RU2235776C1 - Recombinant plasmid dna plp-3-1 encoding human polypeptide of proinsulin lyspro and strain of bacterium escherichia coli plp-3-1/tg-1 as producer of recombinant proinsulin lyspro - Google Patents
Recombinant plasmid dna plp-3-1 encoding human polypeptide of proinsulin lyspro and strain of bacterium escherichia coli plp-3-1/tg-1 as producer of recombinant proinsulin lyspro Download PDFInfo
- Publication number
- RU2235776C1 RU2235776C1 RU2003106990/13A RU2003106990A RU2235776C1 RU 2235776 C1 RU2235776 C1 RU 2235776C1 RU 2003106990/13 A RU2003106990/13 A RU 2003106990/13A RU 2003106990 A RU2003106990 A RU 2003106990A RU 2235776 C1 RU2235776 C1 RU 2235776C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lyspro
- proinsulin
- sequence
- plp
- plasmid
- Prior art date
Links
- 108010065920 Insulin Lispro Proteins 0.000 title claims abstract description 42
- 108010076181 Proinsulin Proteins 0.000 title claims abstract description 42
- 239000013612 plasmid Substances 0.000 title claims abstract description 41
- AIXUQKMMBQJZCU-IUCAKERBSA-N Lys-Pro Chemical compound NCCCC[C@H](N)C(=O)N1CCC[C@H]1C(O)=O AIXUQKMMBQJZCU-IUCAKERBSA-N 0.000 title claims abstract description 35
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 title claims abstract description 27
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 title claims abstract description 24
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 title claims abstract description 19
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 title claims abstract description 19
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims abstract description 29
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims abstract description 17
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 claims abstract description 12
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 claims abstract description 12
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims abstract description 11
- 230000035897 transcription Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000013518 transcription Methods 0.000 claims abstract description 6
- 108020004705 Codon Proteins 0.000 claims abstract description 5
- 230000010076 replication Effects 0.000 claims abstract description 3
- YOBGUCWZPXJHTN-BQBZGAKWSA-N Gly-Ser-Arg Chemical compound NCC(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@H](C(O)=O)CCCN=C(N)N YOBGUCWZPXJHTN-BQBZGAKWSA-N 0.000 claims description 7
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 claims description 6
- 210000003705 ribosome Anatomy 0.000 claims description 4
- 108010088160 Staphylococcal Protein A Proteins 0.000 claims description 3
- 125000003275 alpha amino acid group Chemical group 0.000 claims 2
- 150000001413 amino acids Chemical group 0.000 abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 5
- 108090000204 Dipeptidase 1 Proteins 0.000 abstract description 4
- 206010067584 Type 1 diabetes mellitus Diseases 0.000 abstract description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 3
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010353 genetic engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 208000035408 type 1 diabetes mellitus 1 Diseases 0.000 abstract description 2
- 108010054576 Deoxyribonuclease EcoRI Proteins 0.000 abstract 1
- 108010042653 IgA receptor Proteins 0.000 abstract 1
- 102100034014 Prolyl 3-hydroxylase 3 Human genes 0.000 abstract 1
- RZEQTVHJZCIUBT-WDSKDSINSA-N Ser-Arg Chemical compound OC[C@H](N)C(=O)N[C@H](C(O)=O)CCCNC(N)=N RZEQTVHJZCIUBT-WDSKDSINSA-N 0.000 abstract 1
- 241000191940 Staphylococcus Species 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- NOESYZHRGYRDHS-UHFFFAOYSA-N insulin Chemical compound N1C(=O)C(NC(=O)C(CCC(N)=O)NC(=O)C(CCC(O)=O)NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(NC(=O)CN)C(C)CC)CSSCC(C(NC(CO)C(=O)NC(CC(C)C)C(=O)NC(CC=2C=CC(O)=CC=2)C(=O)NC(CCC(N)=O)C(=O)NC(CC(C)C)C(=O)NC(CCC(O)=O)C(=O)NC(CC(N)=O)C(=O)NC(CC=2C=CC(O)=CC=2)C(=O)NC(CSSCC(NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(CC=2C=CC(O)=CC=2)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(C)NC(=O)C(CCC(O)=O)NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(CC=2NC=NC=2)NC(=O)C(CO)NC(=O)CNC2=O)C(=O)NCC(=O)NC(CCC(O)=O)C(=O)NC(CCCNC(N)=N)C(=O)NCC(=O)NC(CC=3C=CC=CC=3)C(=O)NC(CC=3C=CC=CC=3)C(=O)NC(CC=3C=CC(O)=CC=3)C(=O)NC(C(C)O)C(=O)N3C(CCC3)C(=O)NC(CCCCN)C(=O)NC(C)C(O)=O)C(=O)NC(CC(N)=O)C(O)=O)=O)NC(=O)C(C(C)CC)NC(=O)C(CO)NC(=O)C(C(C)O)NC(=O)C1CSSCC2NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(NC(=O)C(CCC(N)=O)NC(=O)C(CC(N)=O)NC(=O)C(NC(=O)C(N)CC=1C=CC=CC=1)C(C)C)CC1=CN=CN1 NOESYZHRGYRDHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 16
- 238000003752 polymerase chain reaction Methods 0.000 description 16
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 13
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 102000004877 Insulin Human genes 0.000 description 13
- 108090001061 Insulin Proteins 0.000 description 13
- 229940125396 insulin Drugs 0.000 description 11
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 6
- 229920000936 Agarose Polymers 0.000 description 5
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 5
- 108091008146 restriction endonucleases Proteins 0.000 description 5
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 102000007056 Recombinant Fusion Proteins Human genes 0.000 description 4
- 108010008281 Recombinant Fusion Proteins Proteins 0.000 description 4
- 229960000723 ampicillin Drugs 0.000 description 4
- AVKUERGKIZMTKX-NJBDSQKTSA-N ampicillin Chemical compound C1([C@@H](N)C(=O)N[C@H]2[C@H]3SC([C@@H](N3C2=O)C(O)=O)(C)C)=CC=CC=C1 AVKUERGKIZMTKX-NJBDSQKTSA-N 0.000 description 4
- 230000027455 binding Effects 0.000 description 4
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 4
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 4
- 239000004026 insulin derivative Substances 0.000 description 4
- BPHPUYQFMNQIOC-NXRLNHOXSA-N isopropyl beta-D-thiogalactopyranoside Chemical compound CC(C)S[C@@H]1O[C@H](CO)[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O BPHPUYQFMNQIOC-NXRLNHOXSA-N 0.000 description 4
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 4
- 238000010369 molecular cloning Methods 0.000 description 4
- -1 Lyspro insulin analogue Chemical class 0.000 description 3
- 108700005078 Synthetic Genes Proteins 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 108010005774 beta-Galactosidase Proteins 0.000 description 3
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 3
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 3
- 206010012601 diabetes mellitus Diseases 0.000 description 3
- 238000004520 electroporation Methods 0.000 description 3
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 235000012054 meals Nutrition 0.000 description 3
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 3
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 3
- QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 2-amino-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol;hydron;chloride Chemical compound Cl.OCC(N)(CO)CO QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BFSVOASYOCHEOV-UHFFFAOYSA-N 2-diethylaminoethanol Chemical compound CCN(CC)CCO BFSVOASYOCHEOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 2
- 239000006142 Luria-Bertani Agar Substances 0.000 description 2
- PESQCPHRXOFIPX-UHFFFAOYSA-N N-L-methionyl-L-tyrosine Natural products CSCCC(N)C(=O)NC(C(O)=O)CC1=CC=C(O)C=C1 PESQCPHRXOFIPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 2
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 2
- 125000000539 amino acid group Chemical group 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 2
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 239000013613 expression plasmid Substances 0.000 description 2
- 239000013604 expression vector Substances 0.000 description 2
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 2
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 2
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 2
- 210000003000 inclusion body Anatomy 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 108020004999 messenger RNA Proteins 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 238000010254 subcutaneous injection Methods 0.000 description 2
- 239000007929 subcutaneous injection Substances 0.000 description 2
- 108700026220 vif Genes Proteins 0.000 description 2
