JP2009165394A - Aptamer against peroxiredoxin 6 (Prx6) - Google Patents
Aptamer against peroxiredoxin 6 (Prx6) Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009165394A JP2009165394A JP2008006123A JP2008006123A JP2009165394A JP 2009165394 A JP2009165394 A JP 2009165394A JP 2008006123 A JP2008006123 A JP 2008006123A JP 2008006123 A JP2008006123 A JP 2008006123A JP 2009165394 A JP2009165394 A JP 2009165394A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- protein
- peroxiredoxin
- prx6
- aptamer
- rna
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
- H02K1/2706—Inner rotors
- H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
- H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
- H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
- H02K1/276—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
【課題】ペルオキシレドキシン6(Prx6)タンパク質に特異的に結合するアプタマーを取得し.これを用いたペルオキシレドキシン6(Prx6)タンパク質の検出、定量用試薬あるいは該タンパク質の新たな検出、定量法を提供する。
【課題解決手段】ペルオキシレドキシン6(Prx6)タンパク質に結合能を有するRNAアプタマーをSELEX法を用いて得る。得られたRNAアプタマーは、酸化型Prx6タンパク質よりも還元型Prx6に対し、結合親和性が高いという特性を有する。
【選択図】なしTo obtain an aptamer that specifically binds to peroxiredoxin 6 (Prx6) protein. A peroxiredoxin 6 (Prx6) protein detection / quantification reagent or a new detection / quantification method for the protein is provided.
An RNA aptamer capable of binding to peroxiredoxin 6 (Prx6) protein is obtained using the SELEX method. The obtained RNA aptamer has a property that the binding affinity for reduced Prx6 is higher than that of oxidized Prx6 protein.
[Selection figure] None
Description
本発明は、ペルオキシレドキシン6(Prx6)タンパク質に対するRNAアプタマー、該アプタマーからなるペルオキシレドキシン6(Prx6)タンパク質の検出、定量試薬、及び該検出、定量試薬を用いたペルオキシレドキシン6(Prx6)タンパク質の検出、定量法に関する。 The present invention relates to an RNA aptamer for peroxiredoxin 6 (Prx6) protein, detection of peroxiredoxin 6 (Prx6) protein comprising the aptamer, quantitative reagent, and peroxiredoxin 6 (Prx6) using the detection and quantitative reagent The present invention relates to protein detection and quantification methods.
過酸化水素、ペルオキシド、一酸化窒素などの活性酸素種は非常に反応性が高く、タンパク質や核酸、脂質等の生体構成成分と容易に反応して、その構造や機能を変化させる。そのため生体内で活性酸素種が発生し、処理(還元)しきれなくなると「酸化ストレス」と呼ばれる酸化還元状態を維持する機構が破綻した状態になる。癌、パーキンソン病、アルツハイマー病などの疾患では生体は酸化ストレス状態にあり、活性酸素種がこれらの疾患に関わっていると考えられる。一方で細胞は活性酸素種消去系や酸化ストレス応答系を持って、これらの活性酸素種の濃度を抑えたり、アポトーシスを引き起こし、細胞周期を制御していると考えられている。活性酸素消去系には複数の酵素や低分子が関与しているが、近年ペルオキシレドキシン(peroxiredoxin; Prx)と呼ばれる一群の新しいペルオキシダーゼが酸化ストレス応答などに重要な役割を担っていることが明らかになってきた(Fig.1)。 Reactive oxygen species such as hydrogen peroxide, peroxide, and nitric oxide are very reactive, and easily react with biological components such as proteins, nucleic acids, and lipids to change their structures and functions. Therefore, when reactive oxygen species are generated in the living body and cannot be completely treated (reduced), a mechanism for maintaining a redox state called “oxidation stress” is broken. In diseases such as cancer, Parkinson's disease, and Alzheimer's disease, the living body is in an oxidative stress state, and reactive oxygen species are considered to be involved in these diseases. On the other hand, it is considered that cells have a reactive oxygen species elimination system and an oxidative stress response system to suppress the concentration of these reactive oxygen species, cause apoptosis, and control the cell cycle. Several enzymes and small molecules are involved in the reactive oxygen scavenging system, but it is clear that a group of new peroxidases called peroxiredoxin (Prx) plays an important role in oxidative stress response in recent years. (Fig.1).
ペルオキシレドキシン(Prx)は近年、バクテリア、酵母、高等植物、ほ乳類等の様々な細胞から発見されており、その1次配列の相同性から50を超えるファミリーを形成することが明らかになった。 In recent years, peroxiredoxin (Prx) has been found in various cells such as bacteria, yeast, higher plants, and mammals, and it has been revealed that more than 50 families are formed from the homology of the primary sequence.
一方、近年進歩してきたアプタマー(核酸リガンド)の開発分野では、試験管内選択法によって、標的とする分子に対して高い親和性と特異性で結合をする核酸を分離することが可能になっている。その戦略は、ランダムな核酸のプールの中から標的分子に高い親和性をもつ稀少な核酸分子を分離することと、その後、選別と増幅の循環を繰り返すことである。これまでにこの方法は、金属イオンや、糖類、ペプチド、タンパク質、あるいは細胞全体など、多様な標的に対して強固な結合をするアプタマーを分離するために著しく有用であることが立証されている。様々なアプタマーがその認識分子に対して示す結合親和性は、抗体と抗原の親和性と比較しても同程度であるか、あるいは勝っており、解析物の検出・定量やタンパク質の機能・活性の阻害など、in vitroやin vivoでの様々な応用のためにアプタマーが開発されてきた。さらにアプタマーは抗体に比べて、近縁の分子同士を識別する能力がより高い場合があることや、結合のために、より小さな領域しか必要としないことが知られている。例えばテオフィリン(Theophylline)アプタマーは、テオフィリンとN7位のメチル基だけが異なるカフェイン(Caffeine)を一万4千倍の効率で識別することができる(非特許文献1参照)。このような状況下、本発明者等は、これまでにヒト免疫不全ウイルス(HIV)とC型肝炎ウイルス(HCV)のウイルスタンパク質に対して高親和性のRNAアプタマーを開発している(非特許文献2〜4参照)。開発されたアプタマーのうち、抗TatアプタマーはHIVのTatタンパク質にKD値120pMで結合し、一方、抗NS3アプタマーはHCVのNS3タンパク質にKD値10nMで結合する。抗Tatアプタマーと抗NS3アプタマーはこれらのタンパク質の機能をIn vitroでもIn vivoでも阻害することが見出されている(非特許文献2、非特許文献5,非特許文献6参照)。 On the other hand, in the field of aptamer (nucleic acid ligand) development that has recently advanced, it is possible to separate nucleic acids that bind with high affinity and specificity to target molecules by in vitro selection methods. . The strategy is to separate a rare nucleic acid molecule with high affinity for the target molecule from a random pool of nucleic acids and then repeat the cycle of selection and amplification. To date, this method has proved extremely useful for separating aptamers that bind tightly to a variety of targets such as metal ions, sugars, peptides, proteins, or whole cells. The binding affinity of various aptamers to their recognition molecules is comparable or superior to that of antibodies and antigens. Detection / quantification of analytes and protein functions / activity Aptamers have been developed for a variety of in vitro and in vivo applications, such as inhibition of. Furthermore, it is known that aptamers may have a higher ability to discriminate between closely related molecules than antibodies, and that only a smaller area is required for binding. For example, theophylline aptamer can discriminate caffeine, which differs from theophylline only in the methyl group at the N7 position, with an efficiency of 14,000 times (see Non-Patent Document 1). Under such circumstances, the present inventors have so far developed RNA aptamers with high affinity for viral proteins of human immunodeficiency virus (HIV) and hepatitis C virus (HCV) (non-patented). References 2-4). Of the aptamers developed, anti-Tat aptamers bind to HIV Tat protein with a KD value of 120 pM, whereas anti-NS3 aptamers bind to HCV NS3 protein with a KD value of 10 nM. Anti-Tat aptamers and anti-NS3 aptamers have been found to inhibit the function of these proteins both in vitro and in vivo (see Non-Patent Document 2, Non-Patent Document 5, and Non-Patent Document 6).
