにより適宜組み合わせて接触せしめ、修飾機能性タンパク質が発する信号において両抗原分子間の相互作用に基づいて発生される上記信号の変化を測定することにより相互作用を解析する。相互作用の解析は、例えば、蛍光相関分光法、蛍光イメージングアナライズ法、蛍光共鳴エネルギー移動法、エバネッセント場分子イメージング法、蛍光偏光解消法、表面プラズモン共鳴法、又は、固相酵素免疫検定法により行われる。以下これらの方法の詳細については記述する。標的分子及び相互作用は、上記に説明した通りである。   In the method for analyzing the interaction between molecules using a protein that interacts with the target molecule obtained by the present invention (hereinafter also referred to as “functional protein”), the modified functional protein obtained above is usually The target molecule is brought into contact with the appropriate combination depending on the type of modifier and the type of reaction system, and the change in the signal generated based on the interaction between the two molecules in the signal generated by the modified functional protein or target molecule is measured. To analyze the interaction. In addition, the analysis of the interaction can be performed, for example, by fluorescence correlation spectroscopy, fluorescence imaging analyze method, fluorescence resonance energy transfer method, evanescent field molecular imaging method, fluorescence depolarization method, surface plasmon resonance method, or solid phase enzyme immunoassay method Is done. In addition, the two sets of modified functional proteins obtained above and the target molecule are brought into contact with each other in an appropriate combination depending on the type of the modifying substance, the type of reaction system, etc. The interaction is analyzed by measuring the change in the signal generated based on the action. The analysis of the interaction is performed by, for example, fluorescence correlation spectroscopy, fluorescence imaging analyze, fluorescence resonance energy transfer, evanescent field molecular imaging, fluorescence depolarization, surface plasmon resonance, or solid phase enzyme immunoassay. Is called. Details of these methods are described below. The target molecule and the interaction are as described above.

用いられる機能性タンパク質は、態様に応じて修飾物質により修飾して用いることができる。修飾物質は、通常、蛍光性物質などの非放射性修飾物質から選択される。蛍光物質としては、フリーの官能基(例えばカルボキシル基、水酸基、アミノ基など)を持ち、タンパク質、核酸等の上記一本鎖抗体と連結可能な種々の蛍光色素、例えばフルオレセイン系列、ローダミン系列、Cy3、Cy5、エオシン系列、NBD系列などのいかなるものであってもよい。その他、色素など修飾可能な化合物であれば、その化合物の種類、大きさは問わない。   The functional protein to be used can be used after being modified with a modifying substance depending on the embodiment. The modifying substance is usually selected from non-radioactive modifying substances such as fluorescent substances. Fluorescent substances include various fluorescent dyes that have free functional groups (for example, carboxyl group, hydroxyl group, amino group, etc.) and can be linked to the above single-chain antibodies such as proteins and nucleic acids, such as fluorescein series, rhodamine series, Cy3 , Cy5, eosin series, NBD series, etc. In addition, as long as it is a modifiable compound such as a dye, the type and size of the compound are not limited.

これらの修飾物質は、標的分子と修飾機能性タンパク質との間の相互作用に基づいて発生される信号の変化の測定又は解析方法に適したものが適宜用いられる。
上記修飾物質の機能性タンパク質への結合は、それ自体既知の適当な方法を用いて行うことができる。具体的には、例えば、上に記載したC末端を修飾する方法等を用いることができる。また、修飾機能性タンパク質または本発明に用いられる標的分子は態様に応じて、固相に結合させる場合があるが、固相に結合させる方法としては、修飾物質を介して結合させるものと、それ以外の部分により結合させるものが挙げられる。
As these modifiers, those suitable for measuring or analyzing a change in signal generated based on the interaction between the target molecule and the modified functional protein are appropriately used.
Binding of the modifying substance to the functional protein can be performed using an appropriate method known per se. Specifically, for example, the above-described method for modifying the C-terminus can be used. In addition, the modified functional protein or the target molecule used in the present invention may be bound to a solid phase depending on the embodiment. As a method of binding to the solid phase, a method of binding via a modifying substance, What is combined by parts other than is mentioned.

修飾物質を介して結合させる場合に用いられる修飾物質は、通常には、特定のポリペプチドに特異的に結合する分子(以下、「リガンド」と称することがある。)であり、固相表面には該リガンドと結合する特定のポリペプチド(以下、「アダプタータンパク質」と称することがある)を結合させる。アダプタータンパク質には、結合タンパク質、受容体を構成する受容体タンパク質、抗体なども含まれる。アダプタータンパク質/リガンドの組み合わせとしては、例えば、アビジンおよびストレプトアビジン等のビオチン結合タンパク質/ビオチン、マルトース結合タンパク質/マルトース、Gタンパク質/グアニンヌクレオチド、ポリヒスチジンペプチド/ニッケルあるいはコバルト等の金属イオン、グルタチオン−S−トランスフェラーゼ/グルタチオン、DNA結合タンパク質/DNA、抗体/抗原分子(エピトープ)、カルモジュリン/カルモジュリン結合ペプチド、ATP結合タンパク質/ATP、あるいはエストラジオール受容体タンパク質/エストラジオールなどの各種受容体タンパク質/そのリガンドなどが挙げられる。   The modifier used for binding via a modifier is usually a molecule that specifically binds to a specific polypeptide (hereinafter sometimes referred to as a “ligand”) and is attached to the solid surface. Binds a specific polypeptide that binds to the ligand (hereinafter sometimes referred to as "adapter protein"). Adapter proteins include binding proteins, receptor proteins that constitute receptors, antibodies, and the like. Examples of adapter protein / ligand combinations include biotin-binding proteins / biotin such as avidin and streptavidin, maltose-binding protein / maltose, G protein / guanine nucleotide, polyhistidine peptide / nickel or metal ions such as cobalt, glutathione-S -Transferase / glutathione, DNA binding protein / DNA, antibody / antigen molecule (epitope), calmodulin / calmodulin binding peptide, ATP binding protein / ATP, or various receptor proteins such as estradiol receptor protein / estradiol / ligands thereof It is done.

これらの中で、アダプタータンパク質/リガンドの組み合わせとしては、アビジンおよびストレプトアビジンなどのビオチン結合タンパク質、マルトース結合タンパク質/マルトース、ポリヒスチジンペプチド/ニッケルあるいはコバルト等の金属イオン、グルタチオン−S−トランスフェラーゼ/グルタチオン、などが好ましく、特にストレプトアビジン/ビオチンの組み合わせが最も好ましい。これらの結合タンパク質は、それ自体既知のものであり、該タンパク質をコードするDNAは既にクローニングされている。   Among these, adapter protein / ligand combinations include biotin-binding proteins such as avidin and streptavidin, maltose-binding protein / maltose, polyhistidine peptide / metal ions such as nickel or cobalt, glutathione-S-transferase / glutathione, The combination of streptavidin / biotin is most preferable. These binding proteins are known per se, and the DNA encoding the protein has already been cloned.

アダプタータンパク質の固相表面への結合は、それ自体既知の方法を用いることができるが、具体的には、例えば、タンニン酸、ホルマリン、グルタルアルデヒド、ピルビックアルデヒド、ビス−ジアゾ化ベンジゾン、トルエン-2,4-ジイソシアネート、アミノ基、活性エステルに変換可能なカルボキシル基、又はホスホアミダイドに変換可能な水酸基あるいはアミノ基などを利用する方法を用いることができる。   The adapter protein can be bound to the solid phase surface by a method known per se. Specifically, for example, tannic acid, formalin, glutaraldehyde, pyruvaldehyde, bis-diazotized benzidone, toluene- A method using a 2,4-diisocyanate, an amino group, a carboxyl group that can be converted into an active ester, a hydroxyl group or an amino group that can be converted into a phosphoramidide, or the like can be used.

修飾物質以外の部分により固相に結合させる場合は、通常タンパク質、核酸、糖鎖、低分子化合物を固相に結合させるのに用いられる既知の方法、具体的には例えば、タンニン酸、ホルマリン、グルタルアルデヒド、ピルビックアルデヒド、ビス−ジアゾ化ベンジゾン、トルエン-2,4-ジイソシアネート、アミノ基、活性エステルに変換可能なカルボキシル基、又はホスホアミダイドに変換可能な水酸基あるいはアミノ基などを利用する方法を用いることができる。   When binding to the solid phase by a moiety other than the modifying substance, known methods commonly used for binding proteins, nucleic acids, sugar chains, and low molecular weight compounds to the solid phase, specifically, for example, tannic acid, formalin, Use a method that uses glutaraldehyde, pyruvic aldehyde, bis-diazotized benzidone, toluene-2,4-diisocyanate, amino group, carboxyl group that can be converted to active ester, hydroxyl group or amino group that can be converted to phosphoramidide, etc. be able to.

「測定」とは解析のために用いられる信号の変化を収集するための手段であり、いかなる意味においても限定的に解釈してはならない。用いられる測定法としては、例えば、蛍光相関分光法、蛍光共鳴エネルギー移動法、エバネッセント場分子イメージング法、蛍光偏光解消法、蛍光イメージングアナライズ法、表面プラズモン共鳴法、固相酵素免疫検定法など、分子間相互作用を検出できるあらゆる系が利用可能である。   “Measurement” is a means for collecting changes in the signal used for analysis and should not be construed as limiting in any way. Examples of the measurement method used include molecular correlation such as fluorescence correlation spectroscopy, fluorescence resonance energy transfer method, evanescent field molecular imaging method, fluorescence depolarization method, fluorescence imaging analyze method, surface plasmon resonance method, solid phase enzyme immunoassay method, etc. Any system capable of detecting intermolecular interactions is available.

蛍光相関分光法(Fluorescence Correlation Spectroscopy(FCS): Eigen, M., et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 91, 5740-5747(1994))は、共焦点レーザー顕微鏡等の下で、粒子の流動速度、あるいは拡散率、容積収縮等を測定する方法であり、本発明においては、修飾機能性タンパク質(C末端修飾機能性タンパク質)と抗原分子間の相互作用により元の修飾分子1分子の並進ブラウン運動の変化を測定することにより、相互作用する分子を測定することができる。具体的には試料粒子が励起光により励起されて、試料液容積の一部において蛍光を放射し、この放射光を測定し光子割合を得る。この値は、特定の時間に観測されている空間容積中に存在する粒子の数と共に変化する。上述した種々のパラメーターは自己相関関数を使用してこの信号の変動から算出され得る。このFCSを行う為の装置もカールツァイス(Zeiss)社等から市販されており、本方法においてもこれらの装置を用いて解析を行うことができる。この方法を用いて機能性タンパク質−標的分子間および標的分子間相互作用の測定又は解析を行う場合、C末端修飾機能性タンパク質または標的分子のいずれも溶液として供することが必要である(液相法)。標的分子は修飾の必要はない。また相互作用を調べようとするC末端修飾機能性タンパク質より非常に分子量の小さい分子は、C末端修飾機能性タンパク質のブラウン運動に影響を及ぼさないため本方法においてはふさわしくない。   Fluorescence Correlation Spectroscopy (FCS): Eigen, M., et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 91, 5740-5747 (1994)) In the present invention, the original modified molecule 1 is determined by the interaction between the modified functional protein (C-terminal modified functional protein) and the antigen molecule. By measuring the change in the translational Brownian motion of the molecule, the interacting molecule can be measured. Specifically, sample particles are excited by excitation light to emit fluorescence in a part of the sample liquid volume, and the emitted light is measured to obtain a photon ratio. This value varies with the number of particles present in the spatial volume observed at a particular time. The various parameters described above can be calculated from this signal variation using an autocorrelation function. An apparatus for performing this FCS is also commercially available from Carl Zeiss, etc., and in this method, analysis can be performed using these apparatuses. When measuring or analyzing functional protein-target molecule and target molecule interactions using this method, it is necessary to provide either the C-terminal modified functional protein or the target molecule as a solution (liquid phase method). ). The target molecule need not be modified. In addition, a molecule having a molecular weight much smaller than that of the C-terminal modified functional protein to be examined for interaction does not affect the Brownian motion of the C-terminal modified functional protein, and thus is not suitable in this method.

しかし、2種類の蛍光色素を用いる蛍光相互相関分光法(FCCS)は、1種類の蛍光色素を用いるFCSでは困難であった同じくらいの分子量をもつタンパク質間の相互作用も検出できる。2種類の蛍光色素を用いる他の方法としては蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)法が知られているが、FRETが生じるためには2つの蛍光色素が40〜50Å以内に近接する必要があり、タンパク質の大きさや蛍光色素の付いている位置によっては、相互作用していてもFRETが観測されない危険性がある。FCCS法では相互相関の検出は蛍光色素間の距離に依存しないので、そのような問題がない。一方、他の検出系である蛍光偏向解消法と比較すると、FCCS法は必要なサンプル量が少なく、検出時間が短く、HTSのための自動化が容易等の長所がある。さらにFCCS法では蛍光標識された分子の大きさや数というきわめて基本的な情報が得られるので、表面プラズモン共鳴法のように汎用的な用途に利用できる可能性がある。両者の違いは、表面プラズモン共鳴法ではタンパク質が固定化された状態で相互作用を検出するのに対して、FCCS法ではより天然の状態に近い溶液中の相互作用を見ることができる点にある。FCCS法では、タンパク質の固定化が必要ないかわりに、タンパク質を蛍光色素で標識する必要があるが、本発明により、この課題を克服することが可能となった。   However, fluorescence cross-correlation spectroscopy (FCCS) using two types of fluorescent dyes can also detect interactions between proteins with similar molecular weights that were difficult with FCS using one type of fluorescent dye. As another method using two types of fluorescent dyes, the fluorescence resonance energy transfer (FRET) method is known, but in order for FRET to occur, the two fluorescent dyes must be close to each other within 40 to 50 mm, and protein Depending on the size and position of the fluorescent dye, FRET may not be observed even if they interact. In the FCCS method, the detection of cross-correlation does not depend on the distance between fluorescent dyes, so there is no such problem. On the other hand, the FCCS method has advantages such as a small amount of sample, a short detection time, and easy automation for HTS as compared with the fluorescence detection method that is another detection system. Furthermore, since the FCCS method provides extremely basic information such as the size and number of fluorescently labeled molecules, it may be used for general purposes such as the surface plasmon resonance method. The difference between the two is that the surface plasmon resonance method detects the interaction while the protein is immobilized, whereas the FCCS method allows the interaction in a solution closer to the natural state to be observed. . In the FCCS method, it is necessary to label the protein with a fluorescent dye instead of immobilizing the protein, but the present invention has made it possible to overcome this problem.

本方法において2種類の蛍光色素で修飾された2組のタンパク質−標的分子の系において、接触せしめる方法としては、両標的分子が相互作用するに十分な程度に接触する方法であれば如何なるものであってもよいが、好ましくは市販のFCCS用装置の測定用ウェルに通常生化学的に用いられる緩衝液等に適当な濃度でそれぞれ発光波長が重ならない蛍光色素で標識された2種のC末端修飾機能性タンパク質を溶解した溶液を投入し、さらに同緩衝液に適当な濃度で2種の未標識の標的分子を溶解した溶液を投入する方法によって行われる。   In this method, in the system of two sets of protein-target molecules modified with two kinds of fluorescent dyes, any contact method can be used as long as both target molecules are in contact with each other sufficiently. There may be two C-terminals labeled with fluorescent dyes that do not overlap with each other at a suitable concentration in a buffer solution or the like that is usually used biochemically in a measurement well of a commercially available FCCS device. This is performed by a method in which a solution in which the modified functional protein is dissolved is added, and a solution in which two kinds of unlabeled target molecules are dissolved in an appropriate concentration in the same buffer.

この方法において、同時に多数の解析を行う方法としては、例えば上記FCCS用測定装置の各測定用ウェルにそれぞれ異なる複数のC末端修飾機能性タンパク質を投入し、これにそれぞれの機能性タンパク質に結合し得る標的分子溶液を投入するか、あるいは特定のC末端修飾機能性タンパク質を投入し、各ウェルに互いに異なる複数種の標的分子溶液を投入する方法が用いられる。   In this method, as a method for performing a large number of analyzes at the same time, for example, a plurality of different C-terminal modified functional proteins are introduced into each measurement well of the above-described measurement apparatus for FCCS, and this is bound to each functional protein. Either a target molecule solution to be obtained or a specific C-terminal modified functional protein is introduced, and a plurality of different target molecule solutions are introduced into each well.

蛍光イメージングアナライズ法(抗体チップ法)は、固相化された分子に、修飾分子を接触せしめ、両分子の相互作用により、固相化された分子上にとどまった修飾分子から発せられる蛍光を、市販の蛍光イメージングアナライザーを用いて測定又は解析する方法である。   In the fluorescence imaging analysis method (antibody chip method), a modified molecule is brought into contact with a solid phased molecule, and the fluorescence emitted from the modified molecule remaining on the solid phased molecule due to the interaction of both molecules, It is a method of measuring or analyzing using a commercially available fluorescence imaging analyzer.

この方法を用いて機能性タンパク質−標的分子間、標的−標的分子間相互作用の測定又は解析を行う場合、C末端修飾機能性タンパク質または標的分子のいずれか一方は上記した方法により固相化されていることが必要である。標的分子は固相化して用いる場合には修飾されているものと、されていないもののどちらも利用可能である。また、固相化しないで用いる場合には上記した修飾物質により修飾されていることが必要である。C末端修飾機能性タンパク質は、修飾部を介して固定化されているものも、修飾部以外の部分、例えばGSTのような融合タンパク質やFlag-tag、His-tag等で固定化されているものも用いることができる。   When measuring or analyzing functional protein-target molecule interaction or target-target molecule interaction using this method, either the C-terminal modified functional protein or the target molecule is immobilized on the solid phase by the above-described method. It is necessary to be. When the target molecule is used in the form of a solid phase, both modified and unmodified molecules can be used. Moreover, when using it without making it solid-phased, it needs to be modified with the above-mentioned modifying substance. The C-terminal modified functional protein is immobilized via a modified part, or is immobilized by a part other than the modified part, such as a fusion protein such as GST, Flag-tag, His-tag, etc. Can also be used.

C末端修飾機能性タンパク質、または標的分子を固相化するための基板としては、通常タンパク質や核酸等を固定化するのに用いられるニトロセルロースメンブレンやナイロンメンブレン、あるいはスライドガラスやプラスチック製のマイクロプレート等も用いることができる。   As a substrate for immobilizing C-terminal-modified functional protein or target molecule, a nitrocellulose membrane or nylon membrane usually used for immobilizing proteins, nucleic acids, etc., or a slide glass or plastic microplate Etc. can also be used.

本方法において修飾標的分子あるいは機能性タンパク質を固相化分子へ接触せしめる方法としては、両分子が相互作用するに十分な程度に接触する方法であればいかなるものであってもよいが、好ましくは修飾標的分子あるいはC末端修飾機能性タンパク質を生化学的に通常使用される緩衝液に適当な濃度で溶解した溶液を作成し、これを固相表面に接触させる方法が好ましい。   In this method, the method for bringing the modified target molecule or functional protein into contact with the immobilized molecule may be any method as long as it is a method that allows both molecules to interact with each other. A method of preparing a solution in which a modified target molecule or a C-terminal modified functional protein is dissolved in an appropriate concentration in a buffer that is usually used biochemically and bringing it into contact with the solid surface is preferred.

両分子を接触せしめた後、好ましくは過剰に存在する修飾標的分子あるいはC末端修飾機能性タンパク質を同緩衝液等により洗浄する工程を行い、固相上にとどまった標的分子あるいはC末端修飾機能性タンパク質の修飾物質から発せられる蛍光信号、又は固相化されている修飾分子から発せられる蛍光と固相上にとどまった修飾分子から発せられる蛍光が混ざり合った信号を、市販のイメージングアナライザーを用いて測定あるいは解析することにより、固相化された分子と相互作用する分子を同定することができる。   After bringing both molecules into contact, the target molecule or C-terminal modified functionality that has remained on the solid phase is preferably washed with the same buffer or the like in the excess of the modified target molecule or C-terminal modified functional protein. Using a commercially available imaging analyzer, a fluorescent signal emitted from a protein modifier or a mixture of fluorescence emitted from a modified molecule immobilized on a solid phase and fluorescence emitted from a modified molecule remaining on the solid phase By measuring or analyzing, a molecule that interacts with the immobilized molecule can be identified.