- VOUAQYXWVJDEQY-QENPJCQMSA-N 33017-11-7 Chemical compound OC(=O)CC[C@H](N)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)NCC(=O)NCC(=O)NCC(=O)N1CCC[C@H]1C(=O)NCC(=O)N[C@@H](C)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N1[C@H](C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(O)=O)CCC1 VOUAQYXWVJDEQY-QENPJCQMSA-N 0.000 description 1
- YNCHFVRXEQFPBY-BQBZGAKWSA-N Asp-Gly-Arg Chemical compound OC(=O)C[C@H](N)C(=O)NCC(=O)N[C@H](C(O)=O)CCCN=C(N)N YNCHFVRXEQFPBY-BQBZGAKWSA-N 0.000 description 1
- 108010075254 C-Peptide Proteins 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000003670 Carboxypeptidase B Human genes 0.000 description 1
- 108090000087 Carboxypeptidase B Proteins 0.000 description 1
- 102000003902 Cathepsin C Human genes 0.000 description 1
- 108090000267 Cathepsin C Proteins 0.000 description 1
- 230000004543 DNA replication Effects 0.000 description 1
- 230000006820 DNA synthesis Effects 0.000 description 1
- 108010016626 Dipeptides Proteins 0.000 description 1
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000701959 Escherichia virus Lambda Species 0.000 description 1
- 102000002812 Heat-Shock Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010004889 Heat-Shock Proteins Proteins 0.000 description 1
- 108010093488 His-His-His-His-His-His Proteins 0.000 description 1
- 208000013016 Hypoglycemia Diseases 0.000 description 1
- PESQCPHRXOFIPX-RYUDHWBXSA-N Met-Tyr Chemical compound CSCC[C@H](N)C(=O)N[C@H](C(O)=O)CC1=CC=C(O)C=C1 PESQCPHRXOFIPX-RYUDHWBXSA-N 0.000 description 1
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 description 1
- 239000001888 Peptone Substances 0.000 description 1
- 108010080698 Peptones Proteins 0.000 description 1
- 101000582398 Staphylococcus aureus Replication initiation protein Proteins 0.000 description 1
- RZCIEJXAILMSQK-JXOAFFINSA-N TTP Chemical compound O=C1NC(=O)C(C)=CN1[C@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OP(O)(O)=O)O1 RZCIEJXAILMSQK-JXOAFFINSA-N 0.000 description 1
- 108010006785 Taq Polymerase Proteins 0.000 description 1
- 102000004142 Trypsin Human genes 0.000 description 1
- 108090000631 Trypsin Proteins 0.000 description 1
- 108010075344 Tryptophan synthase Proteins 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011543 agarose gel Substances 0.000 description 1
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 1
- 229910001778 ammonium mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 108010058966 bacteriophage T7 induced DNA polymerase Proteins 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-FPRJBGLDSA-N beta-D-galactose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-FPRJBGLDSA-N 0.000 description 1
- 102000005936 beta-Galactosidase Human genes 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- UDSAIICHUKSCKT-UHFFFAOYSA-N bromophenol blue Chemical compound C1=C(Br)C(O)=C(Br)C=C1C1(C=2C=C(Br)C(O)=C(Br)C=2)C2=CC=CC=C2S(=O)(=O)O1 UDSAIICHUKSCKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000004899 c-terminal region Anatomy 0.000 description 1
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229960005091 chloramphenicol Drugs 0.000 description 1
- WIIZWVCIJKGZOK-RKDXNWHRSA-N chloramphenicol Chemical compound ClC(Cl)C(=O)N[C@H](CO)[C@H](O)C1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1 WIIZWVCIJKGZOK-RKDXNWHRSA-N 0.000 description 1
- 238000011097 chromatography purification Methods 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010367 cloning Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- ATDGTVJJHBUTRL-UHFFFAOYSA-N cyanogen bromide Chemical compound BrC#N ATDGTVJJHBUTRL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000000805 cytoplasm Anatomy 0.000 description 1
- SUYVUBYJARFZHO-RRKCRQDMSA-N dATP Chemical compound C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1[C@H]1C[C@H](O)[C@@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OP(O)(O)=O)O1 SUYVUBYJARFZHO-RRKCRQDMSA-N 0.000 description 1
- SUYVUBYJARFZHO-UHFFFAOYSA-N dATP Natural products C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1C1CC(O)C(COP(O)(=O)OP(O)(=O)OP(O)(O)=O)O1 SUYVUBYJARFZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RGWHQCVHVJXOKC-SHYZEUOFSA-J dCTP(4-) Chemical compound O=C1N=C(N)C=CN1[C@@H]1O[C@H](COP([O-])(=O)OP([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O)[C@@H](O)C1 RGWHQCVHVJXOKC-SHYZEUOFSA-J 0.000 description 1
- HAAZLUGHYHWQIW-KVQBGUIXSA-N dGTP Chemical compound C1=NC=2C(=O)NC(N)=NC=2N1[C@H]1C[C@H](O)[C@@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OP(O)(O)=O)O1 HAAZLUGHYHWQIW-KVQBGUIXSA-N 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- DNJIEGIFACGWOD-UHFFFAOYSA-N ethyl mercaptane Natural products CCS DNJIEGIFACGWOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 description 1
- 108020001507 fusion proteins Proteins 0.000 description 1
- 102000037865 fusion proteins Human genes 0.000 description 1
- 201000001421 hyperglycemia Diseases 0.000 description 1
- 230000002218 hypoglycaemic effect Effects 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 239000000411 inducer Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229930182817 methionine Natural products 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000009149 molecular binding Effects 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 238000002703 mutagenesis Methods 0.000 description 1
- 231100000350 mutagenesis Toxicity 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 235000011837 pasties Nutrition 0.000 description 1
- 235000019319 peptone Nutrition 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 230000001323 posttranslational effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000010532 solid phase synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 101150061166 tetR gene Proteins 0.000 description 1
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 239000012588 trypsin Substances 0.000 description 1
- 239000012137 tryptone Substances 0.000 description 1
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 description 1
- DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N β‐Mercaptoethanol Chemical compound OCCS DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к биотехнологии, в частности к генной инженерии, в частности к получению проинсулина Lyspro человека, и может быть использовано для создания лекарственных препаратов нового поколения для лечения инсулинозависимого сахарного диабета.The invention relates to biotechnology, in particular to genetic engineering, in particular to the production of human Lyspro proinsulin, and can be used to create new-generation drugs for the treatment of insulin-dependent diabetes mellitus.
Строгий контроль уровня глюкозы в плазме больных диабетом необходим для предотвращения тяжелых осложнений этого заболевания. У здоровых людей уровень инсулина в плазме после приема пищи достигает максимума после 30-40 мин и медленно снижается в течение последующих 2-3 ч. Начало действия препаратов обычного инсулина после подкожной инъекции наступает медленно и продолжительность его действия значительно выше соответствующих параметров, характерных для инсулина, образующегося в организме здоровых людей после приема пищи, богатой углеводами [Heinemann L., Starke A.A.R., Hohmann A., Berger M. // Horm. Metab. Res., 1992, v.26 (Suppl), p.137-139]. При использовании препаратов обычного инсулина возникает опасность возникновения ранней послеобеденной гипергликемии, сопровождаемой гипогликемией перед следующим приемом пищи. В этой связи имеется необходимость в создании препаратов инсулина, для которых были бы характерны более быстрые начало и прекращение действия после введения в организм больного.Strict control of the plasma glucose level in patients with diabetes is necessary to prevent severe complications of this disease. In healthy people, the plasma insulin level after a meal reaches a maximum after 30-40 minutes and slowly decreases over the next 2-3 hours. The onset of conventional insulin preparations after subcutaneous injection occurs slowly and its duration is much higher than the corresponding parameters characteristic of insulin formed in the body of healthy people after a meal rich in carbohydrates [Heinemann L., Starke AAR, Hohmann A., Berger M. // Horm. Metab. Res., 1992, v. 26 (Suppl), p.137-139]. When using conventional insulin preparations, there is a risk of early afternoon hyperglycemia, accompanied by hypoglycemia before the next meal. In this regard, there is a need for the creation of insulin preparations, which would be characterized by a faster onset and cessation of action after administration to the patient.
