【実施例】
【0026】
以下本発明を具体的に説明する為に実施例を示すが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。
【0027】
1.各種ソバBWp16のアミノ酸配列の確認
(1)各種ソバDNAの調製
玄ソバ(中国マンカン、中国北方中粒、アメリカ産マンカン、ブラジル産、キタワセ、常陸秋ソバ)を0.1% SDS 溶液で洗浄し、−80℃で一夜凍結後、乳鉢で粉砕した。得られた粉末から、DNeasy Plant Mini Kit (Qiagen社)を使用してDNAを抽出した。
【0028】
(2)標的タンパク質BWp16の遺伝子配列
非特許文献1に記載された方法に従って、BWp16の遺伝子を、DNAからPCRで増幅し、その配列を確認した。
PCR Primer配列
BWp16-R:5'- AATTACACAAAATACCGATTTCCTCTC-3'
BWp16-F:5'-AAAATGAAGCTCTTCATCATCCTAGCA-3'
【0029】
(3)BWp16のアミノ酸配列の特徴
6種の玄ソバの、BWp16のDNA配列をアミノ酸配列に変換し、アレルゲンの登録データベースAllergome(http://www.allergome.org.)にソバアレルゲンとして登録されているFag e2.0101のアミノ酸配列と、入手した玄ソバ6種(中国マンカン(配列番号6)、中国北方中粒(配列番号7)、アメリカ産マンカン(配列番号8)、ブラジル産(配列番号9)、キタワセ(配列番号10)、常陸秋ソバ(配列番号11))の相同性を比較した結果、11箇所(Fag e2.0101のN末端側より9、10、34、50、62、66、70、72、92、110及び131番目)で変異が観察された(
図1、白抜き文字のアミノ酸)。
図1中、Xは、複数種のアミノ酸の混在を示す。
Fag e2.0101のN末端側より66〜114番目における66、70、72、92及び110番目のアミノ酸の組み合わせは、以下の表1−1に示す7パターンが存在した。またFag e2.0101、Fag e2及び各ソバのBWp16は、表1−2中に○で示すパターンをとった。
【0030】
【表1-1】
【0031】
【表1-2】
【0032】
上記のようにソバに含まれるBWp16には様々な変異が存在するため、変異のパターンを多く含み、かつ国内流通の6割以上を占める「中国マンカン」(品種マンカンの中国栽培品)にターゲットを絞って解析した。
その結果、中国マンカン内には5種類のBWp16アミノ酸配列が含まれ、BWp16アミノ酸配列の変異は、
図1に示された部分に限定され、すべての変異部分のアミノ酸をとりうるアミノ酸で置換した変異体をコンピューター上でシミュレートし、解析ソフト(GENETYX)を用いて高次構造を推定したところ、そのタンパク質の予測高次構造は、
図2に示す3パターンに集約されることがわかった。
【0033】
(4)BWp16ソバ遺伝子配列の選択
他の植物(落花生等)中のBWp16に対応するタンパク質(2Sアルブミン)のアミノ酸配列と、相同性が低いものを選択し、BWp16-1、BWp16-2及びBWp16-3とした。
以下の表2にFag e 2.0101のアミノ酸配列と比較してどの位置がどのように変異しているかを示す。
【0034】
【表2】
【0035】
2.組換えBWp16タンパク質の作製
(1)BWp16発現用大腸菌ベクターの作製
上記のように選択した3タイプのBWp16、すなわちBWp16-1、BWp16-2及びBWp16-3のアミノ酸配列を、それぞれHisタグ又はGSTタグ融合タンパク質として発現させるため、各アミノ酸配列をコードする遺伝子配列を相当するタグ配列の付いたベクター、pET−22b(+) (Novagen社)又は pGEX−6P (GEヘルスケアジャパン社)に挿入した。
このプラスミドを大腸菌Escherichia coli BL21(DE3) Rosetta gami2 (Novagen社)に導入して目的コロニーを単離した。
【0036】
(2)大腸菌を用いた組換えBWp16の発現と精製
