JP6720632B2 - Fusion protein - Google Patents
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Description
本発明は、新規核酸合成酵素に関する。さらに詳しくは、DNA/RNA結合タンパク質と、ポリメラーゼ活性を有するタンパク質との融合タンパク質に関する。 The present invention relates to a novel nucleic acid synthase. More specifically, it relates to a fusion protein of a DNA/RNA binding protein and a protein having a polymerase activity.
DNAポリメラーゼを用いた鋳型核酸からのDNAの合成は、分子生物学の分野において、シーケンシング法や核酸増幅法等、様々な方法に利用・応用されている。中でも、核酸増幅法は、研究分野のみならず、遺伝子診断、親子鑑定といった法医学分野、あるいは、食品や環境中の微生物検査等において、既に実用化されている。 The synthesis of DNA from a template nucleic acid using a DNA polymerase is used and applied to various methods such as a sequencing method and a nucleic acid amplification method in the field of molecular biology. Among them, the nucleic acid amplification method has already been put to practical use not only in the field of research but also in the field of forensic medicine such as gene diagnosis and paternity testing, or in the inspection of microorganisms in food and the environment.
核酸増幅法は現在までに様々な方法が開発されており、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)法、Loop−Mediated Isothermal Amplification(LAMP)法、Transcriprtion Reverse Transcription Concerted Reaction (TRC)法、Nucleic Acid Sequence−Based Amplification (NASBA)法などの核酸増幅法が比較的一般に普及している。 Various methods have been developed to date for the nucleic acid amplification method, such as a polymerase chain reaction (PCR) method, a Loop-Mediated Isomeric Amplification (LAMP) method, a Transcribed Reverse Transcribing Reconclusion Reconcription Acupuncture (TRC) method, and a Transcribed Reversed Condensed Reconcription (TRC) method. Nucleic acid amplification methods such as the (NASBA) method are relatively popular.
中でも、DNAの特異的配列の増幅に用いられるPCR法は、研究分野から応用分野に至るまで極めて幅広く普及している技術である。現在、PCR法は更なる開発が行われており、複数のプライマーを同時に増幅するMultiplexPCR法や、蛍光色素を用いて、PCRの増幅産物をリアルタイムで検出するリアルタイムPCR法など、様々な技術が存在する。これらの技術も、研究分野のみならず、法医学分野や食品、環境中の微生物検査等において、既に実用化されている。 Among them, the PCR method used for amplifying a specific sequence of DNA is an extremely widespread technique from research fields to applied fields. Currently, the PCR method is being further developed, and there are various technologies such as the Multiplex PCR method for simultaneously amplifying multiple primers and the real-time PCR method for detecting the PCR amplification product in real time using a fluorescent dye. To do. These techniques have already been put to practical use not only in the field of research but also in the field of forensic medicine, foods, microbiological tests in the environment, and the like.
上記のPCR法の性能および精度を向上させる手段として、DNAポリメラーゼの改変および反応バッファーの改良が行われてきた。 As means for improving the performance and accuracy of the above PCR method, modification of DNA polymerase and improvement of reaction buffer have been carried out.
DNAポリメラーゼの改変の一つの手法として融合DNAポリメラーゼが挙げられる。融合ポリメラーゼは、所望の活性をもつタンパク質とDNAポリメラーゼを組み合わせることでDNAポリメラーゼの性能を野生型よりも向上させることができる。 Fusion DNA polymerase is mentioned as one of the methods of modification of DNA polymerase. The fusion polymerase can improve the performance of the DNA polymerase over the wild type by combining the protein having the desired activity with the DNA polymerase.
融合タンパク質における所望の活性をもつタンパク質の一つとして、プロセッシビリティや伸長性を向上させるDNA結合タンパク質が使用されてきた。具体的には、スルホロブス・ソファタリカス(Sulfolobus solfataricus)由来であるSso7d、スルホロブス・アシドカルダリウス(Sulfolobus acidocaldarius)由来であるSac7d、ピュロバクルム・アエロフィラム(Pyrobaculum aerophilum)由来であるPae3192が用いられてきた(特許文献1、特許文献2)。 As one of the proteins having a desired activity in a fusion protein, a DNA binding protein that improves processability and extensibility has been used. Specifically, Sso7d derived from Sulfolobus solfataricus, Sac7d derived from Sulfolobus acidocaldarius, and Pae3192 patent derived from Pyrobaculum aerophilum have been used. 1, Patent Document 2).
それらの中で、代表的な融合DNAポリメラーゼとしては、スルホロブス・ソファタリカス由来である配列非特異的二本鎖核酸結合タンパク質(Sso7d)とパイロコッカス・フリオサス由来であるDNAポリメラーゼ(Pfu DNAポリメラーゼ)を組み合わせたSso7d−Pfu DNAポリメラーゼは、PCRにおける伸長性やプロセッシビリティを野生型よりも向上させた。 Among them, as a typical fusion DNA polymerase, a sequence non-specific double-stranded nucleic acid binding protein (Sso7d) derived from Sulfolobus sofataricus and a DNA polymerase (Pfu DNA polymerase) derived from Pyrococcus furiosus are combined. Sso7d-Pfu DNA polymerase improved the elongation property and processability in PCR as compared with the wild type.
これらの既存のDNA結合タンパク質に対して、AlbaはこれらのDNA結合性タンパク質と相同性が低く、二本鎖DNAだけでなくRNAにも結合できるといった新しい特徴を有する。Albaの詳細な機構や性質が判明したのは近年に至ってからのことであり、AlbaとDNAポリメラーゼとの融合タンパク質について実際に研究がなされた例はなかった。 Alba has low homology to these existing DNA-binding proteins and has a new feature that it can bind not only to double-stranded DNA but also to RNA. It has been only recently that the detailed mechanism and properties of Alba have been clarified, and there has been no actual study on a fusion protein of Alba and DNA polymerase.
本発明は、かかる従来技術の課題を背景になされたものである。すなわち、DNA/RNA結合タンパク質と、ポリメラーゼ活性を有するタンパク質との融合タンパク質を提供することにある。 The present invention has been made against the background of the problems of the related art. That is, it is to provide a fusion protein of a DNA/RNA binding protein and a protein having a polymerase activity.
本発明者らは、上記事情に鑑み鋭意検討した結果、DNA/RNA結合タンパク質と、ポリメラーゼ活性を有するタンパク質との融合タンパク質が、従来は使用できなかった各種バッファー組成へも応用できることを見出した。さらには、従来の融合タンパク質よりも塩抵抗性が向上することを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies in view of the above circumstances, the present inventors have found that a fusion protein of a DNA/RNA binding protein and a protein having a polymerase activity can be applied to various buffer compositions that could not be used conventionally. Furthermore, they have found that salt resistance is improved as compared with conventional fusion proteins, and have completed the present invention.
すなわち、本発明は以下の構成からなる。
項1.DNA/RNA結合タンパク質と、ポリメラーゼ活性を有するタンパク質とが融合されてなることを特徴とする融合タンパク質。
項2.前記ポリメラーゼ活性を有するタンパク質がDNAポリメラーゼである項1に記載の融合タンパク質。
項3.前記ポリメラーゼ活性を有するタンパク質が逆転写酵素である項1に記載の融合タンパク質。
項4.前記ポリメラーゼ活性を有するタンパク質が、50℃以上の活性最適温度である熱安定性DNAポリメラーゼである項2に記載の融合タンパク質。
項5.前記ポリメラーゼ活性を有するタンパク質が、60℃、30分の熱処理により90%以上の残存活性を有する熱安定性DNAポリメラーゼである項2に記載の融合タンパク質。
項6.前記熱安定性DNAポリメラーゼが、Taq DNAポリメラーゼ又はTth DNAポリメラーゼである項2に記載の融合タンパク質。
項7.前記DNA/RNA結合タンパク質がAlba(Acetylation Lower Binding Affinity)である項1〜6のいずれかに記載の融合タンパク質。
項8.前記Albaがサーモコッカス・コダカラエンシス(Thermococcus kodakaraensis)由来である項7に記載の融合タンパク質。
That is, the present invention has the following configurations.
Item 1. A fusion protein comprising a DNA/RNA binding protein fused with a protein having a polymerase activity.
Item 2. Item 2. The fusion protein according to Item 1, wherein the protein having polymerase activity is DNA polymerase.
Item 3. Item 2. The fusion protein according to Item 1, wherein the protein having a polymerase activity is a reverse transcriptase.