上記したように、生体内では、ミトコンドリアにおけるエネルギー代謝の過程や、薬剤、紫外線などによって活性酸素種が発生するが、これら内因性および外因性の活性酸素種が増えすぎると生体内の酸化還元状態を維持する機構が破綻し、「酸化ストレス」と呼ばれる状態になる。癌、糖尿病、動脈硬化、パーキンソン病、アルツハイマー病などの疾患では、生体は酸化ストレス状態にあり、活性酸素種がこれらの疾患に関わっていると考えられている。ペルオキシレドキシン(Prx)をはじめとする一連のペルオキシダーゼはこうした活性酸素種を還元する抗酸化酵素であり、酸化ストレスが関係すると考えられる疾患のマーカーとして使用できる可能性があるため、還元型Prxと酸化型Prxを区別して検出できる方法は非常に重要な課題である。 As described above, reactive oxygen species are generated in the living body due to the process of energy metabolism in mitochondria, drugs, ultraviolet rays, etc., but if these endogenous and exogenous reactive oxygen species increase too much, the redox state in the living body The mechanism that maintains the state fails, and a state called “oxidative stress” occurs. In diseases such as cancer, diabetes, arteriosclerosis, Parkinson's disease, and Alzheimer's disease, the living body is in an oxidative stress state, and reactive oxygen species are considered to be involved in these diseases. A series of peroxidases, including peroxiredoxin (Prx), are antioxidant enzymes that reduce these reactive oxygen species and may be used as markers for diseases that are thought to involve oxidative stress. A method capable of distinguishing and detecting oxidized Prx is a very important issue.
Prxを抗原とする抗体も市販されているが、ポリクローナル抗体であり、加えて抗体の場合は標的タンパク質の認識部位として6から8残基の断片かそれ以上に大きな表面積を必要とするため還元型と酸化型といったような非常にわずかな差異の検出は困難である。 An antibody using Prx as an antigen is also commercially available, but it is a polyclonal antibody. In addition, in the case of an antibody, a 6 to 8-residue fragment or a larger surface area is required as a recognition site for the target protein. It is difficult to detect very slight differences such as the oxidized form.
また、Prxを抗原とする市販の抗体はイムノブロットでの検出に使用できることは確認されているものの、ビアコアを用いた非変性条件下での検出には利用できることが確認できない。このため細胞から抽出したPrxを定量的に検出するアッセイ系がない。そこで、本発明の課題は、ペルオキシレドキシン(Prx)を特異的に認識しうる有用なアプタマーを提供するとともに、これを用いたペルオキシレドキシン(Prx)の検出、定量試薬及び検出、定量方法を新たに提供する点にある。
Moreover, although it has been confirmed that a commercially available antibody using Prx as an antigen can be used for detection by immunoblotting, it cannot be confirmed that it can be used for detection under non-denaturing conditions using Biacore. For this reason, there is no assay system for quantitatively detecting Prx extracted from cells. Accordingly, an object of the present invention is to provide a useful aptamer capable of specifically recognizing peroxiredoxin (Prx), and to detect peroxiredoxin (Prx) using this, a quantification reagent, and a detection and quantification method. It is in the point to provide newly.
本発明者等は上記課題を解決するため、鋭意研究の結果、SELEX法を用いて、ペルオキシレドキシン6(Prx6)タンパク質を特異的に認識しうるアプタマーを得ることに成功し、該アプタマーが、完全ではないものの、ペルオキシレドキシン6(Prx6)タンパク質の酸化型と還元型とをある程度識別できることを見いだし、本発明を完成するに至ったものである。 As a result of diligent research, the present inventors succeeded in obtaining an aptamer that can specifically recognize peroxiredoxin 6 (Prx6) protein using the SELEX method, and the aptamer is Although it is not perfect, it has been found that the oxidized form and reduced form of peroxiredoxin 6 (Prx6) protein can be distinguished to some extent, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明は以下のとおりである。
(1)配列番号1又は2に示す塩基配列を含むか、あるいは該塩基配列において、1又は数個の塩基が欠失、置換若しくは付加された塩基配列を含み、かつペルオキシレドキシン6(Prx6)タンパク質に対し結合能を有することを特徴とするRNAアプタマー。
(2)配列番号3〜7のいずれかで示される塩基配列からなるか あるいは該塩基配列において、1又は数個の塩基が欠失、置換若しくは付加された塩基配列を含み、かつペルオキシレドキシン6(Prx6)タンパク質に対し結合能を有することを特徴とするRNAアプタマー。
(3)配列番号8又は9に示す塩基配列を含むか、あるいは該塩基配列において、1又は数個の塩基が欠失、置換若しくは付加された塩基配列を含み、かつ転写によって、ペルオキシレドキシン6(Prx6)タンパク質に対し結合能を有するアプタマーに変換可能なDNA。
(4)配列番号10〜14のいずれかで示される塩基配列からなるか あるいは該塩基配列において、1又は数個の塩基が欠失、置換若しくは付加された塩基配列を含み、ペルオキシレドキシン6(Prx6)タンパク質に対し結合能を有するアプタマーに変換可能なDNA。
(5)5’末端にT7プロモータ配列が付加されている、上記(3)又は(4)に記載のDNA。
(6)上記(3)〜(5)のいずれかに記載のDNAと相補の塩基配列を有するDNA。
(7)上記(3)〜(5)のいずれかに記載のDNAと、その相補のDNAがハイブリダイズした2本鎖DNA。
(8)上記(1)又は(2)のRNAアプタマーからなる、ペルオキシレドキシン6(Prx6)タンパク質の検出、定量用試薬。
(9)上記(8)に記載の検出、定量用試薬をペルオキシレドキシン6(Prx6)タンパク質を含有するか、または含有する可能性のある試料と接触させることを含む、ペルオキシレドキシン6(Prx6)タンパク質の検出及び/又は定量方法。
That is, the present invention is as follows.
(1) The base sequence shown in SEQ ID NO: 1 or 2, or a base sequence in which one or several bases are deleted, substituted or added in the base sequence, and peroxiredoxin 6 (Prx6) An RNA aptamer characterized by having a binding ability to a protein.
(2) consisting of the base sequence represented by any of SEQ ID NOs: 3 to 7, or including a base sequence in which one or several bases are deleted, substituted or added, and peroxiredoxin 6 (Prx6) An RNA aptamer characterized by having a binding ability to a protein.
(3) Peroxiredoxin 6 comprising the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 8 or 9, or a nucleotide sequence in which one or several bases are deleted, substituted or added in the nucleotide sequence, and transcription. (Prx6) DNA that can be converted into an aptamer that has the ability to bind to a protein.
(4) consisting of a base sequence represented by any of SEQ ID NOs: 10 to 14, or including a base sequence in which one or several bases are deleted, substituted or added, and peroxiredoxin 6 ( Prx6) DNA that can be converted into an aptamer capable of binding to protein.
(5) The DNA according to (3) or (4) above, wherein a T7 promoter sequence is added to the 5 ′ end.
(6) DNA having a base sequence complementary to the DNA according to any one of (3) to (5) above.
