説明

タンパク質含有水溶液の溶状を安定化する方法および組成物

【課題】タンパク質含有水溶液の濁り発生を抑制する方法であって、従来法と異なり目的タンパク質の構造変化や変性を伴わない温和な条件で実施可能であり、且つ、従来よりも簡便な方法と、それによって濁り発生が抑制された組成物を提供する。
【解決手段】
目的のタンパク質に「ATPaseドメインを除去したHSP70ファミリータンパク質」を共存させる、タンパク質水溶液の濁りの発生を抑制する方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、新規な、タンパク質水溶液の濁り抑制方法および組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
タンパク質を実用化するに際し、その水に対する溶解性の低さが欠点となるケースが少なからず見受けられる。タンパク質を構成するアミノ酸には、トリプトファンやフェニルアラニン、ロイシン、イソロイシン、バリンなどの疎水性アミノ酸が含まれており、タンパク質の分子表面にこれらのアミノ酸が存在すると、タンパク質自身の疎水性を高めることとなり、水溶液中で保存時に水溶性が低下して、濁りの発生が見られることがある。水溶性が極めて低い実用的タンパク質の例としては、乳タンパク質であるカゼイン、植物貯蔵タンパク質である小麦グルテン及びその成分であるグリアジン、硬タンパク質であるコラーゲンなどがある。これらのタンパク質の利用のため、水溶性を高める方法が種々試みられてきた。(例えば、特許文献1,2,3,4,5参照)
【特許文献1】特開平11−18687号公報
【特許文献2】特開平6−73089号公報
【特許文献3】特開2004−113182号公報
【特許文献4】特開2003−250460号公報
【特許文献5】特開平7−258292号公報
【0003】
しかしながら、これまで行われてきた方法は、目的タンパク質を酸やアルカリでの処理、熱処理、或いは酵素的または化学的に加水分解することによる低分子量化など、タンパク質本来の構造を維持するのが困難な条件を伴っていた。また、糖やコハク酸などの化合物によりタンパク質表面を化学的、物理的に修飾し、水溶性を高める方法も試みられており、成果をあげている。しかし、修飾を伴う方法は目的タンパク質の表面状態を変えるため、該タンパク質の特性を変化させることになる。更に、修飾処理を伴う方法も、熱処理や酸・アルカリ処理ほどではないにしても目的タンパク質が変性する危険を伴う。なにより、修飾を伴う方法は操作が煩雑で、手間がかかる。
【0004】
一方、不溶性タンパク質の可溶化技術は、研究分野においても重要な要素技術のひとつである。特に、遺伝子操作技術によるタンパク質の生産では、宿主生物が本来生産しないタンパク質、すなわち異種タンパク質を発現させると、本来のコンフォメーションをとれずに疎水性の高いタンパク質として凝集、不溶化し、いわゆるインクルージョンボディとなる。このインクルージョンボディを正常なタンパク質とするには、まず可溶化する必要があり、尿素や塩酸グアニジンなどのタンパク質変性剤を用いて一旦変性させ、その後で正常なタンパク質に再構成させるという煩雑な操作が必要となる。変性を伴わない温和な可溶化方法が確立できれば、異種タンパク質の高生産技術が大きく飛躍すると考えられる。
【0005】
このような状況から、水溶性が低いタンパク質の溶解性を改善する方法として、目的タンパク質の構造変化や変性を伴わない温和な条件で実施可能であり、且つ、従来よりも簡便な方法が強く望まれていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
タンパク質含有水溶液の濁り発生を抑制する方法として、従来法である該タンパク質の酸・アルカリ処理、熱処理、或いは加水分解での低分子量化、タンパク質変性剤の使用などは、タンパク質本来の構造を維持できないという問題がある。また、タンパク質表面の化学的・物理的修飾による濁り抑制方法は、該タンパク質の特性を変化させてしまう、該タンパク質が変性する危険を伴う、操作が煩雑で手間がかかるという課題が考えられる。
本発明が解決しようとする課題は、タンパク質含有水溶液の濁り発生を抑制する方法であって、従来法と異なり目的タンパク質の構造変化や変性を伴わない温和な条件で実施可能であり、且つ、従来よりも簡便な方法と、それによって濁り発生が抑制された組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者らは、上記目的を達成する為に種々検討した結果、ATPaseドメインを除去したHSP70ファミリータンパク質を目的タンパク質と水溶液中に共存させることにより、目的タンパク質を含有する水溶液の濁り発生を効果的に抑制できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【0008】
すなわち、本発明は以下のようなものである。
[項1]
目的のタンパク質に「ATPaseドメインを除去したHSP70ファミリータンパク質」を共存させる、タンパク質水溶液の濁りの発生を抑制する方法。
[項2]
目的のタンパク質に「ATPaseドメインを除去したHSP70ファミリータンパク質」とセリンを共存させる、項1記載の濁りの発生を抑制する方法。
[項3]
「ATPaseドメインを除去したHSP70ファミリータンパク質」を、水溶液中に終濃度0.01〜10%含有させる、項1または2に記載の濁りの発生を抑制する方法。
[項4]
「HSP70ファミリータンパク質の基質結合ドメイン」を用いる項1〜3のいずれかに記載の濁りの発生を抑制する方法。
[項5]
「HSP70ファミリータンパク質」がDnaK,Ssa1p,Ssc1p,Kar2p,HSP70,Bip,mHsp70およびHSC70から選択される項1〜4のいずれかに記載の濁りの発生を抑制する方法。
[項6]
「DnaKタンパク質の一部のアミノ酸配列を除去したタンパク質」を用いる項1〜5のいずれかに記載の濁りの発生を抑制する方法。
[項7]
DnaKタンパク質の一部のアミノ酸配列を除去したタンパク質であって、少なくともN末端から387番目まで、多くとも472番目までのアミノ酸配列を除去したタンパク質を用いる項6に記載の濁りの発生を抑制する方法。
[項8]
DnaKタンパク質の一部のアミノ酸配列を除去したタンパク質であって、少なくともN末端から387番目まで、多くとも418番目までのアミノ酸配列を除去したタンパク質を用いる項6に記載の濁りの発生を抑制する方法。
[項9]
DnaKタンパク質の419〜607番目までのアミノ酸配列からなるタンパク質を用いる請求項6に記載の濁りの発生を抑制する方法。
[項10]
ATPaseドメインもしくはその一部を除去したDnaKタンパク質の一部の親水性アミノ酸を疎水性アミノ酸に置換したタンパク質を用いる項1〜9のいずれかに記載の濁りの発生を抑制する方法。
[項11]
ATPaseドメインもしくはその一部を除去したDnaKタンパク質の一部のアミノ酸配列を除去したタンパク質であって、アミノ酸番号479と481のアスパラギン酸をバリンに置換したタンパク質を用いる項1〜10のいずれかに記載の濁りの発生を抑制する方法。
[項12]
DnaKタンパク質の384〜607番目のアミノ酸配列からなり、アミノ酸番号479と481のアスパラギン酸をバリンに置換したタンパク質を用いる項1〜11のいずれかに記載の濁りの発生を抑制する方法。
[項13]
セリンを、水溶液中に終濃度0.01〜10%含有させる、項2に記載の濁りの発生を抑制する方法。
[項14]
目的のタンパク質が、乳タンパク質、植物貯蔵タンパク質、硬タンパク質、糖タンパク質から選ばれたものである、項1〜13のいずれかに記載の濁りの発生を抑制する方法。
[項15]
糖タンパク質が、天然型タンパク質がその表面で受ける修飾を受けていない組換え型タンパク質である、項14記載の濁りの発生を抑制する。
[項16]
「ATPaseドメインを除去したHSP70ファミリータンパク質」を含有する、タンパク質水溶液の濁り発生抑制剤。
[項17]
目的のタンパク質に「ATPaseドメインを除去したHSP70ファミリータンパク質」を共存させる、タンパク質水溶液の濁りの発生が抑制された組成物を製造する方法。
[項18]
目的のタンパク質と「ATPaseドメインを除去したHSP70ファミリータンパク質」を含む、タンパク質水溶液の濁りの発生が抑制された組成物。
[項19]
項18に記載の組成物を含む診断用キット。
[項20]
項18に記載の組成物を含むバイオセンサー。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、ATPaseドメインを除去したHSP70ファミリータンパク質を用いることにより、目的タンパク質を含有する水溶液の濁り発生を抑制することができ、これらタンパク質、およびタンパク質を用いた組成物の用途を拡大させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明の方法は、タンパク質(ペプチドを含む)水溶液の濁り抑制を、同じくタンパク質であるATPaseドメインを除去したHSP70ファミリータンパク質やその変異タンパク質、その同等物を用いて行うという簡易な手法である。本発明は、可溶化した目的タンパク質が析出する現象を別のタンパク質が抑制するという従来には無い発想に基づいている。
【0011】
本発明は、分子シャペロンとして知られているDnaK,Ssa1p,Ssc1p,Kar2p,HSP70,Bip,mHsp70およびHSC70などから構成される、いわゆる「HSP70ファミリータンパク質」からATPaseドメインを除去した「ATPaseドメインを除去したHSP70ファミリータンパク質」を用いて、濁りの発生を抑制する方法、および、濁りの発生が抑制された組成物等に関する。
【0012】
「ATPaseドメインを除去したHSP70ファミリータンパク質」としては、たとえば、大腸菌のヒートショックタンパク質の一種であるHSP70(DnaK)の基質結合ドメインが好適に用いられる。
このタンパク質は638アミノ酸から構成され、1〜385番目のアミノ酸より構成される「ATPase(ATP結合)ドメイン」と386〜638番目のアミノ酸より構成される「基質結合ドメイン」からなっている(図1)。
配列番号1にDnaKのタンパク質の配列を示す。このタンパク質(DnaK384−607)は、既にNMR解析で構造が明らかとなっており、2つの構造的な領域(ドメイン)、すなわちN末端側のβシート領域(ドメイン)とC末端側のαへリックス領域(ドメイン)からなっていることが分かっている。
また、配列のN末端側の親水/疎水率が0.5であり、C末端側では0.89で、その差は0.39と高い値を示すことが計算によって明らかにされた。このタンパク質(DnaK384−607)が水溶液中のタンパク質の濁り抑制に際して有用なものである。
【0013】
本発明では、HSP70ファミリータンパク質由来のタンパク質からATPaseドメインを除去したものが好ましく用いられ、更に好ましくは大腸菌のDnaKタンパク質由来のタンパク質からATPaseドメインを除去したものが用いられる。
あるいは、ATPaseドメインを除去したHSP70ファミリータンパク質の基質結合ドメインが好ましく用いられ、更に好ましくは大腸菌のATPaseドメインを除去したDnaKタンパク質の基質結合ドメインが用いられる。
【0014】
本発明に用いるHSP70ファミリーに属するタンパク質としては、特に指定はないが、大腸菌のDnaK、酵母細胞質に存在する Ssa1p、酵母ミトコンドリアに存在する Ssc1p、酵母小胞体に存在するKar2p、哺乳類細胞質に存在するHSP70,哺乳類小胞体に存在する Bip、哺乳類ミトコンドリアに存在する mHsp70 および熱ショックの有無に関わらず恒常的に発現しているHSP70のホモログであるHSC70などから選択される。
HSP70ファミリーには数多くのホモログが知られており、上に挙げたものはそのうちの一部であり、上に列挙した以外のホモログにも同様の効果が期待できることは容易に予想可能である。
【0015】
本発明においては、少なくともN末端から387番目まで、多くとも472番目までのアミノ酸配列を除去したDnaKタンパク質がより好ましい。また、本発明は少なくともN末端から387番目まで、多くとも418番目までのアミノ酸配列を除去したDnaKタンパク質であることが好ましい。特に好ましくは、DnaKタンパク質の419〜607番目までのアミノ酸配列からなるタンパク質である。
【0016】
また、本発明においては、ATPaseドメインもしくはその一部を除去したDnaKタンパク質の一部の親水性アミノ酸を疎水性アミノ酸に置換したタンパク質を用いてもよい。
更に詳しくは、ATPaseドメインもしくはその一部を除去したDnaKタンパク質の一部のアミノ酸配列を除去したタンパク質であって、アミノ酸番号479と481のアスパラギン酸をバリンに置換したタンパク質である。
また更に好ましくは、DnaKタンパク質の384〜607番目のアミノ酸配列からなり、アミノ酸番号479と481のアスパラギン酸をバリンに置換したタンパク質が使用される。
【0017】
本発明に用いるタンパク質もしくはタンパク質フラグメントは、本発明の効果を損なわない範囲内であればヒスチジンタグなどのタグを有していても良い。さらに、本発明の効果を損なわない範囲内であれば一般的に知られていないタグや、任意のアミノ酸配列を付加しても良い。
【0018】
本タンパク質の発現方法は特に限定されないが、原核生物を用いて発現させる方法が好ましく、さらには、大腸菌を用いて発現させる方法がさらに好ましい。また、発現ベクターに関しても特に限定はされず、一般的に発現に使用されているものであればよい。
【0019】
本発明に用いるHSP70ファミリーに属するタンパク質としては、特に限定はされないが、大腸菌のDnaK,酵母細胞質に存在するSsa1p,酵母ミトコンドリアに存在するSsc1p,酵母小胞体に存在するKar2p,哺乳類細胞質に存在するHSP70,哺乳類小胞体に存在するBip,哺乳類ミトコンドリアに存在するmHsp70および熱ショックの有無に関わらず恒常的に発現しているHSP70のホモログであるHSC70などが例示される。
HSP70ファミリーには数多くのホモログが知られており、上に挙げたものはそのうちの一部であり、上に列挙した以外のホモログであってもよい。
【0020】
本発明に用いるHSP70フラグメントはATPaseドメインを除去されているのがよいが、場合によりATPaseドメインの全領域が除去されていなくてもよい。
例えば、ATPaseドメインは、DnaKではC末端側の1−383の領域を指し、そのATPase活性を失う程度にATPaseドメインの一部を除去していれば、本発明におけるHSP70フラグメントに含まれる。例えば、DnaKにおいては384−638のフラグメントも使用することができる。
【0021】
本発明の濁り抑制方法の対象となるタンパク質は特に限定されるものではないが、例えば、食品に利用されるタンパク質、医薬品として利用されるタンパク質、酵素、抗体、抗原など、またはそれらを含有する組成物などが挙げられる。
タンパク質の種類も特に限定されるものではないが、一部例を挙げると、カゼインなどの乳タンパク質、小麦グルテンや大豆蛋白などの植物貯蔵タンパク質、コラーゲンなどの硬タンパク質、などが挙げられる。また、例えば、糸状菌タンパク質などの糖タンパク質において、原核生物を宿主として組換え生産することにより糖の修飾を受けることができなくなった、天然型と同じ修飾を受けることができなくなったタンパク質なども挙げられる。
【0022】
また、水溶性の低いタンパク質は、その水溶液での保存中に濁りを発生することがあり、目的タンパク質含有水溶液をピペット操作により小分注する際に、チップ先端に目詰まりを起こすことがある。例えば、目的タンパク質含有水溶液を一定量ずつ滴下して、生体成分分析用のセンサチップを作製する際に、試薬滴下量にバラツキが生じた場合、分析結果に誤差を生じる危険性がある。
本願発明は、このようなタンパク質の水溶液に好ましく適用することができる。例えば、グルコース測定用のセンサーに用いるグルコースデヒドロゲナーゼ、好ましくは、アスペルギルス・オリゼやアスペルギルス・テレウスなどのアスペルギルス属由来のもの、あるいは、FADを補酵素とする水溶性のグルコースデヒドロゲナーゼなどが挙げられる。
【0023】
これらのタンパク質水溶液は、他の物質と混合された液状組成物などであってもよい。このような組成物は、適当な容器に入れられたり、適当なデバイスに搭載されて、例えば、分子生物学用途の分析試薬、生化学用途の分析試薬、体外診断薬、液状体外診断薬、チップ状またはスリット状に加工した体外診断薬、酵素センサー(バイオセンサー)や酵素電極、医薬品、食品および飲料など、種々の形態をとることができる。これらは、例えば診断用キットのように、使用時に便利なように予めキット化されたものであってもよい。
【0024】
本願発明は、目的のタンパク質と「ATPaseドメインを除去したHSP70ファミリータンパク質」を含む、タンパク質水溶液の濁りの発生が抑制された組成物を提供する。このような組成物は、目的のタンパク質に「ATPaseドメインを除去したHSP70ファミリータンパク質」を共存させることにより製造することができる。
また、本願発明は、「ATPaseドメインを除去したHSP70ファミリータンパク質」を含有する、タンパク質水溶液の濁り発生抑制剤を提供する。このような濁り発生抑制剤によって、目的のタンパク質に「ATPaseドメインを除去したHSP70ファミリータンパク質」を共存させ、タンパク質水溶液の濁り発生を抑制することができる。
【0025】
本発明においては、水溶液のpH緩衝作用、タンパク質の安定化などの目的で、さらに他の物質を混合しても良い。例えば水溶液は、リン酸緩衝液、酢酸緩衝液、ホウ酸緩衝液、クエン酸緩衝液、トリス緩衝液、PIPES,MES,TES,MOPS,HEPESなどのGood緩衝液の状態であって良く、フタル酸バッファーなどのようなジカルボン酸を用いた緩衝液でもよい。この様な水溶液中に硫安、燐安、食塩、塩化カリウムなどの塩類を含んでいても良い。また、エタノールやメタノール、プロパノールなどのアルコール類、グリセロールやエチレングリコールなどのポリオール類、アルキルグルコシド、ポリエチレングリコールアルキルエーテル、脂肪酸アルコールエステルなどの界面活性剤を添加しても良い。必要に応じて、ペニシリン系、セフェム系、アミノ配糖体系、マイクロライド系、テトラサイクリン系、ニュー・キノロン系等の抗生物質、アジ化物、1,1‘−Methylen−bis[3−(1−hydroxymethyl−2,4−dioximidazolidin−5−yl)−urea],2−Methyl−3(2H)−isothiazolone−hydrochloride,5−Bromo−5−nitro−1,3−dioxane,2−Hydroxypyridine−N−oxide,2−Chloroacetamideなどの防腐剤を添加しても良い。
【0026】
本発明のタンパク質水溶液の濁り抑制方法に用いるATPaseドメインを除去したHSP70ファミリータンパク質の、水溶液中における濃度は、特に限定されないが、好ましくは終濃度0.01%以上であり、0.01〜10%含有させると良い。さらに好ましくは、終濃度0.1〜1%含有させると良い。
【実施例】
【0027】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、本発明は実施例により特に限定されるものではない。
【0028】
実施例1:タンパク質(AOGDH―VX組換え体)標品の粉末化
後述の試験例2で得られた、組換えAOGDH(アスペルギルス・オリゼTI株のGDH)−VX標品を濃縮して、A280測定値が20(mg/ml)となるように調製した。次に、この濃縮標品に対して、タンパク質量比で数10%となるように、表1の各欄に記載の賦形剤を添加した。例えば、20%セリン,60%BSAを含有する賦形剤では、4mg/mlとなるようにセリンと12mg/mlとなるようにBSAを添加した。
表1に示す各種賦形剤の組合せで調製した溶液を、0.45μmのフィルターでろ過した後、凍結乾燥を実施した。なお、BSA(ウシ血清アルブミン)としてALBUMIN,BOVINE FractionV(商標 シグマ製)を用い、また、本発明に使用するATPaseドメインを除去したHSP70ファミリータンパク質としては、配列番号6記載のアミノ酸配列のうち419番目をメチオニンへ置換して、419〜607番目に相当するアミノ酸配列で構成されたものを使用した。
凍結乾燥(FDR)後得られた粉末酵素標品の活性を後述の試験例1に示す方法により測定して、粉末量から総活性量を計算したところ、いずれのサンプルにおいても、FDR前後で90%以上の活性回収率が確認できた。
【0029】
実施例2:各種粉末標品の溶解性検討
実施例1で得られた各サンプルの粉末標品を5mg/mlの濃度になるように蒸留水で溶解した後、30℃の恒温室で保存して、各サンプル溶解液の濁りの発生状況をOD660nmの吸光度を指標に調査した。また、各サンプルの30℃、3時間保存後の活性残存率を測定した。
60%BSAを単独で賦形剤とした時には、溶解直後に100mAbsを超える吸光度があり、セリンを添加することにより、初期吸光度の上昇を著しく抑制できることが明らかとなった。
10%の「ATPaseドメインを除去したHSP70ファミリータンパク質」を単独で添加した時には、溶解直後では200mAbs以上の吸光度であったが、20%セリンを添加することにより、60%BSA使用時と比べてOD660の上昇を抑えることができた。
また、30%の「ATPaseドメインを除去したHSP70ファミリータンパク質」と20%セリンを添加した時には、30℃,3時間処理後のOD660を約1/2に抑えることができた。
以上の結果から、「ATPaseドメインを除去したHSP70ファミリータンパク質」はBSA使用時と比べて、少ないタンパク量において可溶性を向上できることが明らかとなった。
なお、表1および表2では、「ATPaseドメインを除去したHSP70ファミリータンパク質」を「本願発明」と表記する。
【0030】
【表1】

【0031】
実施例3:各種粉末標品の濁り発生状況の検討
実施例1と同じ要領にて、20%セリン,60%BSA、または、20%セリン,20%の「ATPaseドメインを除去したHSP70ファミリータンパク質」を賦形剤とする2種類の組換えAOGDH―VX粉末標品を調製した。各粉末標品サンプルを加湿処理、および/または、加速処理した後、各粉末サンプルの粉末安定性を調べた。また、各サンプルの加湿および/または加速処理後の活性残存率を測定した。
ここで、加湿処理とは、温度25℃,湿度70%で6時間放置することを意味する。また、加速処理とは、37℃,3日間放置することを意味する。
なお、粉末安定性は、凍結乾燥直後の各粉末サンプルの活性値を100%として、各処理後の活性値から、相対的な活性残存率を計算して指標とした。
加湿+加速処理後の各サンプルの安定性を比較したところ、セリン,BSAの組合せでは、約68%程度の残存率であったが、セリン,「ATPaseドメインを除去したHSP70ファミリータンパク質」の組合せにより、約89%の残存率が得られた。
次に、各処理を施した粉末サンプルを5mg/mlとなるように蒸留水で溶解して、濁りの発生状況を調べたところ、セリン,「ATPaseドメインを除去したHSP70ファミリータンパク質」の組合せにより、セリン,BSAの組合せと比べて、濁りの発生を著しく抑制できることが明らかとなった。
例えば、20%の「ATPaseドメインを除去したHSP70ファミリータンパク質」,20%セリンを賦形剤とした粉末標品を、60%BSA,20%セリンを賦形剤とした粉末標品と比較したところ、30℃,4時間処理後の夫々のOD660の測定値は、加湿処理後のもので約2.8倍、加速処理後のもので約5倍、加湿+加速処理後のもので約13.6倍低く抑えることが可能であった。
これらの結果から、「ATPaseドメインを除去したHSP70ファミリータンパク質」が目的タンパク質溶液の濁り発生を抑制する効果が極めて高いことが明らかとなった。
なお、「ATPaseドメインを除去したHSP70ファミリータンパク質」の濁りの抑制効果は、この粉末溶解濃度に限られたものではなく、広い濃度範囲で見ることができる。
【0032】
表1および表2から、本願発明は、セリンとの組み合わせでさらに効果的であることがわかる。なお、セリンは、水溶液中に終濃度0.01〜10%含有させることが好ましい。
BSAとの比較でも、セリンとの組み合わせで、本願発明のほうが660nmの数値が低く、目視でも浮遊物の発生が見られなかった。また、本願発明は、添加量をBSAの半分以下にしても660nmの数値がBSAより低い。このことにより、本願発明では賦形剤の添加量を減らすことができ、直接酵素反応に関わる部分以外の要因による不慮のトラブル発生を未然に防止することができる。
【0033】
【表2】

【0034】
試験例1:FAD依存型GDH活性の測定方法
本発明において、FAD依存型GDHの活性測定は以下の条件で行う。
<試薬>
50mM PIPES緩衝液pH6.5(0.1%TritonX−100を含む)
163mM PMS溶液
6.8mM 2,6−ジクロロフェノールインドフェノール(DCPIP)溶液
1M D−グルコース溶液
上記PIPES緩衝液15.6ml、DCPIP溶液0.2ml、D―グルコース溶液4mlを混合して反応試薬とする。
【0035】
<測定条件>
反応試薬3mlを37℃で5分間予備加温する。GDH溶液0.1mlを添加しゆるやかに混和後、水を対照に37℃に制御された分光光度計で、600nmの吸光度変化を5分記録し、直線部分から1分間あたりの吸光度変化(ΔODTEST)を測定する。盲検はGDH溶液の代わりにGDHを溶解する溶媒を試薬混液に加えて同様に1分間あたりの吸光度変化(ΔODBLANK)を測定する。これらの値から次の式に従ってGDH活性を求める。ここでGDH活性における1単位(U)とは、濃度200mMのD−グルコース存在下で1分間に1マイクロモルのDCPIPを還元する酵素量として定義している。

活性(U/ml)=
{−(ΔODTEST−ΔODBLANK)×3.0×希釈倍率}/{16.3×0.1×1.0}

なお、式中の3.0は反応試薬+酵素溶液の液量(ml)、16.3は本活性測定条件におけるミリモル分子吸光係数(cm/マイクロモル)、0.1は酵素溶液の液量(ml)、1.0はセルの光路長(cm)を示す。
【0036】
試験例2:糸状菌由来グルコースデヒドロゲナーゼ組換え体標品の調製
アスペルギルス・オリゼTI株(土壌より入手し定法に従ってL乾燥菌株とし保管していたものを使用した。以下これをアスペルギルス・オリゼTI株と呼ぶ。)の菌体よりmRNAを調製し、cDNAを合成した。配列番号3,4に示す2種類のオリゴDNAを合成し、調製したcDNAを鋳型としてKOD−Plus(東洋紡績製)を用いてアスペルギルス・オリゼTI株のGDH(AOGDH)遺伝子を増幅した。DNA断片を制限酵素NdeI、BamHIで処理し、pBluescript(LacZの翻訳開始コドンatgに合わせNdeI認識配列のatgを合わせる形でNdeIサイトを導入したもの)NdeI−BamHIサイトに挿入し、組換えプラスミド(pAOGDH)を構築した。
このプラスミドを、コンピテントハイ DH5α(東洋紡績製)を用いて導入した。常法に従いプラスミドを抽出し、AOGDH遺伝子の塩基配列の決定を行った(配列番号1)。cDNA配列から推定されるアミノ酸残基は593アミノ酸(配列番号2)であった。
次に、このプラスミドを鋳型に配列番号5のオリゴDNAにて、Quick change Multi部位特異的変異導入キット(Stratagene社)を用いて、572位のValをCysにするアミノ酸置換を行なった。この遺伝子操作により得られたプラスミドをpAOGDH−VXと名づけた。pAOGDH−VXをコンピテントハイ DH5α(東洋紡績製)に導入した形質転換体をTB培地(2.4%酵母エキス、1.2%ポリペプトン、1.25%リン酸1水素2カリウム、0.23%リン酸2水素1カリウム、0.4%グリセロール、50μg/mlアンピシリンナトリウム、pH7.0)にて10L−ジャーファーメンターを用いて培養温度30℃、通気量2L/分、攪拌回転速度330rpmで24時間培養した。
培養菌体を遠心分離で集めた後、50mMのリン酸バッファー(pH5.5)に660nmでの菌体濁度が約50となるように懸濁し、65MPaの圧力でホモジナイザー破砕を行った。破砕液を遠心分離して得た上清に終濃度9%となるようポリエチレンイミンを添加することで核酸等を沈殿させ、遠心分離して上清を得た。これに硫酸アンモニウムを飽和量溶解させて目的タンパク質を沈殿させ、遠心分離で集めた沈殿を50mMのリン酸バッファー(pH5.5)に再溶解させた。そしてG−25セファロースカラムによるゲルろ過、Octyl−セファロースカラムおよびPhenyl−セファロースカラムによる疎水クロマト(溶出条件は共に25%飽和〜0%の硫酸アンモニウム濃度勾配をかけてピークフラクションを抽出)を実施し、さらにG−25セファロースカラムによるゲルろ過で硫酸アンモニウムを除去すると同時に、10mMフタル酸バッファーに置換したAOGDH―VX組換え体標品を調製した。
【産業上の利用可能性】
【0037】
本発明によれば、産業上有用なタンパク質水溶液の濁り発生を抑制することができ、これらタンパク質を用いた組成物の用途を拡大することが可能となる。食品分野、医薬品分野など産業界に寄与することが大である。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】大腸菌DnaKタンパク質の概要を示す。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
目的のタンパク質に「ATPaseドメインを除去したHSP70ファミリータンパク質」を共存させる、タンパク質水溶液の濁りの発生を抑制する方法。
【請求項2】
目的のタンパク質に「ATPaseドメインを除去したHSP70ファミリータンパク質」とセリンを共存させる、請求項1記載の濁りの発生を抑制する方法。
【請求項3】
「ATPaseドメインを除去したHSP70ファミリータンパク質」を、水溶液中に終濃度0.01〜10%含有させる、請求項1または2に記載の濁りの発生を抑制する方法。
【請求項4】
「HSP70ファミリータンパク質の基質結合ドメイン」を用いる請求項1〜3のいずれかに記載の濁りの発生を抑制する方法。
【請求項5】
「HSP70ファミリータンパク質」がDnaK,Ssa1p,Ssc1p,Kar2p,HSP70,Bip,mHsp70およびHSC70から選択される請求項1〜4のいずれかに記載の濁りの発生を抑制する方法。
【請求項6】
「DnaKタンパク質の一部のアミノ酸配列を除去したタンパク質」を用いる請求項1〜5のいずれかに記載の濁りの発生を抑制する方法。
【請求項7】
DnaKタンパク質の一部のアミノ酸配列を除去したタンパク質であって、少なくともN末端から387番目まで、多くとも472番目までのアミノ酸配列を除去したタンパク質を用いる請求項6に記載の濁りの発生を抑制する方法。
【請求項8】
DnaKタンパク質の一部のアミノ酸配列を除去したタンパク質であって、少なくともN末端から387番目まで、多くとも418番目までのアミノ酸配列を除去したタンパク質を用いる請求項6に記載の濁りの発生を抑制する方法。
【請求項9】
DnaKタンパク質の419〜607番目までのアミノ酸配列からなるタンパク質を用いる請求項6に記載の濁りの発生を抑制する方法。
【請求項10】
ATPaseドメインもしくはその一部を除去したDnaKタンパク質の一部の親水性アミノ酸を疎水性アミノ酸に置換したタンパク質を用いる請求項1〜9のいずれかに記載の濁りの発生を抑制する方法。
【請求項11】
ATPaseドメインもしくはその一部を除去したDnaKタンパク質の一部のアミノ酸配列を除去したタンパク質であって、アミノ酸番号479と481のアスパラギン酸をバリンに置換したタンパク質を用いる請求項1〜10のいずれかに記載の濁りの発生を抑制する方法。
【請求項12】
DnaKタンパク質の384〜607番目のアミノ酸配列からなり、アミノ酸番号479と481のアスパラギン酸をバリンに置換したタンパク質を用いる請求項1〜11のいずれかに記載の濁りの発生を抑制する方法。
【請求項13】
セリンを、水溶液中に終濃度0.01〜10%含有させる、請求項2に記載の濁りの発生を抑制する方法。
【請求項14】
目的のタンパク質が、乳タンパク質、植物貯蔵タンパク質、硬タンパク質、糖タンパク質から選ばれたものである、請求項1〜13のいずれかに記載の濁りの発生を抑制する方法。
【請求項15】
糖タンパク質が、天然型タンパク質がその表面で受ける修飾を受けていない組換え型タンパク質である、請求項14記載の濁りの発生を抑制する。
【請求項16】
「ATPaseドメインを除去したHSP70ファミリータンパク質」を含有する、タンパク質水溶液の濁り発生抑制剤。
【請求項17】
目的のタンパク質に「ATPaseドメインを除去したHSP70ファミリータンパク質」を共存させる、タンパク質水溶液の濁りの発生が抑制された組成物を製造する方法。
【請求項18】
目的のタンパク質と「ATPaseドメインを除去したHSP70ファミリータンパク質」を含む、タンパク質水溶液の濁りの発生が抑制された組成物。
【請求項19】
請求項18に記載の組成物を含む診断用キット。
【請求項20】
請求項18に記載の組成物を含むバイオセンサー。


【図1】
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【公開番号】特開2008−266212(P2008−266212A)
【公開日】平成20年11月6日(2008.11.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−111752(P2007−111752)
【出願日】平成19年4月20日(2007.4.20)
【出願人】(000003160)東洋紡績株式会社 (3,622)
【Fターム(参考)】