Аналог инсулина Lyspro, у которого в положениях 28 и 29 полипептидной цепи находятся остатки Lys и Pro вместо Pro и Lys соответственно (фиг.1), является первым быстродействующим аналогом инсулина, внедренным в мировую клиническую практику в 1996 году. В отличие от природного для инсулина Lyspro характерны пониженная способность к образованию агрегатов и, как следствие, быстрая абсорбция, более высокий уровень содержания в плазме, а также меньшая продолжительность времени действия [Howey D.C., Bowsher R.R., Brunelle R.L., Woodworth J.R. // Diabetes, 1994, v.43, p.396-402]. Такие замены аминокислотных остатков не затрагивают домен молекулы инсулина, связывающий рецептор, и, как следствие, кинетические параметры взаимодействия аналога инсулина Lyspro с рецепторами соответствуют таковым природного инсулина. Действие инсулина Lyspro начинается через 15 мин после подкожной инъекции, достигает максимальных значений приблизительно через 1 ч и прекращается спустя 2-4 ч [Torlone Е., Fanelli С., Rambotti A.M., Kassi G., Modarelli F., Di Vincenzo A., Epifano L., Ciofetta M., Pampanelli S., Brunetti P. // Diabetologia, 1994, v.37, p.713-720]. В настоящее время инсулин Lyspro широко используется для лечения инсулинозависимого диабета в мировой клинической практике [Hanaire-Broutin Н., Melki V., Bessieres-Lacombe S., Tauber J.P. // Diabetes Care, 2000, v.23, p.1232-1235; Jehle P.M., Aisenpreis U., Bundschu D., Keller F. // Fortschr. Med., 1999, v.117, p.41-42].The Lyspro insulin analogue, in which at the positions 28 and 29 of the polypeptide chain there are Lys and Pro residues instead of Pro and Lys, respectively (Fig. 1), is the first high-speed insulin analogue, introduced into world clinical practice in 1996. Unlike natural insulin, Lyspro is characterized by a reduced ability to form aggregates and, as a result, faster absorption, a higher level of plasma content, as well as a shorter duration of action [Howey D.C., Bowsher R.R., Brunelle R.L., Woodworth J.R. // Diabetes, 1994, v. 43, p.396-402]. Such substitutions of amino acid residues do not affect the domain of the insulin molecule binding the receptor, and, as a result, the kinetic parameters of the interaction of the Lyspro insulin analog with receptors correspond to those of natural insulin. The action of Lyspro insulin begins 15 minutes after subcutaneous injection, reaches its maximum value after about 1 hour and stops after 2-4 hours [Torlone E., Fanelli C., Rambotti AM, Kassi G., Modarelli F., Di Vincenzo A., Epifano L., Ciofetta M., Pampanelli S., Brunetti P. // Diabetologia, 1994, v. 37, p. 713-720]. Currently, Lyspro insulin is widely used for the treatment of insulin-dependent diabetes in world clinical practice [Hanaire-Broutin N., Melki V., Bessieres-Lacombe S., Tauber J.P. // Diabetes Care, 2000, v.23, p.1232-1235; Jehle P.M., Aisenpreis U., Bundschu D., Keller F. // Fortschr. Med., 1999, v. 117, p.41-42].
Известен способ получения инсулина Lyspro, в котором последовательность нуклеотидов, кодирующая А-цепь инсулина, была синтезирована химически и клонирована в экспрессирующем плазмидном векторе под контролем промотора гена триптофансинтетазы E.coli (trp LE’) в виде гибридного гена, включающего 5’-концевую часть гена β-галактозидазы и соответствующую инсулиновую последовательность. Рекомбинантную плазмиду вводили с помощью трансформации в бактериальный штамм, где после индукции промотора происходил синтез гибридного белка следующей структуры: β-gal-Met-A-цепь (где β-gal - N-концевая часть β-галактозидазы E.coli, a Met - метиониновый линкер). Наличие линкера позволяло производить расщепление химерного полипептида бромистым цианом в очищенных “тельцах включения”, с последующей хроматографической очисткой А-цепи. В-цепь инсулина, содержащую требуемую последовательность Lys(B28)-Рro(В29), получали твердофазным синтезом. Далее очищенные цепи инсулина объединяли in vitro и осуществляли окисление сульфгидрильных групп, что приводило к образованию дисульфидных связей между цепями. На конечных этапах проводили очистку полученного таким образом инсулина Lyspro [EP №0383472, МКИ С 07 К 7/40, 1990].A known method of producing insulin Lyspro, in which the nucleotide sequence encoding the insulin A chain was chemically synthesized and cloned in an expression plasmid vector under the control of the promoter of the E. coli tryptophan synthetase gene (trp LE ') as a hybrid gene comprising the 5'-terminal part β-galactosidase gene and the corresponding insulin sequence. The recombinant plasmid was introduced by transformation into a bacterial strain, where, after induction of the promoter, a hybrid protein of the following structure was synthesized: β-gal-Met-A chain (where β-gal is the N-terminal part of E. coli β-galactosidase, and Met methionine linker). The presence of a linker allowed cleavage of the chimeric polypeptide by cyanogen bromide in purified inclusion bodies, followed by chromatographic purification of the A chain. An insulin B chain containing the desired Lys (B28) -Pro (B29) sequence was obtained by solid phase synthesis. Then, the purified insulin chains were combined in vitro and the sulfhydryl groups were oxidized, which led to the formation of disulfide bonds between the chains. At the final stages, the Lyspro insulin thus obtained was purified [EP No. 0383472, MKI C 07 K 7/40, 1990].
Способ имеет ряд недостатков, в частности высокую трудоемкость, низкий выход конечного продукта, что не дает возможность использования их в технологических целях.The method has several disadvantages, in particular high complexity, low yield of the final product, which makes it impossible to use them for technological purposes.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является штамм-продуцент, в котором ген проинсулина человека, содержащий на N-конце два избыточных аминокислотных остатка Met-Tyr, клонировали в экспрессирующей векторной плазмиде под контролем промотора pL и температурочувствительного репрессора сI857 фага λ. В качестве селектируемого маркера использовали ген устойчивости к тетрациклину tetR. После термоиндукции рекомбинантного гена повышением температуры до 40°С, образующийся рекомбинантный проинсулин накапливался в клетках E.coli в тельцах включения, из которых проводили его дальнейшую очистку. На первом этапе, используя катепсин С, отделяли избыточный дипептид Met-Tyr, на втором - С-пептид проинсулина отщепляли трипсином и карбоксипептидазой В с последующей очисткой образовавшегося аналога инсулина Lyspro [пат. США No 5514646, МКИ, 1996].The closest in technical essence to the present invention is a producer strain in which a human proinsulin gene containing two excess Met-Tyr amino acid residues at the N-terminus was cloned in an expression vector plasmid under the control of the pL promoter and temperature sensitive repressor cI857 phage λ. As a selectable marker, the tetRcycline resistance gene tetR was used. After thermal induction of the recombinant gene by increasing the temperature to 40 ° C, the resulting recombinant proinsulin accumulated in E. coli cells in inclusion bodies, from which it was further purified. At the first stage, using excess cathepsin C, Met-Tyr dipeptide was separated, at the second stage, the proinsulin C peptide was cleaved with trypsin and carboxypeptidase B, followed by purification of the formed Lyspro insulin analogue [US Pat. USA No. 5514646, MKI, 1996].
