JP2012125216A - Coleopteran luciferase - Google Patents
Coleopteran luciferase Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012125216A JP2012125216A JP2010281503A JP2010281503A JP2012125216A JP 2012125216 A JP2012125216 A JP 2012125216A JP 2010281503 A JP2010281503 A JP 2010281503A JP 2010281503 A JP2010281503 A JP 2010281503A JP 2012125216 A JP2012125216 A JP 2012125216A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- luciferase
- amino acid
- mutant
- atp
- wild
- 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
Images
Landscapes
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Enzymes And Modification Thereof (AREA)
Abstract
Description
本発明は、甲虫類ルシフェラーゼおよびそれを利用したATP濃度測定方法に関する。 The present invention relates to a beetle luciferase and an ATP concentration measurement method using the same.
甲虫類ルシフェラーゼタンパク質は、ホタル、鉄道虫、ヒカリコメツキ等の甲虫類が持つ発光タンパク質である。甲虫類ルシフェラーゼタンパク質は、D−ルシフェリン、酸素分子およびATPを基質として、電子励起状態のオキシルシフェリンを生成する酸化反応を触媒する。生成された電子励起状態のオキシルシフェリンは、基底状態に戻るときに可視光としてエネルギーを放出する。なお、本願では、甲虫類ルシフェラーゼタンパク質を総称して「ルシフェラーゼ」と呼ぶ場合があり、また、ルシフェラーゼが触媒する酸化反応および引き続き起こるオキシルシフェリンの化学発光をあわせた一連の反応に対して「ルシフェラーゼ活性」または「発光活性」という用語を使用する場合がある。 The beetle luciferase protein is a photoprotein possessed by beetles such as fireflies, railroad insects, and light clicks. The beetle luciferase protein catalyzes an oxidation reaction that produces oxyluciferin in an electronically excited state using D-luciferin, oxygen molecules, and ATP as substrates. The generated oxyluciferin in the electronically excited state emits energy as visible light when returning to the ground state. In this application, the beetle luciferase protein is sometimes collectively referred to as “luciferase”, and “luciferase activity” is applied to a series of reactions that combine the oxidation reaction catalyzed by luciferase and the subsequent chemiluminescence of oxyluciferin. "Or" luminescent activity "may be used.
ルシフェラーゼは発光イメージングに利用さている。例えば、ルシフェラーゼを発現する細胞または組織をイメージングするための、高感度CCDカメラおよび明るい光学系を含む発光イメージング装置が現在市販されている。 Luciferase is used for luminescence imaging. For example, luminescent imaging devices, including highly sensitive CCD cameras and bright optics, are now commercially available for imaging cells or tissues that express luciferase.
発光イメージングは、GFP等の蛍光タンパク質による蛍光イメージングに勝る点が多い。発光イメージングは、観察の際に励起光を必要としないため、蛍光イメージングの場合に生じる蛍光分子の退色や光毒性による細胞へのダメージが無いため、数日間以上の長期間にわたって定量的な観察が可能である。また、蛍光イメージングでは生体内の様々な色素分子に由来する自家蛍光が観察の障害となるが、発光イメージングではこれが生じない。以上の点から、細胞、組織および個体といった幅広い範囲で、様々な用途に発光イメージング法が活用されている。 Luminescence imaging has many advantages over fluorescence imaging with fluorescent proteins such as GFP. Luminescence imaging does not require excitation light for observation, so there is no fading of fluorescent molecules or damage to cells due to phototoxicity that occurs in fluorescence imaging, so quantitative observation is possible over a long period of several days or more. Is possible. In fluorescence imaging, autofluorescence derived from various pigment molecules in a living body becomes an obstacle to observation, but this does not occur in emission imaging. From the above points, the luminescence imaging method is used for various applications in a wide range of cells, tissues, and individuals.
また、ルシフェラーゼは、ATPの定量的検出のために利用されている。ATPは、細胞内でのエネルギー通貨であるとともに、シグナル伝達系のリン酸化反応の基質でもあり、細胞内で非常に重要な役割を担っている。そのため、細胞内のATP濃度の測定は細胞機能解析にとって重要である。ルシフェラーゼの濃度が一定で、試料内の基質(D−ルシフェリンおよびATP)のうち一方の濃度が十分に高い場合、ルシフェラーゼの発光強度は他方の基質の濃度に依存する。すなわち、恒常的に発現するプロモーターによってルシフェラーゼを発現させ、D−ルシフェリンを培地中に十分に添加することによって、細胞を生かしたままで細胞内のATP濃度を経時的に計測することが可能となる。このような原理に基づき、高感度な光検出装置を用いることで10−12M程度の微量なATPを定量的に検出することが可能となっており、そのような測定を実現するための試薬キットも市販されている。 Luciferase is also used for quantitative detection of ATP. ATP is an energy currency in the cell and a substrate for the phosphorylation reaction of the signal transduction system, and plays a very important role in the cell. Therefore, measurement of intracellular ATP concentration is important for cell function analysis. When the concentration of luciferase is constant and the concentration of one of the substrates (D-luciferin and ATP) in the sample is sufficiently high, the luminescence intensity of luciferase depends on the concentration of the other substrate. That is, by expressing luciferase with a promoter that is constantly expressed and sufficiently adding D-luciferin to the medium, it is possible to measure the ATP concentration in the cell over time while keeping the cell alive. Based on such a principle, it is possible to quantitatively detect a small amount of ATP of about 10 −12 M by using a highly sensitive photodetection device, and a reagent for realizing such measurement Kits are also commercially available.
非特許文献1および非特許文献2には、既存のホタルルシフェラーゼを用いた、生きた細胞においてATP濃度を測定する方法が記載されている。これらの方法でも、当該ホタルルシフェラーゼの発光強度を測定する。しかしながら、既存のホタルルシフェラーゼは、細胞内のATP濃度ですでに飽和しており、少量のATP濃度の変化では発光強度の変化が小さく、信頼性の高い測定を行うのが困難である。また、発光タンパク質の発光強度は蛍光タンパク質と比較して極めて弱いため、これらの方法では、鮮明な画像を取得するために長期間の露出を要するという制約が存在する。例えば、現在利用可能な、高感度CCDカメラおよび明るい光学系を備えた発光顕微鏡システム(オリンパス製LV200等)を用いても、細胞内のルシフェラーゼの微弱な発光を画像として取得するには、典型的に数分の露光時間を要する。外部刺激に対する細胞内ATP濃度変化の応答時間は、培地に呼吸系の阻害剤を添加した場合等の極端な例で2分程度と報告されている(非特許文献3)。この点から、細胞内ATP濃度変化を経時的に精度良く測定するためには、露光時間を現在の数分のオーダーからさらに伸ばすことは望ましくない。また、現在の市販の高感度CCDカメラ(浜松ホトニクス社製ImagEM等)の量子効率がルシフェラーゼの発光波長帯において90%以上に達していることから、大きなブレークスルーが無い限り測定装置の改良によって現在の露光時間を大幅に短縮することは望めない。そのため、例えば発光イメージングによって細胞内ATP濃度およびその時間変化を高感度に検出するためには、ルシフェラーゼ活性が高く且つATPに対する応答性が高いルシフェラーゼが必要である。
ルシフェラーゼ活性およびATPに対する応答性は、酵素学的パラメータを用いて議論される。すなわち、ルシフェラーゼの活性は、ミカエリス−メンテンのモデルに基づいて解析される。D−ルシフェリンの濃度が十分に高く、反応開始時のATP濃度が[ATP]0であるとき、初期反応速度v0は、 Luciferase activity and responsiveness to ATP are discussed using enzymological parameters. That is, the activity of luciferase is analyzed based on the Michaelis-Menten model. When the concentration of D-luciferin is sufficiently high and the ATP concentration at the start of the reaction is [ATP] 0 , the initial reaction rate v 0 is
図1は、KMが異なる2つのルシフェラーゼについて、発光強度とATP濃度との関係を式1から求めてプロットしたものである。図1中に示される縦軸に平行な2本の破線は、それぞれの曲線のKMを表す線である。すなわち、左の破線が実線からなる曲線についてのKMを表し、右の破線が破線からなる曲線についてのKMを表す。図1からわかるように、ルシフェラーゼの発光強度は、ATP濃度が上昇するに従って急速に上昇する。ATP濃度がKMに比べて低濃度のとき、ATP濃度と発光強度とは比例に近い関係を示している。しかし、ATP濃度がKMよりも大きくなると、ATP濃度の変化量に対して発光強度の変化量は小さくなる。例えば、ATP濃度がKMの値の3倍に達すると、ルシフェラーゼの発光強度はすでに最大発光強度の75%に達しており、ATP濃度がそれ以上に上昇しても発光強度の変化は小さい。このような濃度範囲では、ATP濃度を測定することが困難となる。
1, for the two luciferase K M are different, the relationship between the emission intensity and the ATP concentration is obtained by plotting calculated from
以上より、ルシフェラーゼ活性が高く且つATPに対する応答性が高いというルシフェラーゼの好ましい条件は、kcatが可能な限り大きく且つKMの値を3倍した値が測定したいATP濃度範囲より大きいという条件に言い換えることができる。 From the above, preferred conditions of the luciferase of high responsiveness to high and ATP are the luciferase activity, in other words the condition that the value 3 times the value of the k cat is larger and K M as possible is greater than ATP concentration range to be measured be able to.