上記大腸菌を2×YT培地 (Trypton,Yeast Extract,NaCl)で37℃、一晩前培養した。続いて新鮮な同培地に培養液を希釈して37℃、30分培養し、IPTG (Isopropyl β−D−1−thiogalactopyranoside)を終濃度1mMで添加してタンパク質の発現を誘導し、16℃、16時間培養した。菌体を遠心分離法で培養液から回収し、‐80℃で凍結後、超音波破砕して、遠心上清を得た。組換えBWp16-1、BWp16-2及びBWp16-3は、タグを指標にニッケルセファロース精製(GEヘルスケアジャパン社)又は グルタチオンセファロース精製(SIGMA社)をした。
精製した組換えBWp16-1、BWp16-2及びBWp16-3の各濃度は、Bradford Protein Assay(Bio−Rad社)により算出した。
【0037】
3.抗BWp16 モノクローナル抗体の作製
(1)ハイブリドーマの作製
3種類のHisタグ融合の組換えBWp16-1、BWp16-2及びBWp16-3とアジュバント(Gibco社)を混合乳化し、BALB/cマウス(日本SLC社)の腹腔内に10日ごと5回注入した。最終注入の3日後に尾静脈採血し、血清を102,400倍まで希釈し、その抗体価をELISA法で測定した。抗体価の上昇を確認した(10万倍以上の希釈で発色を確認できたもの、
図3参照)マウスの脾臓を摘出し、これをマウスのミエローマ細胞と融合させて、抗体産生ハイブリドーマを作製した。
【0038】
(2)ハイブリドーマの選別
細胞融合から10日後以降、96well cell plateで、ハイブリドーマがウェルの三分の二以上の表面積で増殖したクローンから順に細胞上清液を回収した。
(a)ELISA法
96well ELISA plateに、GST融合の組換えBWP16−1、BWp16−2及びBWp16−3の混合物を固相化した。洗浄、ブロッキング(5%スキムミルク-PBST)の後、ハイブリドーマの細胞上清液を1次抗体として反応させた。洗浄後、HRP標識抗マウスIgG抗体(Invitrogen社)で2次抗体として反応させた。洗浄後、TMB基質で発色検出した。吸光度650nmで測定した。この結果、測定値2.5以上のクローン140種を選択した。
(b)WB法
SDS−PAGEゲル(Wako社)にてGST融合の組換えBWP16−1、BWp16−2及びBWp16−3の混合物をPVDFメンブレン(GEヘルスケアジャパン社)に転写した。メンブレンをブロッキング(5%スキムミルク−TBST)した後、選択したハイブリドーマの細胞上清液を1次抗体として反応させた。メンブレンを洗浄後、HRP標識抗マウスIgG抗体を2次抗体として反応させた。メンブレンを洗浄し、ECL Western Blotting Detection Reagents(GEヘルスケアジャパン社)で反応させ、X線フィルム(Fujifilm社)で化学発光を検出した。この結果、化学発光の強いクローン20種を選択した。
【0039】
(3)ハイブリドーマの大量調製と抗BWP16モノクローナル抗体の精製
プリスタンをBALB/cマウスの腹腔内に注入し、その1週間後に抗体産生ハイブリドーマ浮遊液(2x10
6cells/200μl)をマウスの腹腔内に注入した。腹腔内の膨張を確認後、針付きシリンジにて腹水を回収した。この腹水液から、硫安沈殿及びプロテインGカラム(GEヘルスケアジャパン社)を用いて、モノクローナル抗体を精製した。精製したモノクローナル抗体の濃度を、下記の計算式で算出した。
濃度(mg/ml)=吸光度280nmの値/1.35
【0040】
4.モノクローナル抗体の確認
(1)ELISA法による検出感度の測定
96well ELISA plateに、組換えBWp16混合物(BWp16-1、BWp16-2及びBWp16-3)を1mg/mlの濃度から2倍希釈系列で固相化した。洗浄後、このplateにブロッキング(5%スキムミルク−PBST)を添加した。次に、モノクローナル抗体を1mg/mlの濃度から2倍希釈系列で1次抗体反応とした。洗浄後、HRP標識抗マウスIgG抗体で2次抗体反応とした。洗浄後、TMB基質で発色検出した。吸光度650nmで測定した。この結果、測定値0.05以上の陽性反応とし、その組換えBWp16混合物の最小のタンパク質濃度を検出限界値(感度)とした(表3)。
【0041】
(2)WB法による交差性の確認
各種玄ソバ(常陸秋ソバ、中国北方中粒、キタワセ、中国マンカン)及び他の植物の種子(カシューナッツ、クルミ、アーモンド、落花生、ゴマ、イネ、トマト、小豆、黒豆、大豆及びささげ豆)を、0.1% SDS 溶液で洗浄した後、凍結乾燥し、乳鉢で粉砕した。この粉末に抽出液(4%SDS、8M Urea、20% Glycerol、0.25M Tris−HCl(pH6.8)、5%2−Mercaptoethanol)を添加し、ローテーター(室温、2時間)で攪拌後、遠心(10,000xg、20分間、室温)上清を回収し、抽出液を得た。SDS−PAGEゲルにて抽出液(タンパク質として1μg/10μlを分離し、分離したタンパク質及び組換えBWp16混合物(BWp16-1、BWp16-2及びBWp16-3)をPVDFメンブレンに転写した。メンブレンをブロッキング(5%スキムミルク−TBST)した後、作製したモノクローナル抗体を反応させた。メンブレンを洗浄後、HRP標識抗マウスIgG抗体を2次抗体として反応させた。メンブレンを洗浄し、ECL Western Blotting Detection Reagentsで反応させ、X線フィルムで化学発光を検出した。
【0042】
結果を
図4及び表3に示す。「交差反応なし(-)」は、各モノクローナル抗体のクローンが、ソバ以外と反応しなかったことを示す。「交差反応あり(+)」は、ソバ以外のものと反応したことを示す。
モノクローナル抗体のクローンNo.1〜2、6〜8及び10のいずれも各種ソバから分離したタンパク質を認識した。
モノクローナル抗体のクローンNo.2は他のモノクローナル抗体のクローンと比較して検出感度が低く、また多くのソバ以外の植物由来のタンパク質(カシューナッツ、アーモンド、落花生、ゴマ、トマト、小豆、黒豆、大豆及びささげ豆)についても交差反応性を示した。
組換えBWp16混合物に対して高い反応性を示すモノクローナル抗体のクローンNo.1及びNo.10は一部のソバ以外の植物由来のタンパク質(No.1:アーモンド、ゴマ及び小豆、No.10:カシューナッツ)について交差反応を示した。
モノクローナル抗体のクローンNo.6〜8は検討したすべてのソバ以外の植物由来のタンパク質について交差反応性を示さなかった。
【0043】
5.サブクラスの確認
ハイブリドーマの培養上清液を検体とし、Iso Strip Mouse Monoclonal Antibody Isotyping Kit (Roche社)で測定した。この試薬により、マウス抗体のサブクラスを識別した。結果を表3に示す。
【0044】
【表3】
【0045】
6.モノクローナル抗体の認識領域の確認
(1)分割した組換えBWp16発現用大腸菌ベクターの作製
BWp16遺伝子の全配列を、コードするアミノ酸配列が多少重複するように3つの領域を決定(アミノ酸配列として23aa−65aa、55aa−107aa及び99aa−149aaをコードする位置)し、分割した遺伝子配列がコードするアミノ酸配列を有する組換えタンパク質をそれぞれBWp16−A、BWp16−B及びBWp16−Cとした(
図5)。各領域のタンパク質をそれぞれGSTタグ融合タンパク質として発現させるため、相当するタグ配列の付いたベクター pGEX−6P (GEヘルスケアジャパン社)に挿入した。
【0046】
更に、BWp16−Aをコードする領域とは重複せず、BWp16−B及びBWp16−Cをコードする領域と重複する、BWp16遺伝子のアミノ酸配列として66aa−149aaをコードする位置について、コードするアミノ酸配列が多少重複するように5つの領域を決定(アミノ酸配列として66aa−90aa、86aa−105aa、101aa−109aa、115aa−136aa、132aa−149aaをコードする位置)し、分割した遺伝子配列がコードするアミノ酸配列を有する組換えタンパク質をそれぞれBWp16−a、BWp16−b、BWp16−c、BWp16−d及びBWp16−eとした(