(7) Double-stranded DNA obtained by hybridizing the DNA according to any one of (3) to (5) above and its complementary DNA.
(8) A reagent for detection and quantification of peroxiredoxin 6 (Prx6) protein comprising the RNA aptamer of (1) or (2) above.
(9) Peroxiredoxin 6 (Prx6) comprising contacting the detection and quantification reagent according to (8) above with a sample containing or possibly containing peroxiredoxin 6 (Prx6) protein ) Protein detection and / or quantification method.
本発明のアプタマーRNAは、ペルオキシレドキシン6(Prx6)タンパク質に対し特異的認識能を有し、ペルオキシレドキシン6(Prx6)タンパク質の同定試薬として有用である。
また、一般的に、アプタマーは、標的タンパク質中の認識部位のアミノ酸残基数は抗体に比較して少なく、アプタマーの高親和性モチーフは相同性の高いタンパク質同士を感度よく識別することができる。また、アプタマーは非変性条件下で標的分子を認識し、結合能を有することから、アプタマー分子を用いた結合アッセイにより、ペルオキシレドキシン6(Prx6)タンパク質分子を非変性条件下で定量的に検出でき、生体内におけるのと類似の状態でペルオキシレドキシンを検出しうる。生体内におけるペルオキシレドキシン6(Prx6)タンパク質を定量的に検出し、その分泌量の増減をモニタリングすることは生体が酸化ストレス状態になるのか否かの診断への途を拓くものである。
The aptamer RNA of the present invention has a specific recognition ability for peroxiredoxin 6 (Prx6) protein and is useful as a reagent for identifying peroxiredoxin 6 (Prx6) protein.
In general, aptamers have fewer amino acid residues at the recognition site in a target protein than antibodies, and high affinity motifs of aptamers can distinguish proteins with high homology with high sensitivity. In addition, since aptamers recognize target molecules under non-denaturing conditions and have binding ability, peroxiredoxin 6 (Prx6) protein molecules can be detected quantitatively under non-denaturing conditions by binding assays using aptamer molecules. Peroxiredoxin can be detected in a state similar to that in vivo. Quantitative detection of peroxiredoxin 6 (Prx6) protein in the living body and monitoring increase / decrease in the amount of secretion open the way to diagnosis whether or not the living body is in an oxidative stress state.
一方、本発明のアプタマーは、酸化型のペルオキシレドキシン6(oxPrx6)タンパク質に比べ還元型のペルオキシレドキシン6(nPrx6)タンパク質に対してより高い結合親和性を有し、完全ではないものの酸化型と還元型のペルオキシレドキシンをある程度識別する能力を有する。したがって、例えば、nPrx6のみのサンプルおよびoxPrx6のみのサンプルをコントロールに用い、生体内から抽出したペルオキシレドキシン6(Prx6)タンパク質のサンプルと、それに対するアプタマーとの親和性もしくは結合量を比較することにより、還元型ペルオキシレドキシン6(nPrx6)タンパク質と酸化型ペルオキシレドキシン6(oxPrx6)タンパク質の割合をある程度定性的には把握することが可能となる。 On the other hand, the aptamer of the present invention has a higher binding affinity for the reduced peroxiredoxin 6 (nPrx6) protein than the oxidized peroxiredoxin 6 (oxPrx6) protein, and the oxidized form is not perfect. And the ability to discriminate between reduced forms of peroxiredoxins. Thus, for example, by using nPrx6-only samples and oxPrx6-only samples as controls, comparing the affinity or amount of binding between the peroxiredoxin 6 (Prx6) protein sample extracted from the living body and the aptamer to it. Thus, the ratio of reduced peroxiredoxin 6 (nPrx6) protein to oxidized peroxiredoxin 6 (oxPrx6) protein can be grasped qualitatively to some extent.
本発明のアプタマーは、SELEX法により得られたクローン由来のものであって、 ペルオキシレドキシン6(Prx6)タンパク質に特異的に結合する能力を有する。ペルオキシレドキシン6(nPrx6)タンパク質の遺伝子配列及びアミノ酸配列は、配列表の配列番号21及び22に示される。
本発明の第1のアプタマーは、少なくとも配列番号1に示される塩基配列を含むRNAを包含する。その具体的なアプタマーとしては、例えば、配列番号3又は6に示されるRNAが挙げられ、これらRNAは上記配列番号1に示す配列を共通して有している。同第2のアプタマーは少なくとも配列番号2に示される塩基配列を含むRNAを包含し、その具体的なアプタマーとしては、配列番号4又は7に示されるRNAが挙げられ、これらRNAは配列番号2に示される塩基配列を共通して有している。また、他のアプタマーとしては、配列番号5に示される塩基配列からなるRNAが挙げられる。
The aptamer of the present invention is derived from a clone obtained by the SELEX method and has an ability to specifically bind to peroxiredoxin 6 (Prx6) protein. The gene sequence and amino acid sequence of peroxiredoxin 6 (nPrx6) protein are shown in SEQ ID NOs: 21 and 22 in the sequence listing.
The first aptamer of the present invention includes RNA containing at least the base sequence shown in SEQ ID NO: 1. Specific aptamers thereof include, for example, RNA shown in SEQ ID NO: 3 or 6, and these RNAs have the sequence shown in SEQ ID NO: 1 in common. The second aptamer includes RNA containing at least the base sequence shown in SEQ ID NO: 2, and specific aptamers thereof include RNA shown in SEQ ID NO: 4 or 7, and these RNAs are shown in SEQ ID NO: 2. It has the base sequence shown in common. Other aptamers include RNA having the base sequence shown in SEQ ID NO: 5.
一方、本発明においては、上記配列番号で示されるRNAに限らず、上記配列番号1又は2で示すRNA配列と対応する配列を有する、それぞれ配列番号8又は9に示す塩基配列を含むDNAを包含する。より具体的には、例えば配列番号10又は12、及び11又は13に示される塩基配列からなるDNA、さらに、配列番号7で示されるRNAと対応する配列番号14に示されるDNAを挙げることができる。また、本発明においては、これらDNAと相補のDNA、あるいはこれら相補のDNA鎖同士が2本鎖を構成したdsDNAを包含する。これらはそれ自体慣用の遺伝子操作手段により、たやすく本発明のアプタマーRNAに変換可能であり、本発明のアプタマー製造用中間体となりうる。これらDNAはその5’末端にT7プロモータ(配列番号22)等の配列が付加されてもいてもよい。
また、本発明においては、本発明のアプタマーの塩基配列をヌクレオチド残基を1又は数個欠失、置換、あるいは付加させて改変したものであっても、上記ペルオキシレドキシン6(Prx6)タンパク質と結合するものであればこれを包含する。
On the other hand, in the present invention, not only the RNA represented by the above SEQ ID No. but also a DNA having the sequence corresponding to the RNA sequence represented by the above SEQ ID No. 1 or 2 and comprising the base sequence represented by SEQ ID No. 8 or 9, respectively. To do. More specifically, for example, a DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 10 or 12, and 11 or 13, and a DNA shown in SEQ ID NO: 14 corresponding to the RNA shown in SEQ ID NO: 7 can be mentioned. . Further, in the present invention, it includes DNA complementary to these DNAs, or dsDNA in which these complementary DNA strands constitute a double strand. These can be easily converted into the aptamer RNA of the present invention by conventional genetic manipulation means, and can be used as an intermediate for producing the aptamer of the present invention. These DNAs may have a sequence such as a T7 promoter (SEQ ID NO: 22) added to the 5 ′ end.
In the present invention, even if the base sequence of the aptamer of the present invention is modified by deleting, replacing, or adding one or several nucleotide residues, the peroxiredoxin 6 (Prx6) protein This includes any binding.