Необходимость использования термоиндукции для достижения регулируемой экспрессии проинсулина Lyspro в бактериальных клетках является существенным недостатком обсуждаемого штамма-прототипа E.coli. Известно, что во время инкубации бактериальных клеток при повышенных температурах происходит индукция синтеза белков теплового шока, которые в том числе участвуют в деградации белков с нарушенной пространственной структурой (претерпевших неправильный посттрансляционный фолдинг или денатурировавших во время теплового шока) [Gottesman S. // Annu. Rev. Gene., 1996, v.30, р.465-506; Baneyx F. // Curr. Opin. Biotechnol, 1999, v.10, p.411-421]. Кроме того, высокая температура, при которой проводили выращивание бактериальных клеток, способствует агрегации рекомбинантных белков в цитоплазме [Clark E., De Bernardez // Curr. Opin. Biotechnol, 1998, v.9, p.157-163]. Все это приводит к образованию фрагментов полипептидной цепи проинсулина, усиливает агрегацию его молекул и уменьшает выход нативного рекомбинантного белка. Действительно, выход рекомбинантного проинсулина Lyspro в обсуждаемом штамме-прототипе составляет ~2% от суммарного клеточного белка.The need to use thermal induction to achieve controlled expression of Lyspro proinsulin in bacterial cells is a significant drawback of the discussed E. coli prototype strain. It is known that during the incubation of bacterial cells at elevated temperatures, the synthesis of heat shock proteins occurs, which also participate in the degradation of proteins with a disturbed spatial structure (which underwent incorrect post-translational folding or denatured during heat shock) [Gottesman S. // Annu. Rev. Gene., 1996, v. 30, p. 465-506; Baneyx F. // Curr. Opin. Biotechnol, 1999, v. 10, p. 411-421]. In addition, the high temperature at which bacterial cells were grown promotes aggregation of recombinant proteins in the cytoplasm [Clark E., De Bernardez // Curr. Opin. Biotechnol, 1998, v.9, p. 157-163]. All this leads to the formation of fragments of the polypeptide chain of proinsulin, enhances the aggregation of its molecules and reduces the yield of the native recombinant protein. Indeed, the yield of recombinant Lyspro proinsulin in the discussed prototype strain is ~ 2% of the total cellular protein.
Задачей изобретения является конструирование плазмиды, детерминирующей синтез гибридного рекомбинантного белка, в котором единственный IgG-связывающий домен белка А соединен через пептидный линкер Hys6AspGlyArg с аминокислотной последовательностью проинсулина Lyspro человека, то есть содержащего в положениях 28 и 29 полипептидной цепи остатки Lys и Pro, и создание высокопродуктивного бактериального штамма-продуцента, позволяющего получать инсулин Lyspro с высоким выходом и по упрощенной технологии.The objective of the invention is the construction of a plasmid that determines the synthesis of a hybrid recombinant protein, in which a single IgG-binding domain of protein A is connected via the Hys 6 AspGlyArg peptide linker to the amino acid sequence of human Lyspro proinsulin, that is, residues Lys and Pro located at positions 28 and 29 of the polypeptide chain, and the creation of a highly productive bacterial producer strain, allowing to obtain Lyspro insulin in high yield and by simplified technology.
Поставленная задача решается за счет конструирования рекомбинантной плазмидной ДНК pPL-3-1, кодирующей гибридный полипептид с последовательностью проинсулина Lyspro человека, в котором последовательность домена В стафилококкового белка А соединена через пептидный линкер His6GlySerArg с аминокислотной последовательностью проинсулина Lyspro человека, с молекулярной массой 3,3 МДа (5051 п.о.), содержащей HindIII/ВаmHI-фрагмент плазмиды pPINS07, включающий гибридный tac-промотор, ген β-лактамазы (bla), область начала репликации (ori), терминатор транскрипции рибосомного оперона E.coli, последовательность нуклеотидов, кодирующую последовательность аминокислот домена В белка A S. aureus, содержащую синонимическую замену С→Т в положении 3 третьего кодона GAC, соединенную с последовательностью нуклеотидов, кодирующей пептид His6GlySerArg, и НindIII/ВаmHI-фрагмент (271 п.о.), кодирующий проинсулин Lyspro человека, сайты рестрикции со следующими координатами: EcoRI - 1, NcoI - 217, ВаmHI - 221, PstI - 342 и 417, HindIII - 492, SalGI - 4513, ClaI - 4792, а также штамма Escherichia coli TG-1/pLP-3-1 - продуцента гибридного полипептида с последовательностью проинсулина Lyspro человека.The problem is solved by constructing a recombinant plasmid DNA pPL-3-1 encoding a hybrid polypeptide with the human Lyspro proinsulin sequence, in which the staphylococcal protein A domain B sequence is connected via the His 6 GlySerArg peptide linker with the amino acid sequence of human Lyspro proinsulin, with a molecular weight of 3 , 3 MDa (5051 bp) containing the HindIII / BamHI fragment of the plasmid pPINS07, including the hybrid tac promoter, β-lactamase gene (bla), the region of origin of replication (ori), ribosomogen transcription terminator operon of E.coli, the nucleotide sequence encoding the amino acid sequence of domain B of protein A S. aureus, comprising substitution of synonymous C → T at
Исходной плазмидой для конструирования является плазмида pPINS07, кодирующая гибридный полипептид, состоящий из одного IgG-связывающего домена белка A Staphylococcus aureus, пептидного линкера His6GlySerArg и проинсулина человека, гибридный tac-промотор и терминатор транскрипции рибосомного оперона E.coli [патент РФ №2144957, МКИ, опубл. 2000]. Как уже упоминалось выше, инсулин Lyspro отличается от обычного инсулина последовательностью аминокислот в положениях 28 и 29 его В-цепи. Для введения соответствующей мутации в ген нормального проинсулина человека используют полимеразную цепную реакцию (ПЦP) с перекрывающимися праймерами. Для этого вначале на матрице исходной плазмиды синтезируют ПЦР-продукты А и В (ПЦР 1, фиг.2) с помощью пар праймеров 1-4 и 2-3. Праймеры 3 и 4 содержат некомплементарные матрице нуклеотиды, соответствующие последовательности Lyspro гена проинсулина человека (обозначены звездочками). Полученные ПЦР-продукты электрофоретически очищают на ДЭАЭ-мембране и используют в качестве матрицы во второй реакции ПЦР (ПЦР 2) в присутствии праймеров 1 и 2. Образовавшийся в итоге ПЦР-продукт С содержит требуемую мутацию, а также уникальные сайты рестрикции ВаmHI и HindIII на своих концах. ПЦР-продукт С инкубируют с рестриктазами ВатHI и HindIII и клонируют в предварительно подготовленном векторе, который представляет собой исходную плазмиду, содержащую рекомбинантный ген гибридного полипептида без последовательности проинсулина человека, удаленной с помощью тех же рестриктаз. Отбор рекомбинантных клонов проводят по элиминации одного из сайтов рестрикции МboII в ПЦР-продукте, полученном в результате амплификации соответствующих участков рекомбинантных плазмид с использованием праймеров 1 и 2. Элиминация сайта рестрикции является следствием изменения с помощью проведенного направленного мутагенеза последовательности нуклеотидов гена проинсулина исходной плазмиды, приводящего к появлению в В-цепи измененной последовательности аминокислотных остатков Lys(B28)-Pro(B29) (фиг.1). Плазмиды отобранных клонов, которые отвечают требуемым свойствам, очищают щелочным методом [Maniatis Т., Fritsch E.F., Sambrook J. // Molecular Cloning: a Laboratory Manual, 1982, Cold Spring Harbor Laboratory Press], и последовательность нуклеотидов клонированного фрагмента ДНК определяют методом Сэнгера с использованием дидезоксирибонуклеотидных производных в качестве терминаторов синтеза ДНК термосеквеназой и флуоресцентной метки, на автоматическом секвенаторе. Полученную последовательность сравнивают с последовательностью исходной плазмиды, определенную тем же методом. Итогом работы является получение рекомбинантной плазмиды pLP-3-1, обладающей требуемыми свойствами. Плазмиду pLP-3-1 вводят с помощью электропорации в компетентные клетки E.coli TG-1, что приводит к созданию рекомбинантного штамма-продуцента гибридного проинсулина Lyspro - E.coli pLP-3-1/TG-1. Исследование уровня экспрессии гибридного проинсулина Lyspro в полученном рекомбинантном штамме показывает, что содержание рекомбинантного полипептида в бактериальных клетках после завершения индукции с помощью ИПТГ составляет не менее 25% от суммарного клеточного белка.The starting plasmid for construction is the plasmid pPINS07, encoding a hybrid polypeptide consisting of one IgG-binding domain of Staphylococcus aureus protein A, peptide linker His 6 GlySerArg and human proinsulin, hybrid tac promoter and transcription terminator of ribosomal operon E. coli RF1449 , MKI, publ. 2000]. As mentioned above, Lyspro insulin differs from ordinary insulin in the sequence of amino acids at positions 28 and 29 of its B chain. To introduce the corresponding mutation into the normal human proinsulin gene, a polymerase chain reaction (PCR) with overlapping primers is used. For this, first, the PCR products A and B (
Рекомбинантная плазмидная ДНК pLP-3-1, кодирующая гибридный полипептид с аминокислотной последовательностью аналога проинсулина Lyspro человека, характеризуется следующими признаками:Recombinant plasmid DNA pLP-3-1 encoding a hybrid polypeptide with the amino acid sequence of the human Lyspro proinsulin analogue is characterized by the following features:
имеет молекулярную массу 3,3 МДа (5051 т.п.о.);has a molecular weight of 3.3 MDa (5051 kbp);
кодирует гибридный белок, в котором последовательность домена В стафилококкового белка А с С-концевым гексагистидиновым линкером соединена через трипептид GlySerArg с последовательностью проинсулина Lyspro человека;encodes a fusion protein in which the staphylococcal protein A domain B sequence with the C-terminal hexahistidine linker is linked via the GlySerArg tripeptide to the human Lyspro proinsulin sequence;
состоит из НindIII//ВаmHI-фрагмента плазмиды pPINS07, содержащего синтетический tac-промотор транскрипции, ген β-лактамазы (bla), определяющий устойчивость клеток бактерий к ампициллину, область инициации репликации плазмидной ДНК (ori)1 терминатор транскрипции рибосомного оперона E.coli, a также включающего часть искусственного гена, кодирующую IgG-связывающий домен белка А из S. aureus, содержащую синонимическую замену С→Т в третьем положении третьего кодона GAC 5’-концевой части, улучшающую эффективность трансляции мРНК искусственного гена рибосомами, и гексагистидиновый домен, соединенный с трипептидом GlySerArg, а также ВаmHI//НindIII-фрагмента, кодирующего проинсулин Lyspro человека, содержащий последовательность LysPro в положениях 28-29 последовательности его В-цепи, уникальные сайты рестрикции имеют следующие координаты: EcoRI - 1, NcoI - 217, ВаmHI - 221, PstI - 342 и 417, HindIII - 492, SalI - 4513, ClaI - 4792.consists of HindIII // BamHI fragment of plasmid pPINS07 containing a synthetic tac transcription promoter, β-lactamase gene (bla), which determines the resistance of bacterial cells to ampicillin, the region of plasmid DNA replication initiation (ori) 1 transcription terminator of the E. coli ribosomal operon, a also comprising a part of the artificial gene encoding the IgG-binding domain of protein A from S. aureus, containing a synonymous C → T substitution in the third position of the third GAC codon of the 5'-terminal part, which improves the translation efficiency of the mRNA of the artificial gene by ribosomes, and xahistidine domain connected to the GlySerArg tripeptide, as well as BamHI // HindIII fragment encoding human Lyspro proinsulin, containing the LysPro sequence at positions 28-29 of its B-chain sequence, unique restriction sites have the following coordinates: EcoRI - 1, NcoI - 217 , BamHI - 221, PstI - 342 and 417, HindIII - 492, SalI - 4513, ClaI - 4792.
Преимуществом полученной плазмиды pLP-3-1 перед известными плазмидами является то, что она кодирует полипептид проинсулина Lyspro под контролем синтетического tac-промотора, индуцируемого изопропил-β-D-тиогалактопиранозидом (ИПТГ). Это позволяет индуцировать и осуществлять синтез проинсулина при обычной для E.coli температуре 37°С, что значительно повышает выход рекомбинантного белка и облегчает его дальнейшую очистку. Дальнейшее повышение выхода рекомбинантного проинсулина Lyspro достигнуто введением синонимической замены нуклеотида в 5’-концевой части экспрессирующейся кассеты рекомбинантных последовательностей нуклеотидов. Кроме того, в отличие от плазмиды-прототипа сконструированная плазмида содержит ген β-лактамазы в качестве селектируемого маркера.The advantage of the obtained plasmid pLP-3-1 over known plasmids is that it encodes the Lyspro proinsulin polypeptide under the control of a synthetic tac promoter induced by isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside (IPTG). This allows you to induce and carry out the synthesis of proinsulin at a temperature of 37 ° C, which is usual for E. coli, which significantly increases the yield of the recombinant protein and facilitates its further purification. A further increase in the yield of recombinant Lyspro proinsulin was achieved by introducing a synonymous nucleotide substitution at the 5 ′ end of the expressed cassette of the recombinant nucleotide sequences. In addition, unlike the prototype plasmid, the constructed plasmid contains the β-lactamase gene as a selectable marker.
Для получения штамма-продуцента гибридного полипептида с проинсулином Lyspro человека рекомбинантную плазмиду pLP-3-1 вводят с помощью электропорации в компетентные клетки E.coli TG-1.To obtain a producer strain of a hybrid polypeptide with human Lyspro proinsulin, the recombinant plasmid pLP-3-1 is introduced by electroporation into competent E. coli TG-1 cells.
Полученный штамм Escherichia coli/pLP-3-1, названный E.coli LP31, характеризуется следующими признаками.The resulting strain of Escherichia coli / pLP-3-1, named E. coli LP31, is characterized by the following features.
Морфологические признаки: клетки мелкие палочковидной формы, грамотрицательные, неспороносные, 1×3,5 мкм, подвижные.Morphological signs: small rod-shaped cells, gram-negative, non-spore-bearing, 1 × 3.5 μm, motile.
Культуральные признаки: при росте на агаризованной среде LB колонии круглые, гладкие, полупрозрачные, блестящие, серые. Край ровный, диаметр колоний 1-3 мм, консистенция пастообразная. Рост в жидких средах (LB, минимальная среда с глюкозой) характеризуется ровным помутнением, осадок легко седиментирует.Cultural traits: when growing on LB agar medium, the colonies are round, smooth, translucent, shiny, gray. The edge is even, the diameter of the colonies is 1-3 mm, the consistency is pasty. Growth in liquid media (LB, minimal medium with glucose) is characterized by even turbidity, the sediment easily sedimentes.
Физико-биохимические признаки: клетки растут при 4-42°С, оптимум рН 6,8-7,6. В качестве источника азота используют как минеральные соли аммония, так и органические соединения: аминокислоты, пептон, триптон, дрожжевой экстракт. В качестве источника углерода при росте на минимальной среде используют глицерин, углеводы, аминокислоты.Physico-biochemical characteristics: cells grow at 4-42 ° C, optimum pH of 6.8-7.6. As a source of nitrogen, both ammonium mineral salts and organic compounds are used: amino acids, peptone, tryptone, yeast extract. When growing on a minimal medium, glycerin, carbohydrates, amino acids are used as a carbon source.
Устойчивость к антибиотикам: клетки штамма-продуцента проявляют устойчивость к ампициллину (до 300 мкг/мл) и хлорамфениколу (до 100 мкг/мл), обусловленную наличием генов устойчивости в ДНК рекомбинантной плазмиды pLP-3-1 и эписомной ДНК штамма-хозяина соответственно.Antibiotic resistance: cells of the producer strain show resistance to ampicillin (up to 300 μg / ml) and chloramphenicol (up to 100 μg / ml), due to the presence of resistance genes in the DNA of the recombinant plasmid pLP-3-1 and episomal DNA of the host strain, respectively.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами:The invention is illustrated by the following examples:
Пример 1. Получение фрагмента ДНК, кодирующего проинсулин Lyspro человека.Example 1. Obtaining a DNA fragment encoding human Lyspro proinsulin.
100 нг плазмидной ДНК pPINS07, содержащей ген природного проинсулина человека, используют в качестве матрицы для синтеза фрагмента А (фиг.2) в полимеразной цепной реакции (ПЦР), добавляя к 50 мкл реакционной смеси следующего состава: 20 мМ Трис-НСl, рН 8,8, 67 мМ (NH4)2SO4, 1,5 мМ MgCl2, по 0,2 мМ dATP, dCTP, TTP и dGTP каждого, 0,05 ед. Taq-ДНК-полимеразы и по 1 мкМ каждого из праймеров CAGGATCATCACCATGGATCCCG и CACGACGGGTCGGCTTGGTGTAGAAG (праймеры 1 и 4 соответственно на фиг.2, подчеркнута мутантная, мутагенизирующая последовательность). Амплификацию соответствующего участка плазмиды осуществляют, проводя 22 цикла ПЦР (94°С, 20 с; 50°С, 20 с; 72°С, 20 с). Синтез фрагмента В (фиг.2) проводят в тех же условиях и в той же реакционной смеси, но в присутствии праймеров CCGCCAAGCTTACTAGTTGCAGTAG и ACACCAAGCCGACCCGTCGTGAAGC (праймеры 2 и 3, фиг.2). Синтезированные фрагменты А и В электрофоретически в 3% агарозном геле переносят на кусочки ДЭАЭ-мембраны NA-45 (Schleicher&Schuhle) и элюируют в центрифужных микропробирках на 1,5 мл 200 мкл буфера, содержащего 1,5 М NaCl, 10 мМ ЭДТА в течение 40 мин при 65°С. К буферу добавляют тРНК Е.соli до конечной концентрации 100 мкг/мл и синтезированные фрагменты осаждают 2,5 объемами 96% этилового спирта. Осадок собирают центрифугированием на микроцентрифуге “Эппендорф” при максимальных оборотах в течение 15 мин, супернатант отбрасывают, осадки промывают 1 мл холодного 70% этилового спирта, подсушивают при комнатной температуре и растворяют в 50 мкл деионизованной воды. Сборку полного фрагмента С (фиг.2) осуществляют с помощью ПЦР в 25 мкл вышеописанной реакционной смеси, однако в отличие от нее содержащей по 1 мкл очищенных перекрывающихся фрагментов А и В в качестве матрицы, а также праймеры CAGGATCATCACCATGGATCCCG и CCGCCAAGCTTACTAGTTGCAGTAG (праймеры 1 и 2 на фиг.2). Для получения липких концов синтезированный фрагмент С инкубируют с эндонуклеазами рестрикции HindIII и BamHI (Fermentas, Латвия). По окончании инкубации фрагмент С, содержащий липкие концы, осаждают 96% этиловым спиртом, как описано выше, но не добавляя тРНК, промывают 70% спиртом, подсушивают и растворяют в 20 мкл воды.100 ng of plasmid DNA pPINS07 containing the natural human proinsulin gene is used as a template for the synthesis of fragment A (Fig. 2) in the polymerase chain reaction (PCR), adding to 50 μl of the reaction mixture of the following composition: 20 mM Tris-Hcl, pH 8 8, 67 mM (NH 4 ) 2 SO 4 , 1.5 mM MgCl 2 , 0.2 mM dATP, dCTP, TTP and dGTP each, 0.05 units. Taq DNA polymerase and 1 μM of each of the primers CAGGATCATCACCATGGATCCCG and CACGACGGGTCGGCTTGGTGTAGAAG (
Пример 2. Подготовка экспрессирующего вектора для клонирования синтезированного фрагмента С.Example 2. Preparation of an expression vector for cloning a synthesized fragment C.
3 мкг плазмиды pPINS07 инкубируют с эндонуклеазами рестрикции HindIII и ВаmНI, как описано выше, и фрагмент векторной ДHК, далее использованный для конструирования экспрессирующей плазмиды, очищают электрофоретически с использованием легкоплавкой агарозы. Для этого фрагменты, образовавшиеся после рестрикции, разделяют электрофорезом в 1,5% агарозе, требуемый фрагмент с помощью электрофореза переносят в лунку, заполненную легкоплавкой агарозой, и выделяют из агарозы фенольным методом [Maniatis Т., Fritsch E.F., Sambrook J. // Molecular Cloning: a Laboratory Manual, 1982, Cold Spring Harbor Laboratory Press]. Фрагмент осаждают и промывают спиртом, как описано выше, в присутствии тРНК в качестве носителя и растворяют в 20 мкл деионизованной воды.3 μg of plasmid pPINS07 was incubated with HindIII and BamHI restriction endonucleases as described above, and the vector DNA fragment further used to construct the expression plasmid was purified electrophoretically using low-melting agarose. For this, the fragments formed after restriction are separated by electrophoresis in 1.5% agarose, the desired fragment is transferred by electrophoresis to a well filled with low-melting agarose, and isolated from agarose by the phenolic method [Maniatis T., Fritsch EF, Sambrook J. // Molecular Cloning: a Laboratory Manual, 1982, Cold Spring Harbor Laboratory Press]. The fragment is precipitated and washed with alcohol, as described above, in the presence of tRNA as a carrier and dissolved in 20 μl of deionized water.
Пример 3. Получение плазмиды pLP-3-1, экспрессирующей ген гибридного проинсулина Lyspro человека и штамма-продуцента гибридного проинсулина Lyspro.Example 3. Obtaining a plasmid pLP-3-1 expressing the human Lyspro hybrid proinsulin gene and the Lyspro hybrid proinsulin producing strain.
10 мкг большого фрагмента плазмиды pPINS07, содержащего липкие концы HindIII/ВаmHI, лигируют с 50 мкг очищенного фрагмента С с теми же липкими концами [Maniatis Т., Fritsch E.F., Sambrook J. // Molecular Cloning: a Laboratory Manual, 1982, Cold Spring Harbor Laboratory Press]. Продукты реакции осаждают и промывают этиловым спиртом, как описано выше, и растворяют в 10 мкл воды; 5 мкл продуктов лигирования используют для трансформации компетентных клеток E.coli TG-1 методом электропорации в стандартных условиях. Суспензию трансформированных клеток (200 мкл) высевают на LB-агар, содержащий ампициллин (100 мкг/мл) в качестве селектирующего агента. Среди выросших колоний бактерий с помощью ПЦР в присутствии праймеров 1 и 2 (фиг.2) отбирают клоны, содержащие вставку клонируемого фрагмента С. Для этого образовавшиеся продукты ПЦР инкубируют с эндонуклеазой рестрикции МboII (Fermentas, Латвия) и образовавшиеся фрагменты ДНК анализируют электрофорезом в 5% агарозе. При наличии в анализируемой плазмидной ДНК мутации Lyspro в результате рестрикции образуется только три фрагмента ДНК, так как один из трех сайтов рестрикции (центральный, фиг.2) содержащихся в этой части исходной плазмиды pPINS07, элиминируется под действием введенной мутации. Из клонов, содержащих требуемую мутацию, выделяют плазмидную ДНК стандартным фенольным методом [Maniatis Т., Fritsch E.F., Sambrook J. // Molecular Cloning: a Laboratory Manual, 1982, Cold Spring Harbor Laboratory Press] и последовательность нуклеотидов гена проинсулина Lyspro определяют по методу Сэнгера на автоматическом секвенаторе (Amersham&Pharmacia) с использованием флуоресцентно меченых праймеров. На заключительном этапе работы среди клонов, содержащих ген проинсулина Lyspro, отбирают спонтанно возникший мутантный клон E.coli pLP31, плазмидная ДНК которого содержит синонимическую замену С→Т в положении 3 третьего кодона GAC 5’-концевой последовательности искусственного гена, кодирующей IgG-связывающий домен белка A S. aureus, которая, не изменяя последовательности аминокислот гибридного полипептида, приводит к повышению уровня его экспрессии в бактериальных клетках, возможно за счет увеличения стабильности его мРНК.10 μg of a large fragment of plasmid pPINS07 containing the sticky ends of HindIII / BamHI are ligated with 50 μg of purified fragment C with the same sticky ends [Maniatis T., Fritsch EF, Sambrook J. // Molecular Cloning: a Laboratory Manual, 1982, Cold Spring Harbor Laboratory Press]. The reaction products are precipitated and washed with ethyl alcohol, as described above, and dissolved in 10 μl of water; 5 μl of ligation products are used to transform competent E. coli TG-1 cells by electroporation under standard conditions. A suspension of transformed cells (200 μl) was plated on LB agar containing ampicillin (100 μg / ml) as a selection agent. Among the grown bacterial colonies, PCR in the presence of
Пример 4. Определение продуктивности штамма-продуцента гибридного полипептида с проинсулином Lyspro человека.Example 4. The determination of the productivity of the producer strain of the hybrid polypeptide with human Lyspro proinsulin.
В 20 мл жидкой среды LB, содержащей 100 мкг/мл ампициллина, вносят индивидуальную колонию клеток E.coli pLP-3-1/TG-1, содержащих плазмиду pLP-3-1, и выращивают при 37°С на качалке при 180 об/мин в течение 4 ч до мутности 0,8. Затем добавляют индуктор ИПТГ до конечной концентрации 0,5 мМ и продолжают инкубацию в тех же условиях в течение 6 ч. Отбирают пробу 2 мл и центрифугируют 5 мин при 6000 об/мин, после чего клетки суспендируют в 200 мкл буфера, содержащего 125 мМ Трис-HCl, рН 6,8, 20% глицерин, 3% додецилсульфат натрия, 3% меркаптоэтанол и 0,01% бромфенолового синего, нагревают 10 мин на кипящей водяной бане. Отбирают образцы объемом 2,5, 5, 7,5, 10 и 15 мкл и анализируют электрофорезом в 13%-ном полиакриламидном геле, содержащем 0,1% додецилсульфат натрия. Гель окрашивают Кумасси R-250 и сканируют на лазерном денситометре Ultrascan XL. По данным сканирования гибридный полипептид составляет не менее 25-30% суммарного клеточного белка.An individual colony of E. coli pLP-3-1 / TG-1 cells containing the plasmid pLP-3-1 is added to 20 ml of LB liquid medium containing 100 μg / ml ampicillin and grown at 37 ° С on a shaker at 180 r / min for 4 hours to a turbidity of 0.8. Then, an IPTG inducer was added to a final concentration of 0.5 mM and incubation was continued under the same conditions for 6 h. A 2 ml sample was taken and centrifuged for 5 min at 6000 rpm, after which the cells were suspended in 200 μl of buffer containing 125 mM Tris -HCl, pH 6.8, 20% glycerol, 3% sodium dodecyl sulfate, 3% mercaptoethanol and 0.01% bromophenol blue, heated for 10 min in a boiling water bath. Samples of 2.5, 5, 7.5, 10 and 15 μl were taken and analyzed by electrophoresis in a 13% polyacrylamide gel containing 0.1% sodium dodecyl sulfate. The gel is stained with Coomassie R-250 and scanned on an Ultrascan XL laser densitometer. According to the scan, the hybrid polypeptide makes up at least 25-30% of the total cellular protein.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003106990/13A RU2235776C1 (en) | 2003-03-17 | 2003-03-17 | Recombinant plasmid dna plp-3-1 encoding human polypeptide of proinsulin lyspro and strain of bacterium escherichia coli plp-3-1/tg-1 as producer of recombinant proinsulin lyspro |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003106990/13A RU2235776C1 (en) | 2003-03-17 | 2003-03-17 | Recombinant plasmid dna plp-3-1 encoding human polypeptide of proinsulin lyspro and strain of bacterium escherichia coli plp-3-1/tg-1 as producer of recombinant proinsulin lyspro |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2235776C1 true RU2235776C1 (en) | 2004-09-10 |
| RU2003106990A RU2003106990A (en) | 2004-12-10 |
Family
ID=33433625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003106990/13A RU2235776C1 (en) | 2003-03-17 | 2003-03-17 | Recombinant plasmid dna plp-3-1 encoding human polypeptide of proinsulin lyspro and strain of bacterium escherichia coli plp-3-1/tg-1 as producer of recombinant proinsulin lyspro |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2235776C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2325440C1 (en) * | 2006-11-21 | 2008-05-27 | Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук | RECOMBINANT PLASMID DNA pGG-1 CODING POLYPEPTIDE OF HUMAN PROINSULIN GLARGIN AND STRAIN OF BACTERIA ESCHERICHIA COLI BGG18-PRODUCER OF RECOMBINANT PROINSULIN GLARGIN |
| RU2325438C1 (en) * | 2006-11-21 | 2008-05-27 | Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук | Strain of bacteria escherichia coli blp21-producer of recombinant human proinsulin lyspro |
| RU2337964C2 (en) * | 2006-11-21 | 2008-11-10 | Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук | RECOMBINANT PLASMID DNA pAS-2 ENCODING HUMAN BEING PROINSULIN POLYPEPTIDE Aspart AND STRAIN OF BACTERIA Escherichia coli BAS2-RECOMBINANT PROINSULIN Aspart PRODUCER |
| RU2514480C1 (en) * | 2013-04-29 | 2014-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "БиоКлонТек" | RECOMBINANT PLASMID DNA pHILP07 ENCODING HYBRID PROTEIN WITH HUMAN PROINSULIN Lispro, CELL Escherichia coli TRANSFORMED BY RECOMBINANT PLASMID DNA pHILP07, AND STRAIN OF BACTERIA Escherichia coli JM109/pHILP07 - PRODUCER OF HYBRID PROTEIN WITH HUMAN PROINSULIN Lispro |