Item 4. Item 3. The fusion protein according to Item 2, wherein the protein having polymerase activity is a thermostable DNA polymerase having an activity optimum temperature of 50°C or higher.
Item 5. Item 3. The fusion protein according to Item 2, wherein the protein having a polymerase activity is a thermostable DNA polymerase having a residual activity of 90% or more after heat treatment at 60°C for 30 minutes.
Item 6. Item 3. The fusion protein according to Item 2, wherein the thermostable DNA polymerase is Taq DNA polymerase or Tth DNA polymerase.
Item 7. Item 7. The fusion protein according to any one of Items 1 to 6, wherein the DNA/RNA binding protein is Alba (Acetylation Lower Binding Affinity).
Item 8. Item 8. The fusion protein according to Item 7, wherein the Alba is derived from Thermococcus kodakaraensis.
本発明によって、DNA/RNA結合タンパク質と、ポリメラーゼ活性を有するタンパク質との融合タンパク質によって、使用できるバッファー組成を拡張させ、従来のポリメラーゼ活性を有するタンパク質よりも塩抵抗性を向上させることができる。そのため、阻害物による影響を受けにくくなり、サンプルに含有する塩の影響に左右されにくいため、臨床検体などの検体間の差が大きいサンプルに対しても有用である。 According to the present invention, a buffer protein that can be used can be expanded by a fusion protein of a DNA/RNA binding protein and a protein having a polymerase activity, and salt resistance can be improved as compared with a conventional protein having a polymerase activity. Therefore, it is less likely to be affected by the inhibitor and less affected by the influence of the salt contained in the sample, and therefore it is also useful for a sample having a large difference between samples such as a clinical sample.
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の実施形態の一つは、DNA/RNA結合タンパク質と、ポリメラーゼ活性を有するタンパク質との融合タンパク質である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
One of the embodiments of the present invention is a fusion protein of a DNA/RNA binding protein and a protein having a polymerase activity.
本発明において、DNA/RNA結合タンパク質とは二本鎖構造に非特異的にDNAおよびRNAの両方に対する結合ドメインを有するタンパク質を意味する。 In the present invention, the DNA/RNA binding protein means a protein having a binding domain for both DNA and RNA nonspecifically in the double-stranded structure.
ポリメラーゼ活性とは、単体のヌクレオチドを重合させてポリヌクレオチドを合成する活性を意味する。 The polymerase activity means an activity of polymerizing a single nucleotide to synthesize a polynucleotide.
本発明において、ポリメラーゼとはポリメラーゼ活性を有する酵素を意味する。具体的には、DNAポリメラーゼ及びRNAポリメラーゼが挙げられる。 In the present invention, the polymerase means an enzyme having a polymerase activity. Specific examples include DNA polymerase and RNA polymerase.
融合タンパク質とは、主に人工的に(
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的な手法によって)作られた
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で、2個以上のタンパク質
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が一体となって転写・発現し、一個のタンパク質を形成している状態のタンパク質である。
Fusion proteins are mainly artificial (
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Made)
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And more than two proteins
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Is a protein that is integrally transcribed and expressed to form a single protein.
DNAポリメラーゼとは、1本鎖の
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を鋳型として、それに相補的な
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を持つDNA鎖を合成することができる
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を意味する。
DNA polymerase is a single-stranded
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As a template
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Can synthesize DNA chains with
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Means
本発明において、ポリメラーゼ活性を有するタンパク質がDNAポリメラーゼである場合には、熱安定性DNAポリメラーゼであることが好ましい。熱安定性DNAポリメラーゼは、50℃以上、より好ましくは60℃以上、さらに好ましくは65℃以上の活性最適温度である熱安定性DNAポリメラーゼであるものが好ましい。また、60℃、30分の熱処理により90%以上、より好ましくは95%以上の残存活性を有するものであってもよい。 In the present invention, when the protein having polymerase activity is DNA polymerase, it is preferably thermostable DNA polymerase. The thermostable DNA polymerase is preferably a thermostable DNA polymerase having an optimum activity temperature of 50° C. or higher, more preferably 60° C. or higher, further preferably 65° C. or higher. Further, it may have a residual activity of 90% or more, more preferably 95% or more by heat treatment at 60° C. for 30 minutes.
本発明における熱安定性DNAポリメラーゼはパイロコッカス・フリオサス(Pyrococcus furiosus)、サーモコッカス・コダカラエンシス(Thermococcus kodakaraensis)、サーモコッカス・リトラリス(Thermococcus litoralis)、バチルス・ステロサーモフィラス(Bacillus stearothermophilus)から単離されたDNAポリメラーゼなどが挙げられる。好ましくはサーマス・アクアチクス(Thermus aquaticus)由来のDNAポリメラーゼ(Taq DNAポリメラーゼ)(配列番号1)またはサーマス・サーモフィルス(Thermus thermophilus)由来のDNAポリメラーゼ(Tth DNAポリメラーゼ)(配列番号3)であるが、これらに限定されない。 Thermostable DNA polymerases used in the present invention include Pyrococcus furiosus, Thermococcus kodakaraensis, Thermococcus litoralis, and Bacillus stearothermophilus. Examples include separated DNA polymerases and the like. Preferred is a DNA polymerase (Taq DNA polymerase) derived from Thermus aquaticus (SEQ ID NO: 1) or a DNA polymerase derived from Thermus thermophilus (Tth DNA polymerase) (SEQ ID NO: 3), It is not limited to these.
本発明において、ポリメラーゼ活性を有するタンパク質が逆転写酵素である場合には、レトロウイルスの逆転写酵素、レトロトランスポゾンの逆転写酵素、Tth DNAポリメラーゼが挙げられるが、これらに限定されない。 In the present invention, when the protein having a polymerase activity is reverse transcriptase, it includes, but is not limited to, retroviral reverse transcriptase, retrotransposon reverse transcriptase, and Tth DNA polymerase.
本発明におけるDNA/RNA結合タンパク質としては、特に限定されるものではないが、Alba(Acetylation Lower Binding Affinity)、二本鎖RNA結合タンパク質(Double Stranded RNA Binding protein)などが挙げられる。なかでも、Albaが特に好ましい。 The DNA/RNA binding protein in the present invention is not particularly limited, but examples thereof include Alba (Acetylation Lower Binding Affinity) and double-stranded RNA binding protein (Double Stranded RNA Binding protein). Of these, Alba is particularly preferable.
AlbaはDNA又はRNAの2本鎖構造に配列非特異的に結合するタンパク質である(非特許文献1、非特許文献2)。スルホロブス・ソファタリカス由来のSso10b及びスルホロブス・アシドカルダリウス由来のSac10bもリシン残基のアセチル化によりDNAに対する結合力が低下するため、Albaとして言及される。 Alba is a protein that binds to the double-stranded structure of DNA or RNA in a non-sequence-specific manner (Non-Patent Documents 1 and 2). Sso10b derived from Sulfolobus sofataricas and Sac10b derived from Sulfolobus acidocaldarius have also been referred to as Alba because their acetylation of lysine residues reduces their binding to DNA.
Albaに関して核酸との結合に関与するアミノ残基は知られており(非特許文献1)、1若しくは数個のアミノ酸配残基が置換、欠失、挿入および/または付加(以下、これらを纏めて「変異」とも表す。)されることで、DNAとの結合を弱めたAlbaを使用してもよい。例えば、非特許文献1より、配列番号5における16番目のリシン残基、17番目のリシン残基、22番目のチロシン残基、もしくは44番目のアルギニン残基をアラニン残基に置換することが挙げられるが、これに限定されない。 Alba is known to have amino residues involved in binding to nucleic acid (Non-patent Document 1), and one or several amino acid sequence residues are substituted, deleted, inserted and/or added (hereinafter, these are summarized. It may also be referred to as “mutation”), and thus Alba whose binding to DNA is weakened may be used. For example, from Non-Patent Document 1, the 16th lysine residue, the 17th lysine residue, the 22nd tyrosine residue, or the 44th arginine residue in SEQ ID NO: 5 may be replaced with an alanine residue. However, the present invention is not limited to this.
本願明細書において、配列番号5示されるアミノ酸配列と完全同一ではないアミノ酸配列おける、配列番号5上のある位置(順番)と対応する位置とは、配列の一次構造を比較(アラインメント)したとき、配列番号5の当該位置と対応する位置とする。 In the present specification, a position corresponding to a certain position (order) on SEQ ID NO: 5 in an amino acid sequence which is not completely identical to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 5 means that when the primary structures of the sequences are compared (aligned), The position corresponds to the position of SEQ ID NO:5.