この方法において、同時に多数の解析を行う方法としては、例えば上記固相表面に、複数のC末端修飾機能性タンパク質あるいは修飾又は非修飾標的分子を番地付けして固相化する方法、あるいは1種類のC末端修飾機能性タンパク質または修飾もしくは非修飾標的分子に固相化されていない複数種のC末端修飾機能性タンパク質または修飾標的分子を接触させる方法等が用いられる。複数種のC末端修飾機能性タンパク質または修飾標的分子を接触させる場合には、固相にとどまった該分子を緩衝液の濃度の差等により解離させて取得し、これを既知の方法により分析することにより同定できる。   In this method, as a method for performing a large number of analyzes simultaneously, for example, a method of immobilizing a plurality of C-terminal modified functional proteins or modified or unmodified target molecules on the solid phase surface, or one type Or a method of contacting a plurality of C-terminal modified functional proteins or modified target molecules not immobilized on the C-terminal modified functional protein or modified or unmodified target molecule. When contacting a plurality of types of C-terminal modified functional proteins or modified target molecules, the molecules remaining on the solid phase are obtained by dissociation due to differences in buffer concentration, etc., and analyzed by a known method. Can be identified.

蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)法は、2種類の蛍光色素を用いる他の分子間相互作用検出法としてよく知られている。FRETとは、2種類の蛍光色素の一方(エネルギー供与体)の蛍光スペクトルと、もう一方(エネルギー受容体)の吸収スペクトルに重なりがあるとき、2つの蛍光色素間の距離が十分小さいと、供与体からの発光が起こらないうちに、その励起エネルギーが受容体を励起してしまう確率が高くなる現象をいう。したがって、相互作用を検出したい2つのタンパク質を、それぞれ供与体および受容体となる蛍光色素で標識しておき、供与体を励起すれば、2つのタンパク質が相互作用しない場合は、蛍光色素間の距離が大きいためFRETは起こらず、供与体の蛍光スペクトルが観察されるが、2つのタンパク質が相互作用して蛍光色素間の距離が小さくなると、FRETにより受容体の蛍光スペクトルが観察されるので、蛍光スペクトルの波長の違いからタンパク質間相互作用の有無を判別することができる。蛍光色素としては、供与体がフルオレセイン、受容体がローダミンという組み合わせがよく用いられている。また最近では、蛍光緑色タンパク質(GFP)の波長の異なる変異体の組み合わせにより、細胞の中でFRETを観察し相互作用を検出する試みがなされている。この方法の欠点としては、FRETが生じるために2つの蛍光色素が40〜50Å以内に近接する必要があるため、タンパク質の大きさや蛍光色素の付いている位置によっては、相互作用していてもFRETが観測されない危険性があるという点が挙げられる。   The fluorescence resonance energy transfer (FRET) method is well known as another intermolecular interaction detection method using two types of fluorescent dyes. FRET means that when there is an overlap between the fluorescence spectrum of one of the two types of fluorescent dye (energy donor) and the absorption spectrum of the other (energy acceptor), if the distance between the two fluorescent dyes is sufficiently small, A phenomenon in which the probability that the excitation energy excites the acceptor before the light emission from the body occurs. Therefore, if the two proteins whose interaction is to be detected are labeled with a fluorescent dye serving as a donor and acceptor, respectively, and the donor is excited, the distance between the fluorescent dyes does not interact with the two proteins. FRET does not occur and the donor's fluorescence spectrum is observed, but when the two proteins interact and the distance between the fluorescent dyes decreases, the acceptor's fluorescence spectrum is observed by FRET. The presence or absence of protein-protein interaction can be determined from the difference in spectral wavelength. As a fluorescent dye, a combination in which a donor is fluorescein and an acceptor is rhodamine is often used. Recently, an attempt has been made to detect interactions by observing FRET in cells using a combination of mutants having different wavelengths of fluorescent green protein (GFP). The disadvantage of this method is that the two fluorescent dyes need to be close to each other within 40 to 50 mm for FRET to occur, so depending on the size of the protein and the position where the fluorescent dye is attached, FRET There is a point that there is a risk that will not be observed.

エバネッセント場分子イメージング法とは、Funatsu, T., et al., Nature, 374, 555-559 (1995)等に記載されている方法で、ガラス等の透明体に固相化した分子に溶液として第2の分子を接触せしめ、これにエバネッセント場が発生する角度でレーザー光等の光源を照射し、発生したエバネッセント光を検出器によって測定又は解析する方法である。これらの操作は、それ自体既知のエバネッセント場蛍光顕微鏡装置を用いて行うことができる。   The evanescent field molecular imaging method is a method described in Funatsu, T., et al., Nature, 374, 555-559 (1995), etc. This is a method in which a second molecule is brought into contact, a light source such as a laser beam is irradiated at an angle at which an evanescent field is generated, and the generated evanescent light is measured or analyzed by a detector. These operations can be performed using an evanescent field fluorescence microscope apparatus known per se.

この方法を用いてタンパク質間相互作用の測定又は解析を行う場合、C末端修飾機能性タンパク質または標的分子のいずれか一方は上記した方法により固相化されていることが必要である。標的分子は固相化する場合は修飾の必要はないが、固相化しないで用いる場合には上記した修飾物質により修飾されていることが必要である。   When measuring or analyzing a protein-protein interaction using this method, either the C-terminal modified functional protein or the target molecule needs to be immobilized by the method described above. The target molecule does not need to be modified when immobilized, but needs to be modified with the above-described modifying substance when used without being immobilized.

C末端修飾機能性タンパク質または標的分子を固相化するための基板としては、ガラス等の材質の基板が用いられ、好ましくは石英ガラスが用いられる。また、レーザー光の散乱等を防ぐために表面を超音波洗浄したものが好ましい。   As the substrate for immobilizing the C-terminal modified functional protein or the target molecule, a substrate made of a material such as glass is used, and quartz glass is preferably used. In addition, it is preferable to ultrasonically clean the surface in order to prevent scattering of laser light and the like.

本方法において固相化していないC末端修飾機能性タンパク質または修飾標的分子を固相化分子へ接触せしめる方法としては、両分子が相互作用するに十分な程度に接触する方法であればいかなるものであってもよいが、好ましくは固相化していないC末端修飾機能性タンパク質または修飾標的分子を生化学的に通常使用される緩衝液に適当な濃度で溶解した溶液を作成し、これを固相表面に滴下する方法が好ましい。   In this method, the C-terminal modified functional protein or the modified target molecule that has not been immobilized can be brought into contact with the immobilized molecule as long as both molecules are in contact with each other to a sufficient extent to interact with each other. A solution prepared by dissolving a non-immobilized C-terminal modified functional protein or modified target molecule in an appropriate concentration in a biochemically used buffer is preferably prepared. A method of dropping on the surface is preferred.

両分子を接触せしめた後、エバネッセント場照明により励起された蛍光をCCDカメラ等の検出器を用いて測定することにより、固相化された分子と相互作用する分子を同定することができる。   After bringing both molecules into contact with each other, by measuring the fluorescence excited by the evanescent field illumination using a detector such as a CCD camera, a molecule that interacts with the solid-phased molecule can be identified.

この方法において、同時に多数の解析を行う方法としては、例えば上記基板に、複数のC末端修飾機能性タンパク質または修飾標的分子を番地付けして固相化する方法等が用いられる。   In this method, as a method for performing a large number of analyzes simultaneously, for example, a method in which a plurality of C-terminal modified functional proteins or modified target molecules are addressed and immobilized on the substrate is used.

蛍光偏光法(Perran, J., et al., J. Phys. Rad., 1, 390-401(1926))は、蛍光偏光で励起された蛍光分子が、励起状態の間、定常状態を保っている場合には同一の偏光平面で蛍光を放射するが、励起された分子が励起状態中に回転ブラウン運動等を行った場合に、放射された蛍光は励起光とは異なった平面になることを利用する方法である。分子の運動はその大きさに影響を受け、蛍光分子が高分子である場合には、励起状態の間の分子の運動はほとんどなく、放射光は偏光を保ったままになっているのに対して、低分子の蛍光分子の場合は、運動速度が速いために放射光の偏光が解消される。そこで、平面偏光で励起された蛍光分子から放射される蛍光の強度を、元の平面とそれに垂直な平面とで測定し、両平面の蛍光強度の割合からこの分子の運動性およびその存在状態に関する情報が得られるものである。この方法によれば、夾雑物があってもこれに影響されることなく、蛍光修飾された分子と相互作用する標的分子の挙動を追跡できる。これは蛍光修飾された分子と標的分子が相互作用するときにのみ、偏光度の変化として測定されるからである。   Fluorescence polarization (Perran, J., et al., J. Phys. Rad., 1, 390-401 (1926)) allows fluorescent molecules excited by fluorescence polarization to remain stationary during the excited state. If the excited molecules undergo rotational Brownian motion during the excited state, the emitted fluorescence will be in a different plane from the excitation light. It is a method of using. The movement of the molecule is affected by its size, and when the fluorescent molecule is a polymer, there is little movement of the molecule during the excited state, whereas the emitted light remains polarized. Thus, in the case of a low-molecular fluorescent molecule, since the movement speed is high, the polarization of the emitted light is canceled. Therefore, the intensity of fluorescence emitted from a fluorescent molecule excited by plane-polarized light is measured on the original plane and a plane perpendicular to it, and the mobility of this molecule and its existence state are determined from the ratio of the fluorescence intensity on both planes. Information can be obtained. According to this method, the behavior of a target molecule that interacts with a fluorescently modified molecule can be traced without being affected by impurities. This is because a change in the degree of polarization is measured only when the fluorescence-modified molecule interacts with the target molecule.

この方法を行うための装置としては例えばBECON(Panyera社製)等が市販されており、本方法もこれらの装置を用いることにより行うことができる。
この方法を用いてタンパク質間相互作用の測定又は解析を行う場合、C末端修飾機能性タンパク質または標的分子のいずれも溶液として供する必要である。標的分子は修飾の必要はない。また相互作用を調べようとするC末端修飾機能性タンパク質より非常に分子量の小さい分子は、C末端修飾機能性タンパク質のブラウン運動に影響を及ぼさないため本方法においてはふさわしくない。
For example, BECON (manufactured by Panyera) is commercially available as an apparatus for performing this method, and this method can also be performed by using these apparatuses.
When measuring or analyzing protein-protein interactions using this method, it is necessary to provide either a C-terminal modified functional protein or a target molecule as a solution. The target molecule need not be modified. In addition, a molecule having a molecular weight much smaller than that of the C-terminal modified functional protein to be examined for interaction does not affect the Brownian motion of the C-terminal modified functional protein, and thus is not suitable in this method.

本方法において2組のC末端修飾機能性タンパク質−標的分子を接触せしめる方法としては、両分子が相互作用するに十分な程度に接触する方法であれば如何なるものであってもよいが、好ましくは市販の蛍光偏光解消装置の測定用ウェルに通常生化学的に用いられる緩衝液等に適当な濃度でC末端修飾機能性タンパク質を溶解した溶液を投入し、さらに同緩衝液に適当な濃度で標的分子を溶解した溶液を投入する方法によって行われる。   In this method, as a method of bringing two sets of C-terminal modified functional protein-target molecules into contact, any method can be used as long as both molecules are brought into contact with each other to a sufficient extent, and preferably A solution in which the C-terminal-modified functional protein is dissolved at an appropriate concentration is put into a buffer solution or the like that is usually used biochemically in a measurement well of a commercially available fluorescence depolarizer, and further a target at an appropriate concentration in the same buffer solution. This is performed by a method of adding a solution in which molecules are dissolved.

本方法において測定する2つの標的間の相互作用は、最適の組み合わせを検出するためには、相互作用の程度を数値化することが有効である。相互作用の程度を示す指標としては、例えば一定濃度のC末端修飾機能性タンパク質に対して、極大蛍光偏光度を与える最小標的物濃度の値等を用いることができる。   As for the interaction between two targets measured in this method, it is effective to quantify the degree of interaction in order to detect the optimum combination. As an index indicating the degree of interaction, for example, the value of the minimum target concentration that gives the maximum degree of fluorescence polarization for a constant concentration of C-terminal modified functional protein can be used.

表面プラズモン共鳴法とは、金属/液体界面で相互作用する分子によって表面プラズモンが励起され、これを反射光の強度変化で測定する方法である(Cullen, D.C., et al., Biosensors, 3(4), 211-225(1987-88))。この方法を用いてタンパク質−標的分子間相互作用の測定又は解析を行う場合、C末端修飾タンパク質は上記した方法により固相化されていることが必要であるが、標的分子の修飾は必要ない。   Surface plasmon resonance is a method in which surface plasmon is excited by molecules interacting at the metal / liquid interface and this is measured by the change in intensity of reflected light (Cullen, DC, et al., Biosensors, 3 (4 ), 211-225 (1987-88)). When measuring or analyzing a protein-target molecule interaction using this method, the C-terminal modified protein needs to be solid-phased by the method described above, but the target molecule does not need to be modified.

C末端修飾機能性タンパク質を固相化するための基板としては、ガラスの等の透明基板上に金、銀、白金等の金属薄膜が構成されたものが用いられる。透明基板としては、通常表面プラズモン共鳴装置用に用いられるものであればいかなるものであってもよく、レーザー光に対して透明な材料からなるものとして一般的にはガラス等からなるものであり、その厚さは0.1〜5mm程度のものが用いられる。また金属薄膜の膜厚は100〜2000Å程度が適当である。このような表面プラズモン共鳴装置用固基板として市販されているものも用いることができる。C末端修飾機能性タンパク質の上記基板への固相化は前述した方法により行うことができる。   As the substrate for immobilizing the C-terminal modified functional protein, a substrate in which a metal thin film such as gold, silver, or platinum is formed on a transparent substrate such as glass is used. As the transparent substrate, any material can be used as long as it is usually used for a surface plasmon resonance device, and it is generally made of glass or the like as a material transparent to laser light, A thickness of about 0.1 to 5 mm is used. The thickness of the metal thin film is suitably about 100 to 2000 mm. A commercially available solid substrate for such a surface plasmon resonance apparatus can also be used. The immobilization of the C-terminal modified functional protein on the substrate can be performed by the method described above.

本方法において標的分子をC末端修飾機能性タンパク質へ接触せしめる方法としては、両分子が相互作用するに十分な程度に接触する方法であればいかなるものであってもよいが、好ましくは標的分子を生化学的に通常使用される緩衝液に適当な濃度で溶解した溶液に固相化されたC末端修飾機能性タンパク質を接触させる方法を用いることができる。   In this method, the method for bringing the target molecule into contact with the C-terminal modified functional protein may be any method as long as the two molecules are brought into contact with each other to an extent sufficient to interact with each other. A method can be used in which a C-terminal-modified functional protein immobilized on a solid solution is brought into contact with a solution dissolved at an appropriate concentration in a buffer usually used biochemically.

これらの行程は市販の表面プラズモン共鳴装置、例えばBIAcore2000 (Pharmacia Biosensor社製)によってもよい。両分子を接触せしめた後、それ自体既知の表面プラズモン共鳴装置を用いて、それぞれの反射光の相対強度の時間的変化を測定することにより、固相化された修飾抗原分子と一本鎖抗体との相互作用が解析できる。   These processes may be performed by a commercially available surface plasmon resonance apparatus such as BIAcore 2000 (Pharmacia Biosensor). After contacting both molecules, the immobilized antigen molecule and the single-chain antibody are immobilized by measuring the temporal change in the relative intensity of each reflected light using a known surface plasmon resonance apparatus. Can be analyzed.

この方法において、同時に多数の解析を行う方法としては、例えば上記表面プラズモン共鳴装置に用いられる基板に、複数の標的分子を番地付けして固相化し、1種類の機能性タンパク質を接触させるか、あるいは1種類の固相化されたC末端修飾機能性タンパク質に複数種の標的分子を接触させる方法等が用いられる。   In this method, as a method of performing a large number of analyzes simultaneously, for example, on a substrate used in the surface plasmon resonance apparatus, a plurality of target molecules are addressed and solidified, and one type of functional protein is contacted, Alternatively, a method of bringing a plurality of types of target molecules into contact with one type of immobilized C-terminal modified functional protein is used.

固相酵素免疫検定法(Enzyme Linked Immunosorbent Assay (ELISA): Crowther, J.R., Methods in Molecular Biology, 42 (1995))は、固相上に固定化した抗原に対し、抗体を含む溶液を接触せしめ、両分子の相互作用(抗原抗体反応)により、固相化された抗原上にとどまった抗体をこれと特異的に結合する修飾分子(IgG等)から発せられる蛍光、あるいは修飾分子を基質とする色素から発せられる信号を、市販の検出器(ELISAリーダー)を用いて測定又は解析する方法である。   In Enzyme Linked Immunosorbent Assay (ELISA): Crowther, JR, Methods in Molecular Biology, 42 (1995), a solution containing an antibody is brought into contact with an antigen immobilized on a solid phase. Fluorescence emitted from a modified molecule (such as IgG) that specifically binds an antibody that has remained on a solid-phased antigen due to the interaction between both molecules (antigen-antibody reaction), or a dye that uses the modified molecule as a substrate Is a method of measuring or analyzing a signal emitted from the sensor using a commercially available detector (ELISA reader).

この方法を用いてタンパク質−抗原分子間相互作用の測定又は解析を行う場合、抗原となるC末端修飾機能性タンパク質を上記した方法により固相化されていることが必要である。また抗体となる標的分子は上記した修飾物質により修飾されていることが必要である。   When measuring or analyzing a protein-antigen molecule interaction using this method, it is necessary that the C-terminal modified functional protein serving as the antigen is immobilized on the solid phase by the method described above. Further, the target molecule to be an antibody needs to be modified with the above-described modifying substance.

抗原となるC末端修飾機能性タンパク質を固相化するための基板としては、通常ELISAに用いられるプラスチック製のマイクロプレート等も用いることができる。
本方法において抗体となる修飾標的分子を固相分子へ接触せしめる方法としては、両分子が相互作用するに十分な程度に接触する方法であればいかなるものであってもよいが、好ましくは修飾標的分子を生化学的に通常使用される緩衝液に適当な濃度で溶解した溶液を作成し、これをマイクロプレートに注入する方法が好ましい。
As a substrate for immobilizing the C-terminal modified functional protein serving as an antigen, a plastic microplate or the like usually used for ELISA can also be used.
In this method, the modified target molecule to be an antibody can be brought into contact with the solid phase molecule as long as it is a method that allows both molecules to interact with each other to a sufficient extent. A method in which a solution in which molecules are dissolved in a buffer solution usually used biochemically at an appropriate concentration is prepared and injected into a microplate is preferable.

両分子を接触せしめた後、好ましくは過剰に存在する固相化分子に結合していない修飾分子を同緩衝液等により洗浄する工程を行い、固相上にとどまった修飾分子から発せられる蛍光を、市販のELISAリーダー等を用いて測定あるいは解析することにより、固相化された抗原分子と相互作用する分子を同定することができる。   After bringing both molecules into contact with each other, a step of washing the modified molecules that are not bound to the excessively present immobilized molecules with the same buffer or the like is preferably performed, so that the fluorescence emitted from the modified molecules remaining on the solid phase is emitted. A molecule that interacts with the immobilized antigen molecule can be identified by measurement or analysis using a commercially available ELISA reader or the like.

この方法において、同時に多数の解析を行う方法としては、例えば上記マイクロプレートの各穴にそれぞれ異なる複数の修飾標的分子を固相化する方法が用いられる。
相互作用する分子の同定方法としては、上記のそれぞれの方法により測定され、相互作用が認められた標的分子は、該分子の一次構造が未知の場合、それ自体既知の適当な方法により、その一次構造を解析することができる。具体的には、相互作用を認められた標的分子がタンパク質の場合、アミノ酸分析装置等によりアミノ酸配列を解析し、一次構造を特定することができる。また、標的分子が核酸の場合には、塩基配列決定方法により、オートDNAシーケンサーなどを用いれば塩基配列を決定することができる。
In this method, as a method for performing a large number of analyzes simultaneously, for example, a method of immobilizing a plurality of different modified target molecules in each hole of the microplate is used.
As a method for identifying interacting molecules, a target molecule that is measured by each of the above-mentioned methods and that has been recognized to interact with the target molecule can be identified by an appropriate method known per se when the primary structure of the molecule is unknown. The structure can be analyzed. Specifically, when the target molecule in which the interaction is recognized is a protein, the primary structure can be identified by analyzing the amino acid sequence with an amino acid analyzer or the like. When the target molecule is a nucleic acid, the base sequence can be determined by an auto DNA sequencer or the like according to the base sequence determination method.

C末端修飾機能性タンパク質や標的分子の固相化のための装置としては、上記に記載したC末端修飾機能性タンパク質や標的分子の修飾部を介した固相への固定化方法を行うために、既知の適切な手段を組み合わせて装置を構築することもできる。本装置における各手段自体はそれぞれ既知のものであり、これらの手段における、基板の保持、C末端修飾タンパク質溶液の添加、洗浄等の各操作は、それ自体既知の方法により行えばよい。これらの操作を組み合わせ、全自動又は半自動の、C末端修飾タンパク質の固相化のための装置を構築することができる。   As an apparatus for immobilizing a C-terminal modified functional protein or target molecule, in order to perform the immobilization method to the solid phase via the modified portion of the C-terminal modified functional protein or target molecule described above The apparatus can also be constructed by combining known appropriate means. Each means in this apparatus is known per se, and operations such as holding the substrate, adding the C-terminal modified protein solution, and washing in these means may be performed by methods known per se. By combining these operations, a fully automatic or semi-automatic apparatus for immobilizing a C-terminal modified protein can be constructed.

タンパク質間相互作用測定のための装置としては、上記に記載したタンパク質−標的分子間相互作用測定を行うために、既知の適切な手段を組み合わせて装置を構築することもできる。本装置における各手段自体はそれぞれ既知のものであり、これらの手段における、基板の保持、抗原分子の添加、洗浄、信号検出等の各操作は、それ自体既知の方法により行えばよい。これらの操作を組み合わせ、全自動又は半自動の、タンパク質間相互作用測定のための装置を構築することができる。   As an apparatus for measuring protein-protein interaction, an apparatus can be constructed by combining known appropriate means in order to perform the protein-target molecule interaction measurement described above. Each means in this apparatus is known per se, and operations such as substrate holding, antigen molecule addition, washing, and signal detection in these means may be performed by methods known per se. By combining these operations, a fully automatic or semi-automatic apparatus for measuring protein-protein interaction can be constructed.

マウス抗体cDNAライブラリーから本発明の方法によって選択された高親和性一本鎖抗体は、ヒトIgG抗体の可変領域やCDR領域(complementarity determining region)と入れ換えることによって、キメラ型IgG抗体やヒト型化したマウスIgG抗体を作れる。これらの抗体は、ヒトに投与したときに惹起されるヒト抗マウス抗体の産生が少ないか、ほとんどない。さらに、ヒト抗体cDNAライブラリーから本発明の方法に選択された高親和性一本鎖抗体は、ヒトIgG抗体の可変領域と入れ換えることによって、完全なヒトモノクローナルIgG抗体を作れる。これは、アナフィラキシー症状を引き起こさない抗体医薬として利用することが可能である。   A high-affinity single-chain antibody selected from the mouse antibody cDNA library by the method of the present invention replaces the variable region or CDR region (complementarity determining region) of the human IgG antibody, thereby producing a chimeric IgG antibody or a humanized antibody. Mouse IgG antibody can be made. These antibodies produce little or little human anti-mouse antibody production elicited when administered to humans. Furthermore, a high affinity single chain antibody selected from the human antibody cDNA library by the method of the present invention can be replaced with a variable region of a human IgG antibody to produce a complete human monoclonal IgG antibody. This can be used as an antibody drug that does not cause anaphylactic symptoms.

したがって、ヒト又はその他の動物由来のDNAライブラリーから本発明の選択法により選択された核酸の配列に基づいて、その核酸にコードされる可変領域をヒトのIgGの可変領域と置換することによって構築されるヒトまたはヒト型抗体が提供される。また、この抗体を有効成分とする治療剤が提供される。アンジオテンシンIIに対して結合する抗体は、高血圧の治療に中和抗体として使用できると考えられる。すなわち、アンジオテンシンIIの生理作用は血圧上昇作用なので、抗体はアンジオテンシンIIと結合して血圧上昇作用を抑えると考えられる。また、Lewis Xに対して結合する抗体は、癌の治療に使用できると考えられる。細胞が癌化すると細胞表面にLewis Xが発現するようになるので、それを標的として抗体を用いることができる。例えば、癌細胞を殺す抗癌剤やリシンなどの毒素を結合させて、全身または局所的に投与し、抗体がミサイルのように癌細胞を集中的に攻撃し、癌に特異的かつ効果的なミサイル治療を行うことができる。また、ミサイル治療に用いる製剤の一種として、脂質二重膜小胞に薬剤を入れ、その表面に抗体を結合させたイムノリポソーム製剤としてもよい。   Therefore, it is constructed by substituting the variable region encoded by the nucleic acid with the variable region of human IgG based on the sequence of the nucleic acid selected from the DNA library derived from human or other animal by the selection method of the present invention. Human or human-type antibodies are provided. Also provided is a therapeutic agent comprising this antibody as an active ingredient. Antibodies that bind to angiotensin II may be used as neutralizing antibodies for the treatment of hypertension. That is, since the physiological action of angiotensin II is a blood pressure raising action, the antibody is considered to bind to angiotensin II and suppress the blood pressure raising action. In addition, antibodies that bind to Lewis X may be used to treat cancer. When cells become cancerous, Lewis X is expressed on the cell surface, and antibodies can be used as targets. For example, anticancer drugs that kill cancer cells and toxins such as ricin are bound and administered systemically or locally, and the antibodies attack cancer cells intensively like missiles, making cancer-specific and effective missile treatment It can be performed. Further, as a kind of preparation used for missile treatment, an immunoliposome preparation in which a drug is placed in a lipid bilayer vesicle and an antibody is bound to the surface thereof may be used.

以下、具体的に本発明の実施例を記述するが、下記の実施例は本発明についての具体的認識を得る一助とみなすべきものであり、本発明の範囲は下記の実施例により何ら限定されるものでない。   Hereinafter, examples of the present invention will be specifically described. However, the following examples should be regarded as an aid for obtaining specific recognition of the present invention, and the scope of the present invention is limited by the following examples. It is not something.

一本鎖抗体をコードする核酸の選択
(I) ライブラリーの作成
[1]一本鎖抗体cDNAライブラリーの製造には新たに作成したライブラリーを用いた。
Selection of nucleic acid encoding single chain antibody (I) Creation of library [1] A newly created library was used for the production of a single chain antibody cDNA library.

始めにH鎖DNA溶液の調製を行った。マウス脾臓Poly A+ RNA (5 μg/μl)(DEPC-処理水)(CLONTECH社)をRNase-Free水で100倍に希釈したものを11μl、5×RT緩衝液(TOYOBO) 22μl、10 mM dNTPs(TOYOBO) 11μl、MulgG1/2 forwardプライマー(配列番号48) (1pmol/μl) 27.5μl、MulgG3 forwardプライマー(配列番号47)(1pmol/μl) 27.5μlを混和させ、65℃で9分間反応後、直ちに4℃に冷却し、4℃で2分間放置した後、ReverTra Ace(TOYOBO) 5.5μl、RNase inhibitor(TOYOBO) 5.5μlを加え、50℃で30分間、次いで99℃で5分間反応させcDNA-Hを合成した。   First, an H chain DNA solution was prepared. Mouse spleen Poly A + RNA (5 μg / μl) (DEPC-treated water) (CLONTECH) diluted 100-fold with RNase-Free water 11 μl, 5 × RT buffer (TOYOBO) 22 μl, 10 mM dNTPs ( TOYOBO) 11 μl, MulgG1 / 2 forward primer (SEQ ID NO: 48) (1 pmol / μl) 27.5 μl, MulgG3 forward primer (SEQ ID NO: 47) (1 pmol / μl) 27.5 μl were mixed and reacted immediately at 65 ° C. for 9 minutes. After cooling to 4 ° C and allowing to stand at 4 ° C for 2 minutes, add 5.5 μl of ReverTra Ace (TOYOBO) and 5.5 μl of RNase inhibitor (TOYOBO), and react at 50 ° C for 30 minutes and then at 99 ° C for 5 minutes. Was synthesized.

[2][1]で合成したcDNA-H溶液 5μl、下記のHBプライマーリストに示した各HBプライマー (1pmol/μl) 2.5μl、10×PCR緩衝液(TOYOBO) 2.5μl、MulgG1/2 forwardプライマー(配列番号48)(1pmol/μl) 1.25μl、MulgG3 forwardプライマー(配列番号47)(1pmol/μl) 1.25μl、KOD DASH ポリメラーゼ(TOYOBO) 0.25μlを混和させ、RNase-Free水を添加し全体量を25μlとしてそれぞれPCR反応させた。   [2] 5 μl of the cDNA-H solution synthesized in [1], 2.5 μl of each HB primer shown in the following HB primer list (1 pmol / μl), 2.5 μl of 10 × PCR buffer (TOYOBO), MulgG1 / 2 forward primer (SEQ ID NO: 48) (1 pmol / μl) 1.25 μl, MulgG3 forward primer (SEQ ID NO: 47) (1 pmol / μl) 1.25 μl, KOD DASH polymerase (TOYOBO) 0.25 μl are mixed, and RNase-Free water is added to the total volume 25 μl each was subjected to a PCR reaction.

Figure 0004729764
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PCRは、96℃、5分間反応後、96℃、30秒間、50℃、30秒間、72℃、1分間を25サイクル行った後72℃、5分間反応を行った。増幅した遺伝子は2%アガロースゲル電気泳動によりそれぞれ500-900bpのバンドを確認し、フェノール/クロロホルム処理を行った。すなわち同量のフェノール:クロロホルム:イソアミルアルコール(25:24:1)を加えよく混和させ4℃で13,200rpm、5分間遠心し、水層部のみを新しいチューブに移しもう一度同量のフェノール:クロロホルム:イソアミルアルコール(25:24:1)を加えよく混和させ4℃で13,200rpm、5分間遠心し、水層部のみを新しいチューブに移した。得られた溶液についてエタノール沈殿を行った。すなわち20 mg/mlグリコーゲン溶液(ナカライテスク株式会社)1μl、3 M 酢酸ナトリウム(pH 5.2) 0.1倍量、100%エタノール 3倍量を添加し氷上で15分間放置後、13,200rpm、20分間遠心して上清を除去して、1mlの冷却した70%エタノールにてペレットを洗浄後、再び13,200rpm、2分間遠心して上清を除去した。その後、約15分間遠心乾燥した後、各DNA(19種)をRNase-free水20μlに溶解した。   PCR was performed at 96 ° C. for 5 minutes, followed by 25 cycles of 96 ° C., 30 seconds, 50 ° C., 30 seconds, 72 ° C. and 1 minute, and then reacted at 72 ° C. for 5 minutes. Each amplified gene was confirmed to have a band of 500-900 bp by 2% agarose gel electrophoresis and treated with phenol / chloroform. That is, add the same amount of phenol: chloroform: isoamyl alcohol (25: 24: 1), mix well, centrifuge at 4,200 ° C for 13,200 rpm for 5 minutes, transfer only the aqueous layer to a new tube, and again add the same amount of phenol: chloroform: Isoamyl alcohol (25: 24: 1) was added and mixed well, centrifuged at 4 ° C. and 13,200 rpm for 5 minutes, and only the aqueous layer was transferred to a new tube. The obtained solution was subjected to ethanol precipitation. In other words, add 1 μl of 20 mg / ml glycogen solution (Nacalai Tesque), 0.1 volume of 3 M sodium acetate (pH 5.2), 3 volumes of 100% ethanol, leave it on ice for 15 minutes, and centrifuge at 13,200 rpm for 20 minutes. The supernatant was removed, and the pellet was washed with 1 ml of cooled 70% ethanol, and then centrifuged again at 13,200 rpm for 2 minutes to remove the supernatant. Then, after centrifugation for about 15 minutes, each DNA (19 species) was dissolved in 20 μl of RNase-free water.

[3][2]で合成した各DNA溶液(19種) 1μl、HBプライマーリストに示した対応する各HBプライマー (10pmol/μl) 2μl、10×PCR緩衝液(TOYOBO) 10μl、(2 mM) dNTPs(TOYOBO) 10μl、下記のHFプライマーリストに示したVH forwardプライマーHF1:HF2:HF3:HF4(1:1:1:1)混合液 (10pmol/μl) 2μl、KOD DASHポリメラーゼ(TOYOBO) 0.5μlを混和させ、RNase-Free水を添加し全体量を100μlとしてそれぞれPCR反応させた。   [3] Each DNA solution (19 types) synthesized in [2] 1 μl, each corresponding HB primer shown in the HB primer list (10 pmol / μl) 2 μl, 10 × PCR buffer (TOYOBO) 10 μl, (2 mM) dNTPs (TOYOBO) 10 μl, VH forward primer HF1: HF2: HF3: HF4 (1: 1: 1: 1) mixture (10 pmol / μl) 2 μl shown in the following HF primer list, KOD DASH polymerase (TOYOBO) 0.5 μl And RNase-Free water was added to make a total volume of 100 μl, and each was subjected to PCR reaction.

Figure 0004729764
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PCRは、96℃、5分間反応後、96℃、30秒間、50℃、30秒間、72℃、1分間を20サイクル行った後、72℃、5分間反応を行った。増幅した遺伝子は2%アガロースゲル電気泳動によりそれぞれ500-900bpのバンドを確認し、フェノール/クロロホルム処理及びエタノール沈殿を行った。その後、約15分間遠心乾燥した後、各DNA(19種)をRNase-free水10μlに溶解した。   PCR was performed at 96 ° C. for 5 minutes, followed by 20 cycles of 96 ° C., 30 seconds, 50 ° C., 30 seconds, 72 ° C. and 1 minute, and then reacted at 72 ° C. for 5 minutes. Each amplified gene was confirmed to have a 500-900 bp band by 2% agarose gel electrophoresis, followed by phenol / chloroform treatment and ethanol precipitation. Then, after centrifugal drying for about 15 minutes, each DNA (19 species) was dissolved in 10 μl of RNase-free water.

[4][3]で得られた19種のDNAを2%低融点アガロースゲル(Sigma)電気泳動に付しそれぞれのバンドを切り出した。チューブに、切り出したアガロースゲルの断片とRNase-free水100μlを加え70℃で15分間加熱後、TE飽和フェノール処理を行った。すなわち同量のTE飽和フェノール(8-キノリノール含有)を加えよく混和させ4℃で13,200rpm、5分間遠心し、水層部のみを新しいチューブに移しもう一度同量のTE飽和フェノール(8-キノリノール含有)を加えよく混和し4℃で13,200rpm、5分間遠心し、水層部のみを新しいチューブに移した。得られた水層部をフェノール/クロロホルム処理し、続いて得られた溶液についてエタノール沈殿を行った。得られたペレットは約15分間遠心乾燥した後、各DNA(19種)をRNase-free水10μlに溶解した。各DNA溶液について260nmの吸収を測定しHB1:HB2:HB3:HB4:HB5:HB6:HB7:HB8:HB9:HB10:HB11:HB12:HB13:HB14:HB15:HB16:HB17:HB18:HB19 (8:9:4:4:12:4:1:4:12:4:4:2:2:4:4:8:6:1:1)の比率で混和させ合計0.5pmolのH鎖DNA溶液とした。   [4] The 19 kinds of DNA obtained in [3] were subjected to 2% low melting point agarose gel (Sigma) electrophoresis, and each band was cut out. The excised agarose gel fragment and 100 μl of RNase-free water were added to the tube, heated at 70 ° C. for 15 minutes, and then treated with TE saturated phenol. That is, add the same amount of TE saturated phenol (containing 8-quinolinol), mix well, centrifuge at 13,200 rpm for 5 minutes at 4 ° C, transfer only the aqueous layer to a new tube, and again add the same amount of TE saturated phenol (containing 8-quinolinol). ) Was added and mixed well, followed by centrifugation at 13,200 rpm for 5 minutes at 4 ° C., and only the aqueous layer was transferred to a new tube. The obtained aqueous layer was treated with phenol / chloroform, and ethanol precipitation was performed on the resulting solution. The obtained pellet was centrifuged and dried for about 15 minutes, and then each DNA (19 species) was dissolved in 10 μl of RNase-free water. The absorption at 260 nm was measured for each DNA solution, and HB1: HB2: HB3: HB4: HB5: HB6: HB7: HB8: HB9: HB10: HB11: HB12: HB13: HB14: HB15: HB16: HB17: HB18: HB19 (8: 9: 4: 4: 12: 4: 1: 4: 12: 4: 4: 2: 2: 4: 4: 8: 6: 1: 1) and a total of 0.5 pmol of H chain DNA solution did.

[5]次にL鎖DNA溶液の調製を行った。マウス脾臓Poly A+ RNA (5 μg/μl)(DEPC-処理水)(CLONTECH社)をRNase-Free水で100倍に希釈したものを10μl、5×RT緩衝液(TOYOBO) 20μl、10 mM dNTPs(TOYOBO) 10μl、MuCK forwardプライマー(配列番号49)(1pmol/μl) 50μlを混和させ、65℃で9分間反応後直ちに4℃に冷却し、4℃で2分間放置した後、ReverTra Ace(TOYOBO) 5μl、RNase inhibitor(TOYOBO) 5μlを加え、50℃で30分間、次いで99℃で5分間反応させcDNA-Lを合成した。   [5] Next, an L chain DNA solution was prepared. Mouse spleen Poly A + RNA (5 μg / μl) (DEPC-treated water) (CLONTECH) diluted 100-fold with RNase-Free water 10 μl, 5 × RT buffer (TOYOBO) 20 μl, 10 mM dNTPs ( TOYOBO) 10 μl, MuCK forward primer (SEQ ID NO: 49) (1 pmol / μl) 50 μl was mixed, reacted at 65 ° C. for 9 minutes, immediately cooled to 4 ° C., allowed to stand at 4 ° C. for 2 minutes, and then ReverTra Ace (TOYOBO) 5 μl and 5 μl of RNase inhibitor (TOYOBO) were added and reacted at 50 ° C. for 30 minutes and then at 99 ° C. for 5 minutes to synthesize cDNA-L.

[6][5]で合成したcDNA-L溶液5μlに、下記のLBプライマーリストに示した各LBプライマー (1pmol/μl) 2.5μl、10×PCR緩衝液(TOYOBO) 2.5μl、MuCK forwardプライマー(配列番号49) (1pmol/μl) 2.5μl、KOD DASH ポリメラーゼ(TOYOBO) 0.25μlを加え、RNase-Free水を添加し全体量を25μlとしてそれぞれPCR反応させた。   [6] To 5 μl of the cDNA-L solution synthesized in [5], 2.5 μl of each LB primer (1 pmol / μl) shown in the following LB primer list, 2.5 μl of 10 × PCR buffer (TOYOBO), MuCK forward primer ( SEQ ID NO: 49) (1 pmol / μl) 2.5 μl and KOD DASH polymerase (TOYOBO) 0.25 μl were added, and RNase-free water was added to make a total volume of 25 μl.

Figure 0004729764
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PCRは、96℃、5分間反応後、96℃、30秒間、48℃、30秒間、72℃、1分間を25サイクル行った後72℃、5分間反応を行った。増幅した遺伝子は2%アガロースゲル電気泳動によりそれぞれ500-900bpのバンドを確認し、フェノール/クロロホルム処理を行った。得られた溶液についてエタノール沈殿を行った。その後、約15分間遠心乾燥した後、各DNA(18種)をRNase-free水20μlに溶解した。   PCR was performed at 96 ° C. for 5 minutes, followed by 25 cycles of 96 ° C., 30 seconds, 48 ° C., 30 seconds, 72 ° C. and 1 minute, and then reacted at 72 ° C. for 5 minutes. Each amplified gene was confirmed to have a band of 500-900 bp by 2% agarose gel electrophoresis and treated with phenol / chloroform. The obtained solution was subjected to ethanol precipitation. Then, after centrifugation for about 15 minutes, each DNA (18 species) was dissolved in 20 μl of RNase-free water.

