生命科学関連特許情報

タイトル:特許公報(B2)_IgG結合性ペプチド
出願番号:2008542212
年次:2012
IPC分類:C07K 7/04,C12N 15/09,C12N 1/15,C12N 1/19,C12N 1/21,C12N 5/10,C12N 7/00,C07K 19/00,C07K 1/22,C07K 17/00,G01N 33/53,G01N 33/543,G01N 21/27


特許情報キャッシュ

伊東 祐二 JP 4953390 特許公報(B2) 20120323 2008542212 20071102 IgG結合性ペプチド 国立大学法人 鹿児島大学 504258527 平木 祐輔 100091096 石井 貞次 100096183 藤田 節 100118773 伊東 祐二 JP 2006299566 20061102 20120613 C07K 7/04 20060101AFI20120524BHJP C12N 15/09 20060101ALI20120524BHJP C12N 1/15 20060101ALI20120524BHJP C12N 1/19 20060101ALI20120524BHJP C12N 1/21 20060101ALI20120524BHJP C12N 5/10 20060101ALI20120524BHJP C12N 7/00 20060101ALI20120524BHJP C07K 19/00 20060101ALI20120524BHJP C07K 1/22 20060101ALI20120524BHJP C07K 17/00 20060101ALI20120524BHJP G01N 33/53 20060101ALI20120524BHJP G01N 33/543 20060101ALI20120524BHJP G01N 21/27 20060101ALI20120524BHJP JPC07K7/04C12N15/00 AC12N1/15C12N1/19C12N1/21C12N5/00 101C12N7/00C07K19/00C07K1/22C07K17/00G01N33/53 NG01N33/543 595G01N21/27 C C12N 15/00-90 CA/REGISTRY/MEDLINE/BIOSIS(STN) JSTPlus/JMEDPlus/JST7580(JDreamII) Science Direct 特開2004−187563(JP,A) 特表2005−503344(JP,A) 18 JP2007071754 20071102 WO2008054030 20080508 46 20100428 福間 信子 本発明は、ヒトIgGに対して結合親和性を有するペプチド、及びそれを用いるヒトIgGの検出及び精製方法に関する。 現在、米国では10種類を超える抗体が医薬品として販売されている。抗体医薬は、最も確実性の高い分子標的医薬として注目されており、新しい医薬品分野を急速に拡大している。現在開発中又は使用されている抗体医薬のほとんどは免疫グロブリンG(IgG)クラスに属する抗体を用いるものである。これまで、IgG抗体の検出や精製には、IgG抗体のFc領域に特異的に結合する、抗Fc抗体やプロテインA/Gがしばしば使用されてきた(非特許文献1及び2)。しかし、ハイブリドーマ技術あるいは動物免疫化によって作製される抗Fc抗体には、高価であるだけでなく、ラベル化の際に変性しやすいことなどの欠点がある。一方、プロテインA/Gは、異なる生物種由来のIgGを区別できず、またヒトIgG3には結合しないという欠点がある。さらにプロテインA/Gは、通常は細菌から単離されるため、LPSなどのエンドトキシンが混入する可能性がある点が、抗体医薬の精製におけるプロテインAカラムの使用上の大きな問題となっている。さらに、プロテインAカラムを用いて抗体の精製を行う場合、酸性溶液を用いてカラムから抗体を溶出する際に酸による抗体の変性が生じ、その結果として収率が大幅に低下したり、精製抗体の品質が低下したりする問題もある。このような抗IgG抗体やプロテインA/Gを用いた抗体精製法が持つ問題を克服し、ヒトIgGを特異的に検出及び精製できる新しい手法の開発は、非常に重要である。 IgG精製に用いられうるIgG結合性ペプチドは、これまでに多数が報告されている。Fassinaらは、合成多量体ペプチドライブラリをスクリーニングし、ビオチン標識免疫グロブリンとの相互作用についてプロテインAと競合するプロテインAミミックペプチドを同定した(非特許文献3及び4)。また、Ehrlishらは、12merまたは7merの直鎖ペプチドを提示するM13ファージディスプレイライブラリから、プロテインAミミックな配列を有するFc結合性ペプチドを単離した(非特許文献5)。Krookらも、直鎖10merペプチドを提示するランダムペプチドfUSE5ファージライブラリをIgGと反応させ、プロテインAで溶出することにより、プロテインAアナログペプチドを同定したことを報告している(非特許文献6)。2005年には、Verdolivaらが、環状の合成ペプチドライブラリから、IgG抗体ヒンジ部に近い領域を認識し、FcγRIIIとIgG Fcとの反応を競合阻害するようなペプチドモチーフを報告している(非特許文献7)。また鈴木らは、IgG Fcフラグメントに結合性を有するペプチドを記載し、それらを利用したIgG検出方法を開示している(特許文献1)。しかし、これらのペプチドモチーフはいずれも、IgG抗体の精製/検出用のタグとして充分なIgG結合親和性を有するものとはいえない。 一方2000年に、DeLanoらが、環状ペプチドを提示するM13ファージライブラリを用いて、Fc−IIIペプチド(DCAWHLGELVWCT;配列番号15)を始めとする、ヒトIgG Fcフラグメント上のヒンジ領域に結合親和性を有するポリペプチド配列を報告した(非特許文献8及び特許文献2)。さらに2006年に、このペプチドFc−IIIの環状形成をより安定化するようなエンジニアリングがDiasらによって行われた(非特許文献9)。DelanoらのペプチドFc−IIIが示すIgG抗体との結合親和性はKd値で185nMであるが、Diasらの改良ペプチドFcBP−2では、Kd値は約2nMまで低下し、それが極めて結合力の強いペプチドであることが示された。しかし速度論的なパラメータの解析からは、FcBP−2の解離速度定数koffは10−2sec−1となった。この解離速度は抗体の通常のkoff(10−3〜10−5Sec−1)の値に比べ、非常に速い。このことは、ペプチドFcBP−2を抗体の精製や検出用のタグとして使用したとしても、解離速度の速さにより、ペプチドFcBP−2と抗体との結合は速やかに解離してしまうため、その結合を保持できないことを意味する。従ってFcBP−2は、ヒトIgG精製/検出の用途には適さない。 多種多様なヒトIgG Fc結合性ペプチドが特許文献3に開示されている。しかし、ヒトIgGのいずれのサブクラスに対しても結合を十分に保持することができ、かつ他生物種のIgGに対しては有意な結合を示さないような、ヒトIgG精製/検出に好適なペプチドは、特許文献3にも記載されていない。特開2004−187563号公報国際公開WO01/045746号パンフレット国際公開WO02/086070号パンフレットEy P.L.,et al.,Immunohchemistry(1978)15,p.429−436Akerstrom B.,et al.,J.Immunol.,(1985)135,p.2589−2592Fassina G.,et al.,J.Mol.Recognit.(1996)9,p.564−569Fassina G.,et al.,J.Mol.Recognit.(1998)11,p.128−133Ehrlich G.K.and Bailon P.,J.Mol.Recognit.(1998)11,p.121−125Krook M.,Mosbach K.,and Ramstrom O.,J.Immunol.Methods(1998)221,p.151−157Verdoliva A.et al.,Chembiochem(2005)6,p.1242−1253DeLano W.L.,et al.,Science(2000)287,p.1279−1283Dias R.L.,et al.,J.Am.Chem.Soc.(2006)128,p.2726−2732 本発明は、ヒトIgGに対し特異的な結合活性を有する、ヒトIgGの精製又は検出に好適に使用可能なペプチドを提供することを目的とする。 本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、ある特定の配列パターンを有する短いペプチドが、ヒトIgG抗体の各サブクラス(IgG1〜IgG4)に対し高い結合活性を示す一方、マウスなどの抗体には有意な結合を示さず種特異性を有することを見出した。さらにこれらのペプチドについて、ヒトIgG抗体との結合における解離速度が遅く、その結合をより保持しやすいことも示された。さらに、これらのペプチドとヒトIgG抗体との結合は、ヒトIgG抗体の酸処理により顕著に促進されることも示された。本発明はこれらの知見に基づいて完成されたものである。 すなわち、本発明は以下を包含する。[1] 下記式I: C−(X)n−W−X−X−X−W−(X)m−C (I)[式中、n及びmはそれぞれ1以上の整数であり、かつn+m=4又は5である]で表されるアミノ酸配列であって、式I中のX−X−Xがシステイン残基を含まず、かつ以下のa)及びb): a)式I中の(X)n−Wが、Za−G−Y−Wである b)式I中のW−(X)mが、W−G−L−Zbである[Za及びZbはそれぞれ0個又は1個以上のアミノ酸残基である]のいずれか又は両方を満たすアミノ酸配列を少なくとも含む、11〜16アミノ酸長のヒトIgG結合性ペプチドタグ。 このペプチドタグにおいては、式Iで表されるアミノ酸配列が、前記a)及びb): a)式I中の(x)n−Wが、Za−G−Y−Wである b)式I中のW−(X)mが、W−G−L−Zbである[Za及びZbはそれぞれ0個又は1個以上のアミノ酸残基である]の両方を満たすことがより好ましい。 上記[1]のペプチドタグの特に好適な例としては、以下の1)〜11)のアミノ酸配列からなるものが挙げられる。 上記[1]のペプチドタグにおいては、式I中の2つのシステイン残基(C)の間にジスルフィド結合が形成されることが好ましい。 上記[1]のペプチドタグは、好ましくは、酸変性型ヒトIgGに結合するものである。 上記[1]のペプチドタグには、標識物質が付加されていてもよい。[2]上記[1]のペプチドタグを提示した組換えバクテリオファージ。[3]上記[1]のペプチドタグと連結されたタンパク質からなる融合タンパク質。[4]上記[1]のペプチドタグを固定化した固相担体。[5]上記[1]のペプチドタグをコードするDNA。[6]上記[5]のDNAを含むベクター。[7]上記[6]のベクターを含む形質転換体。[8]以下の工程a)〜c)を含む、試料中のヒトIgG又はそのFc領域を含む断片を検出する方法: a)試料を酸処理する工程、 b)上記[1]のペプチドタグを酸処理した試料と接触させる工程、及び c)工程b)で生じた、ペプチドタグとヒトIgG又はそのFc領域を含む断片との結合を測定する工程。 この検出方法では、表面プラズモン共鳴解析により前記結合を測定することが好適である。[9] 以下の工程a)及びb)を含む、試料中のヒトIgG又はそのFc領域を含む断片を精製する方法: a)上記[1]のペプチドタグを酸処理した試料と接触させて、それにより試料中のヒトIgG又はそのFc領域を含む断片をペプチドタグに結合させる工程、 b)工程a)でペプチドタグに結合したヒトIgG又はそのFc領域を含む断片を、試料から分離する工程。[10] 以下の工程a)及びb)を含む、試料から酸変性型ヒトIgG又はそのFc領域を含む断片を除去する方法: a)上記[1]のペプチドタグを試料と接触させる工程、及び b)工程a)でペプチドタグに結合したヒトIgG又はそのFc領域を含む断片を、試料から除去する工程。[11] 以下の工程a)〜c)を含む、タンパク質の精製方法: a)上記[1]のペプチドタグを連結したタンパク質からなる融合タンパク質を作製し、それを含む試料を調製する工程、 b)工程a)の試料を酸処理したヒトIgG又はそのFc領域を含む断片と接触させて、それにより融合タンパク質をヒトIgG又はそのFc領域を含む断片と結合させる工程、 c)工程b)でヒトIgG又はそのFc領域を含む断片に結合した融合タンパク質を、試料から分離する工程。[12]上記[1]のペプチドタグ、上記[2]の組換えバクテリオファージ、上記[4]の固相担体、上記[6]のベクター、及び上記[7]の形質転換体からなる群より選択される少なくとも1つを含む、ヒトIgG又はヒトIgG Fc領域を含む断片を検出又は精製するためのキット。 本発明のペプチドタグは、ヒトIgGと特異的に結合することができ、特に、酸変性したヒトIgGに良好に結合することができる。 本明細書は、本願の優先権の基礎となる特願2006−299566号の明細書に記載された内容を包含する。 図1は、ヒトIgG抗体に対するバイオパンニングによるIgG特異的ファージ(黒塗りのバー)の濃縮を示した図である。各ラウンドにおいて示したバーは、左からhIgG、ゼラチン、BSAに結合性を示したファージを示す。 図2は、得られたIgG特異的ファージクローンのヒトIgGに対する結合特異性を示した図である。各ファージについて示したバーは、左からhIgG、hIgA、hIgE、hIgM、mIgG、mIgA、mIgE、hTF、HSA、BSA、ゼラチンに対する結合性を示す。 図3は、得られたIgG特異的ファージクローンのヒトIgGアイソタイプ(IgG1、IgG2、IgG3、IgG4)に対する結合活性を示した図である。各ファージについて示したバーは、左からhIgG1、hIgG2、hIgG3、hIgG4、BSA、mIgG1、mIgG2b、mIgG3に対する結合性を示す。 図4は、得られたIgG特異的ファージクローンのヒトIgGへの結合に対するプロテインAの阻害を示した図である。各ファージについて示したバーは、左から0ng/ウェル、15ng/ウェル、30ng/ウェル、60ng/ウェル、125ng/ウェル、250ng/ウェル、500ng/ウェルのプロテインA(SpA)を添加した場合のヒトIgG結合性を示す。 図5は、還元条件下及び酸化条件下でのIgG特異的ファージクローンのヒトIgGへの結合活性を示した図である。各実験群について示したバーは、左から0mM(添加せず)、30mM、50mMのGSSG又はDTTを添加したファージのヒトIgG結合性を示す。 図6は、ヒトIgG特異的合成ペプチドのヒトIgGに対する結合特異性を示した図である。各合成ペプチドについて示したバーは、左からhIgG、hIgG−Fc、hIgA、hIgE、mIgG、mIgA、mIgE、hTF、FBS、HSA、ゼラチン、BSAに対する結合性を示す。 