Albaは濃度依存的に2量体もしくは多量体を形成するため、変異を導入して、単量体を形成しやすくしてもよい。例えば、非特許文献1より、配列番号5における60番目のフェニルアラニン残基をアラニン残基に置換することが挙げられるが、これに限定されない。 Since Alba forms a dimer or a multimer in a concentration-dependent manner, a mutation may be introduced to facilitate formation of a monomer. For example, according to Non-Patent Document 1, the 60th phenylalanine residue in SEQ ID NO: 5 may be replaced with an alanine residue, but the present invention is not limited thereto.
上記変異箇所に対してAlbaのアミノ酸配列はアーキア(archaea)で高度に保存されており(非特許文献1)、アミノ酸配列の一次構造を比較(アラインメント)することにより、その位置を高い蓋然性で予測し確認することができる。 The amino acid sequence of Alba is highly conserved in archaea with respect to the mutation site (Non-Patent Document 1), and its position is predicted with high probability by comparing (alignment) the primary structures of the amino acid sequences. You can check it.
前記Albaの由来としては、アーキアであるパイロコッカス・フリオサス(Pfu)、サーモコッカス・コダカラエンシス(Kod)、スルホロブス・ソファタリカス(Sso)、スルホロブス・シバタエ(Ssh)及びスルホロブス・アシドカルダリウス(Sac)などが挙げられるが、これに限定されない。好ましくはサーモコッカス・コダカラエンシス由来(配列番号6)である。 The origin of Alba is Pyrococcus furiosus (Pfu), Thermococcus kodakaraensis (Kod), Sulfolobus sofatalicas (Sso), Sulfolobus cibatae (Ssh), and Sulfolobus acidocardarius (Sac), which are the archaea. However, the present invention is not limited to this. It is preferably derived from Thermococcus kodakaraensis (SEQ ID NO: 6).
DNA/RNA結合タンパク質と、ポリメラーゼ活性を有するタンパク質との融合タンパク質はN末端にDNA/RNA結合タンパク質を配置し、C末端にポリメラーゼ部分を配置するのが好ましいが、特にこの態様に限定されるわけではない。融合タンパク質をコードするDNA配列に関して、ポリメラーゼ部分の上流の5’側にDNA/RNA結合タンパク質部分を配置するのが好ましいが特に限定されるわけではない。これらの2つの部分は、各々が直接的に結合していてもよく、あるいはペプチドリンカーにより離れていてもよい。当該ペプチドリンカーは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、40若しくは50又はそれ以上のアミノ酸長であってもよい。好ましくは5程度のアミノ酸長であるが、特には限定されない。 The fusion protein of a DNA/RNA binding protein and a protein having a polymerase activity preferably has a DNA/RNA binding protein at the N-terminus and a polymerase moiety at the C-terminus, but is not particularly limited to this embodiment. is not. With respect to the DNA sequence encoding the fusion protein, it is preferable, but not particularly limited, to arrange the DNA/RNA binding protein portion on the 5'side upstream of the polymerase portion. The two moieties may each be directly linked or may be separated by a peptide linker. The peptide linker is 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 25, 30, 40. Alternatively, it may be 50 or more amino acids in length. The length is preferably about 5 amino acids, but is not particularly limited.
本発明において使用するベクターは、融合タンパク質のクローニング及び発現を可能とするものであれば、いかなるものでもよく、例えばファージ及びプラスミドが挙げられる。プラスミドとしてはpBluescriptなどが挙げられる。また、別なプラスミドの例としては、pUC19、pBR322、pSP73、pGW7、pET3A、pET21bなどがある。ファージとしては、たとえばλgt11、λDASH、λZapIIなどが挙げられる。本発明において使用する宿主細胞としては、大腸菌、酵母などが挙げられる。大腸菌としては、例えばJM109、101、XL1、PR1、BL21(DE3)plysSなどが挙げられる。本発明では上記融合タンパク質をコードする遺伝子を上記ベクターに挿入して組換え発現ベクターとし、更に、この組換え発現ベクターにて宿主細胞を形質転換する。 The vector used in the present invention may be any vector as long as it enables cloning and expression of the fusion protein, and examples thereof include phage and plasmid. Examples of the plasmid include pBluescript. Examples of other plasmids include pUC19, pBR322, pSP73, pGW7, pET3A, pET21b and the like. Examples of the phage include λgt11, λDASH, λZapII and the like. Examples of host cells used in the present invention include E. coli and yeast. Examples of Escherichia coli include JM109, 101, XL1, PR1, BL21(DE3)polysS and the like. In the present invention, a gene encoding the above fusion protein is inserted into the above vector to prepare a recombinant expression vector, and a host cell is transformed with this recombinant expression vector.
本発明における融合タンパク質を製造する方法としては、従来の公知の方法が使用できる。一例として、上記組換え宿主細胞を培養して、融合タンパク質遺伝子を発現させる。例えば大腸菌を宿主として、該発現ベクターを用いて形質転換した後、アンピシリン等の薬剤を含む寒天培地に塗布し、コロニーを形成させる。コロニーを栄養培地、例えばLB培地や2×YT培地に接種し、30℃〜37℃で12〜20時間培養した後、菌体を破砕して粗酵素液を抽出する。ベクターとしては、pBluescript由来のものが好ましい。菌体を破砕する方法としては公知のいかなる手法を用いても良いが、例えば超音波処理、フレンチプレスやガラスビーズ破砕のような物理的破砕法やリゾチームのような溶菌酵素を用いることができる。この粗酵素液を70℃、1時間熱処理し、遠心することで宿主由来のタンパクを除去し、SDS−PAGEに供することで、目的タンパク質の発現を確認することができる。 As a method for producing the fusion protein in the present invention, a conventionally known method can be used. As an example, the recombinant host cell is cultured to express the fusion protein gene. For example, using Escherichia coli as a host, transformation is performed with the expression vector, and then the cells are applied to an agar medium containing a drug such as ampicillin to form colonies. The colony is inoculated into a nutrient medium such as LB medium or 2×YT medium and cultured at 30° C. to 37° C. for 12 to 20 hours, and then the cells are crushed to extract a crude enzyme solution. A vector derived from pBluescript is preferable. Any known method may be used as a method for disrupting the bacterial cells. For example, ultrasonic treatment, a physical disruption method such as French press or glass bead disruption, or a lytic enzyme such as lysozyme may be used. This crude enzyme solution is heat-treated at 70° C. for 1 hour, centrifuged to remove the host-derived protein, and subjected to SDS-PAGE to confirm the expression of the target protein.
上記方法により選抜された菌株から精製融合タンパク質を取得する方法は、いかなる手法を用いても良いが、例えば下記のような方法がある。すなわち、栄養培地に培養して得られた菌体を回収した後、酵素的または物理的破砕法により破砕抽出して粗酵素液を得る。得られた粗酵素抽出液から熱処理、例えば70℃、1時間処理し、その後硫安沈殿により融合タンパク質画分を回収する。この粗酵素液を透析等の方法により脱塩を行った後、ヘパリンセファロースカラムクロマトグラフィーにより分離、精製し、精製酵素標品を得ることができる。該精製酵素標品はSDS−PAGEによってほぼ単一バンドを示す程度に純化される。 Any method may be used as a method for obtaining the purified fusion protein from the strain selected by the above method, and for example, the following method is available. That is, the bacterial cells obtained by culturing in a nutrient medium are recovered and then crushed and extracted by an enzymatic or physical crushing method to obtain a crude enzyme solution. The obtained crude enzyme extract is heat-treated, for example, treated at 70° C. for 1 hour, and then the fusion protein fraction is recovered by ammonium sulfate precipitation. This crude enzyme solution is desalted by a method such as dialysis, and then separated and purified by heparin sepharose column chromatography to obtain a purified enzyme preparation. The purified enzyme preparation is purified by SDS-PAGE to the extent that it shows a nearly single band.
以下、実施例に基づき本発明をより具体的に説明する。もっとも、本発明は下記実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on Examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
(実施例1)
Alba−Taqのプラスミド作製
サーモコッカス・コダカラエンシス KOD1株由来のAlba遺伝子(配列番号6)とサーマス・アクアチクス由来のDNAポリメラーゼ(Taq DNAポリメラーゼ)遺伝子(配列番号1)を融合させたプラスミドを作製した。融合したAlba−Taqの核酸配列を配列番号10に示す。
(Example 1)
Preparation of plasmid of Alba-Taq The Alba gene (SEQ ID NO: 6) derived from Thermococcus kodakaraensis KOD1 strain and the DNA polymerase (Taq DNA polymerase) gene (SEQ ID NO: 1) derived from Thermus aquaticus were fused. A plasmid was created. The fused Alba-Taq nucleic acid sequence is shown in SEQ ID NO:10.
サーモコッカス・コダカラエンシス KOD1株由来のAlba遺伝子は非特許文献3に記載の情報を参考にし、人工合成にて作製した。人工合成した核酸を、Taq DNAポリメラーゼ遺伝子の上流にコドンフレームを合わせた状態でpBlueScriptにクローニングした。Alba領域とTaq DNAポリメラーゼ領域の間にペプチドリンカーとしてGly−Gly−Gly−Val−Thrを介在させた。得られたプラスミドを、ヒートショック法にてエシェリシア・コリJM109コンピテントセル(TOYOBO)へ形質転換し、アンピシリン100μg/mlを含むLB培地プレート上で16時間培養した。形質転換で得られたシングルコロニーを酵素調製に用いた。 The Alba gene derived from Thermococcus kodakaraensis KOD1 strain was produced by artificial synthesis with reference to the information described in Non-Patent Document 3. The artificially synthesized nucleic acid was cloned into pBlueScript with the codon frame being aligned upstream of the Taq DNA polymerase gene. Gly-Gly-Gly-Val-Thr was interposed as a peptide linker between the Alba region and the Taq DNA polymerase region. The obtained plasmid was transformed into Escherichia coli JM109 competent cells (TOYOBO) by the heat shock method, and cultured on an LB medium plate containing 100 μg/ml ampicillin for 16 hours. Single colonies obtained by transformation were used for enzyme preparation.
(実施例2)
Alba−Taqの作製
実施例2で得られた菌体の培養は、以下のようにして実施した。まず、滅菌処理した100μg/mLのアンピシリンを含有するTB培地(Molecular Cloning 2nd Edition、p.A.2)80mLを、500mL坂口フラスコに分注した。この培地に予め100μg/mLのアンピシリンを含有する3mLのLB培地(1%バクトトリプトン、0.5%酵母エキス、0.5%塩化ナトリウム;ギブコ製)で30℃、16時間培養したエシェリシア・コリJM109(プラスミド形質転換株)(試験管使用)を接種し、30℃にて16時間通気培養した。培養液より菌体を遠心分離により回収し、15mLの破砕緩衝液(30mM Tris−HCl緩衝液(pH8.0)、30mM NaCl、0.1mM EDTA)に懸濁後、ソニケーション処理により菌体を破砕し、細胞破砕液を得た。次に細胞破砕液を70℃にて1時間処理した後、遠心分離にて不溶性画分を除去した。更に、ポリエチレンイミンを用いた除核酸処理、硫安塩析、ヘパリンセファロースクロマトグラフィーを行い、最後に保存緩衝液(20mM Tris−HCl緩衝液(pH8.0)、100mM 塩化カリウム、0.1mM EDTA、1mM ジチオスレイトール、0.5% Tween20、0.5%ノニデットP40、50%グリセリン)に置換し、Alba−Taqを得た。
(Example 2)
Preparation of Alba-Taq Cultivation of the bacterial cells obtained in Example 2 was carried out as follows. First, 80 mL of TB medium (Molecular Cloning 2nd Edition, p.A.2) containing 100 μg/mL ampicillin that had been sterilized was dispensed into a 500 mL Sakaguchi flask. This culture medium was preliminarily cultured in 3 mL of LB medium (1% bactotryptone, 0.5% yeast extract, 0.5% sodium chloride; Gibco) containing 100 μg/mL ampicillin at 30° C. for 16 hours. Escherichia coli JM109 (plasmid transformant) (using a test tube) was inoculated and aerated at 30° C. for 16 hours. The cells were collected from the culture solution by centrifugation, suspended in 15 mL of a disruption buffer solution (30 mM Tris-HCl buffer solution (pH 8.0), 30 mM NaCl, 0.1 mM EDTA), and then the cells were subjected to sonication treatment to remove the cells. The cells were crushed to obtain a cell lysate. Next, the cell lysate was treated at 70° C. for 1 hour, and the insoluble fraction was removed by centrifugation. Furthermore, nucleic acid removal treatment using polyethyleneimine, ammonium sulfate salting-out, heparin sepharose chromatography were performed, and finally storage buffer (20 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0), 100 mM potassium chloride, 0.1 mM EDTA, 1 mM). Dithiothreitol, 0.5% Tween 20, 0.5% nonidet P40, 50% glycerin) was substituted to obtain Alba-Taq.
(実施例3)
Sso7d−Taqのプラスミド作製
後述の実施例におけるDNAポリメラーゼの評価に用いるために、スルホロバス・ソルファタリカス由来の二本鎖DNA結合タンパク質遺伝子(Sso7d)(配列番号8)とサーマス・アクアチクス由来のDNAポリメラーゼ(Taq DNAポリメラーゼ)遺伝子(配列番号1)を融合させたプラスミドを作製した。融合したSso7d−Taqの核酸配列を配列番号12に示す。
(Example 3)
Construction of Sso7d-Taq plasmid Double- stranded DNA binding protein gene (Sso7d) (Sso7d) derived from Sulfolobus solfataricus (SEQ ID NO: 8) and Thermus aquaticus were prepared for use in the evaluation of DNA polymerase in Examples described later. A plasmid in which the DNA polymerase (Taq DNA polymerase) gene (SEQ ID NO: 1) derived from the gene was fused was prepared. The fused Sso7d-Taq nucleic acid sequence is shown in SEQ ID NO:12.
スルホロバス・ソルファタリカス由来の二本鎖DNA結合タンパク質遺伝子(Sso7d)は特許文献1に記載の情報を参考にし、人工合成にて作製した。人工合成した核酸を、Taq DNAポリメラーゼ遺伝子の上流にコドンフレームを合わせた状態でpBlueScriptにクローニングした。Sso7d領域とTaq DNAポリメラーゼ領域の間にペプチドリンカーとしてGly−Gly−Gly−Val−Thrを介在させた。得られたプラスミドによりエシェリシア・コリJM109を、実施例1と同様にして形質転換し、酵素調製に用いた。 The double-stranded DNA binding protein gene (Sso7d) derived from Sulfolobus solfataricus was produced by artificial synthesis with reference to the information described in Patent Document 1. The artificially synthesized nucleic acid was cloned into pBlueScript with the codon frame being aligned upstream of the Taq DNA polymerase gene. Gly-Gly-Gly-Val-Thr was interposed as a peptide linker between the Sso7d region and the Taq DNA polymerase region. Escherichia coli JM109 was transformed with the obtained plasmid in the same manner as in Example 1 and used for enzyme preparation.
(実施例4)
Sso7d−Taqの作製
実施例3で得られた菌体の培養は、以下のようにして実施した。まず、滅菌処理した100μg/mLのアンピシリンを含有するTB培地(Molecular Cloning 2nd Edition、p.A.2)80mLを500mL坂口フラスコに分注した。この培地に予め100μg/mLのアンピシリンを含有する3mLのLB培地(1%バクトトリプトン、0.5%酵母エキス、0.5%塩化ナトリウム;ギブコ製)で30℃、16時間培養したエシェリシア・コリJM109(プラスミド形質転換株)(試験管使用)を接種し、30℃にて16時間通気培養した。培養液より菌体を遠心分離により回収し、15mLの破砕緩衝液(30mM Tris−HCl緩衝液(pH8.0)、30mM NaCl、0.1mM EDTA)に懸濁後、ソニケーション処理により菌体を破砕し、細胞破砕液を得た。次に細胞破砕液を70℃にて1時間処理した後、遠心分離にて不溶性画分を除去した。更に、ポリエチレンイミンを用いた除核酸処理、硫安塩析、ヘパリンセファロースクロマトグラフィーを行い、最後に保存緩衝液(20mM Tris−HCl緩衝液(pH8.0)、100mM 塩化カリウム、0.1mM EDTA、1mM ジチオスレイトール、0.5% Tween20、0.5%ノニデットP40、50%グリセリン)に置換し、Sso7d−Taqを得た。
(Example 4)
Preparation of Sso7d-Taq Cultivation of the bacterial cells obtained in Example 3 was carried out as follows. First, 80 mL of TB medium (Molecular Cloning 2nd Edition, p.A.2) containing 100 μg/mL ampicillin that had been sterilized was dispensed into a 500 mL Sakaguchi flask. Escherichia cultivated in 3 mL of LB medium (1% bactotryptone, 0.5% yeast extract, 0.5% sodium chloride; Gibco) containing 100 μg/mL ampicillin in advance in this medium at 30° C. for 16 hours. Escherichia coli JM109 (plasmid transformant) (using a test tube) was inoculated and aerobically cultured at 30° C. for 16 hours. The cells were collected from the culture solution by centrifugation, suspended in 15 mL of a disruption buffer solution (30 mM Tris-HCl buffer solution (pH 8.0), 30 mM NaCl, 0.1 mM EDTA), and then the cells were subjected to sonication treatment to remove the cells. The cells were crushed to obtain a cell lysate. Next, the cell lysate was treated at 70° C. for 1 hour, and the insoluble fraction was removed by centrifugation. Furthermore, nucleic acid removal treatment using polyethyleneimine, ammonium sulfate salting-out, heparin sepharose chromatography were performed, and finally storage buffer (20 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0), 100 mM potassium chloride, 0.1 mM EDTA, 1 mM). Dithiothreitol, 0.5% Tween 20, 0.5% nonidet P40, 50% glycerin) was substituted to obtain Sso7d-Taq.
(実施例5)
Taqのプラスミド作製
後述の実施例におけるDNAポリメラーゼの評価に用いるために、サーマス・アクアチクス由来のDNAポリメラーゼ(Taq DNAポリメラーゼ)遺伝子(配列番号1)を含有するプラスミドを作製した。サーマス・アクアチクス由来のDNAポリメラーゼ(Taq DNAポリメラーゼ)遺伝子をpBluescriptにクローニングし、プラスミドとして構築した。得られたプラスミドによりエシェリシア・コリJM109を、実施例1と同様にして形質転換し、酵素調製に用いた。
(Example 5)
Preparation of Taq plasmid A plasmid containing a DNA polymerase (Taq DNA polymerase) gene (SEQ ID NO: 1) derived from Thermus aquaticus was prepared for use in the evaluation of DNA polymerase in Examples described later. A DNA polymerase (Taq DNA polymerase) gene derived from Thermus aquaticus was cloned into pBluescript and constructed as a plasmid. Escherichia coli JM109 was transformed with the obtained plasmid in the same manner as in Example 1 and used for enzyme preparation.
(実施例6)
Taqの作製
実施例5で得られた菌体の培養は、以下のようにして実施した。まず、滅菌処理した100μg/mLのアンピシリンを含有するTB培地(Molecular Cloning 2nd Edition、p.A.2)80mLを500mL坂口フラスコに分注した。この培地に予め100μg/mLのアンピシリンを含有する3mLのLB培地(1%バクトトリプトン、0.5%酵母エキス、0.5%塩化ナトリウム;ギブコ製)で30℃、16時間培養したエシェリシア・コリJM109(プラスミド形質転換株)(試験管使用)を接種し、30℃にて16時間通気培養した。培養液より菌体を遠心分離により回収し、50mLの破砕緩衝液(30mM Tris−HCl緩衝液(pH8.0)、30mM NaCl、0.1mM EDTA)に懸濁後、ソニケーション処理により菌体を破砕し、細胞破砕液を得た。次に、細胞破砕液を70℃にて1時間処理した後、遠心分離にて不溶性画分を除去した。更に、ポリエチレンイミンを用いた除核酸処理、硫安塩析、ヘパリンセファロースクロマトグラフィーを行い、最後に保存緩衝液(20mM Tris−HCl緩衝液(pH8.0)、100mM 塩化カリウム、0.1mM EDTA、1mM ジチオスレイトール、0.5% Tween20、0.5%ノニデットP40、50%グリセリン)に置換し、Taqを得た。
(Example 6)
Production of Taq The culture of the bacterial cells obtained in Example 5 was carried out as follows. First, 80 mL of TB medium (Molecular Cloning 2nd Edition, p.A.2) containing 100 μg/mL ampicillin that had been sterilized was dispensed into a 500 mL Sakaguchi flask. Escherichia cultivated in 3 mL of LB medium (1% bactotryptone, 0.5% yeast extract, 0.5% sodium chloride; Gibco) containing 100 μg/mL ampicillin in advance in this medium at 30° C. for 16 hours. Escherichia coli JM109 (plasmid transformant) (using a test tube) was inoculated and aerobically cultured at 30° C. for 16 hours. The bacterial cells were collected from the culture solution by centrifugation, suspended in 50 mL of a disruption buffer (30 mM Tris-HCl buffer solution (pH 8.0), 30 mM NaCl, 0.1 mM EDTA), and then the bacterial cells were treated with sonication to suspend the bacterial cells. The cells were crushed to obtain a cell lysate. Next, the cell lysate was treated at 70° C. for 1 hour, and the insoluble fraction was removed by centrifugation. Furthermore, nucleic acid removal treatment using polyethyleneimine, ammonium sulfate salting out, and heparin sepharose chromatography were performed, and finally storage buffer (20 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0), 100 mM potassium chloride, 0.1 mM EDTA, 1 mM). Dithiothreitol, 0.5% Tween 20, 0.5% nonidet P40, 50% glycerin) was substituted to obtain Taq.
(実施例7)
Alba−Tthのプラスミド作製
サーモコッカス・コダカラエンシス KOD1株由来のAlba遺伝子(配列番号6)とサーマス・サーモフィルス由来のDNAポリメラーゼ(Tth DNAポリメラーゼ)遺伝子(配列番号3)を融合させたプラスミドを作製した。融合したAlba−Tthの核酸配列を配列番号14に示す。
(Example 7)
Preparation of plasmid of Alba-Tth The Alba gene (SEQ ID NO: 6) derived from Thermococcus kodakaraensis KOD1 strain was fused with the DNA polymerase (Tth DNA polymerase) gene (SEQ ID NO: 3) derived from Thermus thermophilus. A plasmid was prepared. The fused Alba-Tth nucleic acid sequence is shown in SEQ ID NO:14.
サーモコッカス・コダカラエンシス KOD1株由来のAlba遺伝子は非特許文献3に記載の情報を参考にし、人工合成にて作製した。人工合成した核酸を、Tth DNAポリメラーゼ遺伝子の上流にコドンフレームを合わせた状態でpBlueScriptにクローニングした。Alba領域とTth DNAポリメラーゼ領域の間にペプチドリンカーとしてGly−Gly−Gly−Val−Thrを介在させた。得られたプラスミドによりエシェリシア・コリJM109を、実施例1と同様にして形質転換し、酵素調製に用いた。 The Alba gene derived from Thermococcus kodakaraensis KOD1 strain was produced by artificial synthesis with reference to the information described in Non-Patent Document 3. The artificially synthesized nucleic acid was cloned into pBlueScript with the codon frame aligned upstream of the Tth DNA polymerase gene. Gly-Gly-Gly-Val-Thr was interposed as a peptide linker between the Alba region and the Tth DNA polymerase region. Escherichia coli JM109 was transformed with the obtained plasmid in the same manner as in Example 1 and used for enzyme preparation.