生体組織中のATP濃度は、その由来となった臓器および動物種によって違いがあるものの、ヒトの場合約2.1mMであると報告されており(非特許文献4)、培養細胞については1〜1.3mMとの報告がある(非特許文献2および非特許文献5)。したがって、上述したKMの条件を考慮すれば、これらの細胞のATP濃度の測定に適したKMの下限値は0.3mM〜0.7mMである。
Although the ATP concentration in living tissue varies depending on the organ and animal species from which it is derived, it has been reported that it is about 2.1 mM for humans (Non-Patent Document 4). There is a report of 1.3 mM (Non-Patent
しかしながら、現在までに報告されている野生型甲虫類ルシフェラーゼのKMは0.2mMよりも低い。そこで、野生型甲虫類ルシフェラーゼに変異を導入してKMを上昇させた変異体が作製されている(非特許文献6および特許文献1)。しかし、非特許文献6に記載される変異体では基質結合部位から5Å以内の範囲に変異が導入されており、そのほとんどにおいて発光活性(すなわちkcatの値)が大幅に低下していた。また、特許文献1にはkcatについての具体的な記載がないものの、非特許文献6の場合と同様に、変異導入部位が基質結合部位に近い部分に存在する。そのため、特許文献1に記載の変異型ルシフェラーゼにおいても、発光活性が大幅に低下していることが予想される。したがって、現在までに公知となっている野生型または変異型ルシフェラーゼを用いて、理想的なATP濃度測定を行うことは困難である。
However, K M of the wild-type Coleoptera luciferase has been reported to date is lower than 0.2mM. Therefore, mutant increased the K M by introducing a mutation into wild-type Coleoptera luciferase has been produced (Non-Patent Document 6 and Patent Document 1). However, in the mutants described in Non-Patent Document 6, mutations were introduced within a range of 5 mm or less from the substrate binding site, and in most of them, the luminescence activity (that is, the value of k cat ) was greatly reduced. Further, although
本発明の目的は、高いルシフェラーゼ活性および適切なKM値を有する変異型甲虫類ルシフェラーゼおよびそれを利用した優れた細胞内ATP濃度測定方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a mutant beetle luciferase and superior intracellular ATP concentration measuring method using the with high luciferase activity and a suitable K M values.
本発明の実施態様によれば、酵素反応をミカエリス−メンテンのモデルによって解析したときに、ATPに対するミカエリス定数KMが0.3mM以上であり、且つkcatが野生型または変異導入前の甲虫類ルシフェラーゼのkcatの50%以上の値である変異型甲虫類ルシフェラーゼが提供される。 According to an embodiment of the present invention, Michaelis enzyme reaction - when analyzed by model Menten, Michaelis constant K M for ATP is greater than or equal to 0.3 mM, and k cat is the wild-type or mutated previous Coleoptera A mutant beetle luciferase is provided that has a value of 50% or more of the k cat of luciferase.
本発明によれば、露光時間が短縮され、且つ精度の高いATP濃度測定が可能となる。 According to the present invention, the exposure time can be shortened and the ATP concentration can be measured with high accuracy.
本発明の一態様は、酵素反応をミカエリス−メンテンのモデルによって解析したときに、ATPに対するミカエリス定数KMが0.3mM以上であり、且つkcatが野生型または変異導入前の甲虫類ルシフェラーゼのkcatの50%以上の値である変異型甲虫類ルシフェラーゼである。そのような、変異型甲虫類ルシフェラーゼでは、タンパク質の立体構造において、基質結合部位から5Å以上離れた部位に変異が導入されていてよい。さらに、変異が導入されている前記部位は、変異導入前において、少なくとも1つの塩基性アミノ酸残基であってよい。 One aspect of the present invention, the enzymatic reaction Michaelis - when analyzed by Menten model, Michaelis constant K M for ATP is greater than or equal to 0.3 mM, and k cat is earlier wild-type or mutated beetle luciferases It is a mutant beetle luciferase having a value of 50% or more of k cat . In such a mutant beetle luciferase, a mutation may be introduced at a site separated by 5 mm or more from the substrate binding site in the three-dimensional structure of the protein. Furthermore, the site into which the mutation has been introduced may be at least one basic amino acid residue before the mutation introduction.
(発明に至る経緯)
まず、本発明者が本発明に至った経緯を説明する。
上述のように、非特許文献6では、基質結合部位付近に変異を導入した結果、ATPに対するKMが上昇すると同時にkcatが低下、あるいはD−ルシフェリンに対するKMが上昇している。本発明者は、このような現象について、基質結合部位付近に変異を導入することで基質が反応に好ましい配置を採ることを妨げられ、ATPに対するKMを上昇させるという好ましい変化と同時に、発光活性(kcat)の低下およびD−ルシフェリンに対するKMの上昇が起こったと考察した。
(Background to Invention)
First, the background of the inventor of the present invention will be described.
As described above, Non-Patent Document 6, as a result of introducing a mutation in the vicinity of the substrate binding site, it decreases at the same time k cat when K M rises against ATP, or K M for D- luciferin is rising. The present inventors, for such a phenomenon, is prevented from substrates by introducing a mutation in the vicinity of the substrate binding site takes a preferred arrangement the reaction, at the same time as positive change that increases the K M for ATP, luminescence activity increase of K M for lowering and D- luciferin (k cat) were considered to have occurred.
一方、本発明者は、ルシフェラーゼは、高効率に発光するために、すなわち反応効率を上げるために、ATPおよびルシフェリンといった基質を活性部位に集めるように進化してきたと仮定した。例えば、ルシフェラーゼ表面に接触したATPおよびルシフェリンを反応の場となる活性部位に向けて集約する機構を有していると考えた。そのような機構を実現するため、分子の表面且つ活性部位(すなわち基質結合部位)から離れた位置に、ATPとの結合に適した部位(例えばアミノ酸残基の側鎖)が存在すると考えた。そして、このような仮定が正しければ、この部位に変異を導入することで、ATPを取り込む効率(すなわちKMの値)を下げることができ、同時に活性部位に到達した基質同士の反応の進行は野生型と同程度に維持できる(すなわち高いkcatが得られる)と考えた。 On the other hand, the present inventor hypothesized that luciferase has evolved to collect substrates such as ATP and luciferin in the active site in order to emit light with high efficiency, that is, to increase reaction efficiency. For example, it was considered that ATP and luciferin in contact with the luciferase surface were aggregated toward the active site as a reaction field. In order to realize such a mechanism, it was considered that a site (for example, a side chain of an amino acid residue) suitable for binding to ATP was present on the surface of the molecule and at a position away from the active site (that is, the substrate binding site). Then, if correct, this assumption, by introducing a mutation at this site, it is possible to lower the efficiency (ie the value of K M) for taking the ATP, the progress of the reaction of the substrate to each other reaching the active site at the same time It was considered that it could be maintained at the same level as the wild type (that is, a high k cat was obtained).
ATPは生理的な溶液中でMgATP2−として存在し、負電荷を帯びている。そのため、上記のATPが好む側鎖として、正電荷を帯びた塩基性アミノ酸残基の側鎖、例えばアルギニンおよびリジンの側鎖を検討した。また、このようなアミノ酸残基のタンパク質立体構造上の位置は、タンパク質の表面であって、基質が結合するくぼみを中心とする側の半球に位置すると予想した。 ATP exists as MgATP 2- in physiological solution and is negatively charged. Therefore, as side chains preferred by ATP, side chains of basic amino acid residues having a positive charge, for example, side chains of arginine and lysine were examined. In addition, the position of such amino acid residues on the protein tertiary structure was predicted to be located on the surface of the protein and in the hemisphere on the side centered on the depression to which the substrate is bound.
ホタルルシフェラーゼの立体構造は、北米ボタル(Photinus pyralis)(Conti E. et al. (1996), Crystal structure of firefly luciferase throws light on a superfamily of adenylate-forming enzymes, Structure, 4, 287-298)およびゲンジボタル(Luciola cruciata)(Nakatsu, T. et al. (2006), Structural basis for the spectral difference in luciferase bioluminescence, Nature, 440, 372-376)について報告されている。北米ボタルルシフェラーゼとゲンジボタルルシフェラーゼは、アミノ酸配列上では68%の相同性を有するが、フレキシブルなリンカーで繋がれた2つの主要なドメイン同士の位置関係を除き、これらのホタルルシフェラーゼの構造は良く一致している。このことから、フォールドおよびドメイン構造等の全体的な構造については、甲虫類ルシフェラーゼにおいて共通していると推測される。 The three-dimensional structure of firefly luciferase is that of North American firefly (Contin E. et al. (1996), Crystal structure of firefly luciferase throws light on a superfamily of adenylate-forming enzymes, Structure, 4, 287-298) and Genji firefly. (Lucio cruciata) (Nakatsu, T. et al. (2006), Structural basis for the spectral difference in luciferase bioluminescence, Nature, 440, 372-376) has been reported. North American firefly luciferase and Genji firefly luciferase have 68% homology on the amino acid sequence, but the structures of these firefly luciferases are in good agreement except for the positional relationship between two major domains linked by a flexible linker. ing. From this, it is speculated that the overall structure such as the fold and domain structure is common in the beetle luciferase.
本発明者は、基質アナログと結合した結晶構造が既知であるゲンジボタルルシフェラーゼの立体構造をテンプレートとして、ヤエヤマヒメボタルルシフェラーゼ(YaeLUC)の構造モデルを作製し(図2)、その構造モデルをもとに、上述のようなATP結合部位を探索した。YaeLUCは、秋吉らによってヤエヤマヒメボタル(Luciola filiformis yayeyamana)からクローニングされたホタルルシフェラーゼ(配列番号1)であり(国際公開第2009/075306号)、北米ボタルルシフェラーゼとの間で66%、ゲンジボタルルシフェラーゼとの間で81%の相同性を有している。この点に着目し、相同性に基づく構造モデルの構築および基質近傍のアミノ酸残基の位置の特定のために利用した。 The present inventor created a structural model of Yaeyama firefly luciferase (YaeLUC) using the three-dimensional structure of Geni firefly luciferase with a known crystal structure bound to a substrate analog as a template (FIG. 2), and based on the structural model, The ATP binding site as described above was searched. YaeLUC is a firefly luciferase (SEQ ID NO: 1) cloned by Akiyoshi et al. From Luciola filiformis yayeyamana (WO 2009/075306), 66% between North American firefly luciferase and Genji firefly luciferase There is 81% homology between them. Focusing on this point, it was used to construct a structural model based on homology and to specify the positions of amino acid residues near the substrate.