[7][6]で合成した各DNA溶液(18種) 1μl、LBプライマーリストに示した対応する各LBプライマー(10pmol/μl) 2μl、10×PCR緩衝液(TOYOBO) 10μl、2 mM dNTPs(TOYOBO) 10μl、下記のLFプライマーリストに示したLH forwardプライマー LF1:LF2:LF3:LF4:LFλ(1:1:1:1)混合液(10pmol/μl) 2μl、KOD DASHポリメラーゼ(TOYOBO) 0.5μlを混和させ、RNase-Free水を添加し全体量を100μlとしてそれぞれPCR反応させた。   [7] 1 μl of each DNA solution (18 species) synthesized in [6], 2 μl of each corresponding LB primer (10 pmol / μl) shown in the LB primer list, 10 μl of 10 × PCR buffer (TOYOBO), 2 mM dNTPs ( TOYOBO) 10 μl, LH forward primer shown in the following LF primer list LF1: LF2: LF3: LF4: LFλ (1: 1: 1: 1) mixture (10 pmol / μl) 2 μl, KOD DASH polymerase (TOYOBO) 0.5 μl And RNase-Free water was added to make a total volume of 100 μl, and each was subjected to PCR reaction.

Figure 0004729764
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PCRは、96℃、5分間反応後、96℃、30秒間、48℃、30秒間、72℃、1分間を20サイクル行った後、72℃、5分間反応を行った。増幅した遺伝子は2%アガロースゲル電気泳動によりそれぞれ500-900bpのバンドを確認し、フェノール/クロロホルム処理及びエタノール沈殿を行った。その後、約15分間遠心乾燥した後、各DNA(18種)をRNase-free水10μlに溶解した。   PCR was performed at 96 ° C. for 5 minutes, followed by 20 cycles of 96 ° C., 30 seconds, 48 ° C., 30 seconds, 72 ° C. and 1 minute, and then reacted at 72 ° C. for 5 minutes. Each amplified gene was confirmed to have a 500-900 bp band by 2% agarose gel electrophoresis, followed by phenol / chloroform treatment and ethanol precipitation. Then, after centrifugal drying for about 15 minutes, each DNA (18 species) was dissolved in 10 μl of RNase-free water.

[8][7]で得られた18種のDNAを2%低融点アガロースゲル(Sigma)電気泳動に付しそれぞれのバンドを切り出した。チューブに、切り出したアガロースゲルの断片とRNase-free水100μlを加え、70℃で15分間加熱後、TE飽和フェノール処理を行った。得られた水層部をフェノール/クロロホルム処理し続いて得られた溶液についてエタノール沈殿を行った。得られたペレットは約15分間遠心乾燥した後、各DNA(18種)をRNase-free水10μlに溶解した。各DNA溶液について260nmの吸収を測定しLB1:LB2:LB3:LB4:LB5:LB6:LB7:LB8:LB9:LB10:LB11:LB12:LB13:LB14:LB15:LB16:LB17:LBλ(2:4:8:8:8:16:12:4:4:8:16:16:12:4:4:2:2:1)の比率で混和させ合計0.5pmolのL鎖DNA溶液とした。   [8] The 18 DNAs obtained in [7] were subjected to 2% low melting point agarose gel (Sigma) electrophoresis, and each band was cut out. The excised agarose gel fragment and 100 μl of RNase-free water were added to the tube, heated at 70 ° C. for 15 minutes, and then treated with TE saturated phenol. The obtained aqueous layer was treated with phenol / chloroform, and ethanol precipitation was performed on the resulting solution. The obtained pellet was centrifuged and dried for about 15 minutes, and then each DNA (18 species) was dissolved in 10 μl of RNase-free water. The absorption at 260 nm was measured for each DNA solution, and LB1: LB2: LB3: LB4: LB5: LB6: LB7: LB8: LB9: LB10: LB11: LB12: LB13: LB14: LB15: LB16: LB17: LBλ (2: 4: 8: 8: 8: 16: 12: 4: 4: 8: 16: 16: 12: 4: 4: 2: 2: 1) and mixed to give a total 0.5 pmol L-chain DNA solution.

[9]H鎖とL鎖を一本化するためにさらにPCRを行った。[4]で合成したH鎖DNA溶液 0.5pmol、[8]で合成したL鎖DNA溶液0.5pmol、5'UTR(配列番号57)(1pmol/μl) 0.5μl、McD-Linker+(配列番号56)(1pmol/μl) 0.5μl、McD 3'UTR (His Tag) (配列番号55)(1pmol/μl) 0.5μl、10×PCR緩衝液(TOYOBO) 5μl、2 mM dNTPs(TOYOBO) 5μl、KOD DASHポリメラーゼ(TOYOBO) 0.25μlを混和させ、RNase-Free水を添加し全体量を45.75μlとしてPCR反応させた。   [9] Further PCR was performed to unify the H and L chains. 0.5 pmol of the H chain DNA solution synthesized in [4], 0.5 pmol of the L chain DNA solution synthesized in [8], 0.5 μl of 5′UTR (SEQ ID NO: 57) (1 pmol / μl), McD-Linker + (SEQ ID NO: 56) (1 pmol / μl) 0.5 μl, McD 3′UTR (His Tag) (SEQ ID NO: 55) (1 pmol / μl) 0.5 μl, 10 × PCR buffer (TOYOBO) 5 μl, 2 mM dNTPs (TOYOBO) 5 μl, KOD DASH polymerase (TOYOBO) 0.25 μl was mixed, and RNase-free water was added to make a total amount of 45.75 μl, followed by PCR reaction.

PCRは、96℃、5分間反応後、96℃、30秒間、続いて5分間のスロープで58℃とし、58℃、30秒間、72℃、1分間を10サイクル行った後、72℃、5分間反応を行った。
[10]続いて、[9]のPCR反応溶液45.75μlに、McD-F(配列番号52)(1pmol/μl) 2μl、McD-R (His Tag) (配列番号50)(1pmol/μl) 2μl、KOD DASHポリメラーゼ(TOYOBO) 0.25μlを加えさらにPCR反応させた。
PCR was performed at 96 ° C for 5 minutes, followed by 96 ° C for 30 seconds, followed by a 5-minute slope at 58 ° C. After 10 cycles of 58 ° C, 30 seconds, 72 ° C and 1 minute, 72 ° C, 5 ° C The reaction was performed for a minute.
[10] Subsequently, to the PCR reaction solution 45.75 μl of [9], McD-F (SEQ ID NO: 52) (1 pmol / μl) 2 μl, McD-R (His Tag) (SEQ ID NO: 50) (1 pmol / μl) 2 μl Then, 0.25 μl of KOD DASH polymerase (TOYOBO) was added and further PCR reaction was carried out.

PCRは、96℃、5分間反応後、96℃、30秒間、58℃、30秒間、72℃、1分間を15サイクル行った後、72℃、5分間反応を行った。
[11][10]で得られたDNAを1%低融点アガロースゲル(Sigma)電気泳動に付しそれぞれのバンドを切り出した。チューブに、切り出したアガロースゲルの断片とRNase-free水100μlを加え、70℃で15分間加熱後、TE飽和フェノール処理を行った。得られた水層部をフェノール/クロロホルム処理し続いて得られた溶液についてエタノール沈殿を行った。得られたペレットは約15分間遠心乾燥した後、DNAをRNase-free水10μlに溶解した。
PCR was performed at 96 ° C. for 5 minutes, followed by 15 cycles of 96 ° C., 30 seconds, 58 ° C., 30 seconds, 72 ° C. and 1 minute, and then reacted at 72 ° C. for 5 minutes.
[11] The DNA obtained in [10] was subjected to 1% low melting point agarose gel (Sigma) electrophoresis to cut out each band. The excised agarose gel fragment and 100 μl of RNase-free water were added to the tube, heated at 70 ° C. for 15 minutes, and then treated with TE saturated phenol. The obtained aqueous layer was treated with phenol / chloroform, and ethanol precipitation was performed on the resulting solution. The obtained pellet was centrifuged and dried for about 15 minutes, and then the DNA was dissolved in 10 μl of RNase-free water.

(II) ライブラリーの転写
[12][11]で得られたDNAまたは[25]で得られたDNA 1pmol、5×SP6緩衝液 4μl、ATP (100mM) 1μl、CTP (100mM) 1μl、UTP (100mM) 1μl、GTP (10mM) 2μl、キャップアナログ(m7G(5')PPP(5')G) (Invitrogen) (40mM) 2.5μl、エンザイムミックスSP6RNAポリメラーゼ(Promega) 2μlを混和させ、RNase-Free水を添加し全体量を20μlとし、37℃で2時間30分間反応後、RQ1 RNase-Free DNase(Promega)5μlを添加しさらに37℃で1時間反応させた。
(II) Library transcription [12] DNA obtained in [11] or DNA obtained in [25] 1 pmol, 5 × SP6 buffer 4 μl, ATP (100 mM) 1 μl, CTP (100 mM) 1 μl, UTP ( 100 μM) 1 μl, GTP (10 mM) 2 μl, cap analog (m7G (5 ′) PPP (5 ′) G) (Invitrogen) (40 mM) 2.5 μl, enzyme mix SP6 RNA polymerase (Promega) 2 μl, and RNase-free water Was added to make a total volume of 20 μl, reacted at 37 ° C. for 2 hours and 30 minutes, 5 μl of RQ1 RNase-Free DNase (Promega) was added, and further reacted at 37 ° C. for 1 hour.

[13][12]で得られたRNAをRNeasy Mini kit (Qiagen)により精製した。すなわち転写反応液にRNase-Free水を添加し全体量を100μlとし、RLT緩衝液(Qiagen) 350μl、2-メルカプトエタノール 5μl、100% エタノール 250μlを加え、RNeasyミニスピンカラムに供し、4℃、12,000 rpm、16秒間遠心後排出された溶液を除去し、RPE緩衝液(Qiagen)500μlを同カラムに加え、4℃、12,000 rpm、16秒間遠心後排出された溶液を除去し、さらにRPE緩衝液(Qiagen)500μlを同カラムに加え、4℃、12,000 rpm、2分間遠心後排出された溶液を除去し、同カラムを新しいチューブに差し替え、4℃、12,000 rpm、1分間遠心し、再び同カラムを新しいチューブに差し替え同カラムにRNase-Free水を30.5μl添加し、10分間氷上で放置後、4℃、14000 rpm、1分間遠心しRNA溶液として回収した。   [13] RNA obtained in [12] was purified by RNeasy Mini kit (Qiagen). That is, add RNase-Free water to the transcription reaction solution to make the total volume 100 μl, add RLT buffer solution (Qiagen) 350 μl, 2-mercaptoethanol 5 μl, 100% ethanol 250 μl, and apply to RNeasy mini spin column at 4 ° C., 12,000 Remove the solution drained after centrifugation at rpm for 16 seconds, add 500 μl of RPE buffer (Qiagen) to the same column, remove the solution drained after centrifugation at 12,000 rpm for 16 seconds at 4 ° C, and then add RPE buffer ( Add 500 μl (Qiagen) to the same column, remove the solution discharged after centrifugation at 4 ° C, 12,000 rpm for 2 minutes, replace the column with a new tube, centrifuge at 4 ° C, 12,000 rpm for 1 minute, and re-insert the same column. The tube was replaced with a new tube, and 30.5 μl of RNase-Free water was added to the same column. After standing on ice for 10 minutes, the solution was centrifuged at 4 ° C., 14000 rpm for 1 minute and recovered as an RNA solution.

PEGスペーサーとのライゲーション
[14][13]で得られたRNA溶液 29.5μl、T4 ligation 10×緩衝液 5μl、0.1 M DTT 1μl、40 mM ATP 0.5μl、100% DMSO 5μl、0.1% BSA 1μl、RNase inhibitor(TOYOBO) 1μl、ポリエチレングリコール(PEG)を含むスペーサー分子 (特開2002-176987;p(dC)2T(Fl)pPEG(2000)p(dCp)2Puro(記号の意味は特開2002-276987に記載されている通りである)(10 nmol) 1μl、ポリエチレングリコール(PEG)2000 (日本油脂)(30 nmol) 1μl、T4 RNA リガーゼ (Takara)(250 U/μl) 5μlを混和させ、遮光条件下15℃、12-15時間または遮光条件下4℃、約40時間反応させた。得られたスペーサー分子が結合したRNAはRNeasy Mini kit (Qiagen)により精製した。
Ligation with PEG spacer [14] RNA solution obtained in [13] 29.5 μl, T4 ligation 10 × buffer 5 μl, 0.1 M DTT 1 μl, 40 mM ATP 0.5 μl, 100% DMSO 5 μl, 0.1% BSA 1 μl, RNase Inhibitor (TOYOBO) 1 μl, spacer molecule containing polyethylene glycol (PEG) (JP 2002-176987; p (dC) 2 T (Fl) p PEG (2000) p (dC p ) 2 Puro (As described in 2002-276987) (10 nmol) 1 μl, polyethylene glycol (PEG) 2000 (Japanese fat and oil) (30 nmol) 1 μl, T4 RNA ligase (Takara) (250 U / μl) 5 μl The reaction was allowed to proceed at 15 ° C. for 12-15 hours under light-shielded conditions or for about 40 hours at 4 ° C. under light-shielded conditions, and the RNA to which the spacer molecules were bound was purified by RNeasy Mini kit (Qiagen).

(III) 翻訳
[15][14]で得られたスペーサー分子が結合したRNA 2.5 pmol、小麦胚芽抽出液(5mM DTTを含む)(Promega)12.5μl、Amino Acid mixture, Complete (1mM)(Promega) 2μl、RNase inhibitor(TOYOBO) 2μl、CH3COOK (1M)(Promega) 2μlを混和させ、RNase-Free水を添加し全体量を25μlとし、遮光条件下25℃で1時間反応させ翻訳を行った。
(III) Translation [15] RNA 2.5 pmol with spacer molecule obtained in [14], wheat germ extract (including 5 mM DTT) (Promega) 12.5 μl, Amino Acid mixture, Complete (1 mM) (Promega) Mix 2 μl, 2 μl of RNase inhibitor (TOYOBO), 2 μl of CH 3 COOK (1M) (Promega), add RNase-free water to make a total volume of 25 μl, and react for 1 hour at 25 ° C. under light-shielded conditions for translation. .

(IV)ライブラリーの逆転写
[16]翻訳溶液の逆転写反応の前処理を行った。RNase-Free水で調製し組成が50 mMリン酸カリウム、150 mM NaCl、pH 6.0、0.1% Tween 20であるPP6T緩衝液にて膨潤および平衡化させたSephadex G200 (Amersham Biosciences)ゲル1 mlをカラム(バイオラッド)に充填したものに[15]で得られた翻訳溶液 25 μlを供し、2滴ずつチューブに集め5本目から8本目までを回収した。
(IV) Reverse transcription of library [16] Pretreatment of reverse transcription reaction of translation solution was performed. Column of 1 ml Sephadex G200 (Amersham Biosciences) gel prepared with RNase-Free water and swollen and equilibrated with PP6T buffer with 50 mM potassium phosphate, 150 mM NaCl, pH 6.0, 0.1% Tween 20 25 μl of the translation solution obtained in [15] was applied to the one filled in (Bio-Rad), and 2 drops were collected in a tube and collected from the 5th to the 8th.

[17]またはUltrafreeMC 100,000NWL(ミリポア)に[15]で得られた翻訳溶液 25 μlを供し4℃、13,200 rpm、20分間遠心し下層の溶液を回収した。
[18][16]または[17]のいずれかの前処理溶液、5×RT緩衝液(TOYOBO) 80μl、(10 mM) dNTPs(TOYOBO) 40μl、McD-R (His Tag) (配列番号50)(10pmol/μl) 20μlを混和させ、RNase-Free水を添加し全体量を360μlとし、65℃で9分間反応後直ちに4℃に冷却し4℃で2分間放置した後、ReverTra Ace(TOYOBO) 20μl、RNase inhibitor(TOYOBO) 20μlを加えた。50℃で30分間次いで99℃で5分間反応、または、50℃で30分間反応させた。
[17] or UltrafreeMC 100,000NWL (Millipore) was subjected to 25 μl of the translation solution obtained in [15] and centrifuged at 4 ° C., 13,200 rpm for 20 minutes to recover the lower layer solution.
[18] Pretreatment solution of either [16] or [17], 5 × RT buffer (TOYOBO) 80 μl, (10 mM) dNTPs (TOYOBO) 40 μl, McD-R (His Tag) (SEQ ID NO: 50) (10 pmol/μl) Mix 20μl, add RNase-Free water to make 360μl, react at 65 ° C for 9 minutes, immediately cool to 4 ° C and leave at 4 ° C for 2 minutes, then ReverTra Ace (TOYOBO) 20 μl and RNase inhibitor (TOYOBO) 20 μl were added. The reaction was carried out at 50 ° C. for 30 minutes and then at 99 ° C. for 5 minutes, or at 50 ° C. for 30 minutes.

(V) 標的抗原の固定化
[19]樹脂(UltraLink Immobilized Neutr Avidin Plus) (Pierce) 50 μlを1.5 mlチューブに取り、RNase-Free水500 μlでけん濁させ、4℃、3,000 rpm、1分間遠心し上清を除去し再びRNase-Free水500 μlでけん濁させ、4℃、3,000 rpm、1分間遠心し上清を除去した。組成が100 mM Tris-HCl、150 mM NaCl、pH 7.5、0.1% Tween 20であるELISA緩衝液に溶解した(0.4μM) アンジオテンシンII-ビオチンまたは(0.4μM) Lewis X-sp-ビオチンを、500μl加え25℃にて1時間ロータリーミキサー(Nissin)で回転攪拌した。図3にアンジオテンシンII-ビオチンの化学構造式および図4にLewis X-sp-ビオチンの化学構造式をそれぞれ示した。ELISA緩衝液に溶解した5 mMビオチン7μlを加えさらに25℃にて30分間ロータリーミキサー(Nissin)で回転攪拌した。ELISA緩衝液500 μlでけん濁させ、4℃、3,000 rpm、1分間遠心し上清を除去し再びELISA緩衝液500 μlでけん濁させ、4℃、3,000 rpm、1分間遠心し上清を除去した。
(V) Immobilization of the target antigen [19] Resin (UltraLink Immobilized Neutr Avidin Plus) (Pierce) Take 50 μl in a 1.5 ml tube, suspend with 500 μl of RNase-free water, 4 ° C, 3,000 rpm, 1 minute The supernatant was removed by centrifugation, suspended again with 500 μl of RNase-free water, and centrifuged at 4 ° C. and 3,000 rpm for 1 minute to remove the supernatant. Add 500 μl of (0.4 μM) angiotensin II-biotin or (0.4 μM) Lewis X-sp-biotin dissolved in ELISA buffer with a composition of 100 mM Tris-HCl, 150 mM NaCl, pH 7.5, 0.1% Tween 20. The mixture was stirred with a rotary mixer (Nissin) for 1 hour at 25 ° C. FIG. 3 shows the chemical structural formula of angiotensin II-biotin, and FIG. 4 shows the chemical structural formula of Lewis X-sp-biotin. 7 μl of 5 mM biotin dissolved in ELISA buffer was added and further stirred with a rotary mixer (Nissin) at 25 ° C. for 30 minutes. Suspend in 500 μl of ELISA buffer, centrifuge at 4 ° C., 3,000 rpm for 1 minute to remove supernatant, resuspend in 500 μl of ELISA buffer, centrifuge again at 4 ° C., 3,000 rpm for 1 minute to remove supernatant did.

10×マレイン酸緩衝液4 ml (Dig wash and block buffer set)(Roche)とブロッキング10×ブロッキング溶液 4.45ml (Dig wash and block buffer set)(Roche)、およびRNase-Free水36 mlを混和させたブロッキング剤500 μlでけん濁させ、4℃、3,000 rpm、1分間遠心し上清を除去し、再び、同様のブロッキング剤600 μlを加え2 mlチューブに樹脂を移した。   Mix 10 ml maleic acid buffer 4 ml (Dig wash and block buffer set) (Roche), blocking 10 x blocking solution 4.45 ml (Dig wash and block buffer set) (Roche), and 36 ml RNase-free water The suspension was suspended with 500 μl of blocking agent, centrifuged at 4 ° C., 3,000 rpm for 1 minute to remove the supernatant, 600 μl of the same blocking agent was added again, and the resin was transferred to a 2 ml tube.