図7は、ヒトIgG特異的合成ペプチドのヒトIgGアイソタイプ抗体に対する結合活性を示した図である。各合成ペプチドについて示したバーは、左からhIgG1、hIgG2、hIgG3、hIgG4、BSAに対する結合性を示す。 図8は、各種ヒトIgG特異的合成ペプチドとヒトIgGとの結合に関する表面プラズモン共鳴解析の結果を示す図である。横軸は時間(秒)、縦軸はレスポンスユニット(RU)を表す。図8Aは、ヒトIgG特異的合成ペプチドIMGpep−1とヒトIgGとの結合に関する表面プラズモン共鳴解析の結果を示す図である。図8Bは、ヒトIgG特異的合成ペプチドIMGpep−1E6QとヒトIgGとの結合に関する表面プラズモン共鳴解析の結果を示す図である。図8Cは、ヒトIgG特異的合成ペプチドIMGpep−4とヒトIgGとの結合に関する表面プラズモン共鳴解析の結果を示す図である。図8Dは、ヒトIgG特異的合成ペプチドIMGpep−4K6RとヒトIgGとの結合に関する表面プラズモン共鳴解析の結果を示す図である。 図9は、ヒトIgG特異的合成ペプチド及びヒトIgG特異的ファージクローンを固定化したマグネットビーズを用いたヒトIgG抗体の免疫沈降の結果を示す写真である。 図10は、ヒトIgG特異的合成ペプチドを用いた酸処理後のhIgG抗体の免疫沈降の結果を示す写真である。 図11は、酸処理(処理pH2.7、処理温度40℃)後のIgGサンプルとセンサーチップ上に固定化したペプチドFc−III又はIMGpep−4K6Rとの反応性を示すSPRセンサーグラムを例示する図である。横軸は時間(秒)、縦軸はレスポンスユニット(RU)を表す。図中のbとaの比率a/bの値に基づいて、酸変性型コンフォメーションを有するIgG(酸変性型IgG)の生成率を算出した。図中、実線はFc−III固定化センサーチップ上に結合したヒトIgG、破線はIMGpep−4K6R固定化センサーチップ上に結合したヒトIgGの量を示す。 図12は、酸処理条件に応じた酸変性型ヒトIgGの生成率の変化を示す図である。図中、白のバー、黒塗りバー、斜線バーは、それぞれ、酸処理時のインキュベーション温度が20℃、30℃、40℃のサンプルを表す。 図13は、IMGpep−4K6R固定化カラムによる酸変性型ヒトIgGの分離を示す図である。図中、実線が、酸処理した抗HER2ヒトIgG抗体サンプルを、破線が未処理の抗HER2ヒトIgG抗体サンプル(ハーセプチン)を、点線がBSAを表す。 図14は、酸変性型コンフォメーションを有するヒトIgG(酸変性型ヒトIgG)のCDスペクトルを示す図である。実線が未処理のIgGを、点線が精製した酸変性型IgGを表す。 図15は、酸変性型ヒト抗IL−6レセプター抗体MRAの分子篩クロマトグラフィーの結果を示す図である。図15A:未処理のヒトIgG(抗IL−6レセプターヒト抗体MRA)、B:酸処理(pH2.7、30℃、10分)したヒトIgG(MRA)、C:ビオチン化IMGpep−4K6R固定化カラムを通して精製された酸変性型MRA、D:酸処理(pH2.7、30℃、10分)したヒトIgG(MRA)をIMGPep−4K6R固定化カラムにアプライして得られた素通り画分(未変性のまま残存したMRA)。 図16は、酸処理したヒトIgGサンプルからIMGep−4K6Rペプチド固定化カラムクロマトグラフィーにより分離した画分に対する、IMGpep−4K6Rペプチド固定化ビーズによる免疫沈降実験の結果を示す図である。レーン1:未処理の抗体MRA、レーン2:pH2.2、4℃で10分間処理した抗体MRAサンプル、レーン3:精製された酸変性型MRA(pH2.2、4℃で10分間処理をした抗体MRAサンプルをIMGpep−4K6Rペプチド固定化カラムに通過させて得られた吸着画分)、レーン4:pH2.2、4℃で10分間処理した抗体MRAサンプルをビオチン化IMGPep−4K6Rペプチド固定化カラムに通過させて得られる素通り画分。 図17は、ヒトIgG抗体医薬や免疫グロブリン製剤中の、全IgG量に対する酸変性型ヒトIgGの含有率を示す図である。 図18は、本発明のIMGpep−4K6Rペプチド(抗ヒトIgGペプチド)を用いた、酸処理したIgG(ヒトMRA)のドットブロッティングの検出結果を示す写真である。図中、K6R(N)は、IMGpep−4K6Rペプチドで検出した酸処理をしていないヒトIgG;Fc−III(N)は、Fc−IIIペプチドで検出した酸処理をしていないヒトIgG;K6R(A)は、IMGpep−4K6Rペプチドで検出した酸処理(pH2.8、40℃、10分インキュベート)したヒトIgG;CS(N)は、IMGpep−1CSペプチドで検出した酸処理をしていないヒトIgGを示す。 以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれら実施例に限定されるものではない。 以下、本発明を詳細に説明する。1.本発明のペプチドタグ 本発明は、ヒト免疫グロブリンG(IgG)のFc領域、特に酸変性型ヒト免疫グロブリンGのFc領域に対して特異的に結合するペプチドタグと、それを利用したヒトIgGの検出、精製又は除去方法に関する。 本発明において「ペプチドタグ」とは、その標的分子(ここでは、ヒトIgG若しくはそのFc領域を含む断片又はそれらの標識物等)への特異的結合性を利用して、該標的分子の検出、捕捉、精製(濃縮などを含む)、分離除去などに使用するためのペプチドを意味する。 本発明にかかるペプチドタグは、共通モチーフである3アミノ酸配列G−Y−WとW−G−Lの間に3個の任意のアミノ酸残基が挟まれた配列(G−Y−W−X−X−X−W−G−L)を含む9又は10アミノ酸長の配列の両側にシステイン残基が1つずつ配置されたペプチド配列又はその類似配列を含む、短鎖長のペプチドである。この類似配列とは、上記ペプチド配列と相同性の高い配列を有し、かつ上記G−Y−WとW−G−Lのうち少なくとも一方のモチーフ配列と、上記配列パターンW−X−X−X−Wとが保存されているアミノ酸配列を意味する。そのような類似配列としては、例えば、アミノ酸配列C−(X)0−2−(F又はY)−W−X−X−X−W−(G又はQ)−(L又はI)−(X)0−2−Cが挙げられる。ここで(X)0−2は、任意のアミノ酸残基Xが0〜2個連続している配列である。 より一般的には、本発明にかかるIgG結合性ペプチドタグは、下記式I: C−(X)n−W−X−X−X−W−(X)m−C (I)[式中、n及びmはそれぞれ1以上の整数であり、かつn+m=4又は5である]で表されるアミノ酸配列であって、さらに、式I中のX−X−Xがシステイン残基を含まず、かつ以下のa)及びb): a)式I中の(X)n−Wが、Za−G−Y−Wである b)式I中のW−(X)mが、W−G−L−Zbである[Za及びZbはそれぞれ0個又は1個以上(具体的には、n+m=4又は5を満たすように最大2個である)のアミノ酸残基(好ましくはシステイン残基を除く)である]のいずれか又は両方を満たすアミノ酸配列、を少なくとも含むペプチドとして表される。またこのペプチドタグとしては、11〜16アミノ酸長、好ましくは11〜14アミノ酸長からなるペプチドが好ましい。 なお式I中のX−X−Xは、好ましくはシステイン残基を1個も含まない3アミノ酸配列である。さらに式I中のX−X−Xは、トリプトファン残基を1個も含まない3アミノ酸配列であることも好ましい。 原則として、本明細書中に示すアミノ酸配列(例えば、上記式I)は、通常のアミノ酸の3文字表記又は1文字表記を用いて表している。すなわち、例えば上記式I中、Cはシステイン残基(Cys)、Wはトリプトファン残基(Trp)を表す。またXは任意の1個のアミノ酸残基を表し、(X)n及び(X)mは任意のアミノ酸残基Xがそれぞれn個、そしてm個連続した配列を表す。またX−X−Xは連続した3個のアミノ酸残基の配列を表す。さらにGはグリシン残基(Gly)、Yはチロシン残基(Tyr)、Lはロイシン残基(Leu)を表す。 さらに、本発明のより好適なペプチドタグは、以下の通りである: 下記式II: (X)p−C−(X)n−W−X−X−X−W−(X)m−C−(X)q (II)[式中、p=0又は1であり、n及びmはそれぞれ1以上の整数であり、かつn+m=4又は5であり、q=0又は1である]で表されるアミノ酸配列であって、式II中のX−X−Xがシステイン残基を含まず、かつ以下のa)及びb): a)式II中の(X)n−Wが、Za−G−Y−Wである b)式II中のW−(X)mが、W−G−L−Zbである[Za及びZbはそれぞれ0個又は1個以上のアミノ酸残基(好ましくはシステイン残基を除く)である]のいずれか又は両方を満たすアミノ酸配列からなる、ヒトIgG結合性ペプチドタグ。 式II中の(X)p及び/又は(X)qは、存在しなくてもよい(p,q=0の場合)。あるいは式II中の(X)p及び/又は(X)qがそれぞれ1個のグリシン残基(G)であることも好ましい。特に式II中の(X)p及び/又は(X)qは、システイン残基以外の任意のアミノ酸残基からなることが好ましい。 ここで、式I又はIIによって表される本発明のペプチドタグは、上記a)及びb)に示すZa−G−Y−W及びW−G−L−Zbの配列を両方含む場合、ヒトIgG Fc領域に対してより高い結合親和性を示し得る。 本発明のペプチドタグの特に好適な例として、以下のアミノ酸配列からなるものが挙げられる。なおこれらのアミノ酸配列はアミノ酸の1文字表記を用いて表されている。 本発明のペプチドタグにおいては、その配列に含まれる2つのシステイン残基(C)の間でジスルフィド結合が形成されることが好ましい。このジスルフィド結合は、非還元条件下(例えば、10mM〜50mM酸化型グルタチオン存在下)では形成されるが還元条件下(例えば、10mM〜50mMジチオスレイトール存在下)では形成されない。ジスルフィド結合が形成されることにより、本発明のペプチドタグはコンパクトな環状構造を形成する。 本発明のペプチドタグは、特に、酸変性したヒト免疫グロブリンG(IgG)抗体のFc領域に対して高い結合活性を示し、そのような酸変性形態(酸変性型)のヒトIgG(全抗体)やそのFc領域を含む断片と、強力に結合することができる。 ヒトIgGは、パパイン等による消化を受けて、2つのFab断片(可変領域と定常領域を含む腕部分)と、Fc断片(定常領域を含む体幹部)に切断される。IgG抗体のFc断片は、IgGをパパイン酵素で切断することによって得られる抗体断片のうち、2本のH鎖のカルボキシル末端側の約半分の断片(定常領域であるCH2ドメイン及びCH3ドメインからなる)が互いに2つのジスルフィド結合によって連結されたものである。一方、本発明においてFc領域とは、このFc断片に含まれるCH2ドメインとCH3ドメインからなるH鎖内の領域を言う。なお、本明細書において「ヒトIgGのFc領域を含む断片」とは、ヒトIgGのプロテアーゼ分解断片(典型的には、パパイン又はトリプシン分解断片)であってもよいし、ヒトIgGのFc領域を含むがプロテアーゼ分解断片ではないヒトIgGの一部分であってもよい。「ヒトIgGのFc領域を含む断片」は、CH2ドメインとCH3ドメインからなるH鎖断片を1つ又は2つ以上含むIgGの一部分でありうる。 本発明において、酸変性型ヒト免疫グロブリンG(IgG)とは、酸処理により通常のIgG抗体のコンフォメーション(構造)が変性して特定の(特殊な)コンフォメーションを有するようになったヒト免疫グロブリンG、又は酸処理の有無にかかわらずそれと同等のコンフォメーションを有するヒト免疫グロブリンGを指す。この酸変性型ヒト免疫グロブリンG(IgG)においては、ランダム化した構造が一部認められる一方で、βシート構造などの二次構造は大部分が保持されていることが好ましい。すなわち、酸変性型ヒト免疫グロブリンG(IgG)は、変性中間状態のコンフォメーションを有するものと思われる。ここで酸処理とは、限定するものではないが、好ましくはpH3.5以下、例えばpH1.5〜2.7、より好ましくはpH1.5〜2.1の条件下に免疫グロブリンGが曝露されることを意味する。この酸処理は、前記酸性条件下で免疫グロブリンGを4℃〜50℃、好ましくは20〜50℃、より好ましくは30℃〜40℃でインキュベートすることによって行うことが好ましい。この酸処理工程は、例えば1〜3分又はそれ以上、例えば5分〜10分にわたるものでありうる。IgG含有溶液をそのような酸性条件とした後、例えばトリスなどの塩基性溶液の添加により溶液のpHを中和してもよい。一例として、抗体を含有する溶液のpHをpH1.5に調整して5分間インキュベートすることにより酸処理した後、溶液のpHを中和することができるが、これに限定されるものではない。一方、酸処理によって生じるのと同等の変性コンフォメーションを有するヒト免疫グロブリンGは、例えば、ヒトIgGを冷凍又は冷蔵保存したり、中性pH条件下で長期保存したりすることによっても生じうるし、またヒトIgGに変異を導入したり糖鎖を付加又は除去したりすることによっても生じうるが、これらに限定されるものではない。本発明の酸変性型ヒト免疫グロブリンGは、その抗原結合活性を保持していても、いなくてもよい。一般的なヒトIgG調製物、例えば市販のポリクローナルヒトIgG抗体製品などには、ある程度の量の酸変性型ヒト免疫グロブリンGが含まれ得る。特に、プロテインAカラムなどから酸性溶出液を用いて溶出したヒトIgG精製品には、通常、酸変性型ヒト免疫グロブリンGが混在する。 本発明のペプチドタグは、ヒトIgGのサブクラス(アイソタイプ)であるIgG1、IgG2、IgG3及びIgG4のいずれに対しても高い結合活性を示す。本発明のペプチドタグは、酸変性型の各サブクラスのヒトIgGに対して特に高い結合活性を示す。本発明のペプチドタグはまた、酸変性型ヒトIgGのオリゴマー(例えば、ダイマーやトリマーなど)に対しても高い結合活性を示す。 さらに本発明のペプチドタグは、好ましくは、IgG以外のヒト免疫グロブリンクラス(例えばIgA、IgE、IgM等)に対して結合活性を示さない。本発明のペプチドタグはまた、好ましくは、ヒト以外の動物(例えば、マウス)の各種クラス及びサブクラスの免疫グロブリンに対しても結合活性を示さない。従って本発明のペプチドタグは、特に酸変性型のヒトIgG又はそのFc領域に対して非常に特異的に結合することができる。なお、本発明のペプチドタグはプロテインAによるヒトIgGへの結合を競合阻害することから、プロテインAの結合部位であるIgG Fc領域中のCH2ドメインとCH3ドメインの連結部付近に結合するものと考えられる。 本発明のペプチドタグは、当業者に周知の液相合成法、固相合成法、Fmoc法などの任意のペプチド化学合成法によって作製することができる(Kelley et al.,Genetics Engineering Principles and Methods,Setlow,J.K.eds.,Plenum Press NY.(1990)Vol.12,p.1−19;Stewart et al.,Solid−Phase Peptide Synthesis(1989)W.H.Freeman Co.;Houghten,Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1985)82:p.5132、「新生化学実験講座1 タンパク質IV」(1992)日本生化学会編,東京化学同人などを参照されたい)。自動ペプチド合成機によるペプチド合成も一般的に行われている。あるいは、本発明のペプチドタグをコードするDNAを用いた組換え法やファージディスプレイ法などによって、ペプチドを製造してもよい。例えば本発明のペプチドタグのアミノ酸配列をコードするDNAを発現ベクター中に組み込み、宿主細胞中に導入し培養することにより、目的のペプチドタグを製造することができる。製造されたペプチドタグは、さらに、常法により、例えば、ゲルクロマトグラフィー、イオンカラムクロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー、逆相カラムクロマトグラフィー、硫安、アルコールなどを使用した溶解度差に基づく分画手法、免疫吸着法などにより、回収又は精製することができる。 本発明のペプチドタグについては、非還元条件下においてジスルフィド結合を形成させることが好ましい。例えば、調製した本発明のペプチドタグをpH8の緩衝液中に放置して空気酸化を受けさせることによりジスルフィド結合を形成させることができる。 本発明のペプチドタグには、標識物質が付加されていてもよい。標識物質が付加されたペプチドタグ又はそのペプチドタグと結合したヒトIgGは、高感度かつ容易に検出することができる。標識物質としては、限定するものではないが、例えば、ビオチン、イミノビオチン、ジゴキシゲニン、蛍光タンパク質、蛍光色素、化学発光色素、酵素、放射性同位元素などがある。具体的には例えば、ビオチン、イミノビオチン、ジゴキシゲニン、緑色蛍光タンパク質(GFP)、黄色蛍光タンパク質(YFP)、エクオリン、フルオレセインなどが挙げられる。これらの標識物質を用いたタンパク質の標識方法は当業者には周知である。例えば本発明のペプチドタグをSulfo−NHS−LC−Biotin(Pierce)などの市販の試薬を用いてビオチン化修飾することによりペプチドタグにビオチンを付加することもできる。標識物質は、リンカーを介して本発明のペプチドタグに付加されていてもよい。このリンカーは、ペプチド、脂肪酸、脂肪酸エステルなどの、タンパク質とペプチドとの連結部を構成できる任意の物質でありうる。リンカーは、タンパク質の立体構造形成を阻害しないためのスペーサーとして、あるいはプロテアーゼ認識部位を含む切断可能な連結部分として、ペプチドタグとタンパク質との間に挿入されたものでもよい。 さらに本発明は、本発明のペプチドタグを提示した組換えバクテリオファージにも関する。このような組換えバクテリオファージは、当業者に公知のファージディスプレイ法を用いて作製することができる。例えば、本発明のペプチドタグをコードする各種DNAをT7ファージベクターなどのファージディスプレイライブラリ作製用のベクターに組み込み、それをバクテリオファージ中にパッケージングし、増幅させることにより、得られる組換えバクテリオファージに本発明のペプチドタグを提示させることができる。 本発明はまた、本発明のペプチドタグと連結されたタンパク質からなる融合タンパク質にも関する。本発明のペプチドタグは、任意のタンパク質の好ましくはN末端又はC末端に連結(付加)されることにより、そのタンパク質の検出/精製用のアフィニティータグとして利用できる。この融合タンパク質においては、本発明のペプチドタグがリンカーを介して目的のタンパク質に連結されていてもよい。このリンカーは、タンパク質とペプチドとの連結部を構成できる任意の物質であってよく、例えば、プロテアーゼ認識部位を含む切断可能な連結部分であってもよい。これらの融合タンパク質は、ヒトIgG又はそのFc領域(特に、酸変性型ヒトIgG又はそのFc領域)と本発明のペプチドタグとの特異的結合性を利用して、容易に単離することができる。 上記のような融合タンパク質は、例えば当業者に周知の遺伝子組換え法により作製することができる。例えば、該タンパク質をコードする遺伝子と該ペプチドタグをコードするDNAとを、読み枠が合うように発現ベクター中又は発現カセット中に挿入し、それを宿主細胞に導入し、培養しながら発現させて、産生されるタンパク質を回収すればよい。本発明のペプチドタグと融合させるべきタンパク質としては、限定するものではないが、アミログリコシダーゼ、アミラーゼ、インベルターゼ、イソアミラーゼ、プロテアーゼ、パパイン、ペプシン、レンニン、セルラーゼ、ペクチナーゼ、リパーゼ、ラクターゼ、グルコースオキシダーゼ、リゾチーム、グルコースイソメラーゼ、キモトリプシン、トリプシン、チトクローム、セアプローゼ、セラチオペプチダーゼ、ヒアルロニダーゼ、ブロメライン、ウロキナーゼ、ヘモコアグラーゼ、サーモライシン、ウレアーゼ等の酵素;インターフェロン、インターロイキン等のサイトカイン;インスリン、グルカゴン、セクレチン、ガストリン、コレシストキニン、オキシトシン、バソプレッシン、成長ホルモン、甲状腺刺激ホルモン、プロラクチン、黄体形成ホルモン、濾胞刺激ホルモン、副腎皮質刺激ホルモン、甲状腺刺激ホルモン放出ホルモン、黄体形成ホルモン放出ホルモン、副腎皮質刺激ホルモン放出ホルモン、成長ホルモン放出ホルモン、ソマトスタチン等のホルモン;エンドルフィン、エンケファリン、ダイノルフィン等のオピオイドペプチド;フィブリノーゲン、プロトロンビン等の血液凝固因子;SSI等のプロテアーゼインヒビター;さらに、アルブミン、グロブリン、グロビン、ケラチン、コラーゲン等が挙げられる。 本発明は、本発明のペプチドタグを固定化した固相担体にも関する。ペプチドタグを固定化するのに用いる好適な固相担体としては、限定するものではないが、例えば、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアクリロニトリル、スチレン−ブタジエン共重合体、(メタ)アクリル酸エステル類ポリマー、フッ素樹脂やシリカゲル系樹脂などの樹脂、架橋デキストラン、ポリサッカライド、アガロース等の高分子化合物、ガラス、金属、磁性物質及びこれらの組み合わせなどの基材が挙げられる。そのような固相担体の形状は、例えば、トレー、球、繊維、粒子、棒、盤、容器、セル、マイクロプレート、試験管、膜、ゲル、チップ(センサーチップなど)等の任意の形状でよい。具体的には例えば、磁性(マグネット)ビーズ、ガラスビーズ、ポリスチレンビーズ、セファロースビーズ、ポリスチレンプレート、ガラスプレート、ポリスチレンチューブなどが挙げられる。これら固相担体への本発明のペプチドの固定化は、当業者に周知の方法を用いて行うことができ、例えば物理的吸着法、共有結合法、イオン結合法等によって行うことができる。 このように本発明のペプチドタグを固定化した固相担体は、限定するものではないが、例えば、ヒトIgGを検出、捕捉、精製、又は分離等するために、特に酸変性型ヒトIgGを検出、捕捉、精製、又は除去するために、好適に使用できる。例えば、本発明のペプチドタグを固定化した固相担体は、アフィニティークロマトグラフィーカラム等のカラムに充填して、ヒトIgGを高効率に検出、捕捉、精製又は分離するために用いることができる。より具体的な例としては、ヒトIgG含有試料を酸処理した後に、そのような固相担体と接触させることにより、ヒトIgGを高効率に固相担体上のペプチドタグに結合させることができる。あるいは、ヒトIgG含有試料をそのような固相担体と接触させて、該試料中の酸変性型ヒトIgGを特異的に捕捉し、該試料からそれを除去することにより、ヒトIgGをより均一な品質で精製することもできる。本発明の固相担体を充填した上記のようなカラムも、本発明に包含される。 本発明は、本発明のペプチドタグをコードする核酸(特にDNA)にも関する。特に、例えば配列番号1〜11で示されるアミノ酸配列をコードするDNAは、本発明の好ましい態様である。このようなDNAは、適当なベクター中に挿入し連結することにより、組換えベクターの形態で容易に取り扱うことができる。本発明のペプチドタグをコードするDNAが挿入されるベクターは、宿主細胞中で複製可能なものであれば特に限定されないが、例えば、ファージベクターなどのウイルスベクター、ファージミドベクター、コスミドベクター又はプラスミドベクター等が挙げられる。本発明は、このようなペプチドタグをコードするDNAを含むベクターも提供する。 ファージベクターとしては、限定するものではないが、T7ファージディスプレイベクター(T7Select10−3b、T7Select1−1b、T7Select1−2a、T7Select1−2b、T7Select1−2c等(Novagen))、λファージベクター(Charon4A、Charon21A、EMBL3、EMBL4、λgt10、λgt11、λZAP、λZAPII等)が挙げられる。またレトロウイルス又はワクシニアウイルスなどの任意の動物ウイルスベクター、バキュロウイルスなどの任意の昆虫ウイルスベクターを用いることもできる。コスミドベクターとしては、限定するものではないが、Lorist 6、Charomid9−20、Charomid9−42などが挙げられる。 プラスミドベクターとしては、限定するものではないが、大腸菌由来のプラスミド(例えばpET22b(+)、pBR322、pBR325、pUC118、pUC119、pUC18、pUC19、pBluescript等)、枯草菌由来のプラスミド(例えばpUB110、pTP5等)、酵母由来のプラスミド(例えばYEp13、YCp50等)などが挙げられる。 本発明のペプチドタグをコードするDNA断片を含み、かつ他のタンパク質をコードする遺伝子を挿入するための制限酵素切断部位を有するような、本発明のペプチドタグを標識タグとして付加した融合タンパク質を作製するためのベクターも、本発明のペプチドタグをコードするDNAを含むベクターの範囲に含まれる。 ベクター中にペプチドタグをコードするDNAを挿入するには、まず、精製されたベクターDNAを適当な制限酵素で切断し、露出した制限酵素部位に本発明のペプチドタグをコードするDNAをイン・フレームで挿入し連結する方法などが採用される。 本発明の組換えベクターは、ペプチドタグをコードするDNAが宿主内で良好な活性を有するペプチドとして発現されるように、組換え発現ベクターとして作製することも好ましい。この組換え発現ベクターを作製するために、様々な宿主生物に対応して各種が市販されている発現ベクターを用いることができる。発現ベクターには、通常、転写プロモーター、ターミネーター、リボソーム結合部位などの宿主生物における発現に必須な各種エレメントの他、選択マーカー、リポーター遺伝子、ポリリンカー、エンハンサーなどのシスエレメント、ポリA付加シグナル、リポソーム結合配列(SD配列)等の有用な配列を必要に応じて連結してもよい。選択マーカーとしては、例えばジヒドロ葉酸還元酵素遺伝子、アンピシリン耐性遺伝子、ネオマイシン耐性遺伝子等が用いられうる。 以上のようなベクターには、本発明のペプチドタグをコードするDNAを、適切に発現されるような位置及び向きで連結することが好ましい。本発明のペプチドタグを組換え法により発現させる場合には、ベクターはプロモーターを含む発現ベクターであることが好ましい。 本発明は、本発明のペプチドタグをコードするDNAを含むベクターを導入した形質転換体(形質転換された、単細胞、カルス又は組織等)を作製し、それを発現可能な条件下で培養し、培養細胞又は培養液中に産生された本発明のペプチドタグを回収することにより、該ペプチドタグを製造することができる。本発明は、このような形質転換体及び該形質転換体を用いた本発明のペプチドを製造する方法も包含する。 形質転換には、大腸菌や枯草菌等の細菌、酵母細胞、昆虫細胞、動物細胞(例えば、哺乳動物細胞)、植物細胞等、任意の宿主細胞を使用できる。 形質転換には、一般的に行われている手法、例えば、リン酸カルシウム法、エレクトロポレーション法、リポフェクション法、パーテイクルガン法、PEG法等を適用することができる。形質転換体の選択は、常法に従って行うことができるが、通常は使用した組換えベクターに組み込まれた選択マーカー又はリポータータンパク質を利用して行う。 本発明の形質転換体を培養する方法は、宿主生物の培養に用いられる通常の方法に従って行われる。例えば、大腸菌や酵母細胞等の微生物を宿主として得られた形質転換体を培養する培地としては、宿主微生物が資化し得る炭素源、窒素源、無機塩類等を含有し、形質転換体の培養を効率的に行える培地であれば、天然培地、合成培地のいずれを用いてもよい。培地には、必要に応じてアンピシリンやテトラサイクリン等の抗生物質を添加してもよい。 プロモーターとして誘導性のものを用いた発現ベクターで形質転換した宿主生物(微生物)を培養する場合は、必要に応じてインデューサーを培地に添加してもよい。例えば、Lacプロモーターを用いた発現ベクターで形質転換した微生物を培養するときにはイソプロピル−1−チオ−β−D−ガラクトシド(IPTG)等を、trpプロモーターを用いた発現ベクターで形質転換した微生物を培養するときにはインドール酢酸(IAA)等を培地に添加してもよい。 培養条件は特に限定されないが、好ましくは形質転換に用いる宿主生物に適した条件下で行われる。 培養後、発現された本発明のペプチドタグが宿主細胞内に生産される場合にはその細胞を破砕する。一方、その本発明のペプチドタグが細胞外に分泌される場合には、培養液をそのまま使用するか、遠心分離等により細胞を除去し、培養上清を得る。得られた液中に、本発明のペプチドタグが含まれる。本発明では、形質転換を行う代わりに、無細胞翻訳系を使用して本発明のペプチドタグを生産してもよい。 「無細胞翻訳系」とは、大腸菌等の宿主生物の細胞構造を機械的に破壊して得た懸濁液に、翻訳に必要なアミノ酸などの試薬を加え、試験管中などのin vitro転写翻訳系又はin vitro翻訳系を構成したものである。無細胞翻訳系としては、有利に使用可能なキットが市販されている。 産生された本発明のペプチドタグは、ペプチドの単離精製に用いられる一般的な生化学的方法、例えば硫酸アンモニウム沈殿、ゲルクロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー、逆相クロマトグラフィー等を単独で又は適宜組み合わせて用いることにより、上記培養物中(細胞破砕液、培養液、又はそれらの培養上清中)あるいは無細胞翻訳系の溶液中から単離精製することができる。しかしながら、場合により、遠心分離や限外濾過型フィルター等を用いて採取又は濃縮した培養上清や溶菌液上清、あるいはそれらの上清をさらに硫安分画後に透析にかけるなどして得た溶液を、そのままIgG結合性試験等に使用してもよい。2.ペプチドタグのIgG結合性及びそれを利用したヒトIgGの検出、精製、捕捉又は分離 本発明では、ヒトIgG Fc領域、特に酸変性型のヒトIgG Fc領域に特異的に結合できる本発明のペプチドタグを用いることにより、試料中のヒトIgG又はそのFc領域を含む断片を高感度に検出、捕捉、精製又は分離等することができる。特に本発明では、本発明のペプチドタグを用いることにより、試料中の酸変性型ヒトIgG又はそのFc領域を含む断片を高感度に検出、捕捉、精製、又は除去等することができる。 ヒトIgG又はそのFc領域を含む断片に対する本発明のペプチドタグの結合状態は、解離定数Kd、アフィニティー定数Ka、結合速度定数ka、及び解離速度定数kdなどを指標として表すことができる。 解離定数Kd及びアフィニティー定数Kaは、平衡状態にある2分子間の結合親和性、すなわち結合の強さを示す指標であり、解離定数Kdはアフィニティー定数Kaの逆数である。そして解離定数Kdの値が小さいほど、結合が強いことを意味する。一方、平衡状態にある2分子間の結合・解離反応の速さは、反応速度論的解析によって求められる結合速度定数ka(konとも表記される)及び解離速度定数kd(koffとも表記される)によって示される。結合速度定数kaは解離速度定数kdの逆数である。解離速度定数kaの値が大きいほど、すみやかに解離し、結合状態がより短期間しか保持されないことを意味する。従って同等の解離定数Kdを示す場合でも、ゆっくり会合するがゆっくり解離する場合(kaとkdの値が共に小さい)と、速やかに会合し速やかに解離する場合(kaとkdの値が共に大きい)とがあり、それぞれの結合保持状態は全く異なる。 ヒトIgGに対する本発明のペプチドタグの結合状態を示すこれらの解離定数Kd、アフィニティー定数Ka、結合速度定数ka、及び解離速度定数kdなどは、当業者に周知の任意の分子間相互作用測定法を用いて決定することができる。特に本発明においては、ヒトIgG(又はヒトIgGのFc領域を含む断片)に対する本発明のペプチドタグの結合状態を、表面プラズモン共鳴スペクトル解析によって測定することが好ましい。表面プラズモン共鳴スペクトル解析は、限定するものではないが、バイオセンサー(生体分子間相互解析装置)であるBIACOREシステム(BIACORE社)、例えばBIACORE2000を用いて行うことができる。 BIACOREシステムとは、表面プラズモン共鳴スペクトル(SPR)の原理に基づき、生体分子の相互作用(結合および解離)を、標識を用いることなく、リアルタイムでモニターできる解析装置である。表面プラズモン共鳴の原理については詳細な解説書が多数刊行されている(例えば、橋本せつ子著、「表面プラズモン共鳴現象を利用する生体分子相互作用の解説」、分析1997年5月号、(1997)(社)に本分析化学会発行、362〜368頁など)。この装置で用いる原理を簡単に説明すれば、金膜上で物質を結合/解離させて、その結合/解離によるチップ上の質量変化に伴う反射光の屈折率の変化を測定することにより、金膜上に結合した物質の量を算出するというものである。より具体的には、該装置では、センサーチップと呼ばれる金膜が貼られたガラス基板が、試料や試薬を流す流路の途中にその流れに曝露されるように設置されており、その流路に試料等を流しながら、センサーチップに760nmの偏光をプリズム等でくさび型に集光させ、金膜上で反射させて、その反射光の屈折率をモニターすると、金膜上の物質の結合量の変化に比例して、表面プラズモン共鳴スペクトルの角度の変化が示される。そこでBIACOREシステムでは、まずリガンドを流路に流して予めセンサーチップの金膜上にリガンドを固定化し、次いでリガンドが結合していない部位をブロッキングした後、そのリガンドとの結合/解離反応を調べるべき物質(アナライト)を流路に流しつつ、経時的に反射光の屈折率をモニターすることにより、その変化量から、リガンドとアナライトとの結合量を算出することができる。このシステムでは、表面プラズモン共鳴スペクトルの角度0.1°の変化を1000レスポンスユニット(RU)と定義し、レスポンスユニットを単位とする値(RU値)に基づいて反射光の屈折率の変化を表す。ここで1レスポンスユニット(RU)はセンサーチップ表面上での1pg/1mm2の質量変化に相当する。すなわち、センサーチップ上の金膜への物質の結合量は、物質の結合前(添加前)の時点と結合完了時点のRU値の差から算出できる。従ってBIACOREシステムを用いれば、リガンド(例えば、本発明のペプチドタグ)とアナライト(例えば、試料中のIgG抗体)との結合量をセンサーチップ1mm2当たりのRU値として求めることができ、その結合量(RU値)がリガンドへのアナライトの結合能に相当する。表面プラズモン共鳴スペクトル解析では、その結合能(結合量)の変化を示す結合曲線に基づいて、その初速度から結合速度定数ka及び解離速度定数kdを求めることができ、さらにその結合速度定数ka及び解離速度定数kdの値から解離定数Kd及びアフィニティー定数Kaを求めることができる(Kd=kd/ka)。この解析には通常は解析ソフトBIA evaluation(Biacore)を用いる。 なおBIACOREシステムで使用されうるセンサーチップには、該チップに固定化する物質(リガンド)、固定化方法、使用目的などに応じていくつかの種類があり、例えば、最もスタンダードなCM5(ガラス面に金膜(典型的には50nm)が貼られ、その上にデキストラン層(典型的には100nm)を備える。アミノ基、チオール基、アルデヒド基を介してリガンドを固定化する)以外にも、CM4、CM3、C1、SA,Series S、NTA、L1、HPAなどがある。 本発明においてセンサーチップへのリガンドの固定化は、例えばBIACOREシステムのメーカー使用説明書に従って実施すればよいが、例えばセンサーチップCM5へのアミンカップリングによって行うことができる。固定化方法は、例えば、物理的吸着による方法または共有結合による吸着であってもよい。例えば、センサーチップSA上のストレプトアビジンへのビオチン化ペプチドタグの結合によって固定化することもできる。一例として、センサーチップとしてセンサーチップSA(BIACORE社)を用いる場合には、ビオチン化したペプチド(50μM)を流路(フローセル等)に流し、センサーチップ上のデキストラン中に固定化されたストレプトアビジンにペプチドを固定化する。次いで、例えば酸変性型ヒトIgGを含む試料(アナライト溶液)を流路に流し、チップ上のペプチドタグ(リガンド)と、試料中のヒトIgG等(アナライト)との結合量を算出する。限定するものではないが、この解析に使用できるBIACORE2000の測定条件の一例を下記に示す。 ランニング緩衝液:HBS−Tバッファー 流速:10μl/分 反応温度:25℃ 再生溶液:0.2Mグリシン−HCl緩衝液(pH2.7) リガンド固定化量:400〜1000RU 固定化反応時のpH:pH7.0 このような測定で得られた結合/解離曲線に基づき、結合後のRU値から結合前のRU値を差し引いたRU値を、例えば、アナライトである酸変性型ヒトIgGとリガンドであるペプチドタグとの1mm2当たりの結合量、すなわちそのペプチドタグの酸変性型ヒトIgGへの結合能を示す値として用いることができる。 本発明のペプチドタグと、酸変性型ヒトIgGとの結合状態を示す解離定数Kd、アフィニティー定数Ka、結合速度定数ka、及び解離速度定数kdは、上記のような条件に従って表面プラズモン共鳴スペクトル解析により求めることが特に好ましい。この解析によれば、本発明のペプチドタグと酸変性型ヒトIgG(例えば、ポリクローナルヒトIgG(Sigma社)中の酸変性型ヒトIgG)との結合に関する解離定数Kdは、好ましくは0.1nM〜50nM、例えば10nM〜50nMである。これは、本発明のペプチドタグの酸変性型ヒトIgGとの結合力は、従来の多くのIgG結合性ペプチドと比べるとかなり強いことを示している。一方、本発明のペプチドタグと酸変性型ヒトIgGとの結合についての解離速度定数kdは、好ましくは10−3sec−1〜10−5sec−1である。この解離速度定数kd値は、ヒトIgGの一般的な解離速度定数(10−4〜10−6sec−1)とほぼ同等であり、本発明のペプチドタグは酸変性型ヒトIgGに対する結合を十分保持できることが示される。 本発明のペプチドタグとヒトIgG、特に酸変性型ヒトIgGとは、非還元条件下で上記のような結合を示す。本発明において「非還元条件下」とは、ジスルフィド結合の開裂が引き起こされないような還元的状態を意味する。より具体的には、「非還元条件下」とは、例えば、ジスルフィド結合を開裂させる還元剤(例えば、DTT)が、その開裂を引き起こすような量で反応系に含まれないことを意味する。 本発明では、以上のような本発明のペプチドタグの酸変性型ヒトIgGへの高い結合性を利用して、試料中のヒトIgG又はそのFc領域を含む断片を成功裡に検出することができる。本発明のペプチドタグは酸変性型ヒトIgG Fc領域との結合を安定に保持できるため、高い感度での検出が可能になる。 例えば本発明は、以下の工程a)〜c): a)試料を酸処理する工程、 b)本発明のペプチドタグを酸処理した試料と接触させる工程、 c)工程b)で生じた、ペプチドタグとヒトIgG又はそのFc領域を含む断片との結合を測定する工程、を含む、試料中のヒトIgG又はそのFc領域を含む断片を検出する方法にも関する。 本発明のこの検出方法は、ヒトIgG又はヒトIgGのFc領域を含む断片を含むか又は含む可能性がある任意の試料に適用できる。好適な試料の例としては、限定するものではないが、血液、体液(唾液、精液、涙、消化液、腹水など)、組織、組織液、細胞、細胞抽出液、培養物などの生体試料が挙げられる。この生体試料は、臨床検査標本であってもよい。好適な試料の他の例としては、モノクローナルヒトIgG産生ハイブリドーマの培養上清、免疫学的測定サンプルも挙げられる。試料は、酸変性した状態でペプチドタグと接触させることが好ましい。そのため、ペプチドタグと接触させる前に、上述したような酸処理により試料中のIgG等を酸変性させる。酸処理した試料は、ペプチドタグと接触させる前にpHを中和することが好ましい。あるいは試料は、もともと酸性条件下で調製又は採取されたものであってもよく、そのような試料については酸処理工程を省略して「酸処理した試料」として用いることもできる。また試料は、溶液又は懸濁液などの液体状に調製された状態で、本発明のペプチドタグと接触させることが好ましい。 本発明のペプチドタグを試料と接触させるには、例えば、酸処理した試料を本発明のペプチドタグに添加すればよく、その逆でもよい。本発明のペプチドタグと酸処理した試料との接触は、非還元条件下で行うことが好ましい。結合検出に用いる手法によっては、本発明のペプチドタグを試料と接触させた後、本発明のペプチドタグから、未結合物質を洗浄又は分画等によって除去することが好ましい。試料中にヒトIgG又はそのFc領域を含む断片が存在すれば、試料を酸処理した後に本発明のペプチドタグをその試料と接触させることにより、試料中のヒトIgG又はそのFc領域を含む断片の少なくとも一部が酸変性型になり、それと本発明のペプチドタグが高効率で結合することになる。ここで「工程a)で生じた、ペプチドタグとヒトIgG又はそのFc領域を含む断片との結合」とは、本発明のペプチドタグと酸処理した試料との接触によって生じた、有意な量のペプチドタグが主に酸変性型ヒトIgG又はそのFc領域を含む断片と結合している状態を意味する。 ペプチドタグとヒトIgG又はそのFc領域を含む断片との結合は、当業者に周知の任意の分子間相互作用測定法によって測定することができる。そのような測定法としては、限定するものではないが、例えば免疫沈降法、ゲルシフトアッセイ、ELISA法、表面プラズモン共鳴解析、水晶振動子マイクロバランス法(Quartz Crystal Microbalance(QCM);瀬尾眞浩著、「水晶振動微量天秤法」、表面技術、Vol.45−No.10、(1994)p.1003−1008、米国特許5869763)、蛍光相関解析法(Fluorescencce Correlation Spectroscopy;FCS)、他項目蛍光強度分布解析法(Fluorescence Intensity Multiple Distribution analysis(FIMDA))、相互相関解析法(Fluorescence Cross−Correlation Spectroscopy(FxCS))などが挙げられる。これらの方法は当業者に周知であり、またそれぞれの方法に対応した測定機器や測定用試薬も多数販売されている。本発明においては、例えば検出後にペプチドタグと結合したヒトIgGを分離精製可能な点で、表面プラズモン共鳴解析を用いて結合を測定することが特に好ましい。上記結合の測定は、本発明のペプチドタグと酸処理した試料とを接触させる工程と同時に又は連続的に行ってもよい。 測定の結果、上記結合が認められた場合は、試料中に含まれるヒトIgG又はそのFc領域を含む断片の存在を検出できたことになる。 この方法によれば、ヒトIgG又はそのFc領域を含む断片が、試料中に単独で存在していても、標識物質などの他の物質に結合した状態で存在していても、うまく検出することができる。本発明の方法により、任意のタンパク質末端に融合されたヒトIgG等、ファージベクターに提示されたヒトIgG等、固相担体に固定化されたヒトIgG等も、検出できる。本発明では、このように他の物質と結合したヒトIgG又はそのFc領域を含む断片を検出する場合も、「ヒトIgG又はそのFc領域を含む断片の検出」に含めるものとする。 この方法は、特に、生化学分野や分子生物学分野でよく利用されるヒトFc融合タンパク質(ヒトFc断片と任意のタンパク質との融合タンパク質)、例えば、TNFレセプターの細胞外ドメインとヒトFc断片との融合タンパク質などの検出にも、好適に使用できる。 本発明では、本発明のペプチドタグの酸変性型ヒトIgGへの高い結合性を利用して、試料中のヒトIgG又はそのFc領域を含む断片を成功裡に分離又は精製することもできる。本発明のペプチドタグは酸変性型ヒトIgG Fc領域との結合を安定に保持できるため、高い回収効率での分離又は精製が可能になる。 例えば本発明は、以下の工程a)及びb): a)本発明のペプチドタグを酸処理した試料と接触させて、それにより試料中のヒトIgG又はそのFc領域を含む断片をペプチドタグに結合させる工程、 b)工程a)でペプチドタグに結合したヒトIgG又はそのFc領域を含む断片を、試料から分離する工程、を含む、試料中のヒトIgG又はそのFc領域を含む断片を精製する方法にも関する。 本発明のこのIgG分離又は精製方法は、ヒトIgG又はヒトIgGのFc領域を含む断片を含むか又は含む可能性がある任意の試料に適用できる。試料については、上記検出方法に記載した通りであり、同様に、酸変性した状態でペプチドタグと接触させることが好ましい。そのため、ペプチドタグと接触させる前に、上述したような酸処理により試料を酸変性させる。あるいは試料は、もともと酸性条件下で調製又は採取されたものであってもよく、そのような試料も「酸処理した試料」として用いることができる。酸処理した試料は、ペプチドタグと接触させる前にpHを中和することが好ましい。 本発明のペプチドタグを試料と接触させるには、例えば、酸処理した試料を本発明のペプチドタグに添加すればよく、その逆でもよい。本発明のペプチドタグと酸処理した試料との接触は、非還元条件下で行うことが好ましい。本発明のペプチドタグを酸処理した試料と接触させることにより、試料中のヒトIgG又はそのFc領域を含む断片の少なくとも一部が酸変性型になり、それと本発明のペプチドタグが結合することになる。 本発明のペプチドタグを酸処理した試料と接触させた後、その接触によりペプチドタグに結合したヒトIgG又はそのFc領域を含む断片を、生体分子の分離精製に用いられる当業者に周知の手法により、試料から分離することができる。例えば、カラム、プレート、センサーチップなどの固相担体に固定化されたペプチドタグを用いた場合であれば、接触後の固相担体をペプチドタグが遊離しない条件で洗浄することにより、固相担体上のペプチドタグに結合したヒトIgG又はそのFc領域を含む断片を、試料中の他の成分から分離することができる。あるいは、磁性ビーズのような固相担体に固定化されたペプチドタグを用いた場合には、接触後の磁性ビーズ等を試料から磁石などで取り出し、好ましくはさらに洗浄することにより、磁性ビーズ上のペプチドタグに結合したヒトIgG又はそのFc領域を含む断片を、試料中の他の成分から分離することができる。この分離工程は、本発明のペプチドタグと試料との接触工程と同時に(又は並行して)あるいは連続的に行ってもよい。例えば、本発明の方法において例えば表面プラズモン共鳴解析法やクロマトグラフィー法を用いる場合には、アプライされた試料溶液中のヒトIgG等が固定化されたペプチドタグに接触し結合してそこに保持されるのと同時に、試料溶液中の他の成分はペプチドタグに結合されずに流出し、ペプチドタグに結合したヒトIgG等とは分離される。 試料から分離された、ペプチドタグに結合したヒトIgG又はそのFc領域を含む断片については、そのIgG等の存在をウェスタンブロッティング等により確認してもよい。 必要に応じて、分離したペプチドタグと酸変性型ヒトIgG又はそのFc領域を含む断片との結合体(conjugate)から、さらにヒトIgG又はそのFc領域を含む断片を遊離させ、単離することもできる。ヒトIgG又はそのFc領域を含む断片は、限定するものではないが、例えば酸性条件下に置くことによって、ペプチドタグから遊離させることもできる。そのような酸性条件は、当業者であれば容易に調整することができるが、例えばグリシン−塩酸(pH2.1)などの酸性の溶液を、ペプチドタグと結合したヒトIgG又はそのFc領域を含む断片に添加すればよい。ヒトIgG又はそのFc領域を含む断片は、透析法によりペプチドタグから分離させてもよい。ペプチドタグから遊離させたヒトIgG又はそのFc領域を含む断片は、当業者に周知のタンパク質精製法(各種クロマトグラフィー法、免疫沈降法など)を用いてさらに精製してもよい。 この方法により、試料中に単独で存在しているヒトIgG又はそのFc領域を含む断片も、標識物質などの他の物質に結合したヒトIgG又はそのFc領域を含む断片も、好適に分離又は精製することができる。本発明の方法により、任意のタンパク質末端に融合されたヒトIgG等、ファージベクターに提示されたヒトIgG等、磁性ビーズなどの固相担体に固定化されたヒトIgG等も、分離又は精製できる。本発明の方法は、特に、生化学分野や分子生物学分野でよく利用されるヒトFc融合タンパク質(ヒトFc断片と任意のタンパク質との融合タンパク質)、例えば、TNFレセプターの細胞外ドメインとヒトFc断片との融合タンパク質などの分離又は精製にも、好適に使用できる。本発明では、このように他の物質と結合したヒトIgG又はそのFc領域を含む断片を精製する場合も、「ヒトIgG又はそのFc領域を含む断片の精製」に含めるものとする。 さらに本発明では、本発明のペプチドタグの酸変性型ヒトIgG又はそのFc領域への高い結合性を利用して、試料中にもともと存在する酸変性型ヒトIgG又はそのFc領域を含む断片を捕捉し、該試料から分離(除去)することもできる。この方法を利用すれば、例えば、ヒトIgGを含有する試料から、混在する酸変性型のヒトIgG又はそのFc領域を含む断片を除去し、ヒトIgGを均一かつ高純度に精製することができる。 従って、本発明は例えば、以下の工程a)及びb): a)本発明のペプチドタグを試料と接触させる工程、及び b)工程a)でペプチドタグに結合したヒトIgG又はそのFc領域を含む断片を、試料から除去する工程。を含む、試料から酸変性型ヒトIgG又はそのFc領域を含む断片を除去する方法にも関する。 また本発明は、例えば、以下の工程a)〜c): a)本発明のペプチドタグを、ヒトIgG又はそのFc領域を含む断片を含有する試料と接触させて、それにより該試料中の酸変性型ヒトIgG又はそのFc領域を含む断片をペプチドタグに結合させる工程、 b)工程a)でペプチドタグに結合した酸変性型ヒトIgG又はそのFc領域を含む断片を、試料から分離する工程、 c)前記分離後の試料を採取する工程、を含む、ヒトIgG又はそのFc領域を含む断片の精製方法にも関する。 このような酸変性型ヒトIgG等の除去法(ヒトIgG等の精製法)は、従来のヒトIgG精製技術の様々な問題を克服することができる。例えば、抗体医薬等の抗体生産におけるプロテインAカラムを用いたヒト抗体の精製においては、酸性(典型的にはpH2.1〜2.7)の溶液を用いてカラムから抗体を溶出することが一般的である。しかしこの方法では主として溶出時の酸処理により一部の抗体が変性し、その結果、得られる抗体製品の品質が低下する。そして、このようにして変性した抗体を除去するためには、通常、イオン交換法やゲルろ過法などの比較的煩雑な操作をさらに必要とする。しかし本発明のペプチドタグ、例えば本発明のペプチドタグを固定化したアフィニティカラムを用いれば、一段階の操作により、酸変性したIgG抗体を効率的に除去することができる。また、プロテインAカラムを用いたヒト抗体の精製においては、酸性(典型的にはpH2.1〜2.7)溶液で抗体をカラムから溶出する場合、収率が大幅に低下(60〜80%)するという問題もある。これは、酸処理により変性しコンフォメーションが変化した抗体が凝集しやすくなること、そのように凝集した抗体は樹脂と結合して溶出されにくくなることに起因するものと考えられる。本発明では、このようなヒトIgGの回収率の低下を避けるため、本発明のペプチドタグに例えば可溶化能の高いPEGや糖を付加し、それを酸性溶出液に添加することにより、酸変性した抗体とPEGや糖を付加した本発明のペプチドタグとをカラム中で速やかに結合させて、抗体がカラム樹脂に吸着されることなく回収されるようにすることができる。回収した抗体からは、透析操作などにより、結合した本発明のペプチドタグを除去することもできる。3.その他の実施形態ペプチドタグのIgG結合性を利用したタンパク質の精製 本発明のペプチドタグと酸変性型ヒトIgGとの高い結合性を利用すれば、そのペプチドタグが付加(連結)されたタンパク質を特異的に分離することができる。本発明では、このことを利用して、本発明にかかるペプチドタグを目的のタンパク質に付加し、そのタンパク質を、酸処理したヒトIgG又はそのFc領域を含む断片を用いて分離精製する方法も提供する。 例えば本発明は、以下の工程a)〜c): a)本発明のペプチドタグを連結したタンパク質からなる融合タンパク質を作製し、それを含む試料を調製する工程、 b)工程a)で調製した試料を酸処理したヒトIgG又はそのFc領域を含む断片と接触させて、それにより融合タンパク質を該ヒトIgG又はそのFc領域を含む断片と結合させる工程、 c)工程b)でヒトIgG又はそのFc領域を含む断片に結合した融合タンパク質を、試料から分離する工程、を含む、タンパク質の精製方法に関する。 上記の融合タンパク質は、本発明のペプチドタグが、好ましくはN末端またはC末端に付加(連結)されたタンパク質を言う。この融合タンパク質は、ペプチドタグと目的のタンパク質との間に、切断可能な連結部分(例えばプロテアーゼ認識部位)を含むリンカーを有していてもよい。 融合タンパク質は、分離精製すべき任意のタンパク質の好ましくはN末端又はC末端に、例えば組換え法などにより、本発明のペプチドタグを連結することにより作製することができる。より具体的には、例えば、ベクター中に組み込まれた本発明のペプチドタグをコードするDNAの5’側又は3’側に、目的のタンパク質をコードするDNA断片をイン・フレームで挿入した組換え発現ベクターを作製し、それを宿主細胞に導入して形質転換体を作製し、発現可能な条件下(例えば、発現誘導物質の存在下)で培養し、産生された融合タンパク質をその培養液又は培養細胞から回収することにより、ペプチドタグとタンパク質部分とからなる一本のポリペプチドを融合タンパク質として取得することができる。 本発明の方法では、好ましくは、まずそのような融合タンパク質を作製し、それを含む試料を調製する。試料は、限定するものではないが、好ましくは溶液又は懸濁液などの液体調製物であることが好ましい。 一方、ヒトIgG又はそのFc領域を含む断片は、ビーズ、カラム、プレートなどの固相担体に固定化したものを用いることがより好ましい。ヒトIgG又はそのFc領域を含む断片は、試料と接触させる前に、酸処理しておくことが好ましい。酸処理は、上述の通り行えばよいが、例えば、ヒトIgG又はそのFc領域を含む断片を含有する溶液をpH1.5〜2.7に調整して少なくとも5分間処理することによって行うことができる。このような酸処理により、ヒトIgG又はそのFc領域を含む断片が酸変性型に変化し、本発明のペプチドタグを有する融合タンパク質の捕捉効率を大幅に向上させることができる。酸処理した試料は、ペプチドタグを有する融合タンパク質と接触させる前にpHを中和することが好ましい。このような酸処理したヒトIgG又はそのFc領域を含む断片に、上記の通り調製した融合タンパク質を含む試料を接触させると、試料中の融合タンパク質が、ペプチドタグを介して、酸変性型となったヒトIgG又はそのFc領域を含む断片に結合する。 この方法では、そのようにしてヒトIgG又はそのFc領域を含む断片に結合した融合タンパク質を、さらに試料から分離することが好ましい。 以上のような試料と酸処理したヒトIgG又はそのFc領域を含む断片との接触工程、及び融合タンパク質の試料からの分離工程は、基本的には上述した本発明の検出又は精製方法と同様にして行えばよい。 さらに、融合タンパク質が切断可能な連結部分(例えば、プロテアーゼ認識部位)を含むリンカーを有する場合には、融合タンパク質を試料から分離した後、さらにプロテアーゼ処理などの切断操作に供して本発明のペプチドタグと目的のタンパク質とを切り離し、それらを単独で回収及び精製することもできる。 この本発明のタンパク質精製方法によれば、目的のタンパク質を、高いトラップ効率で簡便かつ特異的に分離精製することができる。キット 本発明は、本発明のペプチドタグ、そのペプチドタグを提示した組換えバクテリオファージ、そのペプチドタグに連結されたタンパク質からなる融合タンパク質、そのペプチドタグを固定化した固相担体、そのペプチドタグをコードするDNAを含むベクター、及びそのベクターを含む形質転換体のうち少なくとも1つを含む、ヒトIgG又はヒトIgG Fc領域を含む断片を検出又は精製するためのキットも提供する。本キットは、上記の本発明のヒトIgG等の検出又は精製方法において、本発明のペプチドタグを提供するために好適に使用することができる。 さらに本発明は、本発明のペプチドタグをコードするDNA、本発明のペプチドタグをコードするDNAを含むベクター(特に、発現ベクター)、及びそのベクターを含む形質転換体のうち少なくとも1つを含む、酸変性型ヒトIgGとの結合性を利用して容易に精製可能な精製タグ融合タンパク質を製造するためのキットを提供する。「精製タグ」とは、HisタグやGSTタグなどの、タンパク質のアフィニティー精製を容易にする付加的ペプチド配列を意味する。「精製タグ融合タンパク質」は、ここでは特に、本発明のペプチドタグが付加(連結)された融合タンパク質を指す。 本キットを利用して、目的のタンパク質をコードするDNAを本発明のペプチドタグをコードするDNAとイン・フレームで連結したDNA断片を含む発現ベクターを作製し、それを発現条件下に置くことにより(例えば、その発現ベクターを用いて宿主細胞を形質転換し、得られた形質転換体を発現誘導物質の存在下で培養することにより)、本発明のペプチドタグが連結された融合タンパク質を生産することができる。 以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれら実施例に限定されるものではない。 なお、下記実施例で用いたポリクローナルヒトIgG抗体、ポリクローナルヒト抗体IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、ポリクローナルヒトIgA抗体、ポリクローナルヒトIgE抗体、ポリクローナルマウス抗体IgG、IgA、IgEは、Sigma社より購入した。また、ペプチドのシステイン残基間のジスルフィド(S−S)結合の形成は、pH8の緩衝液中での空気酸化によって行い、その後、逆相HPLCとMALDI−TOF質量分析を用いて確認した。[実施例1] ヒト抗体結合モチーフの探索1)T7ファージランダムペプチドライブラリの構築 C−(X)8−10−C又は(X)3−C−(X)8−10−C−(X)3の8つのアミノ酸配列パターンを示すランダムなペプチドをT7ファージ上に提示(display)するライブラリを、T7Select10−3bベクター(Novagen)を用い、T7Select(R) System Manual(Novagen)に従って、それぞれ構築した。T7ファージランダムペプチドライブラリの作製の詳細についてはKrumpe LR,et al.,Proteomics,(2006)6(15):p.4210−4222、及びT7Select(R) System Manual(Novagen)を参照されたい。なおC−(X)8−10−Cとは、N末端及びC末端のシステイン残基(Cys)の間に連続した8〜10個の任意のアミノ酸残基(X)が挟まれたペプチド配列を表す。また(X)3−C−(X)8−10−C−(X)3とは、N末端からC末端に向かって、連続した3個の任意のアミノ酸残基、システイン残基(Cys)、連続した8〜10個の任意のアミノ酸残基、システイン残基、及び連続した3個の任意のアミノ酸残基が連結したペプチド配列を表す。 簡単に説明すると、T7Select Cloning Kit(Novagen)を用いて、上記ランダムペプチドをコードするDNA断片集団をT7Select10−3bベクター中にクローニングし、それをファージ中にパッケージングし、増幅することにより、ライブラリを作製した。作製したライブラリにおいては、上記ペプチドがT7 10Bキャプシドタンパク質(約348アミノ酸)のC末端側に融合されて発現され、ファージ表面に提示された。2)ヒトIgGに対するバイオパンニング 96穴のマイクロプレート(Nunc,Maxisorp)の各ウェルにヒトIgG(500ng/100μl/ウェル;血清由来ポリクローナル抗体(以下同じ))をコートし、0.5%BSAを添加してブロッキングした。そのウェルに、0.5%BSAを含むPBS中に溶解した上記1)で作製したファージライブラリ(5.0×1010pfu)を加え、室温で1時間反応させた。反応後のウェルをPBS/0.1% Tween20(PBST)で洗浄した後、大腸菌BLT5615を加え、ファージ感染後に回収して、ファージ増殖のため培養した。10%(W/V)PEGによって培養後の上清からファージを回収し、それをさらに次のパンニングに用いた。このバイオパンニングプロセスを合計5ラウンド繰り返して、ヒトIgGに特異的に結合するファージを濃縮した。ウェル洗浄工程では、第1〜第3ラウンドでは5回、第4、5ラウンドでは10回の洗浄を繰り返した。洗浄液に含まれる界面活性剤Tween20の濃度は、第1、第2ラウンドでは0.1%としたが、第3、第4ラウンドでは0.3%、第5ラウンドでは0.5%に上昇させた。5回のバイオパンニングの後、大腸菌BLT5615を播いたプレートにファージを添加して感染させ、ファージ・プラークを形成させてファージをクローン化した。3)ELISA試験 96穴のマイクロプレート(Nunc,Maxisorp)のウェルに、0.1M NaHCO3溶液中に溶解したヒトIgG(100ng/50μl/ウェル)をコートし、PBSに溶解した0.5% BSAを添加してブロッキングした。コントロールタンパク質としては、ヒトIgGの代わりにBSA(ウシ血清アルブミン)をPBSに溶解して用いた。ブロッキングした各ウェルに、上記2)の各ラウンドで得たT7ファージ集団(5×1010 pfu/ウェル)を加えて1時間反応させた後、PBS/0.1% Tween20(PBST)で3回洗浄した。洗浄後のウェルにはビオチン化マウス抗T7ファージ抗体(Novagen)を添加し、次いでHRPで標識したストレプトアビジン(SA−HRP)(Jackson Immuno Research)を添加した。さらに、TMB溶液(Wako Chemicals)を用いた呈色反応により、ウェル上のヒトIgGに結合したT7ファージを検出した。検出は、450nmでの吸光度をELISAプレートリーダー(ImmunoMini NJ−2300,InterMed,Tokyo,Japan)を用いて測定することにより行った。 このELISA試験で評価した、各ラウンドにおけるヒトIgGに結合するファージの濃縮経過を、図1に示した。図1より、C−(X)8−10−Cタイプのライブラリでは、第4ラウンドにヒトIgG結合ファージの著しい濃縮が起こったことがわかる。一方、(X)3−C−(X)8−10−C−(X)3タイプのライブラリでは、効果的なヒトIgG結合ファージの濃縮がみられなかった(図1)。またいずれのライブラリでも、BSA結合ファージの十分な濃縮は認められなかった。 そこで次に、上記のC−(X)8−10−Cタイプの第5ラウンド後の混合集団からクローン化した個々のファージクローンについて、ヒトIgGに対する結合活性を、上記と同様のELISA試験によって評価した。その結果、40クローン中25クローンについて、ヒトIgGへの特異的結合活性が認められた。そこで、結合活性が示されたファージクローンが提示するペプチドのアミノ酸配列を決定するため、ファージDNAのG10キャプシドタンパク質遺伝子の3’側に連結されたペプチドコードDNAについて、ABI DNAシークエンサー373A−36Sを用いて塩基配列決定を行った。シークエンス反応用のプライマーとしては、上流プライマー:5’−GGAGCTGTCGTATTCCAGTC−3’、及び下流プライマー:5’−AACCCCTCAAGACCCGTTTA−3’を用いた。配列決定の結果、ヒトIgGへの結合活性が示されたファージクローンが提示するペプチドのアミノ酸配列は、下記表1の6種類(hG−1〜hG−6ペプチド)に分類された。これら6種類のペプチドは、ヒトIgGに特異的に結合すると考えられた。さらにこれら6種類のペプチド配列はいずれも、N末端及びC末端のシステイン残基の間に、3アミノ酸配列からなるGYWとWGLという2つの共通モチーフの少なくとも一方を含むことが示された。表1中、各ペプチド配列は、アミノ酸1文字表記を用いて記載されている。[実施例2] ヒトIgGへの結合特異性の評価1)ELISA試験による評価 実施例1で単離されたファージクローンのうち、ペプチドhG−1〜hG−6をそれぞれ提示する代表的なファージクローンG−1〜G−6について、実施例1と同様のELISA試験によりヒトIgG(hIgG)に対する結合特異性を評価した。コントロールタンパク質としては、ヒトのIgA(hIgA)、IgE(hIgE)、IgM(hIgM)、マウスのIgG(mIgG)、IgA(mIgA)、IgE(mIgE)、ヒトトランスフェリン(hTF)、ヒト血清アルブミン(HSA)、ウシ血清アルブミン(BSA)、ゼラチンを用いた。その結果を図2に示す。 ファージクローンG−1〜G−6はいずれも、ある程度の強弱の差はあるものの、ヒトIgGに対して非常に高い結合特異性を示し(図2中、黒塗りのバー)、ヒトのIgA、IgE、IgM、マウスのIgG、IgA、IgE、ThF、HSA、BSA、ゼラチンを含む他のコントロールタンパク質に対してはほとんど結合活性を示さなかった。従ってファージクローンG−1〜G−6が提示するペプチドhG−1〜hG−6は、ヒトIgGに特異的に結合し、他のクラスの抗体や他の生物種の抗体、あるいは他のタンパク質には実質的に結合しないことが示された。 さらにファージクローンG−1〜G−6について、ヒトIgGのアイソタイプ(サブクラス)であるhIgG1〜hIgG4に対する結合活性も、上記と同様のELISA試験で確認した。コントロールタンパク質としては、マウスIgGアイソタイプであるIgG1、IgG2b及びIgG3、そしてBSAを用いた。その結果を図3に示す。図3に示される通り、ファージクローンG−1〜G−6は、ヒトIgGのいずれのアイソタイプにも強く結合した。一方G−1〜G−6は、BSAにはもちろん、いずれのマウスIgGアイソタイプにも有意な結合活性を示さなかった。2)表面プラズモン共鳴解析による評価 より強い結合活性が認められたファージクローンG−1、G−2及びG−4について、表面プラズモン共鳴(SPR)解析を行った。SPR解析は、BIAcore2000(BIAcore)にて25℃にて行い、必要な試薬とセンサーチップは、BIAcore社のものを購入して用いた。ヒトIgG(リガンド)を、製造元が推奨するアミンカップリングプロトコールに従って、センサーチップCM5上に固定化した。コントロールとして、ヒトIgA又はIgEを固定化したセンサーチップCM5も調製した。固定化反応は、pH5の条件で行い、固定化量は、RU(レスポンスユニット)が1500〜2000の範囲内になるように調整した。次いで超遠心によって精製したT7ファージクローンG−1、G−2又はG−4(アナライト)を、1.0×1011pfu/mlで、ヒトIgGを固定化したセンサーチップを備えたフローセルに10μl/minの流速で注入し、ヒトIgGとの結合反応を測定した。その後、ランニング緩衝液(HBS−T[バッファー組成:10mM HEPES,0.15M NaCl,3.4mM EDTA,0.005% Tween 20(pH7.4)])で洗浄することにより、解離反応を測定した。結合したアナライトのセンサーチップからの洗浄溶出には、0.2Mグリシン−HCl緩衝液(pH2.7)を用いた。結合パラメータの解析は、BIAevaluation Version 3.2ソフトウェアを用いて行った。 この結果、クローンG−1、G−2及びG−4はいずれも、センサーチップに固定化されたヒトIgGに対して特異的な結合を示したが、固定化されたヒトIgAやIgEに対しては結合しなかった。この結果は、上記のELISA試験による結合特異性評価の結果とよく一致した。[実施例3] hIgG中の結合部位の推定 ヒトIgG内のファージクローンG−1〜G−6の結合部位を同定するために、IgGのFc断片と特異的に結合することが知られるプロテインA(SpA;Staphylococcus aureus由来の細胞壁構成タンパク質)との競合ELISA試験を行った。このELISA試験は基本的には実施例1と同様にして行った。具体的には、ヒトIgG(100ng/50μl/ウェル)をコートしたウェルを0.5%BSAでブロッキングし、このウェルに、T7ファージクローンG−1〜G−6(5×1010pfu/ウェル)と各種濃度のSpAとを同時に添加し、室温で一時間インキュベーションした後に、検出を行った。SpAの添加濃度は、0ng/ウェル、15ng/ウェル、30ng/ウェル、60ng/ウェル、125ng/ウェル、250ng/ウェル、500ng/ウェルとした。 この結果を図4に示す。図4に示される通り、G−1〜G−6によるいずれのヒトIgG抗体への結合も、SpAの添加濃度が高くなるほど強く阻害された。この結果から、G−1〜G−6は、IgG内のSpA結合部位と同じ部位か又はその近傍を認識し結合していることが示された。SpAはヒトIgG FcのCH2ドメインとCH3ドメインの連結部に結合することが知られていることから、ファージクローンG−1〜G−6もその連結部付近に結合すると考えられた。[実施例4] ジスルフィド結合の評価 上記実施例で得たファージクローンが提示するペプチドについて、ヒトIgG結合活性におけるその分子内ジスルフィド結合の意義を評価するため、ジチオスレイトール(DTT)存在下の還元的条件と、酸化型グルタチオン(GSSG)存在下の酸化的条件において、T7ファージクローンのhIgGへの結合活性をELISAで評価した。このELISA試験は基本的には実施例1と同様にして行った。具体的には、ヒトIgG(100ng/50μl/ウェル)をコートしたウェルを0.5%BSAでブロッキングし、このウェルに、GSSG又はDTT(50、30、10mM)とT7ファージクローンG−1とを前もって1時間前から反応させておいたものを添加し、室温で一時間インキュベーションした後に、検出を行った。その結果を図5に示す。 図5に示される通り、還元的条件下(ジスルフィド結合が開裂する)では10mM以上のDTT濃度でG−1はほぼ完全にヒトIgGへの結合活性を失ったのに対し、酸化的条件下(ジスルフィド結合が形成される)では、いずれのGSSG濃度でもG−1のヒトIgG結合活性に変化はみられなかった。なお、これらの条件下でもファージの大腸菌への感染性には何ら変化は認められなかったことから、還元条件下でのファージクローンG−1のIgG結合活性の低下は、ファージ粒子の崩壊等によるものではなく、G−1に提示されているペプチドhG−1における分子内ジスルフィド結合(S−S結合)の開裂によって生じたと考えられた。 以上の結果から、上記実施例で得たファージクローンが提示するペプチドにおいては、そのシステイン残基間での分子内ジスルフィド結合(S−S結合)の形成が、ヒトIgGに対する結合活性において重要な役割を持っていることがわかった。[実施例5] 合成ペプチドのヒトIgGへの結合活性 上記実施例で特に高いIgG結合活性が示されたファージクローンG−1及びG−4が提示するペプチドのアミノ酸配列に基づき、合成ペプチドを設計及び合成し、それを常法によりビオチン化して、ビオチン化IMGpep−1(ビオチン−スペーサー−GCGYWRSEWGLCG)、及びビオチン化IMGpep−4(ビオチン−スペーサー−GCTGYWPKAWGLCG)を作製した。また、IMGpep−1配列中の共通モチーフGYWとWGLの間に位置する「E(Glu)」を「Q(Gln)」に置換したビオチン化IMGpep−1E6Q(ビオチン−スペーサー−GCGYWRSQWGLCG)を作製した。また、IMGpep−4配列中の共通モチーフGYWとWGLの間に位置する「K(Lys)」を「R(Arg)」に置換したビオチン化IMGpep−4K6R(ビオチン−スペーサー−GCTGYWPRAWGLCG)を作製した。さらに、IMGpep−1配列の2つのシステイン残基(C)をセリン(S)に置換したビオチン化IMGpep−1CS(ビオチン−スペーサー−GSGYWRSEWGLSG)を合成した。なお合成ペプチドIMGpep−1(GCGYWRSEWGLCG;配列番号7)、IMGpep−4(GCTGYWPKAWGLCG;配列番号9)、IMGpep−1E6Q(GCGYWRSQWGLCG;配列番号10)、IMGpep−4K6R(GCTGYWPRAWGLCG;配列番号11)、IMGpep−1CS(GSGYWRSEWGLSG;配列番号12)はFmoc法により合成し、逆相カラムで精製した。次いで、それらのN末端のアミノ基をSulfo−NHS−LC−Biotin(Pierce)を用いてビオチン化修飾することにより、ビオチン化した。 得られたビオチン化合成ペプチドについて、ヒトIgGに対する結合活性をELISA試験にてアッセイした。ELISA試験は、基本的には実施例1と同様にして行った。具体的には、ヒトIgG(100ng/50μl/ウェル)でコートしたウェルに、0.5%BSAを添加してブロッキングした後、ビオチン化合成ペプチドとアルカリフォスファターゼ標識ストレプトアビジン(SA−AP)をあらかじめ4:1のモル比で混合したものを加えて、1時間反応させた。呈色にはパラニトロフェニルリン酸(Wako)を用いた。検出は、405nmの吸光度を測定することによって行った。ヒトIgGの陽性コントロールとしては、hIgGのFc断片を用いた。他のコントロールタンパク質としては、ヒトのIgA、IgE、マウスのIgG、IgA、IgE、hTF、ウシ胎仔血清(FBS)、HSA、BSA、ゼラチンを用いた。 その結果を図6に示す。IMGpep−1及びIMGpep−4は、上記実施例で示したファージクローンG−1〜G−6と同様に、ヒトIgGに特異的に結合すること、またヒトIgGのFc断片に結合することが示された。さらに、1アミノ酸残基を置換したIMGpep−1E6QとIMGpep−4K6Rについては、その元のペプチドIMGpep−1及びIMGpep−4と比較して、いずれも有意に結合活性が大幅に上昇したことが示された。一方、2つのシステイン残基をセリン残基に置換したIMGpep−1CSでは、ヒトIgGとの結合活性がほぼ消失したことから、ファージクローンG−1〜G−6と同様に、これら合成ペプチドにおいても、IgGとの特異的結合において分子内ジスルフィド結合の形成が必要であることが示された。 また、上記のビオチン化合成ペプチドについて、ヒトIgGのアイソタイプであるhIgG1〜hIgG4に対する結合活性を、同様にELISA試験にてアッセイした。ヒトIgGのコントロールタンパク質としては、BSAを用いた。その結果を図7に示す。IMGpep−1及びIMGpep−4は、上記実施例で示したファージクローンG−1〜G−6と同様に、ヒトIgG1、IgG2、IgG3、IgG4のいずれに対しても強い結合活性を示した。1アミノ酸残基を置換したIMGpep−1E6QとIMGpep−4K6Rも、ヒトIgG1〜IgG4に対して強い結合活性を示し、かつ、IMGpep−1及びIMGpep−4と比べて上昇した結合活性を示した。IMGpep−1CSについては、IgG1〜IgG4に対する結合活性がほぼ消失していた。 以上の結果から、実施例1で同定されたペプチド配列又は共通モチーフを含むその類似配列からなる合成ペプチドが、ヒトIgG抗体(特に、そのFc領域)に対して特異的に結合できることが実証された。[実施例6] 本発明のペプチドとヒトIgGとの結合に関する速度論的結合解析 合成ペプチドIMGpep−1、IMGpep−1E6Q、IMGpep−4、IMGpep−4K6RとヒトIgGとの間の結合について、表面プラズモン共鳴(SPR)を用いて速度論的結合解析を行った。SPR解析は、BIAcore2000(BIAcore)にて25℃にて行い、必要な試薬とセンサーチップは、BIAcore社のものを購入して用いた。4種のビオチン化合成ペプチド(IMGpep−1、IMGpep1E6Q、IMGpep4、IMGpep−4K6R)50μM溶液(pH5)をセンサーチップSA上に流すことにより、該チップ上に固定化した。固定化量は、RU(レスポンスユニット)が1500〜2000の範囲内になるように調整した。次いで各種濃度(660nM、330nM、165nM、82nM、41nM)のヒトIgG(アナライト)を、ビオチン化ペプチドを固定化した上記センサーチップSAを備えたフローセルに10μl/minの流速で注入し、ヒトIgGとペプチドとの結合反応を測定した。その後、ランニング緩衝液(HBS−T)で洗浄することにより、解離反応を測定した。結合したアナライトのセンサーチップからの洗浄溶出には、0.2Mグリシン−HCl緩衝液(pH2.7)を用いた。結合パラメータの解析は、BIAevaluation Version 3.2ソフトウェアを用いて行った。 上記SPR解析により得られたセンサーグラムを、図8A〜Dに示す。このセンサーグラムから求めたIMGpep−1、IMGpep−1E6Q、IMGpep4又はIMGpep−4K6RとヒトIgGとの間の結合反応の解離定数Kdは、それぞれ、17、21、28、24nMであり、さらに結合速度定数kaは、2.0×104M−1sec−1、1.5×104M−1sec−1、1.4×104M−1sec−1、1.6×104M−1sec−1、解離速度定数kdは、3.4×10−4sec−1、3.1×10−4sec−1、4.1×10−4sec−1、3.8×10−4sec−1と算出された。 一方、ジスルフィド結合形成による環状化が生じないようにIMGpep−1のシステイン残基をセリン残基に置換したビオチン化IMGpep−1CSをコントロールリガンドとしてセンサーチップに固定化して使用し、アナライトとしてヒトIgGをフローセルに流した場合には、結合に由来するレスポンスシグナルの増加は全く見られなかった。[実施例7] 本発明のペプチドをタグとして用いたヒトIgGの免疫沈降 ファージクローンG−1及びG−2が提示するペプチドのアミノ酸配列に基づいて設計した合成ペプチドIMGpep−1(GCGYWRSEWGLCG;配列番号7)及びIMGpep−2(GCTGFWEREWGLCG;配列番号8)は、Fmoc法により合成し逆相カラムで精製して、以下の実験に用いた。 トシル基活性化M450 Dynabeadsマグネットビーズ3mg(Dynal)に、超遠心精製した上記のクローン化T7ファージG−1(1.0×1012 pfu)、又は合成ペプチドIMGpep−1(150nmol)を、製造元推奨のプロトコールに従って、その末端アミノ基への共有結合を介して固定化した。そのビーズを、0.5%BSAを含むPBS溶液でブロッキングした後、1mlのhIgG/BSA/PBS(hIgGは10μg/ml、BSAは1mg/ml)に添加し、それを室温で1時間、撹拌により混合しながら反応させた。ビーズを3回PBSTで洗浄後、SDS−サンプル緩衝液を加え、SDS−PAGEを行って分画した。続いて、ビオチン化抗hIgGヤギポリクローナル抗体(Goat Anti−hIgG−pAb−biotin;Pharmingen)とSA−HRPを用いてウェスタンブロッティング解析を行うことにより、ビーズに結合して免疫沈降したヒトIgGを検出した。 また、ファージG−1又はIMGpep−1の代わりにファージクローンG−1 415型又はIMGpep−2を用いて、同様に免疫沈降反応を行い、ヒトIgGを検出した。ここで、ファージクローンG−1 415型(Novagen)とは、T7ファージのキャプシドを構成する415個のG10タンパク質の全てにおいてG−1ペプチドを提示したファージである。さらに、ファージG−1又はIMGpep−1のコントロールとして、抗hIgGヤギ(Fab’)2フラグメント、野生型T7ファージ、BSAも同様に用いて免疫沈降反応及び検出を行った。 結果を図9に示す。図9中、レーン1:抗hIgGヤギ(Fab’)2フラグメント、レーン2:野生型T7ファージ、レーン3:ファージG−1、レーン4:ファージG−1 415型、レーン5;BSA、レーン6:IMGpep−1、レーン7:IMGpep−2。レーン8及び9には、コントロールとして、それぞれBSA、ヒトIgGを直接アプライした。 図9に示される通り、野生型T7ファージ又はBSAを固定化したビーズでは免疫沈降したヒトIgGは認められなかったのに対し、ファージG−1、ファージG−1 415型、IMGpep−1、IMGpep−2をそれぞれ固定化したビーズでは免疫沈降したヒトIgGがはっきりと認められた。また、ファージG−1 415型を固定化したビーズを用いた場合、ファージG−1の場合と比較して、より多量のヒトIgGが検出された。このことは、415個のG10タンパク質全てにおいてG−1ペプチドを提示しているファージG−1 415型が、そのG−1ペプチドの提示数に応じて増加した数のヒトIgGをトラップし、免疫沈降したことを示している。さらに、合成ペプチドIMGpep−1は、IMGpep−2よりも明らかに高いヒトIgGトラップ効率を示した。この免疫沈降アッセイによってIMGpep−1とIMGpep−2が示したヒトIgG結合量の結果は、それら合成ペプチドの配列のベースとしたファージクローンG−1及びG−2についてELISA試験で確認したIgG結合活性の結果と相関していた。何も固定化していない空ビーズを用いた場合のレーンでは、ヒトIgGは全く検出されなかった。 以上の結果から、上記合成ペプチドを用いて、ヒトIgGを特異的に免疫沈降させることができることが示された。[実施例8] 本発明のペプチドを用いたヒトIgG免疫沈降における酸処理の効果 ストレプトアビジンM280 Dynabeadsマグネットビーズ(Dynal)4mgに、ビオチン化合成ペプチドIMGpep−4K6R(100nmol)を400μlにて混合することにより固定化し、0.5%BSAを含むPBS溶液でブロッキングした。 一方、SpAセファロースビーズ(アマシャムファルマシアバイオテク社製)でヒト血清から精製したhIgG(溶出時pH2.2)、ポリクローナルヒトIgG(hIgG)抗体(Sigma)、抗IL−6レセプターMRA(ヒト化抗インターロイキン6レセプターモノクローナル抗体、中外製薬社製)、抗HER2ヒト抗体(ハーセプチン)、又はヒト血清を、0.1Mグリシン−HCl溶液中(pH1.5)で5分間にわたり処理した後、トリスを添加してpHを中和した。このようにして酸処理した試料(抗体試料は1mg/mlのBSAを含む10μg/mlのPBS溶液中、ヒト血清試料は20倍希釈したPBS溶液中に調製)に、上記の通りブロッキングしたビーズを0.2mg加え、それを室温で1時間、撹拌により混合しながら反応させた。反応後、ビーズを回収し、PBSTで3回洗浄後、SDS−サンプル緩衝液を加え、SDS−PAGEを行い、ゲルをCBB染色して、免疫沈降したhIgGを可視化した。コントロール実験としては、同じ抗体及び血清試料、並びにポリクローナルマウスIgG抗体を用いて、酸処理せずに(未処理で)同じ反応を実施した。さらに、ビオチン化IMGpep−4K6Rを固定化していない空ビーズを用いて、同様のコントロール実験を行った。 結果を図10に示す。図10A中、M:分子量マーカー(83、62、47、32、25kDa)、レーン1:SpAセファロースビーズでヒト血清から精製したhIgG(溶出時のpH2.2)、レーン2:未処理のポリクローナルhIgG抗体、レーン3:酸処理したポリクローナルhIgG抗体、レーン4:未処理の抗IL−6レセプターMRA、レーン5:酸処理した抗IL−6レセプターMRA、レーン6:未処理の抗HER2ヒト抗体(ハーセプチン)、レーン7:酸処理した抗HER2ヒト抗体(ハーセプチン)、レーン8:未処理のヒト血清、レーン9:酸処理したヒト血清、レーン10:ポリクローナルマウスIgG抗体。図10Bには、ビオチン化ペプチドを固定化せずビオチンのみを反応させた空のストレプトアビジンM280 Dynabeadsマグネットビーズを上記抗体又は血清試料と反応させた結果を示す。図10B中、M:分子量マーカー(83、62、47、32、25kDa)、レーン1:SpAセファロースビーズでヒト血清から精製したhIgG(溶出時のpH2.2)、レーン2:酸処理したポリクローナルhIgG抗体、レーン3:酸処理した抗IL−6レセプターMRA、レーン4:酸処理した抗HER2ヒト抗体(ハーセプチン)、レーン5:酸処理したヒト血清、レーン10:ポリクローナルマウスIgG抗体。 図10に示される通り、調製したすべてのhIgGを含むサンプルにおいて、酸処理を行うことにより、本発明のペプチドを固定したビーズによって回収されるhIgG量が顕著に増大した。一方、ペプチドを固定化していない空のビーズでは、hIgGは全く回収されなかった。このことは、酸処理した抗体の回収率の向上が、例えば、ビーズに対する非特異的吸着の増加によるものではないことを示している。 以上の結果から、本発明のペプチドによるヒトIgGの免疫沈降は、ヒトIgGを酸処理することによって促進できることが示された。 本実施例の結果からは、本発明のペプチドが特異的に結合するヒトIgGが、酸処理によって誘導することができる特定のコンフォメーションを有するものであることも示された。すなわち本発明のペプチドは、酸変性した形態のヒトIgGのFc領域を特異的に認識することができる。図10から分かるように、このような特定の(酸変性型の)コンフォメーションを有するヒトIgGは、未処理のヒト血清中にはほとんど検出されなかったが、市販の抗体試薬や抗体医薬中にはある程度の量で含まれることが分かった。 本実施例を考慮すると、上記実施例1〜7において本発明のペプチド又はそれを提示するファージクローンとの結合が示されたヒトIgGも、酸処理によって誘導されるのと同様のコンフォメーションを有していたことが考えられた。[実施例9] 各種酸処理条件下での酸変性型ヒトIgGの生成 酸性条件下で誘導されるコンフォメーション(酸変性型コンフォメーション)を有するヒトIgGコンフォーマー(酸変性型ヒトIgG)の生成に影響を与える因子として、特にpHと温度に関して詳細な検討を行った。その際に、酸変性型コンフォメーションを有する分子種の含有量を評価するために、ビオチン化IMGpep−4K6Rペプチド(ビオチン−スペーサー−GCTGYWPRAWGLCG)とビオチン化Fc−IIIペプチド(ビオチン−スペーサー−DCAWHLGELVWCT;Fc−IIIペプチドについては非特許文献8を参照)を、実施例2と同様にして表面プラズモン共鳴スペクトル(SPR)のセンサーチップ上にそれぞれ固定化した。 次いで、ビオチン化IMGpep−4K6Rを固定化したセンサーチップを備えたフローセル、及びビオチン化Fc−IIIペプチドを固定化したセンサーチップを備えたフローセルのそれぞれに、酸処理したIgGサンプルを流速20μl/minで流し、センサーチップ上での結合反応を測定した。 ビオチン化IMGpep−4K6Rを固定化したセンサーチップ上でのレスポンス値は、酸変性型ヒトIgGの含有量を示す。一方、Fc−IIIペプチドは、中性条件下で得られる未変性コンフォメーションを有するヒトIgGを認識するが、同時に酸性条件下で誘導される酸変性型ヒトIgGも認識することから、ビオチン化Fc−IIIペプチドを固定化したセンサーチップ上でのSPRレスポンス値は、SPRに注入したIgGサンプル中の抗体全体量を表す。 そこで、酸処理後のヒトIgGサンプル中の酸変性型ヒトIgGの含有量を、ビオチン化Fc−IIIペプチドを固定化したセンサーチップ上でのSPRレスポンス値に対する、ビオチン化IMGpep−4K6Rを固定化したセンサーチップ上でのSPRレスポンス値の比率(酸変性型ヒトIgGの生成率)を算出することにより、評価した。 このSPR解析では、各種条件で酸処理したヒトIgGサンプルを以下のようにして調製し、試験した。まず、抗HER2ヒト抗体(125μg/ml、0.1M NaCl溶液)80μlに各種pH(1.5、2.1、2.7)の1Mグリシン−HClを20μl加えて調製した反応液(IgG 40μg/ml、250nM)を、さらに各種温度(20、30、40℃)にて10分間インキュベーションし、その後、1M Tris−HCl(pH8.7)を30μl(pH2.7のグリシン−HClを加えたサンプルについては、20μl)加えて中和した。中和後、抗体溶液をランニングバッファーで250nMまで希釈した後に、センサーチップ上に注入し、SPR解析を行った。なお中和後とセンサーチップ上への注入前にpH試験紙にてpHの確認を行った。 図11には、pH2.7及び40℃で酸処理したヒトIgGサンプルとFc−IIIペプチド及びIMGpep−4K6Rとの反応性を示すSPRセンサーグラムを一例として示す。図中のbとaの比率a/bの値に基づき、酸変性型IgGの生成率を算出した。 各種酸処理条件について酸変性型IgGの生成率を調べた結果を図12にまとめた。pH2.7、20℃で酸処理した場合、酸変性型IgGの生成率は5%程度であったが、pHを2.1、さらに1.5に下げると、生成率はそれぞれ7.8%、12.8%へと少し上昇した。一方、処理pH2.7の場合、処理温度を20℃から30℃、そして40℃へと上昇させると、生成率は急激に上昇してそれぞれ9.7%、40%となった。40℃でのその生成率は、pHを2.1、そして1.5へと下げても大きく変化することは無く、40%程度を維持した。このことから、酸変性型IgGの生成率は、pHの相違によっても影響を受けるが、少なくともこのpH領域(pH1.5〜2.7)においては温度に対する感受性がより高いことが示された。[実施例10] 酸処理したIgGサンプル中の酸変性型IgGの分離 次に、酸処理したヒトIgGサンプル中の酸変性型IgGと未変性IgGの分離を、IMGpep−4K6Rを固定化したカラムを用いて行った。 抗体サンプルは、実施例9と同様にして、抗HER2ヒト抗体(ハーセプチン)を、pH2.7、40℃、10分間のインキュベーションという条件下で酸処理することにより調製した。また、ビオチン化IMGPep−4K6Rペプチド(ビオチン−スペーサー−GCTGYWPRAWGLCG)の溶液(500μM、1ml)をHiTrap Streptavidin HPカラム(GE Healthcare)に注入することにより、IMGPep−4K6Rを固定化したカラムを作製した。このIMGPep−4K6R固定化カラムに、0.4ml/minの流速で、抗体サンプルを注入した後、0.1M NaCl含有20mMリン酸緩衝生理食塩水(PBS、pH7.0)から0.1M NaCl含有0.1Mグリシン−HCl(pH2.5)までのグラジエント溶出を行った。その結果を図13に示す。 図13に示される通り、主として未変性コンフォメーションを有すると思われる未処理の抗HER2ヒトIgGサンプルがIMGpep−4K6R固定化カラムを素通りしているのに対し、酸処理した抗HER2ヒトIgGサンプルでは、約35%のIgGが一旦カラムに吸着された後、酸性グラジエント溶出で約10分の溶出時間にて溶出された。このようにして溶出されたIgGは、大部分が酸変性型コンフォメーションを有する抗HER2ヒトIgGと考えられる。[実施例11] 本発明のペプチドを用いて分離した酸変性型の抗HER2ヒトIgGの特性解析 実施例10において溶出された酸変性型の抗HER2ヒトIgGを分取し、それを直ちに1M Tris−HCl緩衝液(pH8.7)によって中和し、さらにPBSに対して透析を行った。そのようにして得られた精製IgGサンプルについて、その特性解析を行った。 図14には、この精製サンプルについて測定した円偏光二色性スペクトル(CDスペクトル)を示す。酸変性型ヒトIgGでは、未処理のヒトIgGに比べ、205nm付近の吸収極大が増加しており、ランダム構造の含有量が増加したことが推定された。一方、215nm付近の、免疫グロブリンドメインのβシート構造に由来する負の吸収は、未処理のヒトIgGとほぼ同等の吸収量を示した。従って、酸変性型ヒトIgGでは、ランダムな構造が増加しているが、抗体全体のβシート構造は大部分保持されていると考えられた。[実施例12] 本発明のペプチドを用いた酸変性型IgGの除去 ヒト化抗ヒトIL−6レセプターモノクローナルIgG抗体(MRA;一般名:トシリズマブ(tocilizumab)、中外製薬)を酸処理したサンプルから分離した酸変性型コンフォメーションを有するMRA(酸変性型MRA)について、分子篩クロマトグラフィーによりそのみかけの分子量を解析した。 まず、ヒト化抗ヒトIL−6レセプターIgG抗体(MRA)(2000μg/ml、PBS溶液)200μlに、pH2.7の1Mグリシン−HClを20μl加え、さらに30℃にて10分間インキュベーションを行った後、1M Tris−HCl(pH8.7)30μlを加えて中和することにより、酸処理した抗体サンプルを得た。また、実施例10と同様にしてビオチン化IMGPep−4K6Rペプチド固定化カラムを作製し、そのカラムに0.4ml/minの流速で、酸処理した抗体サンプルを注入した後、0.1M NaCl含有20mMリン酸緩衝生理食塩水(PBS、pH7.0)から0.1M NaCl含有0.1Mグリシン−HCl(pH2.5)までのグラジエント溶出を行った。このようにして溶出したIgGは、精製された酸変性型のヒト化抗ヒトIL−6レセプターIgG抗体(MRA)である。 続いて、精製された酸変性型MRAを、HiLoad Sperdex 200 16/60カラム(GE Healthcare)を用いた分子篩クロマトグラフィーに供した。同様に、未処理のMRA、酸処理した抗体サンプル、酸処理した抗体サンプルをビオチン化IMGPep−4K6Rペプチド固定化カラムに注入して得られた素通り画分(未変性のままのMRA)も、それぞれHiLoad Sperdex 200 16/60カラム(GE Healthcare)を用いた分子篩クロマトグラフィーに供した。カラムからの溶出は、流速1.0ml/minにて0.15M NaCl含有50mMリン酸緩衝液(pH7.0)を用いて行った。その結果を図15に示す。 図に示された通り、未処理のヒト抗IL−6レセプター抗体MRAは、ほぼすべてがモノマーのIgGであった(図15A)。一方、酸処理した抗体サンプル中には、モノマーよりも早く溶出されるダイマー又はトリマーのピークが若干生じており、酸処理によってIgG抗体のオリゴマー化が引き起こされたことが示された(図15B)。 精製された酸変性型MRAでは、オリゴマーのピークが増加しており(図15C)、より多い量のダイマーやトリマーを含むものと思われる。しかし一方で、精製された酸変性型MRAのうち約65%は依然としてモノマーであり、酸変性型MRAは、変性の進行により凝集体を生じるわけではないことも示された(図15C)。 また、酸処理した抗体サンプルのIMGPep−4K6Rペプチド固定化カラムを通した素通り画分には、オリゴマーはほとんど見られなかった(図15D)。 これらの結果から、ビオチン化IMGpep−4K6R固定化カラムを用いることにより、酸変性型コンフォメーションを有するヒトIgG MRA、特にそのオリゴマーを、効率的に抗体サンプルから除去できることが示された。 そこで次に、実施例10で行ったように、IMGPep−4K6R固定化カラムクロマトグラフィーにより、酸処理したヒトIgGサンプルを酸変性型IgGと未変性IgGとに分離することによって、酸変性型IgGを実際に抗体サンプルから十分に除去できるかどうかを確認する試験を行った。未処理のMRA、酸処理したMRAサンプル(pH2.2、4℃で10分間の酸処理)、酸処理したMRAサンプルをビオチン化IMGPep−4K6Rペプチド固定化カラムに通過させて得られる素通り画分、精製された酸変性型MRA(pH2.2、4℃で10分間の酸処理をしたヒトIgGサンプルをIMGpep−4K6Rペプチド固定化カラムに通過させて得られた吸着画分)の各サンプルについて、実施例8で用いたのと同様の方法で、IMGpep−4K6Rペプチドを用いた免疫沈降実験を行いマグネットビーズに固定化されたペプチドと共に沈降したIgGを12.5% SDS−PAGEにかけ、次いでCBB染色して観察した。結果を図16に示す。 図16に示される通り、未処理のMRA抗体は、IMGpep−4K6Rペプチドによって免疫沈降されなかった(レーン1)。しかし酸処理したMRA(レーン2)及び精製された酸変性型MRA(レーン3)には、酸変性型コンフォメーションを有するIgGが含まれることがはっきりと示された。一方、素通り画分(レーン4、図15Dと同じ画分)においては免疫沈降が全く観察されなかったことから、IMGpep−4K6Rペプチド固定化カラムによって素通り画分からは酸変性型IgGが十分に除去されたことが示された。[実施例13] 市販IgG製品中の酸変性型IgGの含有率の測定 いくつかの市販の抗体医薬や免疫グロブリン製剤等について、酸変性型コンフォメーションを有するヒトIgGの含有率を、実施例9に開示したのと同様の方法を用いて評価した。具体的には、40μg/mlに調製した抗体医薬や免疫グロブリン製剤等のヒトIgG溶液を、IMGpep−4K6RとFc−IIIペプチドを別々に固定化したSPRのセンサーチップを備えたセルに注入し、センサーチップ上での結合反応を測定した。Fc−IIIペプチドを固定化したセルでのレスポンス値bに対するIMGpep−4K6Rペプチドを固定化したセルでのレスポンス値aの比率a/bから、酸変性型IgGの含有率を算出した。 図17に示すように、検討した2つの抗体医薬(図17中、A社Xヒト抗体医薬、B社Yヒト抗体医薬)では、いずれも0.5%以下とその酸変性型IgGの含有率は低かった。一方、免疫グロブリン製剤では、いずれも3%以上と高い含有率を示した。この違いは、それぞれの製剤を製造する際に使用したヒトIgGの精製法の違いによるものと考えられる。[実施例14] 本発明のペプチドによるIgG検出感度の検討 本発明のペプチドIMGpep−4K6R、ならびにIMGpep−1CSペプチドを用いて、酸処理したヒトMRA(IgG)のメンブレン上での検出を行った。具体的には、酸処理したヒトMRA(IgG)、未処理のヒトMRA(IgG)を、1スポットあたり各々1.5ng、3ng、6ng、12.5ng、25ng、50ng、及び100ngでニトロセルロース膜上にスポットし、5分間乾燥させた後、0.5%BSAを添加して室温にて2時間かけてブロッキングを行った。ここで、酸処理したヒトMRAは、ヒト化抗ヒトIL−6レセプターIgG抗体(MRA)(2000μg/ml、PBS溶液)100μlに、pH2.8の1Mグリシン−HClを10μl加え、さらに40℃にて10分間インキュベーションを行った後、1M Tris−HCl(pH8.7)30μlを加えて中和することによって調製したものである。 次に、ビオチン化IMGpep−4K6Rペプチド又はビオチン化Fc−IIIペプチド、もしくはIMGpep−1CSと、HRPコンジュゲートSA(ストレプトアビジン)(120nM)とをモル比4:1で前もって混合し、それを上記の通りブロッキングしたメンブレンに加えて1時間反応させた。0.1% Tween20含有PBSで3回洗浄した後、化学発光試薬(Chemi−Lumi One,Nakalai Tesque)を加えて、LAS−1000イメージアナライザー(Fuji Film)にて画像を検出した。この結果を図18に示す。 未処理のヒトMRA(IgG)のブロッティングに対する検出では、IMGpep−4K6Rペプチドは1.5ng/mlのスポットも検出はできるものの、その全体的なシグナル強度はかなり弱かった(K6R(N)を参照)。同じ未処理のMRAサンプルをFc−IIIペプチドを用いて検出すると、高濃度のスポットに対しては高い検出強度が得られるものの検出限界はなお6ng/スポットであった(Fc−III(N)を参照)。一方、酸処理により酸変性型IgGを多量に含むようになった抗体サンプル(K6R(A)を参照)では、IMGpep−4K6RペプチドによるIgGの検出感度と検出強度は共に格段に増強され、1.5ng/mlの抗体サンプルも十分に検出が可能であった。尚、コントロールとして用いたIMGpep−1CSペプチドでは、未処理のヒトMRA(IgG)に対するスポットは、まったく検出されなかった。 このように、酸処理することにより、本発明のペプチドによるヒトIgG検出感度を格段に増強させることができた。この結果から、本発明のペプチドを用いた酸処理を利用したヒトIgG抗体の検出方法が非常に高感度であり有用であることが示された。 本明細書中で引用した全ての刊行物、特許及び特許出願はその全体を参照により本明細書中に組み入れるものとする。 本発明のペプチドタグは、高効率にヒトIgG又はそのFc領域を含む断片を捕捉することができるヒトIgGの検出、精製又は分離方法に用いることができる。本発明のペプチドタグは、特に、酸変性型ヒトIgGの検出や除去のために用いることができる。 配列番号1〜12及び15〜16は、合成ペプチドである。 配列番号13〜14は、プライマーである。[配列表] 下記式I: C−(X)n−W−X−X−X−W−(X)m−C (I)[式中、n及びmはそれぞれ1以上の整数であり、かつn+m=4又は5である]で表されるアミノ酸配列であって、式I中のX−X−Xがシステインを含まず、かつ以下のa)及びb): a)式I中の(X)n−Wが、Za−G−Y−Wである b)式I中のW−(X)mが、W−G−L−Zbである[Za及びZbはそれぞれ0個又は1個以上のアミノ酸残基である]のいずれか又は両方を満たすアミノ酸配列を少なくとも含む、11〜16アミノ酸長のヒトIgG結合性ペプチドタグ。 式Iで表されるアミノ酸配列が、前記a)及びb): a)式I中の(X)n−Wが、Za−G−Y−Wである b)式I中のW−(X)mが、W−G−L−Zbである[Za及びZbはそれぞれ0個又は1個以上のアミノ酸残基である]の両方を満たす、請求項1に記載のペプチドタグ。 以下の1)〜11)のいずれかのアミノ酸配列からなる、請求項1又は2記載のペプチドタグ。 式I中の2つのシステイン残基の間にジスルフィド結合が形成される、請求項1〜3のいずれか1項に記載のペプチドタグ。 酸変性型ヒトIgGに結合する、請求項1〜4のいずれか1項に記載のペプチドタグ。 標識物質が付加されている、請求項1〜5のいずれか1項に記載のペプチドタグ。 請求項1〜6のいずれか1項に記載のペプチドタグを提示した組換えバクテリオファージ。 請求項1〜6のいずれか1項に記載のペプチドタグと連結されたタンパク質からなる融合タンパク質。 請求項1〜6のいずれか1項に記載のペプチドタグを固定化した固相担体。 請求項1〜5のいずれか1項記載のペプチドタグをコードするDNA。 請求項10に記載のDNAを含むベクター。 請求項11に記載のベクターを含む形質転換体。 以下の工程a)〜c)を含む、試料中のヒトIgG又はそのFc領域を含む断片を検出する方法: a)試料を酸処理する工程、 b)請求項1〜6のいずれか1項に記載のペプチドタグを酸処理した試料と接触させる工程、及び c)工程b)で生じた、ペプチドタグとヒトIgG又はそのFc領域を含む断片との結合を測定する工程。 表面プラズモン共鳴解析により前記結合を測定する、請求項13に記載の方法。 以下の工程a)及びb)を含む、試料中のヒトIgG又はそのFc領域を含む断片を精製する方法: a)請求項1〜6のいずれか1項に記載のペプチドタグを酸処理した試料と接触させて、それにより試料中のヒトIgG又はそのFc領域を含む断片をペプチドタグに結合させる工程、 b)工程a)でペプチドタグに結合したヒトIgG又はそのFc領域を含む断片を、試料から分離する工程。 以下の工程a)及びb)を含む、試料から酸変性型ヒトIgG又はそのFc領域を含む断片を除去する方法: a)請求項1〜6のいずれか1項に記載のペプチドタグを試料と接触させる工程、及び b)工程a)でペプチドタグに結合したヒトIgG又はそのFc領域を含む断片を、試料から除去する工程。 以下の工程a)〜c)を含む、タンパク質の精製方法: a)請求項1〜6のいずれか1項に記載のペプチドタグを連結したタンパク質からなる融合タンパク質を作製し、それを含む試料を調製する工程、 b)工程a)の試料を酸処理したヒトIgG又はそのFc領域を含む断片と接触させて、それにより融合タンパク質をヒトIgG又はそのFc領域を含む断片と結合させる工程、 c)工程b)でヒトIgG又はそのFc領域を含む断片に結合した融合タンパク質を、試料から分離する工程。 請求項1〜6に記載のペプチドタグ、請求項7に記載の組換えバクテリオファージ、請求項9に記載の固相担体、請求項11に記載のベクター、及び請求項12に記載の形質転換体からなる群より選択される少なくとも1つを含む、ヒトIgG又はヒトIgG Fc領域を含む断片を検出又は精製するためのキット。


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