以上のような戦略のもと、本発明者が、様々な部位に対する変異体を設計および作製し、ATPに対する親和性および発光活性を調べた結果、本発明者の予想通り、ATPに対する親和性が低下し、同時に発光活性が高く維持された変異型ルシフェラーゼを得ることができた。例えば、YaeLUCの447位のリジン(K447)、535位のリジン(K535)または538位のアルギニン(R538)を、中性または酸性のアミノ酸残基に置換した変異体は、発光活性(kcat値)が野生型に対して50%以上の高い値を維持しつつ、ATPに対するKM値は0.3mM以上となった。 Based on the strategy described above, the present inventors designed and produced mutants for various sites and examined the affinity for ATP and the luminescence activity. It was possible to obtain a mutant luciferase that decreased and at the same time maintained high luminescence activity. For example, a mutant obtained by substituting lysine at position 447 (K447), lysine at position 535 (K535) or arginine at position 538 (R538) with a neutral or acidic amino acid residue of YaeLUC has a luminescence activity (k cat value). ) is while maintaining a high value of 50% or more relative to the wild type, K M value for ATP became more 0.3 mM.
変異を導入したこれらの部位は、構造モデル上で基質結合部位(ATPが存在する部位)から5Å以上離れて位置しており(図2)、ATPとルシフェリンとの反応およびその後の発光を直接には阻害しないことが合理的に理解される。また、これらの変異を組み合わせた多重変異体では、発光活性を高く維持し且つATPに対するKMを下げるという効果が相乗的に得られることがわかった。 These sites into which mutations have been introduced are located at least 5 mm away from the substrate binding site (site where ATP is present) on the structural model (FIG. 2), and the reaction between ATP and luciferin and subsequent luminescence are directly performed. Is reasonably understood not to inhibit. Further, the multiple mutants a combination of these mutations, the effect of lowering the K M for the high maintaining and ATP light emission activity was found to be obtained synergistically.
(変異型甲虫類ルシフェラーゼ)
次に、本発明の態様について説明する。
本発明の一態様は、酵素反応をミカエリス−メンテンのモデルによって解析したときに、ATPに対するミカエリス定数KMが0.3mM以上であり、且つkcatが野生型または変異導入前の甲虫類ルシフェラーゼのkcatの50%以上の値である変異型甲虫類ルシフェラーゼである。
(Mutant beetle luciferase)
Next, aspects of the present invention will be described.
One aspect of the present invention, the enzymatic reaction Michaelis - when analyzed by Menten model, Michaelis constant K M for ATP is greater than or equal to 0.3 mM, and k cat is earlier wild-type or mutated beetle luciferases It is a mutant beetle luciferase having a value of 50% or more of k cat .
本発明の一態様に係るルシフェラーゼは甲虫類に由来する。甲虫類とは甲虫綱コウチュウ目に分類される昆虫の総称であり、例えば、ホタル(Lampyridae)科、フェンゴディダエ(Phengodidae)科またはコメツキムシ(Elateroidae)科に属する昆虫である。ホタル科に属する昆虫とは、例えば、ヤエヤマヒメボタル(Luciola filiformis yayeyamana)、ゲンジボタル(Luciola cruciata)、ヘイケボタル(Luciola lateralis)、北米ボタル(Photinus pyralis)である。フェンゴディダエ科に属する昆虫とは、例えば、鉄道虫(Phrixothrix hirtus)である。コメツキムシ科に属する昆虫とは、例えば、ヒカリコメツキ(Pyrophorus plagiophthalamus)である。 The luciferase according to one embodiment of the present invention is derived from a beetle. Coleoptera is a general term for insects classified into the order Coleoptera, for example, insects belonging to the family Lampyridae, the family Phengodidae or the family Elateroidae. Examples of the insects belonging to the firefly family include the firefly (Luciola filformis yayeyamana), the genji firefly (Luciola cruciata), the mosquito firefly (Luciola lateralis), and the North American firefly (Photinus pyrus). Insects belonging to the family Fengodidae are, for example, railway insects (Prixothrix hirtus). Insects belonging to the family Beetleidae are, for example, Hikari Kometsuki (Pyrophorus plagiophthalamus).
本発明の一態様に係るルシフェラーゼは、変異型ルシフェラーゼである。すなわち、既知の野生型甲虫類ルシフェラーゼもしくはその変異体または新規に同定された野生型甲虫類ルシフェラーゼもしくはその変異体に対して変異を導入することで得られるルシフェラーゼである。既知の野生型甲虫類ルシフェラーゼまたはその変異体は、市販されているルシフェラーゼであってよい。ここにおいて、変異とは、例えば、アミノ酸配列におけるアミノ酸の置換、欠失もしくは付加等またはこれらの組み合わせを意味する。この変異は、野生型ルシフェラーゼのアミノ酸配列において、1つのアミノ酸残基に生じた変異であってよく、2つのアミノ酸残基に生じた変異であってよく、3つのアミノ酸残基に生じた変異であってよく、または4以上のアミノ酸残基に生じた変異であってよい。複数のアミノ酸残基における変異は、連続したアミノ酸残基に生じたものであっても、互いに離れたアミノ酸残基に生じたものであってもよい。変異型ルシフェラーゼは、その野生型ルシフェラーゼとの間で、75%以上、80%以上、85%以上、90%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上または99%以上の相同性を有してよい。 The luciferase according to one embodiment of the present invention is a mutant luciferase. That is, it is a luciferase obtained by introducing a mutation into a known wild-type beetle luciferase or a mutant thereof or a newly identified wild-type beetle luciferase or a mutant thereof. The known wild type beetle luciferase or variant thereof may be a commercially available luciferase. Here, the mutation means, for example, amino acid substitution, deletion or addition in the amino acid sequence, or a combination thereof. This mutation may be a mutation that occurs in one amino acid residue or a mutation that occurs in two amino acid residues in the amino acid sequence of wild-type luciferase. It may be a mutation occurring in 4 or more amino acid residues. Mutations in a plurality of amino acid residues may occur in consecutive amino acid residues or may occur in amino acid residues separated from each other. Mutant luciferase is 75% or more, 80% or more, 85% or more, 90% or more, 95% or more, 96% or more, 97% or more, 98% or more, or 99% or more with the wild type luciferase. There may be homology.
そのような変異は、関連する技術分野において一般的な方法によって導入されたものであってよい。例えば、ルシフェラーゼタンパク質をコードするDNAに変異を導入することで得られたものであってよい。そのような導入方法の例は、変異を導入したいルシフェラーゼ遺伝子の塩基配列を含むDNAにおいて、変異を導入しようとするアミノ酸配列に対応する核酸に変異を導入するという方法である。DNAにおける変異の導入は、QuikChange II Site−Directed Mutagenesis Kit(Stratagene)等の市販のキット類を用いて容易に行うことが出来る。変異型ルシフェラーゼは、野生型ルシフェラーゼ全長に対応するものであってよく、または野生型ルシフェラーゼの一部を欠損したタンパク質に対応するものであってもよい。また、変異型ルシフェラーゼは、野生型ルシフェラーゼ以外のタンパク質の一部または全部を含んでよい。例えば、変異型ルシフェラーゼが、野生型ルシフェラーゼに由来するタンパク質とその他のタンパク質に由来するタンパク質とが融合したタンパク質であってよい。 Such mutations may have been introduced by methods common in the relevant technical field. For example, it may be obtained by introducing a mutation into DNA encoding luciferase protein. An example of such an introduction method is a method in which a mutation is introduced into a nucleic acid corresponding to an amino acid sequence to which a mutation is to be introduced in DNA containing a nucleotide sequence of a luciferase gene into which the mutation is to be introduced. Introduction of mutations in DNA can be easily performed using commercially available kits such as QuikChange II Site-Directed Mutagenesis Kit (Stratagene). The mutant luciferase may correspond to the full length of the wild type luciferase, or may correspond to a protein lacking a part of the wild type luciferase. The mutant luciferase may include a part or all of a protein other than the wild-type luciferase. For example, the mutant luciferase may be a protein in which a protein derived from wild-type luciferase and a protein derived from another protein are fused.
本発明の一態様のルシフェラーゼにおいて、ATPに対するミカエリス定数KMは0.3mM以上であり、好ましくは0.7mM以上である。ここにいう、ATPに対するミカエリス定数KMとは、ルシフェラーゼによって触媒されるATPとルシフェリンとの反応において、ルシフェリンが十分に存在している場合に、ATP濃度と反応速度との関係を示すミカエリス−メンテン式におけるKMである。すなわち、以下の式3に示されるミカエリス−メンテン式におけるKMである。 In luciferase aspect of the present invention, the Michaelis constant K M for ATP is at least 0.3 mM, preferably 0.7mM or more. It referred to herein, Michaelis The Michaelis constant K M for ATP, shown in the reaction of ATP and luciferin being catalysed by luciferase, if luciferin is sufficiently present, the relationship between ATP concentration and the reaction rate - Menten it is a K M in the formula. That is, Michaelis shown in Equation 3 below - a K M of Menten equation.
本発明の一態様に係る変異型甲虫類ルシフェラーゼでは、kcatが、野生型または変異導入前の甲虫類ルシフェラーゼのkcatの50%以上の値であり、好ましくは60%以上である。すなわち、本発明の一態様の変異型甲虫類ルシフェラーゼについて、その変異導入前のルシフェラーゼとの間でkcatを比較した場合、変異型甲虫類ルシフェラーゼのkcatが、変異導入前のルシフェラーゼのkcatの50%以上の値となる。kcatとは、基質が十分に存在する時の、ルシフェラーゼの単位時間および単位濃度あたりの発光活性であり、次の式4を満たす。 In the mutant beetle luciferase according to one embodiment of the present invention, k cat is a value that is 50% or more, preferably 60% or more of the wild type or k cat of the beetle luciferase before mutagenesis. That is, one mode of the mutant beetle luciferase of the invention, when comparing the k cat between its previous mutagenesis luciferase, k cat of the mutant beetle luciferase, k cat luciferase before mutagenesis Of 50% or more. k cat is the luminescence activity per unit time and unit concentration of luciferase when the substrate is sufficiently present, and satisfies the following formula 4.