図5)。各領域のタンパク質をそれぞれGSTタグ融合タンパク質として発現させるため、相当するタグ配列の付いたベクター pGEX−6P (GEヘルスケアジャパン社)に挿入した。
【0047】
なお、BWp16−A、BWp16−B、BWp16−C、BWp16−a、BWp16−b、BWp16−c、BWp16−d及びBWp16−eについては、分割した各領域内で、アミノ酸の配列パターンが複数存在した場合、そのパターンごとのタンパク質を作製した。例えば、BWp16−Aは領域内に変異が存在しないので1通り、BWp16−Bは領域内に変異が存在するため2通り、BWp16−Cは領域内に変異が存在するため3通りを作製した。
以下の表4に各分割した組換えBWp16をFag e 2.0101のアミノ酸配列と比較してどの位置がどのように変異しているかを示す。
【0048】
【表4】
【0049】
これらのプラスミドを大腸菌Escherichia coli BL21(DE3) Rosetta gami2 (Novagen社)に導入して目的コロニーを単離した。
各分割の組換えBWp16をコードする遺伝子配列を得るためのPCR Primer配列は以下の通りである。
(a)BWp16−A
BWp16-A-R:5’-GGGGGATCCAGAGATGAAGGCTTCGATTTAGGC-3’
BWp16-A-F:5’-CCCGAATTCGTATTTGTCGTCGAGTATATCCATGGC-3’
(b)BWp16−B1
BWp16-B1-R:5’-GGGGGATCCATAGCCATGGATATACTCGACGAC-3’
BWp16-B1-F:5’-CCCGAATTCCTCAACCATCATCTTCATCCACTC-3’
(c)BWp16−B2
BWp16-B2-R:5’- GGGGGATCCATAGCCATGGATATACTCGATGAC-3’
BWp16-B2-F:5’- CCCGAATTCCTCAACCATCATCTTCATCCACTC-3’
(d)BWp16−C1
BWp16-C1-R:5’- GGGGGATCCGTTTGTGAGTGGATGAAGATGATGG-3’
BWp16-C1-F:5’- CCCGAATTCTTACACAAAATACCGATTTCCTCT-3’
(e)BWp16−C2
BWp16-C2-R:5’- GGGGGATCCGTTTGTGAGTGGATGAAGATGATGG-3’
BWp16-C2-F:5’- CCCGAATTCTTACACAAAATACCGATTTCCTCT-3’
(f)BWp16−C3
BWp16-C3-R:5’- GGGGGATCCGTTTGTGAGTGGATGAAGATGATGG-3’
BWp16-C3-F:5’- CCCGAATTCTTACACAAAATACCGATTTCCTCT-3’
(g)BWp16−a1
BWp16-a1-R:5’-GGGGGATCCGCAGAAGCTTTGAGTAGGGTTG-3’
BWp16-a1-F:5’-CCCGAATTCCGCCACACAGCATCCTCTCA-3’
(h)BWp16−a2
BWp16-a2-R:5’-GGGGGATCCGAAGAAGCTTTGAAGAGGATTGAAGG-3’
BWp16-a2-F:5’-CCCGAATTCCGCCACACAGCATCCTCTCA-3’
(i)BWp16−b1
BWp16-b1-R:5’-GGGGGATCCGGATGCTGTGTGGCGATGAAG-3’
BWp16-b1-F:5’-CCCGAATTCCATCTTCATCCACTCACAAACAC-3’
(j)BWp16−b2
BWp16-b2-R:5’-GGGGGATCCGGATGCTGTGTGGCGATGAGG-3’
BWp16-b2-F:5’-CCCGAATTCCATCTTCATCCACTCACAAACAC-3’
(k)BWp16−c
BWp16-c-R:5’-GGGGGATCCGAGTGGATGAAGATGATGGTTG-3’
BWp16-c-F:5’-CCCGAATTCAATCAACCTTTCACCAATACGCCC-3’
(l)BWp16−d1
BWp16-d1-R:5’-GGGGGATCCGGTGAAAGGTTGATTAAGGAGGG-3’
BWp16-d1-F:5’-CCCGAATTCACTAAGCCCACACTTACTAGG-3’
(m)BWp16−d2
BWp16-d2-R:5’-GGGGGATCCGGTGAAAGGTTGATTAAGGAGGG-3’
BWp16-d2-F:5’-CCCGAATTCACTAAGCCCACACTTACCAGG-3’
(n)BWp16−e1
BWp16-e1-R:5’-GGGGGATCCAAGTGTGGGCTTAGTGAAATGG-3’
BWp16-e1-F:5’-CCCGAATTCCACAAAATACCGATTTCCTCTCG-3’
(o)BWp16−e2
BWp16-e2-R:5’-GGGGGATCCAAGTGTGGGCTTAGTGAATTGG-3’
BWp16-e2-F:5’-CCCGAATTCCACAAAATACCGATTTCCTCTCG-3’
【0050】
(2)大腸菌を用いた分割の組換えBWp16の発現と精製
上記大腸菌を2×YT培地 (Trypton,Yeast Extract,NaCl)で37℃、一晩前培養した。続いて新鮮な同培地に培養液を希釈して37℃、30分培養し、IPTG (Isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside) を終濃度1mMで添加してタンパク質の発現を誘導し、16℃、16時間培養した。菌体を遠心分離法で培養液から回収し、―80℃で凍結後、超音波破砕して、遠心上清を得た。これらの組換え体は、グルタチオンセファロース精製(SIGMA社)をした。精製した分割の組換えBWp16の濃度は、Bradford(Bio−Rad社)により算出した。
【0051】
(3)WB法による認識領域の確認
SDS−PAGEゲルに、それぞれ分割の組換えBWp16を0.5μg/1レーンを泳動し、泳動タンパク質をPVDFメンブレンに転写した。メンブレンをブロッキング(5%スキムミルク−TBST)した後、作製したモノクローナル抗体(クローンNo.1、2、6、7、8及び10)を反応させた。メンブレンを洗浄後、HRP標識抗マウスIgG抗体を2次抗体として反応させた。メンブレンを洗浄し、ECL Western Blotting Detection Reagentsで反応させ、X線フィルムで化学発光を検出した。
WBの結果を
図6A及び
図6Bに示す。
図6Aに示すように、クローンNo.1、2、6、7、8及び10はいずれも、BWp16-1、BWp16-2及びBWp16-3に対して同程度の反応を示した。この結果により、これらクローンが立体構造の違いに関わらずエピトープを認識することが可能であることを示し、非加熱の原材料及び食品に含まれるソバアレルゲンと加熱変性後の食品中のソバアレルゲンを同様に検出できることが示唆された。
【0052】
また各モノクローナル抗体のクローンが認識する各分割の組換えBWp16をまとめたものが表5である。
【表5】
(抗体が結合した場合を+、反応しない場合を−として表示)
これらの結果と分割した組み換えBWp16の発現マップを合わせて、各モノクローナル抗体のクローンが認識するBWp16の特定領域を図解したものが
図7である。
各モノクローナル抗体のクローンが認識するBWp16のエピトープは以下の表6に示される特定領域の範囲内にあることが示された。
【0053】
【表6】
【0054】
各モノクローナル抗体のクローンは11カ所(Fag e2.0101のN末端側より9、10、34、50、62、66、70、72、92、110及び131番目)に変異を有する各種ソバと反応し、また表2に示した計6カ所の変異(Fag e2.0101のN末端側より66、70、72、92、131及び138番目)を含む組換えBWp16タンパク質のいずれとも反応するものであった。
従って本発明のモノクローナル抗体は66aa、70aa並びに72aaに変異を含む特定領域66aa−85aa、92aaに変異を含む特定領域91aa−100aa、及び110aa二変異を含む特定領域106aa−114aaを認識する抗体であることが示された。