| RU2729357C1 (en) * | 2019-05-24 | 2020-08-06 | Закрытое акционерное общество "ФАРМ-ХОЛДИНГ" | Recombinant plasmid dna pf267 coding hybrid polypeptide containing proinsulin lisprum, and a strain of bacteria escherichia coli - producer of hybrid polypeptide containing proinsulin lispro |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0383472B1 (en) * | 1989-02-09 | 1996-02-07 | Eli Lilly And Company | Insulin analogs |
| US5514646A (en) * | 1989-02-09 | 1996-05-07 | Chance; Ronald E. | Insulin analogs modified at position 29 of the B chain |
| RU2143493C1 (en) * | 1999-05-18 | 1999-12-27 | Институт биоорганической химии им.М.М.Шемякина и Ю.А.Овчинникова РАН | Recombinant plasmid dna ppins16 encoding fused polypeptide containing human proinsulin, recombinant plasmid dna ppins25 encoding fused polypeptide containing human proinsulin and strain of bacterium escherichia coli - producer of fused polypeptide containing human proinsulin |
| RU2144957C1 (en) * | 1999-02-26 | 2000-01-27 | Институт биоорганической химии им.М.М.Шемякина и Ю.А.Овчинникова РАН | Recombinant plasmid dna ppins07 encoding fused polypeptide containing human proinsulin and strain of bacterium escherichia coli - producer of fused polypeptide containing human proinsulin |
-
2003
- 2003-03-17 RU RU2003106990/13A patent/RU2235776C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0383472B1 (en) * | 1989-02-09 | 1996-02-07 | Eli Lilly And Company | Insulin analogs |
| US5514646A (en) * | 1989-02-09 | 1996-05-07 | Chance; Ronald E. | Insulin analogs modified at position 29 of the B chain |
| RU2144957C1 (en) * | 1999-02-26 | 2000-01-27 | Институт биоорганической химии им.М.М.Шемякина и Ю.А.Овчинникова РАН | Recombinant plasmid dna ppins07 encoding fused polypeptide containing human proinsulin and strain of bacterium escherichia coli - producer of fused polypeptide containing human proinsulin |
| RU2143493C1 (en) * | 1999-05-18 | 1999-12-27 | Институт биоорганической химии им.М.М.Шемякина и Ю.А.Овчинникова РАН | Recombinant plasmid dna ppins16 encoding fused polypeptide containing human proinsulin, recombinant plasmid dna ppins25 encoding fused polypeptide containing human proinsulin and strain of bacterium escherichia coli - producer of fused polypeptide containing human proinsulin |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2325440C1 (en) * | 2006-11-21 | 2008-05-27 | Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук | RECOMBINANT PLASMID DNA pGG-1 CODING POLYPEPTIDE OF HUMAN PROINSULIN GLARGIN AND STRAIN OF BACTERIA ESCHERICHIA COLI BGG18-PRODUCER OF RECOMBINANT PROINSULIN GLARGIN |
| RU2325438C1 (en) * | 2006-11-21 | 2008-05-27 | Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук | Strain of bacteria escherichia coli blp21-producer of recombinant human proinsulin lyspro |
| RU2337964C2 (en) * | 2006-11-21 | 2008-11-10 | Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук | RECOMBINANT PLASMID DNA pAS-2 ENCODING HUMAN BEING PROINSULIN POLYPEPTIDE Aspart AND STRAIN OF BACTERIA Escherichia coli BAS2-RECOMBINANT PROINSULIN Aspart PRODUCER |
| RU2514480C1 (en) * | 2013-04-29 | 2014-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "БиоКлонТек" | RECOMBINANT PLASMID DNA pHILP07 ENCODING HYBRID PROTEIN WITH HUMAN PROINSULIN Lispro, CELL Escherichia coli TRANSFORMED BY RECOMBINANT PLASMID DNA pHILP07, AND STRAIN OF BACTERIA Escherichia coli JM109/pHILP07 - PRODUCER OF HYBRID PROTEIN WITH HUMAN PROINSULIN Lispro |
| RU2729357C1 (en) * | 2019-05-24 | 2020-08-06 | Закрытое акционерное общество "ФАРМ-ХОЛДИНГ" | Recombinant plasmid dna pf267 coding hybrid polypeptide containing proinsulin lisprum, and a strain of bacteria escherichia coli - producer of hybrid polypeptide containing proinsulin lispro |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5304473A (en) | A-C-B proinsulin, method of manufacturing and using same, and intermediates in insulin production | |
| FI102182B (en) | Process for the preparation of human insulin analogues | |
| US5357044A (en) | Cecropins fusion proteins | |
| JP2566933B2 (en) | Eukaryotic fusion protein, production and use thereof, and method | |
| HUT64582A (en) | Method for producing recombinant human interleukin-1 inhibitor | |
| JPH01500483A (en) | Expression of G-CSF and its muteins | |
| CN88103118A (en) | Expression of human Pre-defatted protein A-I | |
| JPH01501283A (en) | Novel type of colony stimulating factor-1 | |
| JPH0767684A (en) | Arab promotor and process for production of polypeptides containing cecropins by microbiological method | |
| JP2016026169A (en) | Expression constructs in prokaryotes | |
| RU2144957C1 (en) | Recombinant plasmid dna ppins07 encoding fused polypeptide containing human proinsulin and strain of bacterium escherichia coli - producer of fused polypeptide containing human proinsulin | |
| RU2235776C1 (en) | Recombinant plasmid dna plp-3-1 encoding human polypeptide of proinsulin lyspro and strain of bacterium escherichia coli plp-3-1/tg-1 as producer of recombinant proinsulin lyspro | |
| KR100358948B1 (en) | Escherichia coli Strain Secreting Human Granulocyte Colony Stimulating Factor(G-CSF) | |
| CN101497863B (en) | A method for preparing N-terminal acetylated thymosin α1 and its special engineering bacteria | |
| JP2007501622A (en) | Methods for purifying recombinant polypeptides | |
| RU2337964C2 (en) | RECOMBINANT PLASMID DNA pAS-2 ENCODING HUMAN BEING PROINSULIN POLYPEPTIDE Aspart AND STRAIN OF BACTERIA Escherichia coli BAS2-RECOMBINANT PROINSULIN Aspart PRODUCER | |
| RU2325440C1 (en) | RECOMBINANT PLASMID DNA pGG-1 CODING POLYPEPTIDE OF HUMAN PROINSULIN GLARGIN AND STRAIN OF BACTERIA ESCHERICHIA COLI BGG18-PRODUCER OF RECOMBINANT PROINSULIN GLARGIN | |
| RU2729381C1 (en) | Recombinant plasmid dna pf644 coding hybrid polypeptide containing proinsulin glargine, and bacterial strain escherichia coli - producer of hybrid polypeptide containing proinsulin glargine | |
| RU2143493C1 (en) | Recombinant plasmid dna ppins16 encoding fused polypeptide containing human proinsulin, recombinant plasmid dna ppins25 encoding fused polypeptide containing human proinsulin and strain of bacterium escherichia coli - producer of fused polypeptide containing human proinsulin | |
| RU2271392C1 (en) | RECOMBINANT PLASMID DNA pFGM17 ENCODING POLYPEPTIDE OF HUMAN GRANULOCYTIC-MACROPHAGAL COLONY-STIMULATING FACTOR AND STRAIN OF BACTERIUM Escherichia coli BL21(DE3)/pFGM17 AS PRODUCER OF POLYPEPTIDE OF HUMAN GRANULOCYTIC-MACROPHAGAL COLONY-STIMULATING FACTOR | |
| JP2568383B2 (en) | DNA sequence encoding polypeptide | |
| RU2729357C1 (en) | Recombinant plasmid dna pf267 coding hybrid polypeptide containing proinsulin lisprum, and a strain of bacteria escherichia coli - producer of hybrid polypeptide containing proinsulin lispro | |
| RU2729353C1 (en) | Recombinant plasmid dna pf646 coding hybrid polypeptide containing proinsulin aspart, and strain of bacteria escherichia coli - producer of hybrid polypeptide containing proinsulin aspart | |
| RU2728611C1 (en) | Recombinant plasmid dna pf265 coding hybrid polypeptide containing human proinsulin, and bacterial strain escherichia coli - producer of hybrid polypeptide containing human proinsulin | |
| RU2263147C1 (en) | RECOMBINANT PLASMID DNA pHINSO5 ENCODING HYBRID POLYPEPTIDE COMPRISING HUMAN PROINSULIN, ESHERICHIA COLI CELL TRANSFORMED WITH RECOMBINANT PLASMID DNA pHINS05 AND STRAIN OF BACTERIUM ESCHERICHIA COLI JM109/pHINS05 AS PRODUCER OF HYBRID POLYPEPTIDE COMPRISING HUMAN PROINSULIN |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210318 |