本発明の一態様の変異型甲虫類ルシフェラーゼは、野生型と比較してATPに対する親和性が低いものの、発光活性を高く維持している。このようなルシフェラーゼを使用することで、既存のルシフェラーゼでは測定できない濃度範囲における測定が可能となり、また測定可能であっても発光強度が低いために実用的でない範囲における測定が可能となる。さらに、ATP濃度の測定だけでなく、変異型甲虫類ルシフェラーゼの特性を利用した様々な応用が期待できる。 Although the mutant beetle luciferase of one embodiment of the present invention has a low affinity for ATP as compared to the wild type, it maintains a high luminescence activity. By using such a luciferase, measurement in a concentration range that cannot be measured by existing luciferase is possible, and even if measurement is possible, measurement is possible in a range that is not practical due to low emission intensity. Furthermore, not only the measurement of ATP concentration but also various applications utilizing the characteristics of mutant beetle luciferase can be expected.
本発明の一態様の変異型甲虫類ルシフェラーゼは、タンパク質の立体構造において、基質結合部位から5Å以上離れた部位に変異が導入されていてよい。すなわち、当該ルシフェラーゼにおける変異の少なくとも1つが、基質結合部位から5Å以上離れた部位に存在してよい。基質結合部位とは、ATPとルシフェリンとの反応が生じるときに、ATPが安定的に配置するルシフェラーゼ内の部位のことである。換言すれば、基質結合部位は活性部位である。変異が基質結合部位から5Å以上離れた部位に存在することで、発光活性に対する悪影響を最小化し(すなわちkcatの低下を抑制し)、ATP応答性を上げる(すなわちKMを大きくする)ことができる。また、変異は、基質結合部位から5Å以上離れ且つルシフェラーゼタンパク質の表面に導入されていてよい。 In the mutant beetle luciferase of one embodiment of the present invention, a mutation may be introduced at a site separated by 5 mm or more from the substrate binding site in the three-dimensional structure of the protein. That is, at least one of the mutations in the luciferase may be present at a site separated by 5 mm or more from the substrate binding site. The substrate binding site is a site in luciferase that ATP stably arranges when a reaction between ATP and luciferin occurs. In other words, the substrate binding site is the active site. Mutations that are present at a site distant from the substrate binding site 5Å or more, to minimize adverse effects on luminescence activity (i.e. suppressing a decrease in k cat), increasing the ATP response (i.e. increasing the K M) is it can. Further, the mutation may be introduced 5 Å or more away from the substrate binding site and on the surface of the luciferase protein.
基質結合部位からの距離の算出は、例えば、基質または基質アナログとの共結晶の結晶構造が既知のルシフェラーゼを利用して行うことができる。例えば、ゲンジボタルルシフェラーゼの結晶構造が既知であるため、これが利用される(Nakatsu, T. et al. (2006), Structural basis for the spectral difference in luciferase bioluminescence, Nature, 440, 372-376)。まず、ゲンジボタルルシフェラーゼにおいて、基質結合部位から5Å以上離れた部位を特定する。次に、本発明の一態様に係るルシフェラーゼとゲンジボタルルシフェラーゼとの間のアミノ酸配列の相同性を考慮して、本発明の一態様に係るルシフェラーゼにおける5Å以上離れた部位を特定することができる。 The distance from the substrate binding site can be calculated using, for example, luciferase whose crystal structure of the co-crystal with the substrate or substrate analog is known. For example, since the crystal structure of Genibotaruluciferase is known, this is used (Nakatsu, T. et al. (2006), Structural basis for the spectral difference in luciferase bioluminescence, Nature, 440, 372-376). First, in Genji firefly luciferase, a site separated by 5 mm or more from the substrate binding site is specified. Next, in consideration of amino acid sequence homology between the luciferase according to one embodiment of the present invention and the geniferal luciferase, it is possible to specify a site separated by 5 cm or more in the luciferase according to one embodiment of the present invention.
あるいは、本発明の一態様に係るルシフェラーゼの構造モデルを作製し、モデル上で5Å以上離れた部位を特定することもできる。具体的には、構造既知のタンパク質との配列相同性に基づいた構造予測によって構造モデルを作製し、そのモデル上で基質結合部位との距離を算出する。構造モデルの作製には、例えば、SWISS−MODEL(http://swissmodel.expasy.org/)といったオンラインサービスを利用することが可能である。図2には、このサービスを利用して作成した野生型ヤエヤマヒメボタルルシフェラーゼの構造モデルを示す。この構造モデルは、ゲンジボタルルシフェラーゼと、基質アナログである5’−O−[N−(デヒドロルシフェリル)−スルファモイル]アデノシン(DLSA)との共結晶の構造(PDB ID:2D1S)をテンプレート構造として作成した。この構造モデルに対して、テンプレート構造におけるDLSAを重ね合わせることで、野生型ヤエヤマヒメボタルルシフェラーゼの構造モデルにおける基質結合部位を推定することができる。 Alternatively, a structural model of luciferase according to one embodiment of the present invention can be prepared, and a site separated by 5 cm or more can be identified on the model. Specifically, a structural model is created by structure prediction based on sequence homology with a protein with a known structure, and the distance from the substrate binding site is calculated on the model. For the production of the structural model, for example, an online service such as SWISS-MODEL (http://swissmodel.expasy.org/) can be used. FIG. 2 shows a structural model of wild-type Yaeyama firefly luciferase created using this service. This structural model was created using a template structure of a co-crystal structure (PDB ID: 2D1S) of gentian firefly luciferase and the substrate analog 5′-O- [N- (dehydroluciferyl) -sulfamoyl] adenosine (DLSA). did. By superimposing DLSA in the template structure on this structural model, it is possible to estimate the substrate binding site in the structural model of wild-type Yaeyama luciferase.
本発明の一態様の変異型甲虫類ルシフェラーゼにおいて、変異が導入されている部位は、変異導入前において、少なくとも1つの塩基性アミノ酸残基であってよい。すなわち、変異型甲虫類ルシフェラーゼは、この塩基性アミノ酸残基に対して変異を導入することで得られたルシフェラーゼであってよい。塩基性アミノ酸残基は1つである場合に限らず、複数であってもよい。ここにいう変異導入前とは、変異導入前のタンパク質が、野生型ルシフェラーゼだけでなく、既に何らかの変異が導入されているルシフェラーゼをも含むことを意味する。塩基性アミノ酸とは、例えば2つ以上のアミノ基を有することで塩基性を有したアミノ酸のことであり、例えば、リジン、アルギニンまたはヒスチジンである。なお、このような変異型甲虫類ルシフェラーゼでは、塩基性アミノ酸残基に加えて、その他の残基に変異が導入されていてもよい。 In the mutant beetle luciferase of one embodiment of the present invention, the site where the mutation is introduced may be at least one basic amino acid residue before the mutation is introduced. That is, the mutant beetle luciferase may be a luciferase obtained by introducing a mutation into this basic amino acid residue. The number of basic amino acid residues is not limited to one, but may be plural. The term “before mutation introduction” as used herein means that the protein before mutation introduction includes not only wild-type luciferase but also luciferase in which some mutation has already been introduced. The basic amino acid is an amino acid having basicity by having two or more amino groups, for example, lysine, arginine or histidine. In such a mutant beetle luciferase, mutations may be introduced into other residues in addition to the basic amino acid residues.
本発明の一態様の変異型甲虫類ルシフェラーゼにおいて、変異が導入される塩基性アミノ酸残基は、相同性に基づく配列比較において、野生型ヤエヤマヒメボタルルシフェラーゼの447位のリジンに相当するアミノ酸残基、535位のリジンに相当するアミノ酸残基または538位のアルギニンに相当するアミノ酸残基であってよい。すなわち、任意の甲虫類ルシフェラーゼについて、野生型ヤエヤマヒメボタルルシフェラーゼとの間でアミノ酸配列の相同性を検討したとき、野生型ヤエヤマヒメボタルルシフェラーゼの447位のリジン、535位のリジンまたは538位のアルギニンに相当する、任意の甲虫類ルシフェラーゼにおけるアミノ酸残基に対して変異が導入されてよい。 In the mutant beetle luciferase of one embodiment of the present invention, the basic amino acid residue into which the mutation is introduced is an amino acid residue corresponding to the lysine at position 447 of the wild-type Yaeyama luciferase in the sequence comparison based on homology, It may be an amino acid residue corresponding to lysine at position 535 or an amino acid residue corresponding to arginine at position 538. That is, for any beetle luciferase, when the homology of the amino acid sequence was examined with wild-type pine luciferase, it corresponds to the lysine at position 447, 535-position lysine or 538-position arginine of wild-type pine luciferase. Mutations may be introduced into amino acid residues in any beetle luciferase.
甲虫類のルシフェラーゼ同士は、一般的に相同性が高いことが知られている。例えば、ヒカリコメツキとホタルとは、分類学上の科は違うにも関わらず、ルシフェラーゼ同士では50%程度の相同性がある。また、全ての甲虫類ルシフェラーゼ間において完全に保存されている部位が多数存在する。したがって、野生型ヤエヤマヒメボタルルシフェラーゼの特定のアミノ酸残基(例えば447位のリジン残基)に相当するアミノ酸残基を、別の種に由来するルシフェラーゼにおいて特定することは技術的に容易である。 It is known that beetle luciferases generally have high homology. For example, Hikari Kometsuki and Firefly have about 50% homology between luciferases, although the taxonomy is different. There are also many sites that are completely conserved among all beetle luciferases. Therefore, it is technically easy to specify an amino acid residue corresponding to a specific amino acid residue (for example, lysine residue at position 447) of wild-type Yaeyama luciferase in a luciferase derived from another species.
