Preparation of recombinant lysosomal cysteine protease, cathepsin K in insect cells

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抄録

type:P(論文)

軟骨細胞に局在するシステインプロテアーゼであるカテプシンKは,骨の差異九州に関わる酵素である。カテプシンKの阻害剤は骨粗鬆症の治療薬の候補になり得る。スクリーニングや酵素の機能を調べるためには組み換えカテプシンKを大量に作成することが必要である。我々はカイコ幼虫を用いた発現系が分泌型酵素であるカテプシンKの発現に適していると考えた。C末端にmycタグを付けたカテプシンK遺伝子をカイコ用の発現ベクターに挿入し,限界希釈法で組み換えウイルスを得た。このウイルスをカイコ培養細胞に感染させてカテプシンKの発現場所を調べたところ,細胞内で発現していた。細胞外への分泌が観察されなかったのでカイコ幼虫での発現をあきらめ,培養細胞からの精製を試みた。DEAE-セファロースカラム,Mono-Sカラム,抗myc抗体アフィニティーカラムで順次精製した結果,非活性を細胞可溶性画分の約300倍に高めることに成功した。

Cathepsin K, which is localized in osteoclasts, plays an important role of bone resorption. Selective inhibitors of cathepsin K therefore can be promising therapeutic candidates for the treatment of diseases such as osteoporosis. Recombinant cathepsin K protein is necessary for screening the therapeutic candidates and elucidating the enzymatic functions because the amount of native cathepsin K is very low. Silkworm is one of the most attractive hosts for large-scale production of eukaryotic secretory proteins. The gene for fusion cathepsin K protein with myc-tag at the C-terminus was inserted into expression vector for silkworm and recombinant viruses were isolated by end-point dilution assay. Cathepsin K was expressed in the cell lysate, but not in the medium, and consequently we gave up the idea of cathepsin K expression in the silkworm. Thus, we tried to isolate cathepsin K protein from the cultured cells, and purified it by sequential operations with DEAE-Sepharose column, Mono-S column, and anti-myc antibody column. The purification fold of cathepsin K activity increased approximately 300 times in comparison with that in soluble fraction of cell lysate.

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