がん診断治療を目指した免疫グロブリンFvフラグメントの構造生物学的研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11140220
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 嶋田 一夫 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 教授 (70196476)
• 研究分担者: 高橋 栄夫 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助手 (60265717)
• キーワード: Fv / CDR grafting / 安定同位体標識 / NMR

研究概要

我々は抗体産生細胞1B10.7の産生する抗体を酵素消化することにより抗原認識最小単位である抗DNS Fvフラグメントの作成に成功し,さらに,そのFvが他のFvに比べ高い安定性を有することを示した.したがって,抗DNS Fvに対して,遺伝子工学的にそのCDR領域の変換(CDR grafting)を施せば,安定でかつ,がん診断・治療等に有用な抗体フラグメントを得ることが可能となる.そこで本研究では,抗DNS Fvの安定化機構の解明を行った.まず,均一安定同位体(^<13>C and/or ^<15>N)標識抗DNS Fvを作成するとともに,多くのアミノ酸選択的安定同位体標識Fvアナログを作成し,NMR解析を行うことで,その主鎖アミド基由来のNMRシグナルの99%について帰属を完了した.帰属されたシグナルを利用し,NMR法により様々な動的構造の解析を行うことで,抗DNS Fv分子を構成するV_H,V_Lの2つのドメインは,その動的特性に顕著な違いが見られることが明らかとなった.さらにこの相違が分子内部のドメイン界面に存在するアミノ酸残基の疎水性度合(hydropathy)によく対応していることが判明した.また,ハプテンであるDNS-Lysを添加することで,Fv分子の安定性が著しく増大することも示された.これらの結果は,安定なFv分子の作成のための重要な指針になると考えられる.

研究成果

• [文献書誌] H. Takahashi: "A Novel NMR Method for the Determination of the Interface of Large Protein-protein Complexes"Nat. Struct. Biol.. 7. 220-223 (2000)
• [文献書誌] T. Torizawa: "DNA-biding mode of the FAB fragment of a monoclonal antibody specific for cyclobutane thymine dimer"Nucleic Acid Research. (in press). (2000)
• [文献書誌] K. Kato: "Structural Basis of the Interaction between IgG and Fc Receptors"J. Mol. Biol.. (in press). (2000)
• [文献書誌] K. Masuda: "Post-translational modifications of immunoglobulin G: A mouse IgG variant that lacks the entire CH1 domain"Mol. Immunol.. (in press). (2000)
• [文献書誌] M. Nakasako: "The pH-dependent structural variation of complementarity-determining region H3 in the crystal structure of the Fv fragment from an anti-dansyl monoclonal antibody"J. Mol. Biol.. 291. 117-134 (1999)
• [文献書誌] S. Kawaminami: "A Multinuclear NMR Study of the Active Site of an Endoglucanase from a Strain of Bacillus: Use of Trp Residues as Structural Probes"J. Biol. Chem.. 274. 19823-19828 (1999)