そのような特定は、例えば、ClustalW(http://www.clustal.org/)といった既知の配列比較プログラムを用いて行うことができる。この場合、比較を行いたい2つのルシフェラーゼの配列を入力してプログラムを実行することによって、配列比較を行うことができる。ここで、野生型ヤエヤマヒメボタルルシフェラーゼを2つの配列の1つとして入力すれば、野生型ヤエヤマヒメボタルルシフェラーゼの特定位置の残基が、他のルシフェラーゼにおいてどの位置に対応するかを容易に特定できる。 Such identification can be performed using a known sequence comparison program such as ClustalW (http://www.clustal.org/). In this case, sequence comparison can be performed by inputting the sequences of two luciferases to be compared and executing the program. Here, if the wild-type pine luciferase is input as one of the two sequences, it is possible to easily identify which position in the other luciferase corresponds to the residue at the specific position of the wild-type pine luciferase.
あるいは、基質または基質アナログとの共結晶の結晶構造が知られているルシフェラーゼ(例えば、ゲンジボタルルシフェラーゼ(Nakatsu, T. et al. (2006), Structural basis for the spectral difference in luciferase bioluminescence, Nature, 440, 372-376))との間で配列比較を行うことによって、任意のルシフェラーゼの特定の残基が、既知のルシフェラーゼタンパク質立体構造上でどこに対応するかを特定できる。 Alternatively, a luciferase having a known crystal structure of a co-crystal with a substrate or a substrate analog (eg, Genji firefly luciferase (Nakatsu, T. et al. (2006), Structural basis for the spectral difference in luciferase bioluminescence, Nature, 440, 372-376)) makes it possible to identify where a particular residue of any luciferase corresponds on a known luciferase protein conformation.
図2には、ヤエヤマヒメボタルルシフェラーゼの立体構造のモデルが示される。この図には、447位のリジン、535位のリジンおよび538位のアルギニンが示されている。この図からわかるように、これらの残基は基質結合部位(DLSAが位置する部位)から離れており且つタンパク質の表面付近に位置することがわかる。一方、特許文献1に開示される変異型北米ボタルルシフェラーゼでは、その245位および318位の残基に変異が導入されている。これらの位置は、相同性検索によれば、ヤエヤマヒメボタルルシフェラーゼの247位および320位に相当し、図2に示されるように基質結合部位付近に位置する。すなわち、447位のリジン、535位のリジンおよび538位のアルギニンという位置は、少なくとも基質結合部位からの距離に関して、既知の変異型ルシフェラーゼにおける変異導入部位と大きく異なる。
FIG. 2 shows a model of the three-dimensional structure of the Yaeyama firefly luciferase. In this figure, lysine at position 447, lysine at position 535 and arginine at position 538 are shown. As can be seen from this figure, these residues are located away from the substrate binding site (site where DLSA is located) and near the surface of the protein. On the other hand, in the mutant North American firefly luciferase disclosed in
以下の表1に、代表的な甲虫類ルシフェラーゼにおける、ヤエヤマヒメボタルの447位のリジン残基、535位のリジン残基および538位のアルギニン残基に相当する残基を示す。 Table 1 below shows residues corresponding to the lysine residue at position 447, the lysine residue at position 535, and the arginine residue at position 538 in a representative beetle luciferase.
導入する変異としては、もとのアミノ酸残基の有する電気的性質を打ち消すような変異であることが好ましい。もとのアミノ酸残基が塩基性残基であれば、その正電荷を帯びているという性質を打ち消す変異が好ましく、すなわち、その塩基性残基を酸性残基または中性残基に置換する変異であることが好ましい。ATPとの親和性を低下させるためには、すなわちKMを増大させるためには、塩基性残基を酸性残基に置換することがより好ましい。例えば、グルタミン酸、アスパラギン酸またはアスパラギンへの置換であることが好ましい。しかしながら、測定に適したKM値およびkcat値、ルシフェラーゼの安定性等に応じて適宜選択することができる。 The mutation to be introduced is preferably a mutation that cancels the electrical properties of the original amino acid residue. If the original amino acid residue is a basic residue, a mutation that cancels the property of being positively charged is preferable, that is, a mutation that replaces the basic residue with an acidic residue or a neutral residue. It is preferable that To decrease the affinity of the ATP, that in order to increase the K M, it is preferable to replace the basic residues in acidic residues. For example, substitution to glutamic acid, aspartic acid or asparagine is preferable. However, K M values and k cat values suitable for the measurement, can be appropriately selected depending on the stability of the luciferase.
本発明の一態様の変異型甲虫類ルシフェラーゼは、上述したような変異を複数含んでよい。すなわち、変異が導入される塩基性アミノ酸残基は、相同性に基づく配列比較において、野生型ヤエヤマヒメボタルルシフェラーゼの447位のリジンに相当するアミノ酸残基、535位のリジンに相当するアミノ酸残基および538位のアルギニンに相当するアミノ酸残基から成る群から選択される2以上のアミノ酸残基であってよい。このように、複数の塩基性アミノ酸残基に対して変異が導入された変異型ルシフェラーゼでは、相乗的にKMが増大する。 The mutant beetle luciferase of one embodiment of the present invention may include a plurality of mutations as described above. That is, the basic amino acid residue into which the mutation is introduced is the amino acid residue corresponding to the lysine at position 447 of the wild type wild luciferase in the sequence comparison based on homology, and the amino acid residue corresponding to the lysine at position 535 and Two or more amino acid residues selected from the group consisting of amino acid residues corresponding to arginine at position 538 may be used. Thus, variant luciferase mutation was introduced to the plurality of basic amino acid residues, synergistically K M will increase.
本発明の一態様の変異型甲虫類ルシフェラーゼの具体的な例は、K447E変異体(配列番号3)、K535D変異体(配列番号5)、K535E変異体(配列番号7)、K535N変異体(配列番号9)、R538E変異体(配列番号11)およびK447E/K535E変異体(配列番号13)である。これらはいずれも、野生型ヤエヤマヒメボタルルシフェラーゼにおいて特定のアミノ酸残基を置換することで得られた変異体である。すなわち、K447E変異体とは447位のリジン残基をグルタミン酸に置換した変異体であり、K535D変異体とは535位のリジン残基をアスパラギン酸に置換した変異体であり、K535E変異体とは535位のリジン残基をグルタミン酸に置換した変異体であり、K535N変異体とは、535位のリジン残基をアスパラギンに置換した変異体であり、R538E変異体とは、538位のアルギニンをグルタミン酸に置換した変異体であり、K447E/K535E変異体とは、447位のリジン残基をグルタミン酸に置換し且つ535位のリジン残基をグルタミン酸に置換した変異体である。これらの変異体において変異を導入した447位、535位および538位は、図2に示されるように、基質結合部位から離れて位置する。 Specific examples of the mutant beetle luciferase of one embodiment of the present invention include a K447E mutant (SEQ ID NO: 3), a K535D mutant (SEQ ID NO: 5), a K535E mutant (SEQ ID NO: 7), and a K535N mutant (sequence). No. 9), R538E mutant (SEQ ID NO: 11) and K447E / K535E mutant (SEQ ID NO: 13). These are all mutants obtained by substituting specific amino acid residues in wild-type Yaeyama firefly luciferase. That is, the K447E mutant is a mutant in which the lysine residue at position 447 is substituted with glutamic acid, the K535D mutant is a mutant in which the lysine residue at position 535 is replaced with aspartic acid, and the K535E mutant is A mutant in which the lysine residue at position 535 is substituted with glutamic acid, the K535N mutant is a mutant in which the lysine residue at position 535 is substituted with asparagine, and the mutant R538E is an arginine at position 538 with glutamic acid. The K447E / K535E mutant is a mutant in which the lysine residue at position 447 is replaced with glutamic acid and the lysine residue at position 535 is replaced with glutamic acid. Positions 447, 535, and 538 that have introduced mutations in these mutants are located away from the substrate binding site, as shown in FIG.
(核酸)
本発明の別の態様は、変異型甲虫類ルシフェラーゼタンパク質をコードする塩基配列を含む核酸である。このような塩基配列は、甲虫類に由来する塩基配列であってよい。ここにおける「由来する」とは、ここに規定される塩基配列には、甲虫類に属す生物が本来有する野生型の塩基配列だけでなく、それに変異が生じた塩基配列が含まれることを意味する。また、ここにおける変異とは、塩基配列中の特定の塩基の置換、欠失および/または付加等を指す。塩基配列の変異には、コードされるアミノ酸配列に変化を生じさせない変異をも含む。また、核酸とは、特に、DNAまたはRNAを指す。
(Nucleic acid)
Another aspect of the present invention is a nucleic acid comprising a base sequence encoding a mutant beetle luciferase protein. Such a base sequence may be a base sequence derived from a beetle. “Derived” as used herein means that the base sequence defined herein includes not only the wild-type base sequence inherent in the organism belonging to the beetle but also the base sequence in which the mutation has occurred. . The mutation herein refers to substitution, deletion and / or addition of a specific base in the base sequence. The nucleotide sequence mutation includes a mutation that does not cause a change in the encoded amino acid sequence. The nucleic acid particularly refers to DNA or RNA.
このような核酸の好ましい例は、K447E変異体をコードする塩基配列(配列番号4)、K535D変異体をコードする塩基配列(配列番号6)、K535E変異体をコードする塩基配列(配列番号8)、K535N変異体をコードする塩基配列(配列番号10)、R538E変異体をコードする塩基配列(配列番号12)またはK447E/K535E変異体(配列番号14)をコードする塩基配列を含む核酸である。 Preferred examples of such a nucleic acid include a base sequence encoding the K447E mutant (SEQ ID NO: 4), a base sequence encoding the K535D mutant (SEQ ID NO: 6), and a base sequence encoding the K535E mutant (SEQ ID NO: 8). , A nucleic acid comprising a nucleotide sequence encoding a K535N variant (SEQ ID NO: 10), a nucleotide sequence encoding a R538E variant (SEQ ID NO: 12), or a nucleotide sequence encoding a K447E / K535E variant (SEQ ID NO: 14).