(実施例8)
Alba−Tthの作製
実施例7で得られた菌体の培養は、以下のようにして実施した。まず、滅菌処理した100μg/mLのアンピシリンを含有するTB培地(Molecular Cloning 2nd Edition、p.A.2)80mLを500mL坂口フラスコに分注した。この培地に予め100μg/mLのアンピシリンを含有する3mLのLB培地(1%バクトトリプトン、0.5%酵母エキス、0.5%塩化ナトリウム;ギブコ製)で37℃、16時間培養したエシェリシア・コリJM109(プラスミド形質転換株)(試験管使用)を接種し、37℃にて16時間通気培養した。培養液より菌体を遠心分離により回収し、15mLの破砕緩衝液(30mM Tris−HCl緩衝液(pH8.0)、30mM NaCl、0.1mM EDTA)に懸濁後、ソニケーション処理により菌体を破砕し、細胞破砕液を得た。次に細胞破砕液を70℃にて1時間処理した後、遠心分離にて不溶性画分を除去した。更に、ポリエチレンイミンを用いた除核酸処理、硫安塩析、ヘパリンセファロースクロマトグラフィーを行い、最後に保存緩衝液(20mM Tris−HCl緩衝液(pH8.0)、100mM 塩化カリウム、0.1mM EDTA、1mM ジチオスレイトール、0.5% Tween20、0.5%ノニデットP40、50%グリセリン)に置換し、Alba−Tthを得た。
(Example 8)
Preparation of Alba-Tth The culture of the bacterial cells obtained in Example 7 was carried out as follows. First, 80 mL of TB medium (Molecular Cloning 2nd Edition, p.A.2) containing 100 μg/mL ampicillin that had been sterilized was dispensed into a 500 mL Sakaguchi flask. Escherichia cultivated in 3 mL of LB medium (1% bactotryptone, 0.5% yeast extract, 0.5% sodium chloride; Gibco) containing 100 μg/mL ampicillin in advance at 37° C. for 16 hours Escherichia coli JM109 (plasmid transformant) (using a test tube) was inoculated and aerobically cultured at 37° C. for 16 hours. The cells were recovered from the culture solution by centrifugation, suspended in 15 mL of a disruption buffer (30 mM Tris-HCl buffer solution (pH 8.0), 30 mM NaCl, 0.1 mM EDTA), and then the cells were sonicated to suspend the cells. The cells were crushed to obtain a cell lysate. Next, the cell lysate was treated at 70° C. for 1 hour, and the insoluble fraction was removed by centrifugation. Furthermore, nucleic acid removal treatment using polyethyleneimine, ammonium sulfate salting out, and heparin sepharose chromatography were performed, and finally storage buffer (20 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0), 100 mM potassium chloride, 0.1 mM EDTA, 1 mM). Dithiothreitol, 0.5% Tween 20, 0.5% nonidet P40, 50% glycerin) was substituted to obtain Alba-Tth.
(実施例9)
Sso7d−Tthのプラスミド作製
後述の実施例におけるDNAポリメラーゼの評価に用いるために、スルホロバス・ソルファタリカス由来の二本鎖DNA結合タンパク質遺伝子(Sso7d)(配列番号8)とサーマス・サーモフィルス由来のDNAポリメラーゼ(Tth DNAポリメラーゼ)遺伝子(配列番号3)を融合させたプラスミドを作製した。融合したSso7d−Tthの核酸配列を配列番号16に示す。
(Example 9)
Construction of Sso7d-Tth plasmid For use in the evaluation of DNA polymerase in Examples described later, a double-stranded DNA binding protein gene (Sso7d) derived from Sulfolobus solfataricus (Sso7d) (SEQ ID NO: 8) and Thermus thermo A plasmid in which the DNA polymerase (Tth DNA polymerase) gene derived from Fils (SEQ ID NO: 3) was fused was prepared. The fused Sso7d-Tth nucleic acid sequence is shown in SEQ ID NO:16.
スルホロバス・ソルファタリカス由来の二本鎖DNA結合タンパク質遺伝子(Sso7d)は特許文献1に記載の情報を参考にし、人工合成にて作製した。人工合成した核酸を、Tth DNAポリメラーゼ遺伝子の上流にコドンフレームを合わせた状態でpBlueScriptにクローニングした。Sso7d領域とTth DNAポリメラーゼ領域の間にペプチドリンカーとしてGly−Gly−Gly−Val−Thrを介在させた。得られたプラスミドによりエシェリシア・コリJM109を、実施例1と同様にして形質転換し、酵素調製に用いた。 The double-stranded DNA binding protein gene (Sso7d) derived from Sulfolobus solfataricus was produced by artificial synthesis with reference to the information described in Patent Document 1. The artificially synthesized nucleic acid was cloned into pBlueScript with the codon frame aligned upstream of the Tth DNA polymerase gene. Gly-Gly-Gly-Val-Thr was interposed as a peptide linker between the Sso7d region and the Tth DNA polymerase region. Escherichia coli JM109 was transformed with the obtained plasmid in the same manner as in Example 1 and used for enzyme preparation.
(実施例10)
Sso7d−Tthの作製
実施例9で得られた菌体の培養は以下のようにして実施した。まず、滅菌処理した100μg/mLのアンピシリンを含有するTB培地(Molecular Cloning 2nd Edition、p.A.2)80mLを500mL坂口フラスコに分注した。この培地に予め100μg/mLのアンピシリンを含有する3mLのLB培地(1%バクトトリプトン、0.5%酵母エキス、0.5%塩化ナトリウム;ギブコ製)で37℃、16時間培養したエシェリシア・コリJM109(プラスミド形質転換株)(試験管使用)を接種し、37℃にて16時間通気培養した。培養液より菌体を遠心分離により回収し、15mLの破砕緩衝液(30mM Tris−HCl緩衝液(pH8.0)、30mM NaCl、0.1mM EDTA)に懸濁後、ソニケーション処理により菌体を破砕し、細胞破砕液を得た。次に、細胞破砕液を70℃にて1時間処理した後、遠心分離にて不溶性画分を除去した。更に、ポリエチレンイミンを用いた除核酸処理、硫安塩析、ヘパリンセファロースクロマトグラフィーを行い、最後に保存緩衝液(20mM Tris−HCl緩衝液(pH8.0)、100mM 塩化カリウム、0.1mM EDTA、1mM ジチオスレイトール、0.5% Tween20、0.5%ノニデットP40、50%グリセリン)に置換し、Sso7d−Tthを得た。
(Example 10)
Production of Sso7d-Tth The culture of the bacterial cells obtained in Example 9 was carried out as follows. First, 80 mL of TB medium (Molecular Cloning 2nd Edition, p.A.2) containing 100 μg/mL ampicillin that had been sterilized was dispensed into a 500 mL Sakaguchi flask. Escherichia cultivated in 3 mL of LB medium (1% bactotryptone, 0.5% yeast extract, 0.5% sodium chloride; Gibco) containing 100 μg/mL ampicillin in advance at 37° C. for 16 hours Escherichia coli JM109 (plasmid transformant) (using a test tube) was inoculated and aerobically cultured at 37° C. for 16 hours. The cells were recovered from the culture solution by centrifugation, suspended in 15 mL of a disruption buffer (30 mM Tris-HCl buffer solution (pH 8.0), 30 mM NaCl, 0.1 mM EDTA), and then the cells were sonicated to suspend the cells. The cells were crushed to obtain a cell lysate. Next, the cell lysate was treated at 70° C. for 1 hour, and the insoluble fraction was removed by centrifugation. Furthermore, nucleic acid removal treatment using polyethyleneimine, ammonium sulfate salting out, and heparin sepharose chromatography were performed, and finally storage buffer (20 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0), 100 mM potassium chloride, 0.1 mM EDTA, 1 mM). Dithiothreitol, 0.5% Tween 20, 0.5% nonidet P40, 50% glycerin) was substituted to obtain Sso7d-Tth.
(実施例11)
Tthのプラスミド作製
後述の実施例におけるDNAポリメラーゼの評価に用いるために、サーマス・サーモフィルス由来のDNAポリメラーゼ(Tth DNAポリメラーゼ)遺伝子(配列番号3)を含有するプラスミドを作製した。サーマス・サーモフィルス由来のDNAポリメラーゼ(Tth DNAポリメラーゼ)(配列番号)をpBluescriptにクローニングし、プラスミドとして構築した。得られたプラスミドによりエシェリシア・コリJM109を、実施例1と同様にして形質転換し、酵素調製に用いた。
(Example 11)
Preparation of Tth plasmid A plasmid containing a DNA polymerase (Tth DNA polymerase) gene (SEQ ID NO: 3) derived from Thermus thermophilus was prepared for use in the evaluation of DNA polymerase in Examples described later. A DNA polymerase (Tth DNA polymerase) (SEQ ID NO:) derived from Thermus thermophilus was cloned into pBluescript and constructed as a plasmid. Escherichia coli JM109 was transformed with the obtained plasmid in the same manner as in Example 1 and used for enzyme preparation.
(実施例12)
Tthの作製
実施例11で得られた菌体の培養は以下のようにして実施した。まず、滅菌処理した100μg/mLのアンピシリンを含有するTB培地(Molecular Cloning 2nd Edition、p.A.2)80mLを500mL坂口フラスコに分注した。この培地に予め100μg/mLのアンピシリンを含有する3mLのLB培地(1%バクトトリプトン、0.5%酵母エキス、0.5%塩化ナトリウム;ギブコ製)で37℃、16時間培養したエシェリシア・コリJM109(プラスミド形質転換株)(試験管使用)を接種し、37℃にて16時間通気培養した。培養液より菌体を遠心分離により回収し、50mLの破砕緩衝液(30mM Tris−HCl緩衝液(pH8.0)、30mM NaCl、0.1mM EDTA)に懸濁後、ソニケーション処理により菌体を破砕し、細胞破砕液を得た。次に細胞破砕液を70℃にて1時間処理した後、遠心分離にて不溶性画分を除去した。更に、ポリエチレンイミンを用いた除核酸処理、硫安塩析、ヘパリンセファロースクロマトグラフィーを行い、最後に保存緩衝液(20mM Tris−HCl緩衝液(pH8.0)、100mM 塩化カリウム、0.1mM EDTA、1mM ジチオスレイトール、0.5% Tween20、0.5%ノニデットP40、50%グリセリン)に置換し、Tthを得た。
(Example 12)
Preparation of Tth The culture of the bacterial cells obtained in Example 11 was carried out as follows. First, 80 mL of TB medium (Molecular Cloning 2nd Edition, p.A.2) containing 100 μg/mL ampicillin that had been sterilized was dispensed into a 500 mL Sakaguchi flask. Escherichia cultivated in 3 mL of LB medium (1% bactotryptone, 0.5% yeast extract, 0.5% sodium chloride; Gibco) containing 100 μg/mL ampicillin in advance at 37° C. for 16 hours Escherichia coli JM109 (plasmid transformant) (using a test tube) was inoculated and aerobically cultured at 37° C. for 16 hours. The bacterial cells were collected from the culture solution by centrifugation, suspended in 50 mL of a disruption buffer (30 mM Tris-HCl buffer solution (pH 8.0), 30 mM NaCl, 0.1 mM EDTA), and then the bacterial cells were treated with sonication to suspend the bacterial cells. The cells were crushed to obtain a cell lysate. Next, the cell lysate was treated at 70° C. for 1 hour, and the insoluble fraction was removed by centrifugation. Furthermore, nucleic acid removal treatment using polyethyleneimine, ammonium sulfate salting out, and heparin sepharose chromatography were performed, and finally storage buffer (20 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0), 100 mM potassium chloride, 0.1 mM EDTA, 1 mM). Dithiothreitol, 0.5% Tween 20, 0.5% nonidet P40, 50% glycerin) was substituted to obtain Tth.
(実施例13)
各種バッファーへの適用
以下に記載される様々なバッファー組成を使用し、Alba−Taq、Taqの増幅量について比較を実施した。比較として、50μl反応系あたり100ngのAlba−Taq、Taqを使用した。
(Example 13)
Application to Various Buffers Various buffer compositions described below were used to compare the amounts of Ala-Taq, Taq amplified. For comparison, 100 ng of Alba-Taq and Taq were used per 50 μl reaction system.
PCRの反応組成の一つとして、KOD −Plus−(Toyobo製)添付のBuffer用い、1×PCR Buffer、1.5mM MgSO4、0.2mM dNTPs、各15pmolのプライマー(配列番号18、19)、ヒトゲノムDNA(Roche)50ng及び各酵素100ngを含む50μlの反応液を調製した。 As one of PCR reaction compositions, a buffer attached to KOD-Plus- (manufactured by Toyobo) was used, 1×PCR Buffer, 1.5 mM MgSO 4 , 0.2 mM dNTPs, 15 pmol of each primer (SEQ ID NOS: 18, 19), A 50 μl reaction solution containing 50 ng of human genomic DNA (Roche) and 100 ng of each enzyme was prepared.
PCRの反応組成の一つとして、KOD −Plus−ver.2(Toyobo製)添付のBuffer用い、1×PCR Buffer、1.5mM MgSO4、0.2mM dNTPs、各15pmolのプライマー(配列番号18、19)、ヒトゲノムDNA(Roche)50ng及び各酵素100ngを含む50μlの反応液を調製した。 As one of PCR reaction compositions, KOD-Plus-ver. 2 (manufactured by Toyobo) using 1x PCR Buffer, 1.5 mM MgSO 4 , 0.2 mM dNTPs, 15 pmol of each primer (SEQ ID NO: 18, 19), 50 ng of human genomic DNA (Roche) and 100 ng of each enzyme. 50 μl of reaction solution was prepared.
PCRの反応組成の一つとして、KOD −Plus−Neo(Toyobo製)添付のBuffer用い、1×PCR Buffer、1.5mM MgSO4、0.2mM dNTPs、各15pmolのプライマー(配列番号18、19)、ヒトゲノムDNA(Roche)50ng及び各酵素100ngを含む50μlの反応液を調製した。 As one of PCR reaction compositions, a buffer attached to KOD-Plus-Neo (manufactured by Toyobo) was used, 1×PCR Buffer, 1.5 mM MgSO 4 , 0.2 mM dNTPs, 15 pmol of each primer (SEQ ID NOS: 18, 19). A 50 μl reaction solution containing 50 ng of human genomic DNA (Roche) and 100 ng of each enzyme was prepared.
PCRの反応組成の一つとして、KOD FX(Toyobo製)添付のBufferを用い、1×PCR Buffer、0.4mM dNTPs、各15pmolのプライマー(配列番号18、19)、ヒトゲノムDNA(Roche)50ng及び各酵素100ngを含む50μlの反応液を調製した。 As one of the PCR reaction compositions, a buffer attached to KOD FX (manufactured by Toyobo) was used, and 1×PCR Buffer, 0.4 mM dNTPs, 15 pmol of each primer (SEQ ID NO: 18, 19), human genomic DNA (Roche) 50 ng and A 50 μl reaction solution containing 100 ng of each enzyme was prepared.
PCRの反応組成の一つとして、KOD FX Neo(Toyobo製)添付のBufferを用い、1×PCR Buffer、0.4mM dNTPs、各15pmolのプライマー(配列番号18、19)、ヒトゲノムDNA(Roche)50ng及び各酵素100ngを含む50μlの反応液を調製した。 As one of the PCR reaction compositions, Buffer attached to KOD FX Neo (manufactured by Toyobo) was used, and 1×PCR Buffer, 0.4 mM dNTPs, 15 pmol of each primer (SEQ ID NO: 18, 19), human genomic DNA (Roche) 50 ng. And 50 μl of reaction solution containing 100 ng of each enzyme was prepared.
PCRの反応組成の一つとして、KOD −Multi&Epi−(登録商標)(Toyobo製)添付のBufferを用い、1×PCR Buffer、各15pmolのプライマー(配列番号18、19)、ヒトゲノムDNA(Roche)50ng及び各酵素100ngを含む50μlの反応液を調製した。 As one of the PCR reaction compositions, a buffer attached to KOD-Multi & Epi-(registered trademark) (manufactured by Toyobo) was used, and 1×PCR Buffer, 15 pmol of each primer (SEQ ID NO: 18, 19), human genomic DNA (Roche) 50 ng. And 50 μl of reaction solution containing 100 ng of each enzyme was prepared.
上記反応液に対する反応は94℃、30秒→60℃、30秒→68℃、1分を40サイクル繰り返すスケジュールでPCR system GeneAmp(登録商標)9700(Applied Biosystem)を用いて行った。反応終了後、5μlの反応液について1%アガロース電気泳動を行い、エチジウムブロマイド染色し、紫外線照射下、増幅DNA断片の増幅量を確認した。 The reaction with the above reaction solution was performed using PCR system GeneAmp (registered trademark) 9700 (Applied Biosystem) on a schedule in which 94° C., 30 seconds→60° C., 30 seconds→68° C., and 1 minute were repeated 40 cycles. After completion of the reaction, 5 μl of the reaction solution was subjected to 1% agarose electrophoresis, stained with ethidium bromide, and the amplified amount of the amplified DNA fragment was confirmed under UV irradiation.
結果を図1に示す。Taqでは8種類のバッファーのうち、1種類のみ増幅が確認されたことに対して、Alba−Taqは8種類のバッファーのうち、8種類のみ増幅が確認された。これはバッファー成分の塩に対して優れた抵抗性を有するためと考えられる。 The results are shown in Figure 1. In Taq, amplification was confirmed only in one of the eight kinds of buffers, whereas in Alba-Taq, amplification was confirmed only in eight kinds of the eight kinds of buffers. It is considered that this is because it has excellent resistance to the salt of the buffer component.
(実施例14)
塩抵抗性−1
Alba−Taq、Sso7d−Taq、Taqの塩抵抗性(NaCl:50mM〜200mM)について増幅量の比較を実施した。比較として、50μl反応系あたり25ngのAlba−Taq、Sso7d−Taq、Taqを使用した。
(Example 14)
Salt resistance-1
Amplification amount comparison was performed for salt resistance (NaCl: 50 mM to 200 mM) of Alba-Taq, Sso7d-Taq, and Taq. For comparison, 25 ng of Alba-Taq, Sso7d-Taq, Taq were used per 50 μl reaction system.
PCRは、Blend Taq(Toyobo製)添付のBuffer用い、1×PCR Buffer、0.2mM dNTPs、各15pmolのプライマー(配列番号20、21)、ヒトゲノムDNA(Roche)50ng、および各酵素25ngを含む50μlの反応液を調製した。反応は94℃、30秒→65℃、30秒→68℃、1分30秒を30サイクル繰り返すスケジュールでPCR system GeneAmp(商標登録)9700(Applied Biosystem)を用いて行った。反応終了後、5μlの反応液について1%アガロース電気泳動を行い、エチジウムブロマイド染色し、紫外線照射下、増幅DNA断片の増幅量を確認した。 PCR was performed using Buffer attached to Blend Taq (manufactured by Toyobo), 1×PCR Buffer, 0.2 mM dNTPs, 15 pmol of each primer (SEQ ID NO: 20, 21), 50 ng of human genomic DNA (Roche), and 50 μl of each enzyme 25 ng. The reaction solution of was prepared. The reaction was carried out using a PCR system GeneAmp (registered trademark) 9700 (Applied Biosystem) in a schedule in which 30 cycles of 94° C., 30 seconds→65° C., 30 seconds→68° C., and 1 minute 30 seconds were repeated. After completion of the reaction, 5 μl of the reaction solution was subjected to 1% agarose electrophoresis, stained with ethidium bromide, and the amplified amount of the amplified DNA fragment was confirmed under UV irradiation.
結果を図2に示す。Alba−Taqは150mM、Sso7d−Taqは125mM、そしてTaqは50mMまで増幅が確認された。Alba−Taqは最も高い塩耐性を示した。Alba−Taqはサンプルに含有する塩の影響に左右されにくいため、臨床検体などの検体間の差が大きいサンプルに対して効果的である。 The results are shown in Figure 2. Amplification was confirmed up to 150 mM for Alba-Taq, 125 mM for Sso7d-Taq, and 50 mM for Taq. Alba-Taq showed the highest salt tolerance. Since Alba-Taq is not easily influenced by the salt contained in the sample, it is effective for a sample having a large difference between samples such as a clinical sample.
(実施例15)
塩抵抗性−2
Alba−Taq、Sso7d−Taqの塩抵抗性(NaCl:50mM〜200mM)について増幅量の比較を実施した。比較として、50μl反応系あたり25ngのAlba−Taq、Sso7d−Taqを使用した。
(Example 15)
Salt resistance-2
The comparison of the amplification amount was carried out for the salt resistance (NaCl: 50 mM to 200 mM) of Alba-Taq and Sso7d-Taq. For comparison, 25 ng of Alba-Taq and Sso7d-Taq were used per 50 μl reaction system.
PCRは、KOD−Plus−(Toyobo製)添付のBuffer用い、1×PCR Buffer、0.2mM dNTPs、各15pmolのプライマー(配列番号20、21)、ヒトゲノムDNA(Roche)50ng及び各酵素25ngを含む50μlの反応液を調製した。反応は94℃、30秒→65℃、30秒→68℃、1分30秒を30サイクル繰り返すスケジュールでPCR system GeneAmp(登録商標)9700(Applied Biosystem)を用いて行った。反応終了後、5μlの反応液について1%アガロース電気泳動を行い、エチジウムブロマイド染色し、紫外線照射下、増幅DNA断片の増幅量を確認した。 PCR uses KOD-Plus- (manufactured by Toyobo) attached Buffer and includes 1×PCR Buffer, 0.2 mM dNTPs, 15 pmol of each primer (SEQ ID NOs: 20 and 21), human genomic DNA (Roche) 50 ng and each enzyme 25 ng. 50 μl of reaction solution was prepared. The reaction was carried out using PCR system GeneAmp (registered trademark) 9700 (Applied Biosystem) on a schedule in which 30 cycles of 94° C., 30 seconds→65° C., 30 seconds→68° C., and 1 minute 30 seconds were repeated. After completion of the reaction, 5 μl of the reaction solution was subjected to 1% agarose electrophoresis, stained with ethidium bromide, and the amplified amount of the amplified DNA fragment was confirmed under UV irradiation.
結果を図3に示す。Alba−Taqは100mM、Sso7d−Taqは50mMまで増幅が確認された。Alba−Taqは、BlendTaq添付のバッファーと同様に高い塩耐性を示した。 Results are shown in FIG. Amplification was confirmed up to 100 mM for Alba-Taq and 50 mM for Sso7d-Taq. Alba-Taq showed high salt tolerance like the buffer attached to BlendTaq.
(実施例16)
塩抵抗性−3
Alba−Tth、Sso7d−Tth、Tthの塩抵抗性(NaCl:50mM〜200mM)について増幅量の比較を実施した。比較として、50μl反応系あたり100ngのAlba−Tth、Sso7d−Tth、Tthを使用した。
(Example 16)
Salt resistance-3
The amounts of amplification were compared for salt resistance (NaCl: 50 mM to 200 mM) of Alba-Tth, Sso7d-Tth, and Tth. For comparison, 100 ng of Alba-Tth, Sso7d-Tth, and Tth were used per 50 μl reaction system.
PCRは、KOD FX(Toyobo製)添付のBuffer用い、1×PCR Buffer、0.2mM dNTPs、各15pmolのプライマー(配列番号20、21)、ヒトゲノムDNA(Roche)50ng及び各酵素100ngを含む50μlの反応液を調製した。反応は94℃、30秒→65℃、30秒→68℃、1分30秒を30サイクル繰り返すスケジュールでPCR system GeneAmp(登録商標)9700(Applied Biosystem)を用いて行った。反応終了後、5μlの反応液について1%アガロース電気泳動を行い、エチジウムブロマイド染色し、紫外線照射下、増幅DNA断片の増幅量を確認した。 PCR was performed using a buffer attached to KOD FX (manufactured by Toyobo), 1×PCR Buffer, 0.2 mM dNTPs, 15 pmol of each primer (SEQ ID NOs: 20 and 21), 50 ng of human genomic DNA (Roche), and 50 μl of each enzyme 100 ng. A reaction solution was prepared. The reaction was carried out using PCR system GeneAmp (registered trademark) 9700 (Applied Biosystem) on a schedule in which 30 cycles of 94° C., 30 seconds→65° C., 30 seconds→68° C., and 1 minute 30 seconds were repeated. After completion of the reaction, 5 μl of the reaction solution was subjected to 1% agarose electrophoresis, stained with ethidium bromide, and the amplified amount of the amplified DNA fragment was confirmed under UV irradiation.
結果を図4に示す。Alba−Tthは125mM、Sso7d−Tthは0mM、そしてTthは50mMまで増幅が確認された。Alba−TthはAlba−Taqと同様に高い塩耐性を示した。AlbaをTaqもしくはTthと融合させることで、Taq及びSso7d−Taqよりも高い塩耐性を示した。 The results are shown in Fig. 4. Amplification was confirmed up to 125 mM for Alba-Tth, 0 mM for Sso7d-Tth, and 50 mM for Tth. Alba-Tth showed high salt resistance like Alba-Taq. Fusing Alba with Taq or Tth showed higher salt tolerance than Taq and Sso7d-Taq.
本発明はDNA/RNA結合タンパク質と、ポリメラーゼ活性を有するタンパク質との融合タンパク質によって、使用できるバッファー組成を拡張させ、従来のポリメラーゼ活性を有するタンパク質よりも塩抵抗性を向上させることができる。そのため、サンプルに含有する塩の影響に左右されにくいため、臨床検体などの検体間の差が大きい遺伝子診断等の分野において、広く利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a fusion protein of a DNA/RNA binding protein and a protein having a polymerase activity can be used to extend the buffer composition that can be used, and salt resistance can be improved over conventional proteins having a polymerase activity. Therefore, it is not easily affected by the influence of the salt contained in the sample, and can be widely used in the field of gene diagnosis and the like in which there is a large difference between samples such as clinical samples.
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