(VI) 標的抗原を認識するIVV抗体の選択
[20]ブロッキング剤600 μlにけん濁した樹脂に[18]で得られた逆転写反応したライブラリーの400 μl を加え、4℃にて15分間ミニディスクローター(Bio craft)で回転攪拌した。
(VI) Selection of an IVV antibody that recognizes the target antigen [20] Add 400 μl of the reverse-transcribed library obtained in [18] to the resin suspended in 600 μl of the blocking agent, and then at 4 ° C. for 15 minutes. The mixture was stirred with a mini disc rotor (Bio craft).

シリンジ5mL(Terumo)とWizard Minicolumn(Promega)と注射針 18G×1/2"(Terumo)を直列につなぎ、上記のけん濁液1mlを供し注射筒で押し出した。その溶液をFlowとして一部4℃で保存した。PP6T緩衝液に注射針を差し込み注射筒で5 ml吸い上げ、再び押し出した。この操作を6回行った。   Syringe 5mL (Terumo), Wizard Minicolumn (Promega) and syringe needle 18G x 1/2 "(Terumo) were connected in series, and 1ml of the above suspension was applied and extruded with a syringe. The solution was stored at 0 ° C. An injection needle was inserted into the PP6T buffer solution, and 5 ml was sucked up by a syringe and pushed out again.

さらにアンジオテンシンII(最終濃度1 nM)またはLewis X(最終濃度1 nM)を含むPP6T緩衝液にて上記の操作を2回行った。この操作の最後の溶出液をWashとして一部4℃で保存した。アンジオテンシンII(100 mM) 20 μl、Ribonucleic acid-core from torula Yeast RNA Type II-C (5 μg/μl) 2 μl、PP6T緩衝液178 μlまたはLewis X 0.5 mgを93.6 μlをPP6T緩衝液に溶解させたものと、Ribonucleic acid-core from torula Yeast RNA Type II-C (5 μg/μl) 0.95 μlを混和させ約94.6 μlとしテルモシリンジとテルモ注射針をはずしWizard Minicolumnにけん濁させ樹脂を回収した。この樹脂けん濁液を4℃にて1時間ミニディスクローター(Bio craft)で回転攪拌した。   Further, the above operation was performed twice with PP6T buffer containing angiotensin II (final concentration 1 nM) or Lewis X (final concentration 1 nM). The final eluate of this operation was partially stored at 4 ° C. as Wash. Angiotensin II (100 mM) 20 μl, Ribonucleic acid-core from torula Yeast RNA Type II-C (5 μg / μl) 2 μl, PP6T buffer 178 μl or Lewis X 0.5 mg 93.6 μl dissolved in PP6T buffer The mixture was mixed with 0.95 μl of Ribonucleic acid-core from torula Yeast RNA Type II-C (5 μg / μl) to make about 94.6 μl, the Terumo syringe and the Terumo needle were removed, and the mixture was suspended in the Wizard Minicolumn to collect the resin. This resin suspension was rotationally stirred with a minidisc rotor (Biocraft) at 4 ° C. for 1 hour.

[21]Urtra Freeに[20]で得られたけん濁液を供し10,000 rpm、3分間遠心し下層に溶液を回収した。あらかじめRNase-Free水100 μlを加え10,000 rpm、3分間遠心したMicrocon YM-50に、溶出液200 μlまたは94.6 μlを供し12,000 rpm、1.5-2.5分間遠心した。さらにRNase-Free水100 μlを加え12,000 rpm、1.5-2.5分間遠心を数回繰り返し行いアンジオテンシンIIまたはLewis Xを除去した。   [21] The suspension obtained in [20] was applied to Ultra Free and centrifuged at 10,000 rpm for 3 minutes to recover the solution in the lower layer. 200 μl or 94.6 μl of the eluate was applied to Microcon YM-50, which was added with 100 μl of RNase-Free water in advance and centrifuged at 10,000 rpm for 3 minutes, and centrifuged at 12,000 rpm for 1.5-2.5 minutes. Further, 100 μl of RNase-free water was added, and centrifugation was repeated several times at 12,000 rpm for 1.5-2.5 minutes to remove angiotensin II or Lewis X.

(VII) PCRによるcDNAライブラリーの回収
[22][21]で得られた溶出溶液1μl、10×PCR緩衝液(TOYOBO) 10μl、2 mM dNTPs(TOYOBO) 10μl、T7-tag-F(配列番号53) (10pmol/μl) 2μl、McD-R his tag(配列番号50) (10pmol/μl) 2μl、KOD DASH ポリメラーゼ(TOYOBO) 1μlを混和させ、RNase-Free水を添加し全体量を100μlとしてそれぞれPCR反応させた。
(VII) Recovery of cDNA library by PCR 1 μl of elution solution obtained in [22] [21], 10 μl of 10 × PCR buffer (TOYOBO), 10 μl of 2 mM dNTPs (TOYOBO), T7-tag-F (SEQ ID NO: 53) (10 pmol / μl) 2 μl, McD-R his tag (SEQ ID NO: 50) (10 pmol / μl) 2 μl, KOD DASH polymerase (TOYOBO) 1 μl are mixed, and RNase-Free water is added to make the total volume 100 μl. PCR reaction was performed.

PCRは、96℃、5分間反応後、96℃、30秒間、58℃、30秒間、72℃、1分間を25-30サイクル行った後、72℃、5分間反応を行った。増幅した遺伝子は1%アガロースゲル電気泳動によりそれぞれ900-1000bpのバンドを確認した。   PCR was carried out at 96 ° C. for 5 minutes, followed by 25-30 cycles of 96 ° C., 30 seconds, 58 ° C., 30 seconds, 72 ° C. and 1 minute, and then reacted at 72 ° C. for 5 minutes. Each amplified gene was confirmed to have a 900-1000 bp band by 1% agarose gel electrophoresis.

[23][22]で得られた増幅した遺伝子はWizard Plus Minipreps DNA Purification System(Promega)で精製した。すなわちPCR反応物を1.5mlチューブに移しDirect purification緩衝液Promega)100 μl、DNA purification resin(Promega)1 mlを加え混和させシリンジ2.5 mL(Terumo)を使ってWizard Minicolumn(Promega)に供した。シリンジで液を押し出して捨て(80%)イソプロパノール2 mlを加え再び液を押し出して捨てた。Wizard Minicolumnを新しい1.5 mlチューブに付け4℃、10,000 rpm、2分間遠心した後、再び新しい1.5 mlチューブをつけ、RNase-Free水60 μlを加え、室温で10 分間放置した。4℃、10,000 rpm、2分間遠心し、Wizard Minicolumnを捨て、下層を回収し、さらに4℃、10,000 rpm、5分間遠心し、生じた沈殿を除き新しい1.5mlチューブに上清を回収した。   [23] The amplified gene obtained in [22] was purified by Wizard Plus Minipreps DNA Purification System (Promega). That is, the PCR reaction product was transferred to a 1.5 ml tube, 100 μl of Direct purification buffer (Promega) and 1 ml of DNA purification resin (Promega) were added and mixed, and subjected to Wizard Minicolumn (Promega) using a 2.5 ml syringe (Terumo). The solution was pushed out with a syringe and discarded (80%). 2 ml of isopropanol was added and the solution was pushed out again and discarded. The Wizard Minicolumn was placed in a new 1.5 ml tube, centrifuged at 4 ° C, 10,000 rpm for 2 minutes, then reattached to a new 1.5 ml tube, added with 60 µl of RNase-Free water, and left at room temperature for 10 minutes. The mixture was centrifuged at 4 ° C., 10,000 rpm for 2 minutes, the Wizard Minicolumn was discarded, the lower layer was collected, and further centrifuged at 4 ° C., 10,000 rpm, 5 minutes. The resulting precipitate was removed and the supernatant was collected in a new 1.5 ml tube.

DNA溶液について260nmの吸収を測定し濃度を見積もった。
(VIII) PCRによるオメガ配列の付加
[24]PCRによるオメガ配列の付加をするために[23]で得られたDNA溶液 0.2 pmol、10×PCR緩衝液(TOYOBO) 10μl、2 mM dNTPs(TOYOBO) 10μl、McD 5'UTR (配列番号54)(1pmol/μl) 1μl、McD-F (配列番号52)(10pmol/μl) 2μl、McD-R his tag (配列番号50)(10pmol/μl) 2μl、KOD DASH ポリメラーゼ(TOYOBO) 0.5μlを混和させ、RNase-Free水を添加し全体量を100μlとしてそれぞれPCR反応させた。
The absorbance at 260 nm was measured for the DNA solution to estimate the concentration.
(VIII) Addition of omega sequence by PCR [24] 0.2 pmol of DNA solution obtained in [23] to add omega sequence by PCR, 10 x PCR buffer (TOYOBO) 10 μl, 2 mM dNTPs (TOYOBO) 10 μl, McD 5′UTR (SEQ ID NO: 54) (1 pmol / μl) 1 μl, McD-F (SEQ ID NO: 52) (10 pmol / μl) 2 μl, McD-R his tag (SEQ ID NO: 50) (10 pmol / μl) 2 μl, 0.5 μl of KOD DASH polymerase (TOYOBO) was mixed, and RNase-free water was added to make a total volume of 100 μl, followed by PCR reaction.

PCRは、96℃、5分間反応後、96℃、30秒間、58℃、30秒間、72℃、1分間を7-10サイクル行った後、72℃、5分間反応を行った。増幅した遺伝子は1%アガロースゲル電気泳動によりそれぞれ約1000bpのバンドを確認し、フェノール/クロロホルム処理及びエタノール沈殿を行った。その後、約15分間遠心乾燥した後、DNAをRNase-free水10μlに溶解した。   PCR was performed at 96 ° C. for 5 minutes, followed by 7-10 cycles of 96 ° C., 30 seconds, 58 ° C., 30 seconds, 72 ° C. and 1 minute, and then reacted at 72 ° C. for 5 minutes. Each amplified gene was confirmed to have a band of about 1000 bp by 1% agarose gel electrophoresis, followed by phenol / chloroform treatment and ethanol precipitation. Then, after centrifugal drying for about 15 minutes, the DNA was dissolved in 10 μl of RNase-free water.

[25][24]で得られたDNAを1%低融点アガロースゲル(Sigma)電気泳動に付しそれぞれのバンドを切り出した。チューブに、切り出したアガロースゲルの断片とRNase-free水100μlを加え、70℃で15分間加熱後、TE飽和フェノール処理を行った。得られた水層部をフェノール/クロロホルム処理し、続いて得られた溶液についてエタノール沈殿を行った。得られたペレットは約15分間遠心乾燥した後、DNAをRNase-free水10μlに溶解した。   [25] The DNA obtained in [24] was subjected to 1% low melting point agarose gel (Sigma) electrophoresis to cut out each band. The excised agarose gel fragment and 100 μl of RNase-free water were added to the tube, heated at 70 ° C. for 15 minutes, and then treated with TE saturated phenol. The obtained aqueous layer was treated with phenol / chloroform, and ethanol precipitation was performed on the resulting solution. The obtained pellet was centrifuged and dried for about 15 minutes, and then the DNA was dissolved in 10 μl of RNase-free water.

図5には、上記の工程で得られた各翻訳溶液を8M尿素存在下5%ポリアクリルアミド電気泳動に付し対応付け分子を確認した結果を示す。図中、下の棒グラフは上の電気泳動ゲルのFITCの蛍光をMOLECULAR IMAGER FX (Bio-rad)で測定し定量した結果を示す。左からNegaは[11]で得られたライブラリーMH0のクローンのひとつであるMH0-15、PosiはライブラリーMI3のクローンのひとつであるMI3-55、MH0は[11]で得られたライブラリー、MI1は[11]で得られたライブラリーを[18]において50℃、30分間次いで99℃、5分間反応させアンジオテンシンIIを抗原としてセレクションし[25]で回収したライブラリー、MI2はMI1を[18]において50℃、30分間次いで99℃、5分間反応させアンジオテンシンIIを抗原としてセレクションし[25]で回収したライブラリー、MI3はMI2を[18]において50℃、30分間次いで99℃、5分間反応させアンジオテンシンIIを抗原としてセレクションし[25]で回収したライブラリーを示している。   FIG. 5 shows the result of confirming the corresponding molecules by subjecting each translation solution obtained in the above steps to 5% polyacrylamide electrophoresis in the presence of 8M urea. In the figure, the lower bar graph shows the result of measuring and quantifying the FITC fluorescence of the upper electrophoresis gel with MOLECULAR IMAGER FX (Bio-rad). From the left, Nega is one of the library MH0 clones obtained in [11], MH0-15, Posi is one of the library MI3 clones, MI3-55, and MH0 is the library obtained in [11]. MI1 is a library obtained by reacting the library obtained in [11] in [18] at 50 ° C. for 30 minutes and then at 99 ° C. for 5 minutes, angiotensin II is selected as an antigen, and recovered in [25]. In [18], 50 ° C., 30 minutes, then 99 ° C., reacted for 5 minutes, angiotensin II was selected as an antigen and collected in [25], MI3 was MI2 in [18] at 50 ° C., 30 minutes, then 99 ° C., The library recovered after [25] was selected by reacting for 5 minutes and selecting angiotensin II as an antigen.

MH0ではストップコドンまたはミューテーションにより蛋白質に翻訳されないものがかなりの割合で含まれていることから対応付けの効率は15%と低いのに対して、MI1では25%、MI2では37%、MI3では41%と対応付けの効率が上昇している。NegaおよびPosiはインフレームのクローンでありこの場合の対応付け効率はそれぞれ34%および40%を示しているがMI2またはMI3においてほぼその対応付け効率と同等の値が得られている。従って蛋白レベルでのセレクションが成功しライブラリーはインフレームの割合が上昇していることを示している。   MH0 contains a significant percentage of things that are not translated into proteins due to stop codons or mutations, so the efficiency of mapping is as low as 15%, compared to 25% for MI1, 37% for MI2, and MI3 The efficiency of matching has increased to 41%. Nega and Posi are in-frame clones, and the association efficiencies in this case are 34% and 40%, respectively, but MI2 or MI3 have values almost equal to the association efficiencies. Thus, the protein level selection was successful, indicating that the library has an increased in-frame rate.

図6は、図5と同様に上記の工程で得られた各翻訳溶液を8M尿素存在下5%ポリアクリルアミド電気泳動に付し対応付け分子を確認した結果を示す。左からMH0は[11]で得られたライブラリー、MK1は[11]で得られたライブラリーを[18]において50℃、30分間次いで99℃、5分間反応させLewis Xを抗原としてセレクションし[25]で回収したライブラリー、MK2はMK1を[18]において50℃、30分間次いで99℃、5分間反応させLewis Xを抗原としてセレクションし[25]で回収したライブラリーを示している。MH0ではストップコドンまたはミューテーションにより蛋白質に翻訳されないものがかなりの割合で含まれていることから対応付けの効率は15%と低いのに対して、MK1では41%、MK2では36%と対応付けの効率が上昇している。   FIG. 6 shows the result of confirming the corresponding molecule by subjecting each translation solution obtained in the above step to 5% polyacrylamide electrophoresis in the presence of 8M urea as in FIG. From left to right, MH0 is the library obtained in [11], and MK1 is the library obtained in [11] in [18] at 50 ° C for 30 minutes and then 99 ° C for 5 minutes to select Lewis X as an antigen. The library recovered in [25], MK2 represents the library recovered in [25] after selecting Mx1 as an antigen by reacting MK1 in [18] at 50 ° C for 30 minutes and then 99 ° C for 5 minutes. MH0 contains a significant percentage of things that are not translated into proteins due to stop codons or mutations, so the efficiency of mapping is as low as 15%, whereas MK1 maps to 41% and MK2 maps to 36% The efficiency of has increased.

図7は、図5と同様に上記の工程で得られた各翻訳溶液を8M尿素存在下5%ポリアクリルアミド電気泳動に付し対応付け分子を確認した結果を示す。左からMM1は[11]で得られたライブラリーを[18]において50℃30分間反応させアンジオテンシンIIを抗原としてセレクションし[25]で回収したライブラリー、MM2はMM1を[18]において50℃30分間反応させアンジオテンシンIIを抗原としてセレクションし[25]で回収したライブラリー、MP1は[11]で得られたライブラリーを[15]において99℃、5分間反応させその後[20][21]においてアンジオテンシンIIを抗原としセレクションを行ったあとに[18]において50℃、30分間次いで99℃、5分間反応させて[22]以降の実験を行い[25]で回収したライブラリーを示している。MM1では25%、MM2では33%と対応付けの効率が上昇している。MM1では[18]において50℃、30分間反応させた後99℃、5分間反応させたMI1と比較し同様な値であり、またMM2もMI2と比較し遜色ない対応付け効率を示すことから蛋白レベルでのセレクションは成功していると考えられる。これに対してMP1は8%と対応付けの効率が極端に低く[15]において99℃、5分間反応させることによりRNAまたは対応付け分子に対し何らかの変性が生じた可能性も考えられた。   FIG. 7 shows the result of confirming the corresponding molecule by subjecting each translation solution obtained in the above step to 5% polyacrylamide electrophoresis in the presence of 8M urea as in FIG. From the left, MM1 is a library obtained by reacting the library obtained in [11] at 50 ° C for 30 minutes in [18], selecting angiotensin II as an antigen and recovered in [25], and MM2 is MM1 at 50 ° C in [18] A library that was reacted for 30 minutes and angiotensin II was selected as an antigen and recovered in [25], and MP1 was reacted in [15] at 99 ° C for 5 minutes in [15], then [20] [21] Shows the library recovered in [25] after selection using angiotensin II as an antigen in [18], followed by reaction at [18] for 5 minutes at 50 ° C for 30 minutes and then at 99 ° C for 5 minutes. . The efficiency of the association is increased to 25% for MM1 and 33% for MM2. In MM1, [18] is similar to MI1, which was reacted at 50 ° C for 30 minutes and then reacted at 99 ° C for 5 minutes, and MM2 also showed a matching efficiency comparable to that of MI2. Selection at the level is considered successful. On the other hand, MP1 had an extremely low associating efficiency of 8%, and it was considered that some denaturation occurred in RNA or the corresponding molecule by reacting at 99 ° C for 5 minutes in [15].

図8は、[21]で得られた溶出液を[22]でPCRし1%アガロースゲル電気泳動に付した結果を示し、下の棒グラフは上の電気泳動ゲルのエチジウムブロマイドの吸収をMOLECULAR IMAGER FX (Bio-rad)で測定し定量したものを示している。左からNegaは[11]で得られたライブラリーMH0のクローンのひとつであるMH0-15、PosiはライブラリーMI3のクローンのひとつであるMI3-55、MI1は[11]で得られたライブラリーを[18]において50℃、30分間次いで99℃、5分間反応させアンジオテンシンIIを抗原としてセレクションし[25]で回収したライブラリー、MI2はMI1を[18]において50℃、30分間次いで99℃、5分間反応させアンジオテンシンIIを抗原としてセレクションし[25]で回収したライブラリー、MI3はMI2を[18]において50℃、30分間次いで99℃、5分間反応させアンジオテンシンIIを抗原としてセレクションし[25]で回収したライブラリーを示している。Negaでは回収されるDNAの量は非常に少なくアンジオテンシンIIに親和性のある分子のがほとんど含まれていないことを示し、Posiでは回収されるDNAの量は多くアンジオテンシンIIに親和性のある分子が大多数であることを示している。MI1、MI2ではセレクションで回収されるDNAの量はまだ少なくライブラリー中に含まれるアンジオテンシンIIに親和性のある分子の割合が低いものと考えられる。これに対してMI3では回収されるDNAの量が急激に上昇しライブラリー中に含まれるアンジオテンシンIIに親和性のある分子の割合が急激に上昇しセレクションを繰り返すことによって濃縮が起こったことを示すものと考えられる。   FIG. 8 shows the results obtained by subjecting the eluate obtained in [21] to PCR in [22] and subjecting to 1% agarose gel electrophoresis. The lower bar graph shows the absorption of ethidium bromide in the upper electrophoresis gel by MOLECULAR IMAGER. It shows the value measured and measured with FX (Bio-rad). From the left, Nega is one of the library MH0 clones obtained in [11], MH0-15, Posi is one of the library MI3 clones, MI3-55, and MI1 is the library obtained in [11]. [18] was reacted at 50 ° C. for 30 minutes and then 99 ° C. for 5 minutes, and angiotensin II was selected as an antigen and recovered in [25]. MI2 was MI1 at [18] at 50 ° C. for 30 minutes and then 99 ° C. The library that was reacted for 5 minutes and angiotensin II was selected as an antigen and recovered in [25], and MI3 was reacted at [18] at 50 ° C for 30 minutes and then 99 ° C for 5 minutes to select angiotensin II as an antigen [ 25] shows the collected library. Nega shows that the amount of DNA recovered is very small and contains almost no molecules with affinity for Angiotensin II, while Posi recovers a large amount of DNA with an affinity for Angiotensin II. It shows that it is the majority. In MI1 and MI2, the amount of DNA recovered by selection is still small, and it is considered that the ratio of molecules having an affinity for angiotensin II contained in the library is low. In contrast, in MI3, the amount of recovered DNA increased rapidly, and the proportion of molecules with an affinity for angiotensin II contained in the library increased rapidly, indicating that enrichment occurred due to repeated selection. It is considered a thing.

図9は、[20]で得られたFlowを1000倍希釈したものと[20]で得られたWashおよび[21]で得られた溶出液(Elute)を1倍と10倍希釈したものを[22]でPCRし1%アガロースゲル電気泳動に付した結果である。Eluteに関し、×1は溶出液を1倍希釈、×0.1は溶出液を10倍希釈の略である。MK1は[11]で得られたライブラリーを[18]において50℃、30分間次いで99℃、5分間反応させLewis Xを抗原としてセレクションし[25]で回収したライブラリー、MK2はMK1を[18]において50℃、30分間次いで99℃、5分間反応させLewis Xを抗原としてセレクションし[25]で回収したライブラリーを示している。Flowに示すように十分大過剰量の分子をセレクションに投入しているがWashではほとんどDNAのバンドは見えないことからセレクションにおいてLewis Xに親和性の少ない分子を十分洗い流せていることを示している。またMK1ではセレクションで回収されるDNAの量はまだ少なくライブラリー中に含まれるLewis Xに親和性のある分子の割合が低いものと考えられる。これに対してMK2では回収されるDNAの量が急激に上昇しライブラリー中に含まれるLewis Xに親和性のある分子の割合が急激に上昇しセレクションを繰り返すことによって濃縮が起こったことを示すものと考えられる。   FIG. 9 shows the results obtained by diluting the Flow obtained in [20] 1000 times and the Wash obtained in [20] and the eluate (Elute) obtained in [21] diluted 1 and 10 times. The results are shown in [22] and subjected to 1% agarose gel electrophoresis. Regarding Elute, x1 stands for 1-fold dilution of the eluate, and x0.1 stands for 10-fold dilution of the eluate. MK1 was obtained by reacting the library obtained in [11] at 50 ° C for 30 minutes and then at 99 ° C for 5 minutes in [18], and Lewis X was selected as an antigen and recovered in [25]. 18] shows a library collected by reacting Lewis X as an antigen after reacting at 50 ° C. for 30 minutes and then at 99 ° C. for 5 minutes. As shown in Flow, a sufficiently large excess of molecules is added to the selection, but in Wash, almost no DNA band is visible, indicating that the selection can wash out molecules with low affinity to Lewis X. . In MK1, the amount of DNA recovered by selection is still small, and it is thought that the proportion of molecules having affinity for Lewis X contained in the library is low. In contrast, in MK2, the amount of recovered DNA increased rapidly, the proportion of molecules with affinity for Lewis X contained in the library increased rapidly, indicating that enrichment occurred due to repeated selection. It is considered a thing.

図10は、[20]で得られたFlowを1000倍希釈したものと[20]で得られたWashおよび[21]で得られた溶出液を1倍と10倍希釈したものを[22]でPCRし1%アガロースゲル電気泳動に付した結果とその電気泳動ゲルのエチジウムブロマイドの吸収をMOLECULAR IMAGER FX (Bio-rad)で測定し定量した結果を示す。FはFlow、WはWash、Eは溶出液を1倍、E0.1は溶出液を10倍希釈の略である。   FIG. 10 shows a flow obtained by diluting the flow obtained in [20] 1000 times and a wash obtained in [20] and a dilute solution obtained in [21] by 1 and 10 times [22]. 2 shows the results of PCR and 1% agarose gel electrophoresis, and the results of measuring and quantifying the ethidium bromide absorption of the electrophoresis gel with MOLECULAR IMAGER FX (Bio-rad). F stands for Flow, W stands for Wash, E stands for 1-fold eluate, and E0.1 stands for 10-fold dilution of eluate.

Flowに示すように十分大過剰量の分子をセレクションに投入しているがWashではほとんどDNAのバンドは見えないことからセレクションにおいてアンジオテンシンIIに親和性の少ない分子を十分洗い流せていることを示している。   As shown in Flow, a sufficiently large excess of molecules was added to the selection, but in Wash, almost no DNA band was visible, indicating that the molecules with low affinity for Angiotensin II were sufficiently washed out in the selection. .

MI1は[11]で得られたライブラリーを[18]において50℃、30分間次いで99℃、5分間反応させアンジオテンシンIIを抗原としてセレクションし[25]で回収したライブラリー、MM1は[11]で得られたライブラリーを[18]において50℃、30分間させアンジオテンシンIIを抗原としてセレクションし[25]で回収したライブラリーを示している。   MI1 is a library obtained in [11] and reacted in [18] at 50 ° C. for 30 minutes and then 99 ° C. for 5 minutes, angiotensin II is selected as an antigen and recovered in [25], and MM1 is [11] The library obtained in [18] was selected at [18] for 30 minutes at 50 ° C. and angiotensin II was selected as an antigen and recovered in [25].

MI1ではセレクションで回収されるDNAの量はまだ少なくライブラリー中に含まれるアンジオテンシンIIに親和性のある分子の割合が低いものと考えられる。これに対してMM1では回収されるDNAの量が非常に多くライブラリー中に含まれるアンジオテンシンIIに親和性のある分子の割合が多いものと考えられる。すなわちMM1では[18]において50℃、30分間反応させただけなのに対してMI1では[18]において50℃、30分間反応させた後99℃、5分間反応させていることによって99℃に安定性の高い分子だけがセレクションされ不安定なものは除去される傾向にあることを示している。   In MI1, the amount of DNA recovered by selection is still small, and it is considered that the proportion of molecules having an affinity for angiotensin II contained in the library is low. In contrast, in MM1, the amount of recovered DNA is very large, and it is considered that the proportion of molecules having an affinity for angiotensin II contained in the library is large. In other words, MM1 was only reacted at 50 ° C for 30 minutes at [18], whereas MI1 was stable at 99 ° C by reacting at 50 ° C for 30 minutes and then at 99 ° C for 5 minutes in [18]. This indicates that only molecules with a high molecular weight are selected and those that are unstable tend to be removed.

配列分析
(I) クローニング
[26]ライブラリーからクローンを得るためにTOPOクローニングキット(Invitrogen)を用いた。[11]で得られたDNAまたは[25]で得られたDNA 0.05-1 pmol、taqポリメラーゼ 10×緩衝液(TOYOBO) 2μl、dATP (40 mM) 2μl、taqポリメラーゼ (Taq Pol) (TOYOBO)0.5μlを混和させ、RNase-Free水を添加し全体量を20μlとして、72℃で15分間、フェノール/クロロホルム処理及びエタノール沈殿を行った。その後、約15分間遠心乾燥した後、DNAをRNase-free水4μlに溶解した。
Sequence analysis (I) Cloning [26] TOPO cloning kit (Invitrogen) was used to obtain clones from the library. DNA obtained in [11] or DNA obtained in [25] 0.05-1 pmol, taq polymerase 10 × buffer (TOYOBO) 2 μl, dATP (40 mM) 2 μl, taq polymerase (Taq Pol) (TOYOBO) 0.5 μl was mixed, RNase-Free water was added to make a total volume of 20 μl, and phenol / chloroform treatment and ethanol precipitation were performed at 72 ° C. for 15 minutes. Then, after centrifugation for about 15 minutes, the DNA was dissolved in 4 μl of RNase-free water.

[27][26]で得られたDNA 4μl、Topo vector (Invitrogen) 0.5μl、Salt solution(Invitrogen) 1μlを混和させ室温で20分間放置した。大腸菌にトランスフォームするために氷上で溶解したコンピテントセルに上記の混和溶液5.5μlを入れ氷上で30分間放置後43℃、45秒間ヒートショックを行った。セルにSOC(Invitrogen)を250μl入れ37℃、1時間30分振とう培養器で培養させ2枚の寒天プレート(500 ml中にトリプトン 5 g、酵母エキス 2.5 g、NaCl 5 g、寒天7.5 g、アンピシリン 25 mg)(シャーレ9cm)にまいて37℃で一晩培養した。   [27] 4 μl of the DNA obtained in [26], 0.5 μl of Topo vector (Invitrogen) and 1 μl of Salt solution (Invitrogen) were mixed and allowed to stand at room temperature for 20 minutes. In order to transform into Escherichia coli, 5.5 μl of the above mixed solution was placed in a competent cell dissolved on ice, and left on ice for 30 minutes, followed by heat shock at 43 ° C. for 45 seconds. Place 250 μl of SOC (Invitrogen) in the cell and incubate on a shaking incubator for 1 hour and 30 minutes at 37 ° C. Two agar plates (5 g tryptone, 2.5 g yeast extract, 5 g NaCl, 7.5 g agar, Ampicillin (25 mg) (Petri dish 9 cm) was cultured overnight at 37 ° C.

(II) 塩基配列の決定
[28][27]で培養した寒天プレートに生じたコロニーの一部を爪楊枝でつっつきRNase-Free水20 μlにけん濁させ99℃、5分間加熱後急冷し、-20℃でコロニーけん濁液として保存した。
(II) Determination of the base sequence A portion of the colony formed on the agar plate cultured in [28] and [27] is suspended with a toothpick, suspended in 20 μl of RNase-free water, heated at 99 ° C for 5 minutes, and then rapidly cooled. Stored as a colony suspension at 20 ° C.

[29][28]で得られたコロニーけん濁液 1μl、10×PCR緩衝液(TOYOBO) 5μl、2 mM dNTPs(TOYOBO) 5μl、M13FII (配列番号58) (10 pmol/μl) 1μl、M13RII (配列番号59) (10 pmol/μl) 1μl、KOD DASHポリメラーゼ(TOYOBO) 0.25μlを混和させ、RNase-Free水を添加し全体量を50μlとしてそれぞれPCR反応させた。   [29] Colony suspension obtained in [28] 1 μl, 10 × PCR buffer (TOYOBO) 5 μl, 2 mM dNTPs (TOYOBO) 5 μl, M13FII (SEQ ID NO: 58) (10 pmol / μl) 1 μl, M13RII ( SEQ ID NO: 59) (10 pmol / μl) 1 μl and KOD DASH polymerase (TOYOBO) 0.25 μl were mixed, and RNase-free water was added to make the total volume 50 μl.

PCRは、96℃、5分間反応後、96℃、30秒間、58℃、30秒間、72℃、1分間を30サイクル行った後72℃、5分間反応を行った。増幅した遺伝子は1%アガロースゲル電気泳動によりそれぞれ900-1000bpのバンドを確認した。増幅した遺伝子はWizard Plus Minipreps DNA Purification System(Promega)で精製した。   PCR was performed at 96 ° C. for 5 minutes, followed by 30 cycles of 96 ° C., 30 seconds, 58 ° C., 30 seconds, 72 ° C. and 1 minute, and then reacted at 72 ° C. for 5 minutes. Each amplified gene was confirmed to have a 900-1000 bp band by 1% agarose gel electrophoresis. The amplified gene was purified by Wizard Plus Minipreps DNA Purification System (Promega).

[30][29]で得られたDNA 16 ng、M13FII (配列番号58) (1.6 pmol/μl) 2μl、またはM13RII (配列番号59) (1.6 pmol/μl) 2μl、DTCS kit Premix (Beckman coulter) 6μlを混和させ、RNase-Free水を添加し全体量を10μlとしてそれぞれPCR反応させた。
PCRは、96℃、5分間反応後、96℃、20秒間、58℃、20秒間、60℃、4分間を30サイクル行った後、72℃、5分間反応を行った。
[30] DNA 16 ng obtained in [29], M13FII (SEQ ID NO: 58) (1.6 pmol / μl) 2 μl, or M13RII (SEQ ID NO: 59) (1.6 pmol / μl) 2 μl, DTCS kit Premix (Beckman coulter) 6 μl was mixed, and RNase-free water was added to make a total volume of 10 μl, followed by PCR reaction.
PCR was performed at 96 ° C. for 5 minutes, followed by 30 cycles of 96 ° C., 20 seconds, 58 ° C., 20 seconds, 60 ° C., 4 minutes, and then reacted at 72 ° C. for 5 minutes.

[31][30]で得られたPCR反応物を1.5mlチューブに移し、3 M NaOAc 1μl、0.1 M EDTA 1μl、20 mg/mlグリコーゲン溶液(ナカライテスク株式会社)1μlをよく混和させ、冷100%エタノール 60μlを加え、混和させた。4℃、14000 rpm、15分間遠心し上清を除去し70%エタノールにてペレットを洗浄後、再び14000rpm、2分間遠心して上清を除去しすることを2回行った。その後、30-40分間遠心乾燥した後、脱イオン化したホルムアミド(Beckman coulter) 40μlを加えよく混和させた。配列分析はCEQ 2000 DNA Analysis System (Beckman coulter)で行った。   [31] Transfer the PCR reaction product obtained in [30] to a 1.5 ml tube, mix well with 1 μl of 3 M NaOAc, 1 μl of 0.1 M EDTA, and 1 μl of a 20 mg / ml glycogen solution (Nacalai Tesque). 60 μl of% ethanol was added and mixed. After centrifuging at 4 ° C., 14000 rpm for 15 minutes to remove the supernatant and washing the pellet with 70% ethanol, centrifugation was again carried out at 14000 rpm for 2 minutes to remove the supernatant twice. Then, after centrifugal drying for 30-40 minutes, 40 μl of deionized formamide (Beckman coulter) was added and mixed well. Sequence analysis was performed with CEQ 2000 DNA Analysis System (Beckman coulter).

Figure 0004729764
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表5においては、左のレーンから、"Name"はセレクションの種類と回数、"In frame"はインフレームの個数、"Mutation"はストップコドンまたはミューテーションにより蛋白質に翻訳されないものの個数、"Total"はIn frameとMutationの合計、"In frame (%)"は100×In frame/Total、"C"は図11および図12のAまたはBに収束した配列をもつものの個数、"C(%)"は100×図11および図12のAまたはBに収束した配列をもつものの個数/In frame、"IVV (%)"は、図5、図6および図7より算出された対応付け効率をそれぞれ示している。   In Table 5, from the left lane, “Name” is the type and number of selections, “In frame” is the number of in-frames, “Mutation” is the number of proteins that are not translated into proteins by stop codons or mutations, and “Total” Is the sum of In frame and Mutation, “In frame (%)” is 100 × In frame / Total, “C” is the number of elements having an array converged to A or B in FIGS. 11 and 12, and “C (%)” “100 × number of elements having an array converged to A or B in FIG. 11 and FIG. 12 / In frame”, “IVV (%)” represents the association efficiency calculated from FIG. 5, FIG. 6 and FIG. Show.

またMH0は[11]で得られたライブラリー、MI1は[11]で得られたライブラリーを[18]において50℃、30分間次いで99℃、5分間反応させアンジオテンシンIIを抗原としてセレクションし[25]で回収したライブラリー、MI2はMI1を[18]において50℃、30分間次いで99℃、5分間反応させアンジオテンシンIIを抗原としてセレクションし[25]で回収したライブラリー、MI3はMI2を[18]において50℃、30分間次いで99℃、5分間反応させアンジオテンシンIIを抗原としてセレクションし[25]で回収したライブラリー、MK1は[11]で得られたライブラリーを[18]において50℃、30分間次いで99℃、5分間反応させLewis Xを抗原としてセレクションし[25]で回収したライブラリー、MK2はMK1を[18]において50℃、30分間次いで99℃、5分間反応させLewis Xを抗原としてセレクションし[25]で回収したライブラリー、MM1は[11]で得られたライブラリーを[18]において50℃、30分間反応させアンジオテンシンIIを抗原としてセレクションし[25]で回収したライブラリー、MM2はMM1を[18]において50℃、30分間反応させアンジオテンシンIIを抗原としてセレクションし[25]で回収したライブラリーを示している。   In addition, MH0 is the library obtained in [11], MI1 is the library obtained in [11] in [18], reacted at 50 ° C. for 30 minutes and then 99 ° C. for 5 minutes to select angiotensin II as an antigen [ 25], the library collected in MI2, MI1 was reacted in [18] at 50 ° C. for 30 minutes and then 99 ° C. for 5 minutes, angiotensin II was selected as the antigen, and the library recovered in [25], MI3 18] at 50 ° C. for 30 minutes and then at 99 ° C. for 5 minutes, angiotensin II was selected as an antigen and recovered in [25], MK1 was obtained in [11] at 50 ° C. in [18] The library collected by reacting Lewis X as an antigen for 30 minutes and then at 99 ° C for 5 minutes and recovered in [25], MK2 was reacted with MK1 in [18] at 50 ° C for 30 minutes and then at 99 ° C for 5 minutes. As an antigen MM1 is a library collected in [25], MM1 is a library obtained in [11], reacted at 50 ° C. for 30 minutes in [18], selected as angiotensin II as an antigen, and collected in [25], MM2 indicates a library obtained by reacting MM1 in [18] at 50 ° C. for 30 minutes, selecting angiotensin II as an antigen, and recovering in [25].

C(%)で示した100×(図11および図12のAに収束した配列をもつものの個数)/In frameはMI1で33%、MI2で57%、MI3で87%とセレクションに従い上昇しアンジオテンシンIIを抗原としたセレクションではAに示した配列に急激に収束することが示された。C(%)で示した100×(図11および図12のBに収束した配列をもつものの個数)/In frameはMK1で50%、MK2で40%、とセレクションを回すことによって高い値を示しLewis Xを抗原としたセレクションではBに示した配列に収束することが示された。これらに対しC(%)で示した100×(図11および図12のAに収束した配列をもつものの個数)/In frameはMM1で0%、MM2で13%でありセレクションを1回、回しただけではAに示した配列のものはひとつも見られず、セレクションを2回、回すことではじめて1つのクローンがAに示した配列のものが見いだされた。MM1、MM2では[18]において50℃30分間反応させただけなのに対してMI1、MI2、MI3では[18]において50℃、30分間反応させた後99℃、5分間反応させている。従って99℃、5分間反応させることで急激にAに示した配列に収束したのに対し99℃、5分間反応させないMM1、MM2の場合ではAに示した配列を見いだすことはできるものの非常に効率が悪いことがわかった。   100 × (number of those having sequences converged to A in FIG. 11 and FIG. 12) / In frame is 33% for MI1, 57% for MI2, and 87% for MI3. Selection with II as the antigen showed a rapid convergence to the sequence shown in A. 100 × (number of those having sequences converged to B in FIGS. 11 and 12) / In frame indicated by C (%) / In frame shows 50% for MK1 and 40% for MK2, and shows a high value by rotating the selection. Selection with Lewis X as an antigen showed convergence to the sequence shown in B. On the other hand, 100 × (number of those having sequences converged to A in FIGS. 11 and 12) / In frame indicated by C (%) is 0% for MM1 and 13% for MM2, and the selection is performed once. As a result, none of the sequences shown in A was found, and only one clone was found in the sequence shown in A by turning the selection twice. MM1 and MM2 were reacted at 50 ° C for 30 minutes at [18], whereas MI1, MI2, and MI3 were reacted at 50 ° C for 30 minutes at [18] and then reacted at 99 ° C for 5 minutes. Therefore, by reacting at 99 ° C for 5 minutes, the sequence shown in A suddenly converged, but in the case of MM1 and MM2 not reacting at 99 ° C for 5 minutes, the sequence shown in A can be found, but it is very efficient. I found it bad.

MP1は[11]で得られたライブラリーを[15]において99℃、5分間反応させその後[20][21]においてアンジオテンシンIIを抗原としセレクションを行ったあとに[18]において50℃30分間、99℃、5分間反応させて[22]以降の実験を行い[25]で回収したライブラリーであるが[31]で配列分析を行い解析した結果インフレームは2個、ストップコドンまたはミューテーションにより蛋白質に翻訳されないものは11個、合計は13個、図11および図12のAに収束した配列をもつものは2個であった。MP1の場合インフレームの割合が極端に低くやはり効率が良いとはいえないがAに示した配列を見いだすことができることがわかった。   MP1 was reacted with the library obtained in [11] at 99 ° C for 5 minutes in [15], then selected with angiotensin II as an antigen in [20] and [21], and then in [18] at 50 ° C for 30 minutes. This was a library collected at [25] after reacting at 99 ° C for 5 minutes and performing the experiment after [22]. As a result of analyzing the sequence analysis by [31], two in-frame, stop codon or mutation 11 were not translated into protein, 13 were in total, and 2 were those with sequences converged to A in FIGS. In the case of MP1, it was found that the in-frame ratio is extremely low and the efficiency shown in A can be found although it cannot be said that efficiency is good.

図11および図12は[31]で配列分析を行い解析した結果インフレームのものについてアミノ酸配列によるclustalxによる配列アラインメント後TreeViewPPCにより作成した系統樹を示す。線で囲ったAはアンジオテンシンIIのセレクションで収束したもの、線で囲ったBはLewis Xのセレクションで収束したものを示す。ライブラリーの略号の後にクローンの番号を示した。線で囲ったAはMI3-55と比較し蛋白質レベルでGENETYX-MACで解析した結果90%以上の相同性を示し、線で囲ったBはMK1-17と比較し蛋白質レベルGENETYX-MACで解析した結果90%以上の相同性を示した。   FIG. 11 and FIG. 12 show the phylogenetic tree created by TreeViewPPC after sequence alignment by clustalx with the amino acid sequence for the in-frame ones analyzed by sequence analysis in [31]. A surrounded by a line is converged by angiotensin II selection, and B surrounded by a line is converged by Lewis X selection. The clone number is indicated after the library abbreviation. A surrounded by a line shows 90% or more homology as a result of analysis by GENETYX-MAC at the protein level compared to MI3-55, and B surrounded by a line analyzed by protein level GENETYX-MAC compared to MK1-17 As a result, 90% or more homology was shown.

配列決定されたクローンの一部(MI1-16、MI1-4、MI2-10、MI2-34、MI2-41、MI2-48、MI3-15、MI3-26、MI3-28、MI3-34、MI3-41、MI3-42、MI3-47、MI3-5、MI3-55、MI3-62、MI3-64、MI3-66、MI3-74、MK2-3、MM2-11、MP1-36、MP1-41、MI3-8、MK1-15、MK1-17、MK1-24、MK2-19、MK2-8)について、塩基配列及びそれがコードするアミノ酸配列を60〜116の偶数の配列番号に示す。アミノ酸配列を61〜117の奇数の配列番号に示す。なお、CDRのアミノ酸番号は、Martin, A.C.R. Accessing the Kabat Antibody Sequence Database by Computer PROTEINS: Structure, Function and Genetics, 25 (1996), 130-133.に従って以下のように決定した。 Some of the sequenced clones (MI1-16, MI1-4, MI2-10, MI2-34, MI2-41, MI2-48, MI3-15, MI3-26, MI3-28, MI3-34, MI3 -41, MI3-42, MI3-47, MI3-5, MI3-55, MI3-62, MI3-64, MI3-66, MI3-74, MK2-3, MM2-11, MP1-36, MP1-41 , MI3-8, MK1-15, MK1-17, MK1-24, MK2-19, MK2-8 ), the nucleotide sequence and the amino acid sequence encoded by the nucleotide sequence are shown in the even SEQ ID NOs: 60 to 116. The amino acid sequence is shown in the odd sequence number of 61-117. The amino acid number of CDR was determined as follows according to Martin, ACR Accessing the Kabat Antibody Sequence Database by Computer PROTEINS: Structure, Function and Genetics, 25 (1996), 130-133.

MI1-16、MI1-4、MI2-10、MI2-34、MI2-41、MI2-48、MI3-15、MI3-26、MI3-28、MI3-34、MI3-41、MI3-42、MI3-47、MI3-5、MI3-55、MI3-62、MI3-64、MI3-66、MI3-74、MK2-3、MM2-11、MP1-36、MP1-41の各CDRは以下のアミノ酸番号である。   MI1-16, MI1-4, MI2-10, MI2-34, MI2-41, MI2-48, MI3-15, MI3-26, MI3-28, MI3-34, MI3-41, MI3-42, MI3- 47, MI3-5, MI3-55, MI3-62, MI3-64, MI3-66, MI3-74, MK2-3, MM2-11, MP1-36, MP1-41 CDRs are the following amino acid numbers: is there.

Figure 0004729764
Figure 0004729764

MI3-8、MK1-15、MK1-17、MK1-24、MK2-19、MK2-8の各CDRは以下のアミノ酸番号である。   The CDRs of MI3-8, MK1-15, MK1-17, MK1-24, MK2-19, and MK2-8 have the following amino acid numbers.

Figure 0004729764
Figure 0004729764

抗体の調製
[32][28]で得られたコロニーけん濁液 1μl、10×PCR緩衝液(TOYOBO) 10μl、2 mM dNTPs(TOYOBO) 10μl、25 mM MgSO4 4μl、McD-F (配列番号52)(10pmol/μl) 3μl、McD-R (His Tag)-stop (配列番号51)(10pmol/μl) 3μl、KOD PLUS ポリメラーゼ(TOYOBO) 2μlを混和させ、RNase-Free水を添加し全体量を100μlとしてそれぞれPCR反応させた。
Preparation of Antibody Colony suspension obtained in [32] [28] 1 μl, 10 × PCR buffer (TOYOBO) 10 μl, 2 mM dNTPs (TOYOBO) 10 μl, 25 mM MgSO 4 4 μl, McD-F (SEQ ID NO: 52 ) (10 pmol / μl) 3 μl, McD-R (His Tag) -stop (SEQ ID NO: 51) (10 pmol / μl) 3 μl, KOD PLUS polymerase (TOYOBO) 2 μl are mixed, and RNase-Free water is added to make the total amount. Each 100 μl was subjected to PCR reaction.

PCRは、94℃、5分間反応後、94℃、30秒間、58℃、30秒間、68℃、2分間を25-30サイクル行った後、68℃5分間反応を行った。増幅した遺伝子は1%アガロースゲル電気泳動によりそれぞれ900-1000bpのバンドを確認した。   PCR was performed at 94 ° C. for 5 minutes, followed by 25-30 cycles of 94 ° C., 30 seconds, 58 ° C., 30 seconds, 68 ° C., 2 minutes, and then reacted at 68 ° C. for 5 minutes. Each amplified gene was confirmed to have a 900-1000 bp band by 1% agarose gel electrophoresis.

[33]クローンDNAの転写を行った。[32]で得られたDNA 1pmol、5×SP6緩衝液 4μl、ATP (100mM) 1μl、CTP (100mM) 1μl、UTP (100mM) 1μl、GTP (10mM) 2μl、キャップアナログ(m7G(5')PPP(5')G) (Invitrogen) (40mM) 2.5μl、エンザイムミックスSP6RNA ポリメラーゼ(Promega) 2μlを混和させ、RNase-Free水を添加し全体量を20μlとし、37℃、2時間30分間反応後、RQ1 RNase-Free DNase(Promega) 5μlを添加しさらに37℃、1時間反応させた。得られたRNAはRNeasy Mini kit (Qiagen)により精製した。   [33] Transcription of clone DNA was performed. DNA obtained in [32] 1 pmol, 5 × SP6 buffer 4 μl, ATP (100 mM) 1 μl, CTP (100 mM) 1 μl, UTP (100 mM) 1 μl, GTP (10 mM) 2 μl, cap analog (m7G (5 ') PPP (5 ') G) (Invitrogen) (40 mM) 2.5 μl, enzyme mix SP6 RNA polymerase (Promega) 2 μl was mixed, RNase-Free water was added to make a total volume of 20 μl, and reacted at 37 ° C. for 2 hours 30 minutes. 5 μl of RQ1 RNase-Free DNase (Promega) was added and further reacted at 37 ° C. for 1 hour. The obtained RNA was purified by RNeasy Mini kit (Qiagen).

[34][33]で得られたRNA 20 pmol、小麦胚芽抽出液(5mM DTTを含む)(Promega)50μl、Amino Acid mixture, Complete (1mM)(Promega) 8μl、RNase inhibitor(TOYOBO) 8μl、CH3COOK (1M)(Promega) 8μlを混和し、RNase-Free水を添加し全体量を100μlとし、遮光条件下25℃、1-3時間反応させ翻訳を行った。   [34] RNA 20 pmol obtained in [33], wheat germ extract (including 5 mM DTT) (Promega) 50 μl, Amino Acid mixture, Complete (1 mM) (Promega) 8 μl, RNase inhibitor (TOYOBO) 8 μl, CH3COOK (1M) (Promega) 8 μl was mixed, RNase-free water was added to make the total volume 100 μl, and the reaction was carried out under light-shielded conditions at 25 ° C. for 1-3 hours for translation.

[35]ミリQ水で調製し組成が50mMリン酸カリウム、150 mM NaCl、pH 6.0、0.1% Tween 20であるPP6T緩衝液にて膨潤ならびに平衡化させたSephadex G75 (Amersham Biosciences)ゲル1 mlをカラム(バイオラッド)に充填したものに[34]で得られた翻訳溶液 200 μlを供し、4滴ずつチューブに集め3本目から6本目までを回収した。   [35] 1 ml of Sephadex G75 (Amersham Biosciences) gel prepared with Milli-Q water and swollen and equilibrated with PP6T buffer with 50 mM potassium phosphate, 150 mM NaCl, pH 6.0, 0.1% Tween 20 200 μl of the translation solution obtained in [34] was applied to the column (Bio-Rad) packed, and 4 drops were collected in a tube and the 3rd to 6th were collected.

[36]あるいはミリQ水で調製し組成が20 mMリン酸ナトリウム、500 mM NaCl、20 mM イミダゾール pH 7.4であるHis Tag A緩衝液にて膨潤ならびに平衡化させたSephadex G75 (Amersham Biosciences)ゲル1 mlをカラム(バイオラッド)に充填したものに[34]で得られた翻訳溶液 200 μlを供し、4滴ずつチューブに集め3本目から6本目までを回収した。その溶液にHis Tag A緩衝液で平衡化したNi-NTA agarose (Qiagen)樹脂100 μlを加え、25℃、1 時間ロータリーミキサー(Nissin)で回転攪拌した。His Tag A緩衝液500 μlでけん濁させ、4℃、3,000 rpm、1分間遠心し上清を除去しする操作を3回繰り返し、樹脂を回収し、組成が20 mMリン酸ナトリウム、500 mM NaCl、475 mMイミダゾール pH 7.4であるHis Tag B緩衝液150 μlを加え25℃、30分間-1時間ロータリーミキサー(Nissin)で回転攪拌した。Urtra Freeに樹脂けん濁液を供し10,000 rpm、3 分間遠心し下層に溶液を回収した。   [36] or Sephadex G75 (Amersham Biosciences) gel 1 prepared with Milli-Q water and swollen and equilibrated with His Tag A buffer having a composition of 20 mM sodium phosphate, 500 mM NaCl, 20 mM imidazole pH 7.4 200 μl of the translation solution obtained in [34] was applied to a column (Bio-Rad) packed in ml, and 4 drops were collected in a tube and 3rd to 6th were collected. To this solution, 100 μl of Ni-NTA agarose (Qiagen) resin equilibrated with His Tag A buffer was added, and the mixture was stirred with a rotary mixer (Nissin) at 25 ° C. for 1 hour. Suspend in 500 μl of His Tag A buffer, centrifuge at 4 ° C, 3,000 rpm for 1 minute and remove the supernatant three times, collect the resin, collect the resin, and the composition is 20 mM sodium phosphate, 500 mM NaCl Then, 150 μl of His Tag B buffer (475 mM imidazole pH 7.4) was added, and the mixture was rotated and stirred with a rotary mixer (Nissin) at 25 ° C. for 30 minutes to 1 hour. The resin suspension was applied to Urtra Free and centrifuged at 10,000 rpm for 3 minutes to collect the solution in the lower layer.

[37]PP6T緩衝液で平衡化させたMicro Spin G-25 column(Amersham Biosciences)を4℃、735 g、1分間遠心し、下層に溶出した液を除去し、[36]で得られた溶液50μlをカラムに供した。4℃、735g、2分間遠心し、下層の溶液を回収した。   [37] Micro Spin G-25 column (Amersham Biosciences) equilibrated with PP6T buffer was centrifuged at 735 g for 1 minute at 4 ° C to remove the eluate in the lower layer, and the solution obtained in [36] 50 μl was applied to the column. Centrifugation was performed at 4 ° C. and 735 g for 2 minutes to recover the lower layer solution.

あるいはミリQ水で調製し組成が50mMリン酸カリウム、150 mM NaCl、pH 6.0、0.1% Tween 20であるPP6T緩衝液にて膨潤ならびに平衡化させたSephadex G75 (Amersham Biosciences)ゲル1 mlをカラム(バイオラッド)に充填したものに[36]で得られた溶液を150 μlを供し、4滴ずつチューブに集め3本目から6本目までを回収した。   Alternatively, 1 ml of Sephadex G75 (Amersham Biosciences) gel prepared with milliQ water and swollen and equilibrated with PP6T buffer having a composition of 50 mM potassium phosphate, 150 mM NaCl, pH 6.0, 0.1% Tween 20 (column) 150 μl of the solution obtained in [36] was applied to the one filled in (Bio-Rad), and 4 drops were collected in a tube and the 3rd to 6th bottles were collected.

図13は、MI3-55の[37]についてウエスタンブロットした結果(右2本)を示す。左3本はウエスタンブロットのコントロールである。レーン左からCarboxy-terminal FLAG-BAP fusion protein (Sigma)を100 ng、50 ng、20 ng、Biotynylated SDS-PAGE Standards low range (Bio-rad) 2 μl、MI3-55の[37]において3本目から6本目までを回収した15μl、5μlを15%ポリアクリルアミド電気泳動に付した後PBDF膜に転写し、anti FLAG M2-Mouse(Sigma)を一次抗体、Goat anti-mouse IgG (H+L)-HRP conjugate (Sigma)とAvidin-HRP conjugate (Bio-rad)を二次抗体としECL Western Blotting Detection Reagents (Amersham biosciences)で検出したウエスタンブロット。MI3-55は分子量約31,000ダルトンにバンドを検出し一本鎖抗体の計算値と一致した。   FIG. 13 shows the results of Western blotting of [37] of MI3-55 (two on the right). The left three are Western blot controls. From left to right, Carboxy-terminal FLAG-BAP fusion protein (Sigma) 100 ng, 50 ng, 20 ng, Biotynylated SDS-PAGE Standards low range (Bio-rad) 2 μl, MI3-55 [37] 15 μl and 5 μl collected up to the 6th were subjected to 15% polyacrylamide electrophoresis and then transferred to a PBDF membrane, anti-FLAG M2-Mouse (Sigma) was the primary antibody, Goat anti-mouse IgG (H + L) -HRP Western blot detected with ECL Western Blotting Detection Reagents (Amersham biosciences) using conjugate (Sigma) and Avidin-HRP conjugate (Bio-rad) as secondary antibodies. MI3-55 detected a band with a molecular weight of about 31,000 daltons, which was consistent with the calculated value for single-chain antibodies.

ビアコアによる結合の確認
[38]ビアコアはビアコア3000システムを用いた。センサーチップB1(CM4)にアミンカップリング法で固定化を行った。フローセル1および2を0.2 M N-エチル-N'-ジメチルアミノプロピルカルボジイミド(EDC)と50 mM N-ヒドロキシスクシンイミド(NHS)を含む溶液で10分間活性化を行った。次にフローセル2に50μMストレプトアビジン(Sigma) (0.02M リン酸カリウム緩衝液 pH 6.5)を20μl、10 mM 酢酸緩衝液 pH 5.0 980 μlと混合したものを10分間、フローセル1には10 mM 酢酸緩衝液 pH 5.0を10分間流した。続いてフローセル1および2を1Mエタノールアミン pH 8.5で10分間ブロッキングを行った。フローセル2は2024または2305レスポンスユニットがセンサーチップ表面に結合した。さらにフローセル1および2に50 mM NaCl, 1 M NaCl 10 μlを5回流した後、2024レスポンスユニットがセンサーチップ表面に結合したフローセル2にアンジオテンシンII-ビオチン(0.1 μM)を10μl流した。2305レスポンスユニットがセンサーチップ表面に結合したフローセル2にLewis-X-sp-ビオチン(0.1 μM)を3μl流した。最後にフローセル1および2にGlycine 1.5を10μl流した結果、アンジオテンシンII-ビオチンのフローセル2では35.0レスポンスユニットが、Lewis-X-sp-ビオチンのフローセル2では31.6レスポンスユニットがそれぞれセンサーチップ表面に結合した。理論的RmaxはアンジオテンシンII-ビオチンのフローセル2では801とまたはLewis-X-sp-ビオチンのフローセル2では1081と見積もられた。
Confirmation of coupling by via core [38] The via core 3000 system was used as the via core. The sensor chip B1 (CM4) was immobilized by the amine coupling method. Flow cells 1 and 2 were activated with a solution containing 0.2 M N-ethyl-N′-dimethylaminopropylcarbodiimide (EDC) and 50 mM N-hydroxysuccinimide (NHS) for 10 minutes. Next, mix 20 μl of 50 μM streptavidin (Sigma) (0.02 M potassium phosphate buffer pH 6.5) with flow cell 2 and 10 mM acetate buffer pH 5.0 980 μl for 10 minutes, and flow cell 1 with 10 mM acetate buffer. Solution pH 5.0 was run for 10 minutes. Subsequently, the flow cells 1 and 2 were blocked with 1M ethanolamine pH 8.5 for 10 minutes. In the flow cell 2, a 2024 or 2305 response unit was bonded to the sensor chip surface. Further, 50 μM NaCl and 1 μM NaCl 10 μl were flowed through the flow cells 1 and 2 five times, and then 10 μl of angiotensin II-biotin (0.1 μM) was flowed into the flow cell 2 in which the 2024 response unit was bound to the sensor chip surface. 3 μl of Lewis-X-sp-biotin (0.1 μM) was passed through the flow cell 2 in which the 2305 response unit was bound to the sensor chip surface. Finally, as a result of 10 μl of Glycine 1.5 flowing into flow cell 1 and 2, 35.0 response unit was bound to the sensor chip surface in flow cell 2 of angiotensin II-biotin, and 31.6 response unit was bound to flow cell 2 of Lewis-X-sp-biotin. . The theoretical Rmax was estimated to be 801 for angiotensin II-biotin flow cell 2 or 1081 for Lewis-X-sp-biotin flow cell 2.

[39]ビアコアの分析は組成が50 mM リン酸カリウム、150 mM NaCl、pH 6.0、0.1% Tween 20であるPP6T緩衝液を用い流速は20μl/分で行った。[35]または[37]で得られたサンプルをKINJECTでインジェクトした。再生はGlycine 1.5を20μl、50mM NaCl, 1 M NaCl 10 μlで行った。レスポンスカーブはフローセル2からフローセル1を引き算し結合のレスポンスユニットを算出した。   [39] Biacore was analyzed using PP6T buffer having a composition of 50 mM potassium phosphate, 150 mM NaCl, pH 6.0, 0.1% Tween 20, and a flow rate of 20 μl / min. Samples obtained in [35] or [37] were injected with KINJECT. Regeneration was performed with 20 μl of Glycine 1.5, 10 μl of 50 mM NaCl, and 1 M NaCl. The response curve was calculated by subtracting the flow cell 1 from the flow cell 2 to obtain a combined response unit.

図14は、アンジオテンシンIIを抗原としたセレクションで図11および図12のAに示した配列に収束する配列のうちMI3-55、MI3-42、MI3-28、MI3-41、MI3-34、MI3-5、MI3-15、MI3-26を[34]で翻訳を行った後ビアコアで分析し算出したKDを棒グラフで示したものである。0.4-1.5 nMの非常に親和性の高い値を示し、本発明の方法で選択された一本鎖抗体は非常に高親和性であることがわかった。   FIG. 14 shows MI3-55, MI3-42, MI3-28, MI3-41, MI3-34, MI3 among the sequences that converge to the sequences shown in FIG. 11 and FIG. 12A by selection using angiotensin II as an antigen. -5, MI3-15, and MI3-26 are translated by [34] and then analyzed by Biacore and calculated KD as a bar graph. The single-chain antibody selected by the method of the present invention showed a very high affinity value of 0.4-1.5 nM and was found to have a very high affinity.

図15は、Lewis Xを抗原としたセレクションで図11および図12のBに示した配列に収束する配列のうちMK1-1、MK1-24、MK2-19、MK1-17を[34]で翻訳を行った後ビアコアで分析し算出したKDを棒グラフで示したものである。20-43 nMの値を示し、本発明の方法で選択された一本鎖抗体は高親和性抗体であることがわかった。   FIG. 15 shows translation of MK1-1, MK1-24, MK2-19, and MK1-17 with [34] among the sequences that converge to the sequences shown in FIG. 11 and FIG. Is a bar graph showing the calculated KD after Biacore analysis. The single chain antibody selected by the method of the present invention showed a value of 20-43 nM and was found to be a high affinity antibody.

図16は、MI3-55を[34]で翻訳を行った後4℃または60℃または99℃、5分間処理し[35]の処理を行ったあと[39]のビアコアで分析した結果を棒グラフで示したものである。右のレーンから1はサンプル原液を0.5は原液の2分の1希釈、0.25は0.5の2分の1希釈、0.125は0.25の2分の1希釈を示す。原液を99℃、5分間処理したものは4℃5分間処理したものに比べて56%のレスポンスになったものの4℃5分間処理したものを0.25に希釈したものと同等のレスポンスを示した。従ってMI3-55は99℃、5分間処理し[35]の処理したものでも約25%の結合活性を有し、本発明の方法で選択された一本鎖抗体は非常に耐熱性であることが示された。   FIG. 16 is a bar graph showing the results of analyzing [39] Biacore after MI3-55 was translated at [34], treated at 4 ° C, 60 ° C or 99 ° C for 5 minutes and treated at [35]. It is shown by. From the right lane, 1 indicates sample stock solution, 0.5 indicates 1/2 dilution of stock solution, 0.25 indicates 1/2 dilution of 0.5, and 0.125 indicates 1/2 dilution of 0.25. When the stock solution was treated at 99 ° C for 5 minutes, the response was 56% compared to that treated at 4 ° C for 5 minutes, but the response treated at 4 ° C for 5 minutes was equivalent to that diluted to 0.25. Therefore, even when MI3-55 is treated at 99 ° C for 5 minutes and treated at [35], it has a binding activity of about 25%, and the single chain antibody selected by the method of the present invention is very heat-resistant. It has been shown.

ELISAによる結合の確認
[40]Nuncストレプトアビジンコート96穴マイクロプレートの1穴あたりにアンジオテンシンII-ビオチンまたはLewis-X-sp-ビオチン(100 nM)/ELISA緩衝液200 μlを加え50℃、1時間静かに振とうさせ固定化を行った。プレートの溶液を捨て良く水をきりELISA緩衝液200 μlを加えるプレートを洗う操作を3回行った。ELISA緩衝液200 μlを加え5分間放置した後再びELISA緩衝液200 μlでプレートを洗う操作を3回行った。Blocking one(ナカライテスク株式会社): ミリQ(1:4)で希釈したブロッキング剤を加え4℃で一晩または25℃で1-数時間ブロッキングを行った。次にPBS(ナカライテスク株式会社)200 μlでプレートを洗う操作を4回行い、[35]または[37]で得られたサンプルを100 μlプレートに加えた。このとき拮抗阻害を調べる場合にはアンジオテンシンIIまたはFree Lewis Xを一本鎖抗体サンプルとあらかじめ混和させたものを加えた。25℃で0.5-2時間静かに振とうさせ後PBS(ナカライテスク株式会社)200 μlでプレートを洗う操作を4回行い一次抗体溶液としてanti FLAG M2-Mouse (Sigma): Blocking one(ナカライテスク株式会社):ELISA緩衝液(1:10:190)を100 μl加えた。25℃で0.5-2時間静かに振とうさせ後PBS(ナカライテスク株式会社)200 μlでプレートを洗う操作を4回行い二次抗体溶液としてGoat anti-mouse IgG (H+L)-HRP conjugate (Sigma): Blocker casein in TBS (PIERCE)(1:400)を100 μl加えた。25℃で0.5-2時間静かに振とうさせ後PBS(ナカライテスク株式会社)200 μlでプレートを洗う操作を4回行いTMB Peroxidase EIA substrate kit (Bio rad) (A:B = 9:1) 100 μl加えた。25℃で5-60分間静かに振とうさせ1 N H2SO4を100 μl加え反応を停止した。吸光度はMultiskan JX (大日本製薬株式会社)96穴マイクロプレートリーダーで450 nmと630 nmを測定し450 nmの値から630 nmの値を引き算した。
Confirmation of binding by ELISA [40] Add 200 μl of angiotensin II-biotin or Lewis-X-sp-biotin (100 nM) / ELISA buffer per well of Nunc streptavidin-coated 96-well microplate at 50 ° C for 1 hour Shake gently and fix. The plate solution was discarded and water was thoroughly drained, and 200 μl of ELISA buffer was added to wash the plate three times. After adding 200 μl of ELISA buffer and allowing to stand for 5 minutes, the plate was washed again with 200 μl of ELISA buffer three times. Blocking one (Nacalai Tesque Co., Ltd.): Blocking agent diluted with MilliQ (1: 4) was added and blocking was performed overnight at 4 ° C or for 1 to several hours at 25 ° C. Next, the operation of washing the plate with 200 μl of PBS (Nacalai Tesque) was performed 4 times, and the sample obtained in [35] or [37] was added to the 100 μl plate. At this time, when examining antagonistic inhibition, angiotensin II or Free Lewis X previously mixed with a single chain antibody sample was added. Shake gently at 25 ° C for 0.5-2 hours, and then wash the plate with 200 µl of PBS (Nacalai Tesque, Inc.) four times to obtain anti-FLAG M2-Mouse (Sigma): Blocking one as the primary antibody solution. Company): 100 μl of ELISA buffer (1: 10: 190) was added. Gently shake at 25 ° C for 0.5-2 hours, and then wash the plate with 200 µl of PBS (Nacalai Tesque) 4 times to obtain the secondary antibody solution Goat anti-mouse IgG (H + L) -HRP conjugate ( (Sigma): 100 μl of Blocker casein in TBS (PIERCE) (1: 400) was added. TMB Peroxidase EIA substrate kit (Bio rad) (A: B = 9: 1) 100 After gently shaking at 25 ° C for 0.5-2 hours, wash the plate 4 times with 200 µl PBS (Nacalai Tesque) μl was added. The reaction was stopped by gently shaking at 25 ° C. for 5-60 minutes and adding 100 μl of 1 NH 2 SO 4 . Absorbance was measured at 450 nm and 630 nm with a Multiskan JX (Dainippon Pharmaceutical Co., Ltd.) 96-well microplate reader, and the value at 630 nm was subtracted from the value at 450 nm.

図17は、MI3-55を[34]で翻訳を行った後4℃または60℃または99℃、5分間処理し[35]の処理を行ったあと[40]のELISAで分析した結果を棒グラフで示したものである。右のレーンから1はサンプル原液を0.5は原液の2分の1希釈、0.25は0.5の2分の1希釈、0.125は0.25の2分の1希釈、0.0625は0.125の2分の1希釈を示す。原液を99℃、5分間処理したものは4℃、5分間処理したものに比べて21%の値に、0.5希釈を99℃、5分間処理したものは4℃、5分間処理したものに比べて44%の値になったものの、それぞれ4℃、5分間処理したものを0.125に希釈したものと同等の値を示した。従ってMI3-55は99℃、5分間処理し[35]の処理したものでも約12.5%以上の結合活性を有し、本発明の方法で選択された一本鎖抗体は、非常に耐熱性であることが示された。   FIG. 17 is a bar graph showing the results of the analysis of [40] after the translation of MI3-55 with [34], followed by treatment at 4 ° C, 60 ° C or 99 ° C for 5 minutes and [35]. It is shown by. From the right lane, 1 indicates sample stock solution, 0.5 indicates 1/2 dilution of stock solution, 0.25 indicates 1/2 dilution of 0.5, 0.125 indicates 1/2 dilution of 0.25, 0.0625 indicates 1/2 dilution of 0.125 . The undiluted solution treated at 99 ° C for 5 minutes was 21% of the value treated at 4 ° C for 5 minutes, and the 0.5 dilution was treated at 99 ° C for 5 minutes compared to the one treated at 4 ° C for 5 minutes. However, it was equivalent to that obtained by diluting the sample treated at 4 ° C. for 5 minutes to 0.125. Therefore, even when MI3-55 is treated at 99 ° C. for 5 minutes and treated at [35], it has a binding activity of about 12.5% or more, and the single chain antibody selected by the method of the present invention is extremely heat-resistant. It was shown that there is.

産業上の利用の可能性Industrial applicability

本発明は、タンパク質の機能的成熟を進化分子工学的手法(IVV法)に適用し、試験管内でのタンパク質選択を安価で迅速に行う技術である。具体的にはタンパク質cDNAライブラリーの構築、対応付け分子(IVV)ライブラリーへの変換、選択、遺伝子の回収、このサイクルを数回繰り返す事によって、所望のタンパク質を得ることができる。さらに、ライブラリーを既知のタンパク質遺伝子に変異(point mutation, DNA shuffling)を加えたものを使用することで、より高機能性、高安定性、高発現のタンパク質を選択することも可能である。   The present invention is a technique for applying protein functional maturation to an evolutionary molecular engineering technique (IVV method) to quickly and inexpensively select proteins in a test tube. Specifically, a desired protein can be obtained by constructing a protein cDNA library, converting to an assigned molecule (IVV) library, selecting, recovering genes, and repeating this cycle several times. Furthermore, by using a library obtained by adding mutation (point mutation, DNA shuffling) to a known protein gene, it is possible to select a protein with higher functionality, higher stability, and higher expression.

本発明によれば、強い選択圧環境下(高温での加熱処理)でタンパク質選択が行われるため、極めて高い濃縮効果を示し、さらに標的分子に対して強い結合力をもつタンパク質を迅速に選択できる。得られたタンパク質は分子生物学的基礎研究における利用は言うまでもなく、診断薬、治療薬への応用など、その応用範囲は極めて広い。特に、以下のような優れた効果を奏し得る。
(1)ライブラリーと抗原を結合させる前に予め加熱処理を行うことで、不安定なタンパク質群を変性させ、安定に立体構造が維持されているものか、迅速に巻き戻る安定性の高いタンパク質群だけを選択できる。
(2)同時に逆転写反応を行う場合には、RNA部分での担体や標的分子への非特異的な結合が抑えられ、飛躍的に濃縮効率が上昇する。
(3)得られたタンパク質は、DTT等の還元剤存在下での無細胞翻訳系や還元的環境の大腸菌の細胞質内での大量発現が可能であり、また還元剤に対しても安定である。
According to the present invention, protein selection is performed under a strong selective pressure environment (heat treatment at a high temperature), so that a very high concentration effect is exhibited and a protein having a strong binding force with respect to a target molecule can be quickly selected. . The obtained protein has an extremely wide range of applications such as application to diagnostics and therapeutics as well as use in basic molecular biological research. In particular, the following excellent effects can be achieved.
(1) Pre-heat treatment before binding the library to the antigen to denature unstable proteins and maintain a stable three-dimensional structure, or a protein with high stability Only groups can be selected.
(2) When the reverse transcription reaction is performed simultaneously, nonspecific binding to the carrier or target molecule in the RNA portion is suppressed, and the concentration efficiency is dramatically increased.
(3) The obtained protein can be expressed in a large amount in the cytoplasm of E. coli in a cell-free translation system or in a reducing environment in the presence of a reducing agent such as DTT, and is also stable against the reducing agent. .

Claims (23)

標的分子と相互作用するタンパク質またはそれをコードする核酸の選択法であって、以下の工程(a)〜(d)を含むことを特徴とする選択法。
(a)タンパク質をコードするDNAのライブラリーを調製する工程。
(b)(a)で調製されたライブラリーのDNAを転写し、転写されたRNAの3’末端にピューロマイシンを含むスペーサーを連結した後、無細胞翻訳系において遺伝子型と表現型の対応付け分子のライブラリーを構築する工程。
(c)対応付け分子のライブラリーを80-100℃、1-30分の条件で加熱処理する工程。
(d)対応付け分子を標的分子に対して結合させ、十分洗浄した後、溶出し、核酸部を逆転写-PCRまたはPCRによって増幅させる工程。
A method for selecting a protein that interacts with a target molecule or a nucleic acid encoding the same, comprising the following steps (a) to (d):
(a) A step of preparing a library of DNAs encoding proteins.
(b) Transcribing the DNA of the library prepared in (a), linking a spacer containing puromycin to the 3 ′ end of the transcribed RNA, and then mapping the genotype and phenotype in a cell-free translation system Building a library of molecules.
(c) A step of heat-treating the library of corresponding molecules at 80-100 ° C. for 1-30 minutes.
(d) A step of binding the corresponding molecule to the target molecule, thoroughly washing and then elution, and amplifying the nucleic acid part by reverse transcription-PCR or PCR.
標的分子が抗原であり、タンパク質が一本鎖抗体である請求項1記載の選択法。The selection method according to claim 1, wherein the target molecule is an antigen and the protein is a single-chain antibody. スペーサーがポリエチレングリコールを含む請求項1又は2記載の選択法。The selection method according to claim 1 or 2, wherein the spacer comprises polyethylene glycol. (d)で増幅したDNAを(a)のライブラリーとして用いて、上記(b)〜(d)の操作を繰り返す工程をさらに含む請求項1〜3のいずれかに記載の選択法。The selection method according to any one of claims 1 to 3, further comprising the step of repeating the operations (b) to (d) using the DNA amplified in (d) as the library of (a). (d)の工程の前に対応付け分子のRNA部を逆転写してRNA-DNAハイブリットとする工程をさらに含む請求項1〜4のいずれかに記載の選択法。The selection method according to any one of claims 1 to 4, further comprising a step of reversely transcribing the RNA portion of the mapping molecule into an RNA-DNA hybrid before the step (d). 逆転写の前に、逆転写反応を阻害する無細胞翻訳系由来の物質を除去する請求項5記載の選択法。6. The selection method according to claim 5, wherein a substance derived from a cell-free translation system that inhibits the reverse transcription reaction is removed before reverse transcription. 無細胞翻訳系がチオール化合物を含む無細胞翻訳系である請求項1〜6のいずれかに記載の選択法。The selection method according to any one of claims 1 to 6, wherein the cell-free translation system is a cell-free translation system containing a thiol compound. 無細胞翻訳系が、小麦胚芽抽出液、ウサギ網状赤血球抽出液、又は、大腸菌S-30抽出液の無細胞翻訳系である請求項1〜7のいずれかに記載の選択法。The selection method according to any one of claims 1 to 7, wherein the cell-free translation system is a cell-free translation system of a wheat germ extract, a rabbit reticulocyte extract, or an E. coli S-30 extract. 標的分子と相互作用するタンパク質の製造法であって、請求項1〜8のいずれかに記載の選択法により標的分子と相互作用するタンパク質をコードする核酸を選択する工程、および、選択された核酸を翻訳してタンパク質を製造する工程を含む製造法。A method for producing a protein that interacts with a target molecule, the step of selecting a nucleic acid encoding a protein that interacts with the target molecule by the selection method according to any one of claims 1 to 8, and the selected nucleic acid The manufacturing method including the process of translating and manufacturing a protein. 標的分子が抗原であり、タンパク質が一本鎖抗体である請求項9記載の製造法。The method according to claim 9, wherein the target molecule is an antigen and the protein is a single chain antibody. 抗原がアンジオテンシンIIである請求項10記載の製造法。The method according to claim 10 , wherein the antigen is angiotensin II. 抗原がLewis Xである請求項10記載の製造法。Process according to claim 10, wherein the antigen is a Lewis X. 一本鎖抗体を製造する工程が、選択された核酸を、チオール化合物を含む無細胞翻訳系で翻訳することを含む請求項10〜12のいずれかに記載の製造法。The production method according to any one of claims 10 to 12, wherein the step of producing a single-chain antibody comprises translating the selected nucleic acid with a cell-free translation system containing a thiol compound. 無細胞翻訳系が、小麦胚芽抽出液、ウサギ網状赤血球抽出液、または、大腸菌S-30抽出液である請求項13記載の製造法。The production method according to claim 13, wherein the cell-free translation system is a wheat germ extract, a rabbit reticulocyte extract, or an E. coli S-30 extract. 一本鎖抗体を製造する工程が、選択された核酸で生細胞を形質転換させ、生細胞内で一本鎖抗体を発現させることを含む請求項10〜12のいずれかに記載の製造法。The method according to any one of claims 10 to 12, wherein the step of producing a single-chain antibody comprises transforming a living cell with the selected nucleic acid and expressing the single-chain antibody in the living cell. 一本鎖抗体を製造する工程が、選択された核酸によりコードされる一本鎖抗体と酵素又は緑色蛍光タンパク質(Green Fluorescent Protein: GFP)との融合タンパク質として製造することを含む請求項10〜12のいずれかに記載の製造法。The step of producing a single chain antibody comprises producing as a fusion protein of a single chain antibody encoded by a selected nucleic acid and an enzyme or green fluorescent protein (GFP). The manufacturing method in any one of. 請求項1〜8のいずれかに記載の選択法により核酸を選択し、選択された核酸を、C末端ラベル化剤の存在下で無細胞翻訳系で翻訳することによりタンパク質のC末端をラベル化する方法。A nucleic acid is selected by the selection method according to any one of claims 1 to 8, and the selected nucleic acid is translated in a cell-free translation system in the presence of a C-terminal labeling agent to label the C-terminus of the protein. how to. 請求項10〜16のいずれかに記載の製造法によって一本鎖抗体を製造し、製造された一本鎖抗体を用いてタンパク質を免疫学的に検出する方法。A method for producing a single-chain antibody by the production method according to claim 10 and immunologically detecting a protein using the produced single-chain antibody. ウエスタンブロット法、免疫染色法、蛍光抗体染色法、抗体チップ法、免疫沈降法である請求項18に記載の検出方法。The detection method according to claim 18, which is a Western blot method, an immunostaining method, a fluorescent antibody staining method, an antibody chip method, or an immunoprecipitation method. 請求項9〜16のいずれかに記載の製造法によってタンパク質を製造し、製造されたタンパク質と、標的分子とを接触させ、タンパク質と標的分子との相互作用を検出することを含む、分子間相互作用を検出する方法。A protein is produced by the production method according to claim 9, the produced protein is brought into contact with a target molecule, and the interaction between the protein and the target molecule is detected. How to detect the effect. 蛍光相関分光法、蛍光イメージングアナライズ法、蛍光共鳴エネルギー移動法、エバネッセント場分子イメージング法、蛍光偏光解消法、表面プラズモン共鳴法、又は、固相酵素免疫検定法である請求項20に記載の検出方法。The detection method according to claim 20, which is a fluorescence correlation spectroscopy, a fluorescence imaging analyze method, a fluorescence resonance energy transfer method, an evanescent field molecular imaging method, a fluorescence depolarization method, a surface plasmon resonance method, or a solid phase enzyme immunoassay method. . ヒト又はその他の動物由来のDNAライブラリーから請求項2記載選択法によって一本鎖抗体を選択し、選択された一本鎖抗体をヒトのIgGの可変領域と置換することを含む、ヒト型又はヒト抗体の構築方法。The human or selection method according to claim 2, wherein the DNA library derived from other animals and select single chain antibodies involve replacing the variable regions of the IgG of human single chain antibodies selected, human Alternatively, a method for constructing a human antibody. 請求項22記載の構築方法により抗体を構築し、構築された抗体を有効成分として製剤化することを含む、治療剤の製造方法。A method for producing a therapeutic agent, comprising constructing an antibody by the construction method according to claim 22, and formulating the constructed antibody as an active ingredient.
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