また、本発明のさらに別の態様はこのような核酸を含むベクターである。当該ベクターには、ルシフェラーゼをコードする核酸以外に、発現を調節するための配列またはマーカー遺伝子の配列を含む核酸等を含んでよい。また、その他のタンパク質の遺伝子を含んでもよい。当該ベクターは、例えば発現ベクターである。 Yet another embodiment of the present invention is a vector containing such a nucleic acid. In addition to the nucleic acid encoding luciferase, the vector may include a nucleic acid containing a sequence for regulating expression or a marker gene sequence. Moreover, you may include the gene of another protein. The vector is, for example, an expression vector.
(形質転換体および形質導入体)
本発明の別の態様は、上述のような核酸を含む形質転換体または形質導入体である。形質転換体とは、外部から核酸を取り込んだ生物(特に細胞)を意味する。当該細胞は、本発明の一態様に係る変異型甲虫類ルシフェラーゼの遺伝子を含んだ核酸が導入され、その結果、そのような遺伝子を含む核酸を保持している。そのような細胞とは、例えば、動物細胞、植物細胞、酵母細胞であってよい。形質転換体は、関連する技術分野において一般的な方法によって作製することが可能であり、例えば、リン酸カルシウム法、リポフェクションまたはエレクトロポレーション等によって、細胞等に核酸を導入することができる。また、形質導入体とは、バクテリオファージの感染によって、外部から核酸が導入された細菌を意味する。形質導入体は、関連する技術分野において一般的な方法によって作製することが可能であり、例えば、予め目的とする核酸を保有するバクテリオファージを作製し、それを細菌に感染させることで導入することができる。そのような細菌とは、例えば大腸菌である。
(Transformants and transductants)
Another aspect of the present invention is a transformant or transductant comprising a nucleic acid as described above. A transformant means an organism (particularly a cell) that has taken in nucleic acid from the outside. The cell is introduced with the nucleic acid containing the mutant beetle luciferase gene according to one embodiment of the present invention, and as a result, retains the nucleic acid containing such a gene. Such a cell may be, for example, an animal cell, a plant cell, or a yeast cell. A transformant can be prepared by a general method in a related technical field. For example, a nucleic acid can be introduced into a cell or the like by a calcium phosphate method, lipofection, electroporation, or the like. The transductant means a bacterium into which a nucleic acid has been introduced from the outside by bacteriophage infection. A transductant can be prepared by a general method in a related technical field, for example, by introducing a bacteriophage carrying a target nucleic acid in advance and infecting it with a bacterium. Can do. Such a bacterium is, for example, E. coli.
(製造方法)
本発明の別の態様は、変異型甲虫類ルシフェラーゼの製造方法である。当該製造方法は、上述のような形質転換体もしくは形質導入体にて変異型甲虫類ルシフェラーゼを発現させる工程、または無細胞発現系にて変異型甲虫類ルシフェラーゼを合成する工程を含む。形質転換体または形質導入体を用いる場合、それらをタンパク質の発現に適した条件下で培養することで変異型甲虫類ルシフェラーゼを発現させる。その後、必要に応じて、変異型甲虫類ルシフェラーゼを精製する。これらの具体的な方法は、関連する技術分野において一般的なものを使用することができる。また、無細胞発現系においても、関連する技術分野において一般的なものを使用することができ、例えば、翻訳に必要となるリボソームやアミノ酸等を含む緩衝液に、変異体ルシフェラーゼをコードするRNAを添加してルシフェラーゼを合成する。
(Production method)
Another embodiment of the present invention is a method for producing a mutant beetle luciferase. The production method includes a step of expressing a mutant beetle luciferase in a transformant or a transductant as described above, or a step of synthesizing a mutant beetle luciferase in a cell-free expression system. When transformants or transductants are used, mutant beetle luciferases are expressed by culturing them under conditions suitable for protein expression. Thereafter, the mutant beetle luciferase is purified as necessary. As these specific methods, those common in the related technical field can be used. In addition, cell-free expression systems that are common in related technical fields can be used. For example, RNA encoding mutant luciferase is added to a buffer containing ribosomes, amino acids, and the like necessary for translation. Add to synthesize luciferase.
[実施例1]
種々の変異型ヤエヤマヒメボタルルシフェラーゼを作製し、ATPに対する応答性および発光活性を調べた。
[Example 1]
Various mutant Yaeyama firefly luciferases were prepared, and responsiveness to ATP and luminescence activity were examined.
(発現ベクターの作製)
文献(Sambrook, J and Russell, D. W. (2001), Molecular Cloning: a laboratory manual, 3rd ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York)に記載の方法に従って、cDNAライブラリからクローニングしたヤエヤマヒメボタルルシフェラーゼ(YaeLUC)をコードする塩基配列(配列番号2)(国際公開第2009/075306号)を含むDNAを、pRSET−Bベクター(Invitrogen)のBamHIおよびEcoRIサイト間に挿入することで、YaeLUC発現ベクターを作製した。当該発現ベクターからは、野生型ヤエヤマヒメボタルルシフェラーゼ(配列番号1)が発現する。
(Preparation of expression vector)
Literature (Sambrook, J and Russell, DW (2001), Molecular Cloning:. A laboratory manual, 3 rd ed, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York) according to the method described in, Yaeyama cloned from a cDNA library Expression of YaeLUC by inserting a DNA containing a nucleotide sequence (SEQ ID NO: 2) (International Publication No. 2009/075306) encoding Japanese firefly luciferase (YaeLUC) between the BamHI and EcoRI sites of the pRSET-B vector (Invitrogen) A vector was prepared. From the expression vector, wild-type Yaeyama firefly luciferase (SEQ ID NO: 1) is expressed.
その野生型ルシフェラーゼのDNAに変異を導入して、変異型ルシフェラーゼの発現ベクターを作製した。具体的には、対象となる部位に変異を持つ一組の相補的なオリゴDNAおよびQuikChange II Site−Directed Mutagenesis Kit(Stratagene)を用いて、同キットのマニュアルに示された方法に従って作製した。以下の表2に、作製した変異体、使用したオリゴDNAのセット、導入された変異、得られた塩基配列およびアミノ酸配列をまとめる。 Mutation was introduced into the wild-type luciferase DNA to prepare an expression vector for the mutant-type luciferase. Specifically, using a set of complementary oligo DNAs having mutations at the site of interest and QuikChange II Site-Directed Mutagenesis Kit (Stratagene), they were prepared according to the method described in the manual of the kit. Table 2 below summarizes the mutants produced, the set of oligo DNAs used, the introduced mutations, the resulting base sequences and amino acid sequences.
各変異体の塩基配列を、BigDye Terminator v3.1 Cycle Sequencing Kit(Applied Biosystems)および3130XLジェネティックアナライザ(Applied Biosystems)を使用して確認し、タンパク質をコードする領域に目的の変異が導入されていることおよびPCRエラーに起因する意図しない変異が無いことを確認した。 The base sequence of each mutant is confirmed using BigDye Terminator v3.1 Cycle Sequencing Kit (Applied Biosystems) and 3130XL Genetic Analyzer (Applied Biosystems), and the target mutation is introduced into the region encoding the protein. It was also confirmed that there were no unintended mutations due to PCR errors.
(ルシフェラーゼタンパク質の精製)
次に、上記の通り作製した発現ベクターを用いて、大腸菌内にて変異型ルシフェラーゼタンパク質を作製した。
(Purification of luciferase protein)
Next, a mutant luciferase protein was prepared in E. coli using the expression vector prepared as described above.
まず、上記の通り作製した各発現ベクターを、発現用の大腸菌に形質転換した。大腸菌株JM109(DE3)のコンピテントセル50μLに、ルシフェラーゼ発現ベクター0.5μL(DNA約10ng)を加え、氷上に30分間静置し、続いて42℃の熱浴で45秒間処理した後、再び氷上に2分間静置した。そこへLB培地を0.5mL加え、37℃で20分間振盪培養を行った後、培養液の100μLを、アンピシリンを含むLB培地プレートに塗布した。プレートを37℃で一晩静置培養し、生じたコロニーを任意に1つ選び、2mLのアンピシリンを含むLB培地に植菌し、37℃で130rpmの振盪培養を行った。4〜6時間後に目視で大腸菌の増殖が確認できた段階で250mLのアンピシリンを含むLB培地に植え継ぎ、30℃で100rpmの振盪培養を一晩行った(14〜18時間)。培養終了後、4℃、8000rpmの条件で10分間遠心分離を行うことで、大腸菌を集菌した。得られた菌体ペーストを、25mLの洗菌バッファ(50mM Tris−HCl、150mM NaCl、1mM DTT、0.1mM EDTA、pH7.5)に懸濁し、再び4℃、8000rpmの条件で10分間遠心分離を行った。得られた菌体(湿重量約1g)を精製作業まで−80℃で凍結保存した。 First, each expression vector prepared as described above was transformed into E. coli for expression. Add 0.5 μL of luciferase expression vector (approximately 10 ng of DNA) to 50 μL of competent cells of E. coli strain JM109 (DE3), leave it on ice for 30 minutes, and then treat it in a 42 ° C. heat bath for 45 seconds, then again. Let stand on ice for 2 minutes. Then, 0.5 mL of LB medium was added, and after shaking culture at 37 ° C. for 20 minutes, 100 μL of the culture solution was applied to an LB medium plate containing ampicillin. The plate was statically cultured overnight at 37 ° C., and one of the resulting colonies was arbitrarily selected and inoculated into LB medium containing 2 mL of ampicillin, followed by shaking culture at 37 ° C. and 130 rpm. After the growth of Escherichia coli was visually confirmed after 4 to 6 hours, the cells were transferred to LB medium containing 250 mL of ampicillin and cultured at 30 ° C. at 100 rpm overnight (14 to 18 hours). After completion of the culture, E. coli was collected by centrifuging at 4 ° C. and 8000 rpm for 10 minutes. The obtained cell paste is suspended in 25 mL of a washing buffer (50 mM Tris-HCl, 150 mM NaCl, 1 mM DTT, 0.1 mM EDTA, pH 7.5), and centrifuged again at 4 ° C. and 8000 rpm for 10 minutes. Went. The obtained microbial cells (wet weight of about 1 g) were stored frozen at −80 ° C. until purification work.
凍結した菌体を、10mLの破砕バッファ(50mM Tris−HCl、150mM NaCl、25mM イミダゾール、1mM DTT、0.5mM PMSF、pH7.5)に懸濁し、サンプルを氷上に置いて超音波破砕を行った。超音波破砕は、タイテック社製超音波式ホモジナイザーVP−050を用いて、出力パワー50%での5秒間の処理とその後の5秒間の休止とから成るサイクルを15分間行った。破砕後、懸濁液を30mL遠心管に移し、4℃、15000rpmの条件で30分間遠心分離を行った。遠心後の上清を、破砕バッファで平衡化した0.5mLのNi−NTAアガロース樹脂(Qiagen)に懸濁し、4℃で転倒撹拌(約6rpm)を1時間行った。 The frozen cells were suspended in 10 mL of disruption buffer (50 mM Tris-HCl, 150 mM NaCl, 25 mM imidazole, 1 mM DTT, 0.5 mM PMSF, pH 7.5), and the sample was placed on ice for ultrasonic disruption. . For ultrasonic disruption, an ultrasonic homogenizer VP-050 manufactured by Taitec Co., Ltd. was used, and a cycle consisting of a treatment for 5 seconds at an output power of 50% and a rest for 5 seconds thereafter was performed for 15 minutes. After crushing, the suspension was transferred to a 30 mL centrifuge tube and centrifuged at 4 ° C. and 15000 rpm for 30 minutes. The supernatant after centrifugation was suspended in 0.5 mL of Ni-NTA agarose resin (Qiagen) equilibrated with a crushing buffer, followed by inversion stirring (about 6 rpm) at 4 ° C. for 1 hour.
次に、Ni−NTAアガロース樹脂懸濁液をφ10mm×50mmのオープンカラム(Bio−rad)に注ぎ、樹脂をカラム下部に積層させた。懸濁液がすべてカラムを通過した後、10mLの破砕バッファを数回に分けてカラムに注ぎ、樹脂を洗浄した。1.2mLの溶出バッファ(50mM Tris−HCl、150mM NaCl、500mM イミダゾール、1mM DTT、pH7.5)を静かにカラム上部から加え、溶出液を約180μLずつ分画した。溶出後の分画は、直ちに氷上にて保存した。Bradford法プロテインアッセイキット(Bio−rad)によって各画分のタンパク質濃度を算定し、最も濃度が濃い2〜3画分をNi−NTA溶出画分として回収した。回収画分を決定後、直ちにゲル濾過による脱塩を行った。脱塩バッファ(50mM Tris−HCl、150mM NaCl、1mM DTT、pH7.5)で平衡化したNAP−10カラム(GE Healthcare)にNi−NTA溶出画分サンプルを供して、サンプルがすべてゲルに浸み込むまで待機した。サンプルとの合計が1mLとなるように脱塩バッファを加え、バッファが浸み込むまで待機した後、1.5mLの脱塩バッファを加え、溶出液を約200μLずつ分画した。溶出後の分画は、直ちに氷上にて保存した。Bradford法プロテインアッセイキットによって各画分のタンパク質濃度を算定し、最も濃度の濃い画分を脱塩溶出画分として回収した。溶出画分と等量の保存バッファ(50mM Tris−HCl、150mM NaCl、10mM DTT、90%v/vグリセロール、pH7.5)を加え、−30℃の冷凍庫で保存した。 Next, the Ni-NTA agarose resin suspension was poured into a φ10 mm × 50 mm open column (Bio-rad), and the resin was laminated at the bottom of the column. After all the suspension had passed through the column, 10 mL of disruption buffer was poured into the column in several portions to wash the resin. 1.2 mL of elution buffer (50 mM Tris-HCl, 150 mM NaCl, 500 mM imidazole, 1 mM DTT, pH 7.5) was gently added from the top of the column, and the eluate was fractionated by about 180 μL each. The fraction after elution was immediately stored on ice. The protein concentration of each fraction was calculated using the Bradford method protein assay kit (Bio-rad), and the 2-3 fractions with the highest concentration were collected as Ni-NTA elution fractions. Immediately after determining the recovered fraction, desalting was performed by gel filtration. The Ni-NTA elution fraction sample was applied to a NAP-10 column (GE Healthcare) equilibrated with a desalting buffer (50 mM Tris-HCl, 150 mM NaCl, 1 mM DTT, pH 7.5). I waited until Desalting buffer was added so that the total amount with the sample was 1 mL, and after waiting until the buffer soaked, 1.5 mL of desalting buffer was added, and the eluate was fractionated by about 200 μL each. The fraction after elution was immediately stored on ice. The protein concentration of each fraction was calculated by the Bradford method protein assay kit, and the fraction with the highest concentration was recovered as the desalted elution fraction. The same amount of storage buffer (50 mM Tris-HCl, 150 mM NaCl, 10 mM DTT, 90% v / v glycerol, pH 7.5) as the eluted fraction was added and stored in a −30 ° C. freezer.
(発光活性測定)
精製した各ルシフェラーゼについて発光活性を測定した。
ATP溶液は、以下の様に調製した。ATP二ナトリウム塩三水和物(Roche #519979)0.3gを3.5mLの水に溶かし、pHを測定しながら1M NaOH溶液を加え、pHを7.0に調整した。259nmにおける吸光度を測定し、ATPの消光係数ε=15400(M−1cm−1)を用いて濃度が100mMになるように水を加えて最終調整した。黒色の96穴アッセイプレート(Thermo Fisher Scientific)のウェル中に、25μLの基質溶液(100mM Tris−HCl、20mM MgSO4、800μM D−(−)−ルシフェリン、0〜20mM ATP、pH8.0)を入れておき、ルシフェラーゼ溶液(2μg/mL ルシフェラーゼ、100mM Tris−HCl、pH8.0)を75μL加えた時点から、発光強度を経時的に測定した。25μLの基質溶液に75μLのルシフェラーゼ溶液を加えた直後の100μLの反応溶液は、100mM Tris−HCl、5mM MgSO4、200μM D−(−)−ルシフェリン、1.5μg/mL(25nM)ルシフェラーゼを含み、ATPは連続する8ウェルにそれぞれ0mM、0.001mM、0.005mM、0.02mM、0.1mM、0.5mM、2.5mMおよび5mM含まれるように調製した。ルシフェラーゼ溶液の自動分注および発光強度の測定は、自動分注器および光電子増倍管を備えたATTO社製Luminescencer JNR−IIを用いた。
(Measurement of luminous activity)
Luminescent activity was measured for each purified luciferase.
The ATP solution was prepared as follows. 0.3 g of ATP disodium salt trihydrate (Roche # 5199179) was dissolved in 3.5 mL of water, and 1 M NaOH solution was added while measuring pH to adjust the pH to 7.0. Absorbance at 259 nm was measured, and finally adjusted by adding water to a concentration of 100 mM using an extinction coefficient ε = 15400 (M −1 cm −1 ) of ATP. Place 25 μL of substrate solution (100 mM Tris-HCl, 20 mM MgSO 4 , 800 μM D-(−)-luciferin, 0-20 mM ATP, pH 8.0) into the well of a black 96-well assay plate (Thermo Fisher Scientific). The luminescence intensity was measured over time from the time when 75 μL of a luciferase solution (2 μg / mL luciferase, 100 mM Tris-HCl, pH 8.0) was added. A 100 μL reaction solution immediately after adding 75 μL luciferase solution to 25 μL substrate solution contains 100 mM Tris-HCl, 5 mM MgSO 4 , 200 μM D-(−)-luciferin, 1.5 μg / mL (25 nM) luciferase, ATP was prepared so that 8 wells contained 0 mM, 0.001 mM, 0.005 mM, 0.02 mM, 0.1 mM, 0.5 mM, 2.5 mM and 5 mM, respectively. For automatic dispensing of the luciferase solution and measurement of the luminescence intensity, Luminesencer JNR-II manufactured by ATTO, equipped with an automatic dispenser and a photomultiplier tube, was used.
(発光強度データの解析)
ATPに対するルシフェラーゼの酵素学的パラメータを算出するために、式3に示したミカエリス・メンテンのモデルによって発光活性データを評価した。KM値およびVmax値の導出には、各ATP濃度での発光強度の経時変化のピーク付近の値をv0として、異なるATP濃度に対するv0値のデータに式3を当てはめてパラメータを導出した。式の当てはめには、レベンバーク−マーカート法による非線形最小二乗法を用いた。
(Analysis of emission intensity data)
In order to calculate the enzymatic parameters of luciferase for ATP, the luminescence activity data was evaluated by the Michaelis-Menten model shown in Equation 3. The derivation of K M value and V max values, deriving a value near the peak of the temporal change of the emission intensity at each ATP concentration as v 0, the parameter fitting Equation 3 into data v 0 values for different ATP concentrations did. For fitting the equations, a non-linear least square method based on the Levenberg-Markert method was used.
(結果)
各変異体において求めたKM値および相対kcat値を表3にまとめる。さらに、図3に、KMを横軸とし相対kcatを縦軸としてプロットする。図3中、横軸に平行な破線は相対kcat値が50%である線を意味し、縦軸に平行な破線はKM値が0.3mMである線を意味する。
(result)
K M value determined in each mutant and summarized relative k cat values in Table 3. Further, in FIG. 3, is plotted as a vertical axis relative k cat was K M and the horizontal axis. In Figure 3, the broken lines parallel to the horizontal axis means a linear relative k cat value is 50%, the parallel broken lines in the vertical axis means lines K M value is 0.3 mM.
[実施例2]
GL3ルシフェラーゼの変異体を作製し、ATPに対する応答性および発光活性を調べた。なお、GL3ルシフェラーゼは、北米ボタルルシフェラーゼに対して、N50D/N119G/S548I/K549A/L550Vの変異を導入して性質を改変したものであるから、以下の実施例は、北米ボタルルシフェラーゼ変異体に対して追加の変異を導入した実施例でもある。
[Example 2]
A mutant of GL3 luciferase was prepared, and responsiveness to ATP and luminescence activity were examined. In addition, since GL3 luciferase is obtained by introducing a mutation of N50D / N119G / S548I / K549A / L550V to North American firefly luciferase, the following examples are based on the North American firefly luciferase mutant. This is also an example in which additional mutations are introduced.
(発現ベクターの作製)
pGL3−Basic(Promega)ベクターに組み込まれているルシフェラーゼをコードする遺伝子部分(配列番号25)を実施例1と同様の方法で、pRSET−Bベクター(Invitrogen)のBamHIおよびEcoRIサイト間に挿入して、GL3発現ベクターを作製した。当該発現ベクターからは、GL3ルシフェラーゼ(配列番号26)が発現する。
(Preparation of expression vector)
The gene portion (SEQ ID NO: 25) encoding luciferase incorporated in the pGL3-Basic (Promega) vector was inserted between the BamHI and EcoRI sites of the pRSET-B vector (Invitrogen) in the same manner as in Example 1. A GL3 expression vector was prepared. GL3 luciferase (SEQ ID NO: 26) is expressed from the expression vector.
そのGL3ルシフェラーゼのDNAに変異を導入して、変異型GL3発現ベクターを作製した。具体的には、GL3のK445およびR533の部位に変異を持ち、センス鎖と相補的な二種類のオリゴDNAを同時に用いて、QuikChange Multi Site−Directed Mutagenesis Kit(Stratagene)によって作製した。K445E変異導入オリゴDNA配列を配列番号27に、R533E変異導入オリゴDNA配列を配列番号28にそれぞれ示す。得られた変異型GL3の塩基配列は配列番号29に、そのアミノ酸配列は配列番号30に示す。 Mutation was introduced into the GL3 luciferase DNA to prepare a mutant GL3 expression vector. Specifically, it was prepared by the QuikChange Multi Site-Directed Mutagenesis Kit (Stratagene) using two types of oligo DNAs having mutations at the K445 and R533 sites of GL3 and complementary to the sense strand. The K445E mutagenesis oligo DNA sequence is shown in SEQ ID NO: 27, and the R533E mutagenesis oligo DNA sequence is shown in SEQ ID NO: 28, respectively. The nucleotide sequence of the obtained mutant GL3 is shown in SEQ ID NO: 29, and its amino acid sequence is shown in SEQ ID NO: 30.
各変異体の塩基配列を、BigDye Terminator v3.1 Cycle Sequencing Kit(Applied Biosystems)および3130XLジェネティックアナライザ(Applied Biosystems)を使用して確認し、タンパク質をコードする領域に目的の変異が導入されていることおよびPCRエラーに起因する意図しない変異が無いことを確認した。 The base sequence of each mutant is confirmed using BigDye Terminator v3.1 Cycle Sequencing Kit (Applied Biosystems) and 3130XL Genetic Analyzer (Applied Biosystems), and the target mutation is introduced into the region encoding the protein. It was also confirmed that there were no unintended mutations due to PCR errors.
(ルシフェラーゼタンパク質の精製)
上記GL3および変異型GL3発現ベクターを用いて、実施例1に記載の方法でルシフェラーゼタンパク質を作製し、精製を行った。
(Purification of luciferase protein)
Using the above GL3 and mutant GL3 expression vector, a luciferase protein was produced by the method described in Example 1 and purified.
(発光活性測定)
精製したGL3および変異型GL3タンパク質について、実施例1に記載の方法で発光活性を測定した。25μLの基質溶液に75μLのルシフェラーゼ溶液を加えた直後の100μLの反応溶液は、100mM Tris−HCl、5mM MgSO4、200μM D−(−)−ルシフェリン、1.5μg/mL(25nM)ルシフェラーゼを含み、ATPは二列の隣り合う16のウェルにそれぞれ0mM、0.0002mM、0.0005mM、0.001mM、0.002mM、0.005mM、0.01mM、0.04mM、0.1mM、0.2mM、0.5mM、1mM、2mM、4mMおよび5mM含まれるように調製した。
(Measurement of luminous activity)
The luminescence activity of the purified GL3 and mutant GL3 protein was measured by the method described in Example 1. A 100 μL reaction solution immediately after adding 75 μL luciferase solution to 25 μL substrate solution contains 100 mM Tris-HCl, 5 mM MgSO 4 , 200 μM D-(−)-luciferin, 1.5 μg / mL (25 nM) luciferase, ATP is added to 16 adjacent wells in two rows, 0 mM, 0.0002 mM, 0.0005 mM, 0.001 mM, 0.002 mM, 0.005 mM, 0.01 mM, 0.04 mM, 0.1 mM, 0.2 mM, It was prepared to contain 0.5 mM, 1 mM, 2 mM, 4 mM and 5 mM.
(発光強度データの解析)
図4に、上記ATP濃度条件におけるGL3ルシフェラーゼおよびその変異体の発光強度をまとめる。また、式3を測定結果に当てはめた結果を図4の実線で示した。式の当てはめによって得られたパラメータを表4にまとめた。
(Analysis of emission intensity data)
FIG. 4 summarizes the luminescence intensity of GL3 luciferase and its variants under the above ATP concentration conditions. The result of applying Equation 3 to the measurement result is shown by the solid line in FIG. The parameters obtained by equation fitting are summarized in Table 4.
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010281503A JP5875762B2 (en) | 2010-12-17 | 2010-12-17 | Beetle luciferase |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010281503A JP5875762B2 (en) | 2010-12-17 | 2010-12-17 | Beetle luciferase |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012125216A true JP2012125216A (en) | 2012-07-05 |
JP5875762B2 JP5875762B2 (en) | 2016-03-02 |
Family
ID=46643022
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010281503A Expired - Fee Related JP5875762B2 (en) | 2010-12-17 | 2010-12-17 | Beetle luciferase |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5875762B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015164409A (en) * | 2014-03-03 | 2015-09-17 | 学校法人東京薬科大学 | Acquisition method for modified thermophile-derived enzyme with improved enzymatic activity at low temperature, and modified thermus thermophilus-derived 3-isopropylmalic acid dehydrogenation enzyme with improved enzymatic activity at low temperature |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999002697A1 (en) * | 1997-07-08 | 1999-01-21 | Kikkoman Corporation | Mutant bioluminescent protein and process for producing the mutant bioluminescent protein |
JP2001518799A (en) * | 1997-04-11 | 2001-10-16 | イギリス国 | Enzyme assays |
JP2009077660A (en) * | 2007-09-26 | 2009-04-16 | Hitachi Ltd | Mutant firefly luciferase |
JP2010081908A (en) * | 2008-10-02 | 2010-04-15 | Hitachi Ltd | Mutated firefly luciferase |
-
2010
- 2010-12-17 JP JP2010281503A patent/JP5875762B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001518799A (en) * | 1997-04-11 | 2001-10-16 | イギリス国 | Enzyme assays |
WO1999002697A1 (en) * | 1997-07-08 | 1999-01-21 | Kikkoman Corporation | Mutant bioluminescent protein and process for producing the mutant bioluminescent protein |
JP2009077660A (en) * | 2007-09-26 | 2009-04-16 | Hitachi Ltd | Mutant firefly luciferase |
JP2010081908A (en) * | 2008-10-02 | 2010-04-15 | Hitachi Ltd | Mutated firefly luciferase |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JPN6015001867; Biochemistry Vol. 44, No. 39, 20051004, pp. 12970-12977 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015164409A (en) * | 2014-03-03 | 2015-09-17 | 学校法人東京薬科大学 | Acquisition method for modified thermophile-derived enzyme with improved enzymatic activity at low temperature, and modified thermus thermophilus-derived 3-isopropylmalic acid dehydrogenation enzyme with improved enzymatic activity at low temperature |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5875762B2 (en) | 2016-03-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2251571C2 (en) | RECOMBINANT THERMOSTABLE LUCIFERASE, METHOD FOR PRODUCTION THEREOF, ISOLATED NUCLEAR ACID, EXPRESSING VECTOR, KIT FOR BIOLUMINESCENT ASSAY, ANALYTICAL TEST FOR CoA DETECTION IN THE SAMPLE | |
WO2015086818A1 (en) | Optically activated receptors | |
JP2011083289A (en) | Mutant luciferase | |
JP2020505028A (en) | Novel luciferase and method of using the same | |
Tafreshi et al. | Site-directed mutagenesis of firefly luciferase: implication of conserved residue (s) in bioluminescence emission spectra among firefly luciferases | |
Oba et al. | Identification and characterization of a luciferase isotype in the Japanese firefly, Luciola cruciata, involving in the dim glow of firefly eggs | |
Alipour et al. | The effective role of positive charge saturation in bioluminescence color and thermostability of firefly luciferase | |
US8722376B2 (en) | Firefly luciferase | |
Liang et al. | Enhanced small green fluorescent proteins as a multisensing platform for biosensor development | |
Müller et al. | Luciferase a light source for the silica-based optical waveguides (spicules) in the demosponge Suberites domuncula | |
JP5896624B2 (en) | Firefly luciferase | |
JP5875762B2 (en) | Beetle luciferase | |
JP6032861B2 (en) | Firefly luciferase | |
JP6006070B2 (en) | Firefly luciferase | |
US9328334B2 (en) | Luciferase derived from lucidina accensa | |
US20150152395A1 (en) | Chimeric luciferases | |
JP5969757B2 (en) | Variant of firefly luciferase | |
JP5980608B2 (en) | Firefly luciferase | |
US9523082B2 (en) | Firefly luciferase | |
JP5860651B2 (en) | Firefly luciferase | |
WO2016051517A1 (en) | Luciferase having emission of orange light | |
US9234186B2 (en) | Star-worm luciferase | |
Halliwell | Protein engineering utilising single amino acid deletions within Photinus pyralis firefly luciferase | |
JPWO2016117135A1 (en) | Eukaryotic cell visualization method, and modified reporter gene and expression vector for eukaryotic cell visualization |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20131017 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150127 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150318 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150804 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150925 |
|
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: 20160105 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160120 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5875762 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
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 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |