高活性触媒抗体の創製とその生産および反応プロセスの開発

• Project/Area Number: 08750889
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 反応・分離工学
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 近藤 昭彦 神戸大学, 工学部, 助教授 (40205547)
• Project Period (FY): 1996
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1996)
• Budget Amount: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 1996: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: 触媒抗体 / ファージディスプレイ / 分子進化 / 融合タンパク質 / 分泌生産 / アフィニティ分離 / Fab / Fv

Research Abstract

触媒抗体の出現により、物質変換のために特殊設計した触媒を作製することが可能になった。しかしながら、触媒抗体の実用化を阻んでいるのは、触媒活性がまだ低く、安価に大量生産する手法が確立されていないことによる。本研究では、遷移状態アナログをマウスなどに免疫することで得られた触媒抗体の活性をファージディスプレイ系を活用した分子進化工学的な手法で飛躍的に向上させるとともに、大腸菌で安価に大量生産する手法を確立することで、触媒抗体の実用化を目指した。ここでは、糖エステル誘導体の4位を位置、立体選択的に加水分解する触媒抗体17E11をモデル系として選んで検討を行なった。特に工業的な生産および利用を考え、抗体のFab,Fv領域に注目して、その改変による触媒活性の向上、大腸菌による大量生産系の確立について検討し、以下の様な成果を得た。
1)触媒抗体17E11のFab部をファージミドpComb3に組み込んだファージディスプレイ系を構築した。抗体のCDR領域のなかで、触媒機構に重要な領域あるいは新規な触媒基を導入するのに適した領域をコンピューターシミュレーションにより選択し、PCR法でランダム改変を行なったファージミドライブラリーを構築することに成功した。現在、より活性の高い触媒抗体をファージディスプレイ系によりスクリーニングしている。
2)大腸菌による触媒抗体の大量発現および効率的分離回収システムの構築を目指して、抗体のFab領域およびFv領域(Fvを構成するVH,VLをペプチドリンカーで結合したscFvとして生産)をIgG結合タンパク質であるZZと融合させて(FabZZ,scFvZZ)生産する発現システムを構築した。これらの融合タンパク質は培地中に分泌生産され、固定化IgGカラムを活用したアフィニティクロマトグラフィーによる一段の分離で高純度まで精製できた。