本発明のアプタマーは、それ自体周知のSELEX(systematic evolution of ligands by exponential enrichment)法により得られたものである。
SELEX法は、ランダム配列の核酸ライブラリの作成から出発し、標的とするタンパク質との結合性を指標に選別して、PCR増幅するサイクルを複数回繰り返すもので、これにより、標的とするタンパク質に対し高い結合能を有する核酸のみを選別することができる。上記選別及びPCR増幅はそれぞれ、自然界における「淘汰」及び「増殖」に相当し、自然界における進化を試験管内で短時間に再現させるものである。
The aptamer of the present invention is obtained by a well-known SELEX (systematic evolution of ligands by exponential enrichment) method.
The SELEX method starts with the creation of a random-sequence nucleic acid library, selects the binding to the target protein as an index, and repeats the PCR amplification cycle multiple times. Only nucleic acids having high binding ability can be selected. The above selection and PCR amplification correspond to “spider” and “growth” in nature, respectively, and reproduce the evolution in nature in a short time in a test tube.
本発明においては、配列中央の30塩基をランダム領域とするDNAライブラリー(配列番号18)を合成し、PCR増幅した後、逆転写してRNAプールとし、このRNAプールに対し、上記ノ―マル型(還元型)ペルオキシレドキシン6(nPrx6)及び酸化型ペルオキシレドキシン6(oxPrx6)と結合するRNAを選別、増幅し、このサイクルを複数回繰り返すことにより、ペルオキシレドキシン6タンパク質に対して特異的に認識する、配列番号3〜5に示されるRNAアプタマーを得たものであり
本発明においてはこれら配列番号2及び配列番号5に示すRNAアプタマーをさらに短縮化して、配列番号6及び7に示されるRNAアプタマーを得ており、これら短縮化RNAアプタマーもペルオキシレドキシン6(Prx6)に対して、結合能を有する。本発明のアプタマーは、還元型のみでなく酸化型ペルオキシレドキシンを標的とした場合にも得られており、また、酸化型及びノ―マル型のいずれにも結合するが、測定された解離定数は、いずれのアプタマーにおいても、酸化型よりもノーマル型に対し同等もしくは高い結合性(最大10倍)を有していることを示している。
In the present invention, a DNA library (SEQ ID NO: 18) having 30 bases in the middle of the sequence as a random region is synthesized, amplified by PCR, reverse transcribed to form an RNA pool, and the above-mentioned normal type is used for this RNA pool. (Reduced) Peroxiredoxin 6 (nPrx6) and oxidized peroxiredoxin 6 (oxPrx6) RNA is selected and amplified, and this cycle is repeated multiple times to be specific for peroxiredoxin 6 protein. The RNA aptamers shown in SEQ ID NOs: 3 to 5 are recognized in the present invention. In the present invention, the RNA aptamers shown in SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 5 are further shortened and shown in SEQ ID NOs: 6 and 7. RNA aptamers have been obtained, and these shortened RNA aptamers also have binding ability to peroxiredoxin 6 (Prx6). The aptamer of the present invention is obtained not only when it is reduced but also when oxidized peroxiredoxin is targeted, and it binds to both oxidized and normal types, but the measured dissociation constants. Indicates that any aptamer has an equivalent or higher binding property (up to 10 times) to the normal type than the oxidized type.
本発明のアプタマーは、上記したとおり、基本的にはSELEX法により得たものではあるが、本発明においては、アプタマーの塩基配列を明らかにしており、SELEX法によらずとも、この塩基配列から本発明のアプタマーを合成することができる。これには、例えば、それ自体周知の以下の方法を用いることができる。
インビトロ転写法:合成目的のアプタマーRNAに対応する上記DNAを化学合成し、これをPCR増幅し、増幅されたDNAからRNAポリメラーゼによる転写反応によりRNAアプタマーを合成する。例えば、T7プロモータの下流側に上記DNAを連結してPCR増幅し2本鎖DNAを得て、該2本鎖DNAを鋳型として、5’-末端側プライマー、T7RNAポリメラーゼ、およびATP、GTP、CTP及びUTPからなる該RNAポリメラーゼ基質を含む反応溶液中で、RNA伸長反応を行うことにより、RNAアプタマーを得ることができる。
As described above, the aptamer of the present invention is basically obtained by the SELEX method. However, in the present invention, the base sequence of the aptamer is clarified, and the base sequence is not determined by the SELEX method. The aptamer of the present invention can be synthesized. For example, the following method known per se can be used.
In vitro transcription method: The above DNA corresponding to the aptamer RNA to be synthesized is chemically synthesized, PCR amplified, and an RNA aptamer is synthesized from the amplified DNA by a transcription reaction with RNA polymerase. For example, the above DNA is linked to the downstream side of the T7 promoter and PCR amplified to obtain double-stranded DNA. Using the double-stranded DNA as a template, 5′-end primer, T7 RNA polymerase, and ATP, GTP, CTP RNA aptamers can be obtained by performing an RNA elongation reaction in a reaction solution containing the RNA polymerase substrate comprising UTP and UTP.
この方法においては、T7プロモーター配列を含むプラスミドに上記dsDNAを連結したもの、あるいは化学合成したDNAも鋳型として用いることができる。また、上記DNAの合成においては DNA合成装置(例えば、334DNA synthesizer (Applied Biosystems社製))を使用して行うことができる。 In this method, a plasmid containing the T7 promoter sequence linked to the above dsDNA, or a chemically synthesized DNA can also be used as a template. The DNA synthesis can be performed using a DNA synthesizer (for example, 334 DNA synthesizer (Applied Biosystems)).
化学合成法:RNAの合成には、リボース部位の2'水酸基の保護が必要であり、保護基として種々のアミダイトが開発されてきており、最近開発された2-cyanoethoxymethyl (CEM) 基を用いるとRNA合成時の鎖長伸長反応の効率が高くなり、100 merを超える長鎖RNAの合成も可能となる。本発明のRNAアプタマーはこのような化学合成法を用いても合成することができる。 Chemical synthesis method: RNA synthesis requires protection of the 2 'hydroxyl group of the ribose moiety, and various amidites have been developed as protecting groups. Using the recently developed 2-cyanoethoxymethyl (CEM) group The efficiency of the chain length extension reaction at the time of RNA synthesis is increased, and it becomes possible to synthesize a long chain RNA exceeding 100 mer. The RNA aptamer of the present invention can also be synthesized using such a chemical synthesis method.
本発明のRNAアプタマーはペルオキシレドキシン6(PrX6)の検出、定量試薬として用いられる。
例えば、本発明のRNAアプタマーをフルオレセイン、ローダミン、テキサスレッド等の蛍光色素で標識し、被験試料と接触、結合反応を行い、結合しなかったものを除去した後、蛍光あるいはその強度を検出、測定することにより、ペルオキシレドキシン6(PrX6)タンパク質の検出、あるいはその量を測定できる。この際、例えば、標識RNAアプタマーあるいは被験試料のいずれかを固定化した基板を用いて行うことができる。
標識としては、上記蛍光色素に限らず、放射性標識でもよく、また、アビジンやストレプトアビジンで修飾することも可能で、アプタマーペルオキシレドキシン6(PrX6)タンパク質複合体の検出、定量にはビオチンを用いればよい。
このように、アプタマーは核酸であるため合成が簡便で様々な修飾や標識も付加しやすく、当業者であれば標的分子とアプタマーの結合を検出するための方法として、当分野で通常行われている方法を適宜利用することができる。
The RNA aptamer of the present invention is used as a reagent for detecting and quantifying peroxiredoxin 6 (PrX6).
For example, the RNA aptamer of the present invention is labeled with a fluorescent dye such as fluorescein, rhodamine, Texas red, etc., contacted with a test sample, subjected to a binding reaction, removed unbound, and then detected or measured for fluorescence or its intensity By doing so, it is possible to detect peroxiredoxin 6 (PrX6) protein or measure the amount thereof. In this case, for example, it can be performed using a substrate on which either a labeled RNA aptamer or a test sample is immobilized.
The label is not limited to the fluorescent dyes described above, and may be a radioactive label, or modified with avidin or streptavidin. Biotin is used for detection and quantification of the aptamer peroxiredoxin 6 (PrX6) protein complex. That's fine.
Thus, since aptamers are nucleic acids, they are easy to synthesize and can be easily added with various modifications and labels. Those skilled in the art usually perform a method for detecting the binding between a target molecule and an aptamer in the art. Can be used as appropriate.
また、本発明においては、蛍光色素等で標識せずに、ペルオキシレドキシン6(PrX6)タンパク質を検出、定量できる。これには、例えば、表面プラズモン共鳴法(SPR)を用いた検出法がある。すなわち、センサー表面でおこる両分子の結合時の微細な質量変化を表面プラズモン共鳴とよばれる光学現象を採用することで分子間の結合反応を測定することができる。SPR法を利用した装置として、Biacore 社製BIAcore T100等がある。測定はセンサーチップの金薄膜表面に本発明のRNAアプタマー及び被験試料のいずれかを周知の方法で固定化し、これに被験試料あるいはRNAアプタマーを供給して、結合反応をリアルタイムでモニタリングしながら行う。
以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
In the present invention, peroxiredoxin 6 (PrX6) protein can be detected and quantified without labeling with a fluorescent dye or the like. This includes, for example, a detection method using surface plasmon resonance (SPR). That is, the intermolecular binding reaction can be measured by adopting an optical phenomenon called surface plasmon resonance, which is a fine mass change at the time of binding of both molecules occurring on the sensor surface. As a device using the SPR method, there is Biacore T100 manufactured by Biacore. The measurement is performed by immobilizing either the RNA aptamer of the present invention or the test sample on the gold thin film surface of the sensor chip by a well-known method, supplying the test sample or the RNA aptamer thereto, and monitoring the binding reaction in real time.
Examples of the present invention are shown below, but the present invention is not limited to these Examples.
実施例1
Prxタンパク質に特異的に結合するアプタマーのin vitroでの選別
選別に用いたRNAプール(30N)は既に報告したようにして調製した(Fukudaら, Eur. J. Biochem., 267, 3685-3694 (2000))。このRNAプールは次のようにプライマー結合領域ではさまれたランダムな30塩基のコアを含んでいる:
5'-AGTAATACGACTCACTATAGGGAGAATTCCGACCAGAAG-N30-CCTTTCCTCTCTCCTTCCTCTTCT-3'(配列番号18)。RNAプールの増幅に用いたプライマーは:5'-AGTAATACGACTCACTATAGGGAGAATTCCGACCAGAAG-3'((配列番号19)、以下39.N30と表記する。)
と5'-AGAAGAGGAAGGAGAGAGGAAAGG-3'((配列番号20)、以下、24.N30と表記する。)である。選別サイクルにおいては大腸菌tRNA(Boehringer-Mannheim)を非特異的な競争阻害剤として用いた。
Example 1
The RNA pool (30N) used for in vitro selection of aptamers that specifically bind to the Prx protein was prepared as previously reported (Fukuda et al., Eur. J. Biochem., 267, 3685-3694 ( 2000)). This RNA pool contains a random 30 base core sandwiched between primer binding regions as follows:
5′-AGTAATACGACTCACTATAGGGAGAATTCCGACCAGAAG-N30-CCTTTCCTCTCTCCTTCCTCTTCT-3 ′ (SEQ ID NO: 18). Primers used for amplification of the RNA pool were: 5′-AGTAATACGACTCACTATAGGGAGAATTCCGACCAGAAG-3 ′ ((SEQ ID NO: 19), hereinafter referred to as 39.N30)
And 5′-AGAAGAGGAAGGAGAGAGGAAAGG-3 ′ ((SEQ ID NO: 20), hereinafter referred to as 24.N30). In the selection cycle, E. coli tRNA (Boehringer-Mannheim) was used as a non-specific competitive inhibitor.
in vitro選択は、基本的には先に報告されたようにして行う(Urvil, P. T.ら、Eur. J. Biochem. 248, 130-38 (1997); Kumar, P. K.ら、Virology, 237, 270-282 (1997))。
具体的には、ニッケルキレートコートのマイクロプレート(Xenopore社)を200 ulの緩衝液( 10 mM Tris-HCl; 7.5, 50 mM NaCl)で2回洗浄の後、標的タンパク質である還元型ペルオキシレドキシン6(nPrX6)タンパク質(1uM)および酸化型ペルオキシレドキシン(oxPrx)6タンパク質(1uM)を200ulずつ加えて4度で10時間インキュベート。その後、上記の200 ulの緩衝液で3回洗浄する。
In vitro selection is basically performed as previously reported (Urvil, PT et al., Eur. J. Biochem. 248, 130-38 (1997); Kumar, PK et al., Virology, 237, 270- 282 (1997)).
Specifically, a nickel chelate-coated microplate (Xenopore) was washed twice with 200 ul of buffer (10 mM Tris-HCl; 7.5, 50 mM NaCl), and then reduced peroxiredoxin as the target protein. 200 ul each of 6 (nPrX6) protein (1 uM) and oxidized peroxiredoxin (oxPrx) 6 protein (1 uM) were added and incubated at 4 degrees for 10 hours. Then wash three times with the above 200 ul buffer.
上記のようにして得られた長さ30塩基のランダム配列(N30)を含む20uMのRNAプールを、同じく先述の標的タンパク質を固定化したプレートに加え室温で5分間インキュベート。200 ulの緩衝液でさらに3回洗浄した後100ulの溶出用緩衝液(10mM HEPES;7.4, 0,15M NaCl, 0.35M EDTA, 0,005% Tween-20)で溶出する。得られた溶出サンプルはエタノール沈殿法にて含有するRNAを精製し、50 mM Tris-HCl (pH8.0), 40 mM KCl, 6 mM MgCl2, 0.4 mM dNTPs, 2.5 μM プライマー(24.N30)と5 UのAMV逆転写酵素(WAKO)を含む20 μlの反応液中で逆転写した。ヌクレオチドと酵素はアニーリングの段階(95℃で5分間処理後、室温で10分間)の後で加えた。逆転写は42 ℃で90分間行った。 A 20 uM RNA pool containing a random sequence (N30) having a length of 30 bases obtained as described above was added to a plate on which the above target protein was immobilized, and incubated at room temperature for 5 minutes. Wash three more times with 200 ul of buffer and then elute with 100 ul of elution buffer (10 mM HEPES; 7.4, 0,15 M NaCl, 0.35 M EDTA, 0,005% Tween-20). The obtained elution sample was purified by RNA precipitation using ethanol precipitation method, 50 mM Tris-HCl (pH 8.0), 40 mM KCl, 6 mM MgCl2, 0.4 mM dNTPs, 2.5 μM primer (24.N30) and Reverse transcription was carried out in a 20 μl reaction containing 5 U of AMV reverse transcriptase (WAKO). Nucleotides and enzymes were added after the annealing step (treatment at 95 ° C. for 5 minutes, then at room temperature for 10 minutes). Reverse transcription was performed at 42 ° C. for 90 minutes.
ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)による増幅のため、逆転写後の混合液(cDNA反応液)20 μlを80 μlのPCR用混合液(10 mM Tris-HCl (pH8.8), 50 mM KCl, 1.5 mM MgCl2, 0.1% Triton X-100, 5UのTaq DNAポリメラーゼ(タカラ), 0.4 μMずつの24.N30プライマーと39.N30プライマー) で希釈した。反応液は 94℃、1.15分間;‐60℃、0.45分間;‐72℃、1.15分間のサイクルを、適正サイズで産物のバンドが得られるまでの回数繰り返した。PCRの産物はエタノールで沈殿させて転写に用いた。試験管内転写反応はT7Ampliscribeキット(Epicentre Technologies)を用いて、37℃、3時間行った。RNA合成とDNase I処理の後、反応液を8%非変性ポリアクリルアミドゲルで分画した。RNAをゲルから抽出し、次の選別と増幅のサイクルに使用した。
各選別条件について、以下の表1,2に示す。
For amplification by polymerase chain reaction (PCR), 20 μl of the reverse transcription mixture (cDNA reaction solution) is mixed with 80 μl of PCR mixture (10 mM Tris-HCl (pH 8.8), 50 mM KCl, 1.5 mM) Diluted with MgCl2, 0.1% Triton X-100, 5U Taq DNA polymerase (Takara), 0.4 μM each of 24.N30 primer and 39.N30 primer). The reaction was repeated at 94 ° C for 1.15 minutes; -60 ° C for 0.45 minutes; -72 ° C for 1.15 minutes until the product band was obtained at the correct size. The PCR product was precipitated with ethanol and used for transcription. The in vitro transcription reaction was performed at 37 ° C. for 3 hours using a T7 Ampliscribe kit (Epicentre Technologies). After RNA synthesis and DNase I treatment, the reaction solution was fractionated on an 8% non-denaturing polyacrylamide gel. RNA was extracted from the gel and used for the next selection and amplification cycle.
Each sorting condition is shown in Tables 1 and 2 below.
第12回目のサイクルで得たRNAプールを用いてnPrx6タンパク質およびoxPrx6に対する結合親和性を表面プラズモン共鳴装置BIAcore T100(Biacore社)を用いて測定した.それぞれ結果を図1,2に示す。 Using the RNA pool obtained in the 12th cycle, the binding affinity for nPrx6 protein and oxPrx6 was measured using a surface plasmon resonance apparatus BIAcore T100 (Biacore). The results are shown in FIGS.
第12回目のサイクルで得たRNAプールをクローニングし、それぞれ24クローンのRNAについて配列を解読した。なお、そのうち占有率の大きい5種類のクローンの出現を見いだし、これらを以下のように命名した。
クローンA(配列番号15)、クローンB(配列番号16)、クローンC(配列番号5)、クローンD(配列番号17)、クローンE(配列番号3)、クローンF(配列番号4)。
このうち、クローンC、クローンE及びクローンFの2次構造は、それぞれ順に図3、4、5に示される。
上記各クローンの占有率を以下の表3に示す。
The RNA pool obtained in the 12th cycle was cloned, and the sequence of each of 24 clones of RNA was decoded. Of these, 5 clones with high occupation rates were found, and they were named as follows.
Clone A (SEQ ID NO: 15), Clone B (SEQ ID NO: 16), Clone C (SEQ ID NO: 5), Clone D (SEQ ID NO: 17), Clone E (SEQ ID NO: 3), Clone F (SEQ ID NO: 4).
Among these, the secondary structures of clone C, clone E and clone F are shown in FIGS.
The occupation ratio of each clone is shown in Table 3 below.
実施例2
Prx6タンパク質に対する単離されたアプタマーの結合特異性
単離されたクローンA-Fの6種類のRNAアプタマーのPrxタンパク質に対する結合親和性を、表面プラズモン共鳴装置(BIAcore T100(Biacore 社))を用いて測定した。結果を図6、7に示す。
これによれば、クローンC、E及びFは、クローンA、B及びDよりも酸化型ペルオキシドキシン6(oxPrx6)及び還元型ペルオキシドキシン6(nPrx6)のいずれに対しても高い結合能を有することが分かる。なお、クローンEは、還元型ペルオキシドキシン6(nPrx6)を標的として得られ、クローンFは酸化型ペルオキシドキシン6(oxPrx6)を標的として得られており、クローンCは還元型ペルオキシドキシン6(nPrx6)と酸化型ペルオキシドキシン6(oxPrx6)を標的とする場合の双方から得られたものである。
Example 2
Binding specificity of the isolated aptamer for Prx6 protein The binding affinity of the six RNA aptamers of the isolated clone AF to Prx protein was measured using a surface plasmon resonance apparatus (BIAcore T100 (Biacore)). . The results are shown in FIGS.
According to this, clones C, E and F have higher binding ability to both oxidized peroxidexin 6 (oxPrx6) and reduced peroxidexin 6 (nPrx6) than clones A, B and D I understand. Clone E is obtained by targeting reduced peroxidexin 6 (nPrx6), clone F is obtained by targeting oxidized peroxidexin 6 (oxPrx6), and clone C is obtained by reducing reduced peroxidexin 6 (nPrx6) And oxidized peroxide 6 (oxPrx6).
実施例3
表面プラズモン共鳴法によるアプタマーの解離定数の測定
表面プラズモン共鳴法ではフィルター結合測定より感度が高く、より精度の高い解離定数の測定が可能と期待されたので、予備実験により親和性が高いと判断された3種類のRNAアプタマー(クローンC,E,F)とnPrx6タンパク質およびoxPrx6タンパク質との結合の解離定数を、表面プラズモン共鳴装置BIAcore T100(Biacore社)によって測定した。
Example 3
Measurement of aptamer dissociation constant by surface plasmon resonance method Since surface plasmon resonance method is expected to be more sensitive than dissociation constant by filter binding measurement and to be able to measure dissociation constant with higher accuracy, it was judged that affinity was high by preliminary experiments. The dissociation constants of the binding between the three types of RNA aptamers (clone C, E, F) and nPrx6 protein and oxPrx6 protein were measured with a surface plasmon resonance apparatus BIAcore T100 (Biacore).
RNAアプタマーの3'末端に24ヌクレオチド長のオリゴ・アデニン(A)を延長させたRNAを作製し、次のようにして表面プラズモン共鳴法用のセンサーチップに固定化した。まず、HBS-EP++緩衝液(10 mM HEPES, 500 mM NaCl, 3 mM EDTA, 0.005% Tween-20, pH 7.5)に解かした0.3 μMのビオチン化したオリゴdT(24ヌクレオチド長)[5'-(dT)24-3']、20 μlを、ストレプトアビジンでコートされたセンサーチップ(センサーチップSA, Biacore社)に2μl/mlの流速で流して固定化し、緩衝液を20μl/mlの流速で20分間流して未結合のオリゴヌクレオチドを除いた。オリゴAを含むRNAアプタマー(クローンC,E,F)をHBS-EP緩衝液に0.3 μMの濃度で溶かし、その20μlをオリゴdTを固定化したチップに2μl/mlの流速で流してチップ表面上のオリゴdTに結合させた。このアプタマーのチップへの結合の際に表面プラズモン共鳴装置によって検出された応答の強度は、約5,000応答単位(RU)であった。 An RNA having a 24 nucleotide long oligo-adenine (A) extended to the 3 ′ end of the RNA aptamer was prepared and immobilized on a sensor chip for surface plasmon resonance as follows. First, 0.3 μM biotinylated oligo dT (24 nucleotides long) [5 '-() dissolved in HBS-EP ++ buffer (10 mM HEPES, 500 mM NaCl, 3 mM EDTA, 0.005% Tween-20, pH 7.5) dT) 24-3 '], 20 μl was immobilized on a sensor chip coated with streptavidin (Sensor Chip SA, Biacore) at a flow rate of 2 μl / ml, and the buffer was 20 at a flow rate of 20 μl / ml. Unbound oligonucleotide was removed by running for a minute. Dissolve RNA aptamer containing oligo A (clone C, E, F) in HBS-EP buffer at a concentration of 0.3 μM, and flow 20 μl onto the chip with oligo dT immobilized at a flow rate of 2 μl / ml on the chip surface. Of oligo dT. The intensity of the response detected by the surface plasmon resonance device upon binding of the aptamer to the chip was about 5,000 response units (RU).
上記のSAチップへ一定の濃度範囲のnPrx6タンパク質またはoxPrx6タンパク質溶液60μlを20μl/mlの流速で流し、固定化されたRNAアプタマーとの結合反応曲線を測定して、各アプタマーと還元型ペルオキシドキシン6(nPrx6)タンパク質及び酸化型ペルオキシドキシン6(oxPrx6)タンパク質との解離定数を求めた。アナライトとして添加するPrx6タンパク質はそれぞれ最低でも5種類の濃度のサンプルを調製し、検定を行った。この結果を、後記する実施例5で得られた短縮化アプタマーについて同様の試験を行った結果と併せて、以下の表4に示す。 Run 60 μl of nPrx6 protein or oxPrx6 protein solution in a certain concentration range to the above SA chip at a flow rate of 20 μl / ml, measure the binding reaction curve with the immobilized RNA aptamer, and measure each aptamer and reduced peroxidexin 6 The dissociation constant between the (nPrx6) protein and oxidized peroxidexin 6 (oxPrx6) protein was determined. The Prx6 protein to be added as an analyte was prepared by preparing samples of at least 5 different concentrations. The results are shown in Table 4 below together with the results of performing the same test on the shortened aptamer obtained in Example 5 described later.
これによれば、上記したアプタマーは、いずれも、還元型ペルオキシレドキシン6に対しての親和性が酸化型ペルオキシレドキシン6に比べて同等、もしくは高く、特にクローンFとクローンFminiは還元型に対して酸化型よりも10倍程度親和性が高いことが明らかである。 According to this, all of the aptamers described above have the same or higher affinity for reduced peroxiredoxin 6 than oxidized peroxiredoxin 6, and in particular clone F and clone Fmini are reduced. It is clear that the affinity is about 10 times higher than that of the oxidized form.
実施例4
RNAアプタマーによるPrx6酵素活性の阻害
単離されたRNAアプタマーがPrx6タンパク質と結合し、相互作用することで、Prx6タンパク質が本来持っている酵素活性を阻害するかどうかを以下のようにして検定した。
1mM EDTA、1.5μMチオレドキシン、0.3μM チオレドキシン還元酵素、0.2 mM NADPH を含む50mM Hepes-NaOH(pH7.0)に可変量のペルオキシレドキシンを添加し、30℃で3分間反応した。反応後、基質として100μMの過酸化水素を添加して反応を開始し,NADPH の消費を340 nm における吸光度の減少としてUV-2450(島津製作所)を用い経時的に測定した。NADPH の吸光係数は6.22 mM-1 cm-1 の値を用いて、酵素反応速度を求めた。試料を含まない対照を測定し,添加されている試薬による自発的な活性としてこれを差し引いた。RNAアプタマーによる酵素の阻害活性を検討する場合には、ペルオキシレドキシンと共存させ、同様の実験を行った。
Example 4
Inhibition of Prx6 Enzyme Activity by RNA Aptamer The isolated RNA aptamer binds to and interacts with Prx6 protein to test whether the Prx6 protein originally inhibits the enzyme activity as follows.
A variable amount of peroxiredoxin was added to 50 mM Hepes-NaOH (pH 7.0) containing 1 mM EDTA, 1.5 μM thioredoxin, 0.3 μM thioredoxin reductase, 0.2 mM NADPH, and reacted at 30 ° C. for 3 minutes. After the reaction, 100 μM hydrogen peroxide was added as a substrate to start the reaction, and NADPH consumption was measured over time using UV-2450 (Shimadzu Corporation) as a decrease in absorbance at 340 nm. The NADPH extinction coefficient was 6.22 mM-1 cm-1, and the enzyme reaction rate was determined. Controls without sample were measured and subtracted as spontaneous activity due to the added reagent. When examining the inhibitory activity of an enzyme by an RNA aptamer, a similar experiment was conducted in the presence of peroxiredoxin.
結果を、図8〜10に示す。図8の結果によれば、nPrx6タンパク質に対して、クローンCのアプタマーが50%程度の酵素阻害活性を持つことが示された。この酵素阻害活性能はクローンC(アプタマーC)、E(アプタマーE)、F(アプタマーF)のすべてのアプタマーについて確認されたが、クローンCが一番高く、次いでクローンF、クローンEの順に高かった。
図9は図8の検定におけるRNaseの影響を調べた結果であり、RNaseによる検定中のRNAアプタマーの分解が懸念されたものの、RNase阻害剤を加えた場合と加えなかった場合で優位差が見られないことから、本検定中のRNAアプタマーの分解はほとんどないと考えられた。
図10はクローンCのRNAアプタマーによる酵素阻害活性がアプタマーの濃度依存的に行われるかどうかを検定した結果で、加えるアプタマー濃度が2 μMまでは著しい濃度依存性が、それより高濃度では緩やかな濃度依存性が確認された。
上記一連の酵素阻害活性測定を基にしてPrx6タンパク質に対するクローンCアプタマーの阻害定数を求めたところ、ki値は1.4 μMとなった。
The results are shown in FIGS. According to the results of FIG. 8, it was shown that the aptamer of clone C has about 50% enzyme inhibitory activity against the nPrx6 protein. This enzyme inhibitory activity was confirmed for all aptamers Clone C (Aptamer C), E (Aptamer E), and F (Aptamer F). Clone C was the highest, followed by Clone F and C. It was.
FIG. 9 shows the results of examining the effect of RNase in the assay of FIG. 8. Although there was a concern about degradation of RNA aptamer during the assay with RNase, there was a difference in the difference between the case where RNase inhibitor was added and the case where RNase inhibitor was not added. As a result, it was considered that there was almost no degradation of the RNA aptamer during this assay.
FIG. 10 shows the result of assaying whether the enzyme inhibitory activity of clone C RNA aptamer is dependent on the aptamer concentration. The concentration dependence of the aptamer to be added is up to 2 μM, but it is moderate at higher concentrations. Concentration dependence was confirmed.
When the inhibition constant of the clone C aptamer with respect to Prx6 protein was calculated | required based on the said series of enzyme inhibitory activity measurement, ki value was set to 1.4 micromol.
実施例5
単離されたRNAアプタマーのミニマイズ化
単離されたRNAアプタマーの配列から全てのクローン間で共通であるプライマー領域を削除し、アプタマー分子の短縮化を行った。二次構造予測からもミニマイズされたアプタマーが全長のものと構造的に大きく変わらないことを確認して、ミニマイズされたアプタマーが標的分子との特異的な結合領域を含有すると想定した。調整法は以下の通りである。
このミニマイズされたRNAアプタマー配列に対応するDNAを化学合成し、さらにその上流にT7プロモーター領域を付加してこれをPCR増幅し、増幅されたDNAからRNAポリメラーゼによる転写反応によりRNAアプタマーを合成した。
Example 5
Minimization of the isolated RNA aptamer The primer region common to all clones was deleted from the sequence of the isolated RNA aptamer to shorten the aptamer molecule. From the secondary structure prediction, it was confirmed that the minimized aptamer was not structurally significantly different from the full-length one, and it was assumed that the minimized aptamer contained a specific binding region with the target molecule. The adjustment method is as follows.
A DNA corresponding to the minimized RNA aptamer sequence was chemically synthesized, and a T7 promoter region was added upstream of the DNA, which was then PCR amplified. An RNA aptamer was synthesized from the amplified DNA by a transcription reaction using RNA polymerase.
得られたミニマイズ化RNAアプタマーである、クローンEmini及びクローンFminiの塩基配列及び予測される2次構造は、配列番号6、7及び図11及び12にそれぞれ示される。
これらミニマイズ化アプタマーについて、実施例3と同様にして、表面プラズモン共鳴装置を用いて、これらミニマイズ化アプタマーと還元型ペルオキシドキシン6(NPrx6)及び酸化型ペルオキシドキシン6との解離定数を求めた。結果は実施例3中の表3に併せて記載した。
The nucleotide sequences and predicted secondary structures of the obtained minimized RNA aptamers, clone Emini and clone Fmini, are shown in SEQ ID NOs: 6 and 7, and FIGS. 11 and 12, respectively.
For these minimized aptamers, the dissociation constants of these minimized aptamers, reduced peroxidexin 6 (NPrx6) and oxidized peroxidexin 6 were determined using a surface plasmon resonance apparatus in the same manner as in Example 3. The results are listed in Table 3 in Example 3.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008006123A JP5083892B2 (en) | 2008-01-15 | 2008-01-15 | Aptamer against peroxiredoxin 6 (Prx6) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008006123A JP5083892B2 (en) | 2008-01-15 | 2008-01-15 | Aptamer against peroxiredoxin 6 (Prx6) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009165394A true JP2009165394A (en) | 2009-07-30 |
| JP5083892B2 JP5083892B2 (en) | 2012-11-28 |
Family
ID=40967326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008006123A Expired - Fee Related JP5083892B2 (en) | 2008-01-15 | 2008-01-15 | Aptamer against peroxiredoxin 6 (Prx6) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5083892B2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010207189A (en) * | 2009-03-12 | 2010-09-24 | Tokyo Univ Of Agriculture & Technology | Method for labeling polynucleotide and method for measuring test substance |
| JP2022512986A (en) * | 2018-11-09 | 2022-02-07 | コアステム カンパニー リミテッド | Biomarkers for predicting the proliferation and migration ability of mesenchymal stem cells and their uses |
| US20220135977A1 (en) * | 2020-10-30 | 2022-05-05 | Arkray, Inc. | Nucleic acid aptamer for influenza virus and detection of influenza virus |
| WO2024090571A1 (en) | 2022-10-28 | 2024-05-02 | 慶應義塾 | Diagnosis of immune-mediated inflammatory diseases using mmp12 as indicator, and medicine for treating immune-mediated inflammatory diseases via mmp12 inhibition |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006349451A (en) * | 2005-06-15 | 2006-12-28 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Diagnostic method and diagnostic kit for dementia |
-
2008
- 2008-01-15 JP JP2008006123A patent/JP5083892B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006349451A (en) * | 2005-06-15 | 2006-12-28 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Diagnostic method and diagnostic kit for dementia |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010207189A (en) * | 2009-03-12 | 2010-09-24 | Tokyo Univ Of Agriculture & Technology | Method for labeling polynucleotide and method for measuring test substance |
| JP2022512986A (en) * | 2018-11-09 | 2022-02-07 | コアステム カンパニー リミテッド | Biomarkers for predicting the proliferation and migration ability of mesenchymal stem cells and their uses |
| JP7190567B2 (en) | 2018-11-09 | 2022-12-15 | コアステム カンパニー リミテッド | Biomarkers for proliferating and migrating ability prediction of mesenchymal stem cells and their uses |
| US20220135977A1 (en) * | 2020-10-30 | 2022-05-05 | Arkray, Inc. | Nucleic acid aptamer for influenza virus and detection of influenza virus |
| US11732267B2 (en) * | 2020-10-30 | 2023-08-22 | Arkray, Inc. | Nucleic acid aptamer for influenza virus and detection of influenza virus |
| WO2024090571A1 (en) | 2022-10-28 | 2024-05-02 | 慶應義塾 | Diagnosis of immune-mediated inflammatory diseases using mmp12 as indicator, and medicine for treating immune-mediated inflammatory diseases via mmp12 inhibition |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5083892B2 (en) | 2012-11-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2663724C2 (en) | Methods for determining patient's susceptibility to nosocomial infection and predicting development of a septic syndrome | |
| CN106319031A (en) | Recurrent spontaneous abortion relevant microRNA and applications thereof | |
| JP5083892B2 (en) | Aptamer against peroxiredoxin 6 (Prx6) | |
| JP6041408B2 (en) | Nucleic acid element candidate molecule and method for screening nucleic acid element for target analysis using the same | |
| CN104498495A (en) | Prostatic cancer marker lncRNA MALAT-1 and application thereof | |
| CN113227377B (en) | DNA aptamer specifically binding to yellow fever virus EDIII and its use | |
| CN111826431B (en) | Biomarkers and targets for diagnosis and treatment of cardiovascular diseases and application thereof | |
| US20100029492A1 (en) | Nucleic acid chip for obtaining binding profile of single strand nucleic acid and unknown biomolecule, manufacturing method thereof and analysis method of unknown biomolecule using nucleic acid chip | |
| Davydova et al. | Reporter-recruiting bifunctional aptasensor for bioluminescent analytical assays | |
| CN111549104B (en) | Non-diagnosis-purpose circRNA detection method based on long-chain DNA scaffold DNA nanobelt | |
| US11231420B2 (en) | Selection and optimization of aptamers to recognize ebola markers | |
| KR101829668B1 (en) | Nucleic acid chip and Reference Substance for Obtaining Bind information of sigle-stranded nucleic acid and Biomolecule, Manufacturing Method Thereof, and Method and apparatus for analyzing Biomolecules Using Nucleic acid chip and Reference Substances | |
| CN113648425B (en) | PLK1 inhibitor and CSNK1D/E inhibitor have synergistic inhibitory effect on tumor cells | |
| CN114107461B (en) | Cyclic RNA markers and their use in diagnosis and prognosis of recurrent abortion pathological pregnancy | |
| WO2013116705A1 (en) | Composite assay for detecting a clinical condition | |
| JP2009017824A (en) | Improved method for detecting norovirus RNA | |
| CN113186268A (en) | Application of DNA-RNA heteroduplex specific conjugate in promoting nucleic acid replication and in novel coronavirus detection | |
| JP2016539639A (en) | Kit of parts containing nucleic acids capable of forming a kissing complex and uses thereof | |
| CN118957023B (en) | A detection method for screening whether T7 RNA polymerase produces dsRNA, nucleic acid sequence combination and application thereof | |
| KR101783657B1 (en) | Apparatus, Kits and Methods for Analyzing Biomolecuels | |
| RU2007108303A (en) | METHOD FOR DETECTING AND QUANTITATIVE EVALUATION OF HIV DNA IN VITRO USING QUANTITATIVE PCR | |
| JP4670343B2 (en) | Cytokeratin 20 mRNA detection and quantification method | |
| KR100825154B1 (en) | Intracellular RMNA Determination Using Capillary Electrophoresis-Single Chain Morphology Polymorphism | |
| JP2006340663A (en) | Carcinoembryonic antigen mRNA measurement method and oligonucleotide used therefor | |
| JP2007116999A (en) | RegIV mRNA measurement method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100210 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120522 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120719 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120828 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120830 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150914 Year of fee payment: 3 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |