RU2488635C1 - Method to produce recombinant anti-angiogenic polypeptide - Google Patents
Method to produce recombinant anti-angiogenic polypeptide Download PDFInfo
- Publication number
- RU2488635C1 RU2488635C1 RU2012110798/10A RU2012110798A RU2488635C1 RU 2488635 C1 RU2488635 C1 RU 2488635C1 RU 2012110798/10 A RU2012110798/10 A RU 2012110798/10A RU 2012110798 A RU2012110798 A RU 2012110798A RU 2488635 C1 RU2488635 C1 RU 2488635C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gene
- target polypeptide
- plasmid dna
- recombinant plasmid
- coli
- Prior art date
Links
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 title claims abstract description 50
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 title claims abstract description 47
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 title claims abstract description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 230000001772 anti-angiogenic effect Effects 0.000 title description 3
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims abstract description 44
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims abstract description 37
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000013612 plasmid Substances 0.000 claims abstract description 19
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 claims abstract description 18
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 claims abstract description 17
- 210000001322 periplasm Anatomy 0.000 claims abstract description 17
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 claims abstract description 14
- 101000605403 Homo sapiens Plasminogen Proteins 0.000 claims abstract description 12
- 125000003275 alpha amino acid group Chemical group 0.000 claims abstract description 12
- 229930027917 kanamycin Natural products 0.000 claims abstract description 8
- 229960000318 kanamycin Drugs 0.000 claims abstract description 8
- SBUJHOSQTJFQJX-NOAMYHISSA-N kanamycin Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CN)O[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O[C@@H]2[C@@H]([C@@H](N)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)[C@H](N)C[C@@H]1N SBUJHOSQTJFQJX-NOAMYHISSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229930182823 kanamycin A Natural products 0.000 claims abstract description 8
- 108010079246 OMPA outer membrane proteins Proteins 0.000 claims abstract description 6
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 108010054278 Lac Repressors Proteins 0.000 claims abstract description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 8
- 102100029727 Enteropeptidase Human genes 0.000 claims description 7
- 108010013369 Enteropeptidase Proteins 0.000 claims description 7
- 238000004255 ion exchange chromatography Methods 0.000 claims description 6
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 6
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 claims description 6
- 229920000936 Agarose Polymers 0.000 claims description 5
- 238000012258 culturing Methods 0.000 claims description 5
- 108020005091 Replication Origin Proteins 0.000 claims description 3
- 239000012467 final product Substances 0.000 claims description 3
- 238000004366 reverse phase liquid chromatography Methods 0.000 claims description 3
- 241001198387 Escherichia coli BL21(DE3) Species 0.000 claims description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 2
- 238000005277 cation exchange chromatography Methods 0.000 claims description 2
- 230000006862 enzymatic digestion Effects 0.000 claims description 2
- 108091026890 Coding region Proteins 0.000 claims 1
- 229920002684 Sepharose Polymers 0.000 claims 1
- 108010076504 Protein Sorting Signals Proteins 0.000 abstract description 9
- 230000028327 secretion Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 108010093488 His-His-His-His-His-His Proteins 0.000 abstract 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract 1
- 230000010076 replication Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 108091008146 restriction endonucleases Proteins 0.000 description 27
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 23
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 22
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 18
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 16
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 16
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 15
- 230000033115 angiogenesis Effects 0.000 description 12
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 108010079709 Angiostatins Proteins 0.000 description 11
- 102000012936 Angiostatins Human genes 0.000 description 11
- FZCSTZYAHCUGEM-UHFFFAOYSA-N aspergillomarasmine B Natural products OC(=O)CNC(C(O)=O)CNC(C(O)=O)CC(O)=O FZCSTZYAHCUGEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 210000002889 endothelial cell Anatomy 0.000 description 11
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 9
- 239000013604 expression vector Substances 0.000 description 9
- 108091033319 polynucleotide Proteins 0.000 description 9
- 239000002157 polynucleotide Substances 0.000 description 9
- 102000040430 polynucleotide Human genes 0.000 description 9
- 101150044001 K5 gene Proteins 0.000 description 8
- 108091034117 Oligonucleotide Proteins 0.000 description 8
- 102000013566 Plasminogen Human genes 0.000 description 8
- 108010051456 Plasminogen Proteins 0.000 description 8
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 8
- 239000004037 angiogenesis inhibitor Substances 0.000 description 7
- 101100030139 Chlamydia pneumoniae pmp10 gene Proteins 0.000 description 6
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 6
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 6
- 125000000487 histidyl group Chemical group [H]N([H])C(C(=O)O*)C([H])([H])C1=C([H])N([H])C([H])=N1 0.000 description 6
- LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N tris Chemical compound OCC(N)(CO)CO LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229940121369 angiogenesis inhibitor Drugs 0.000 description 5
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 5
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 5
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 5
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 5
- 239000002158 endotoxin Substances 0.000 description 5
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 5
- 229910000403 monosodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 5
- 235000019799 monosodium phosphate Nutrition 0.000 description 5
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 5
- AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M sodium dihydrogen phosphate Chemical compound [Na+].OP(O)([O-])=O AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 108020004705 Codon Proteins 0.000 description 4
- 102000003960 Ligases Human genes 0.000 description 4
- 108090000364 Ligases Proteins 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 108091081024 Start codon Proteins 0.000 description 4
- JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N [3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-hydroxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methyl [5-(6-aminopurin-9-yl)-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-yl] hydrogen phosphate Polymers Cc1cn(C2CC(OP(O)(=O)OCC3OC(CC3OP(O)(=O)OCC3OC(CC3O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)C(COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3CO)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)O2)c(=O)[nH]c1=O JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000000539 amino acid group Chemical group 0.000 description 4
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 4
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 4
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 101100462378 Danio rerio otpb gene Proteins 0.000 description 3
- 206010027476 Metastases Diseases 0.000 description 3
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 3
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 3
- 239000003102 growth factor Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 3
- 230000017854 proteolysis Effects 0.000 description 3
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 3
- 102000005962 receptors Human genes 0.000 description 3
- 108020003175 receptors Proteins 0.000 description 3
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 3
- 229940124597 therapeutic agent Drugs 0.000 description 3
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 3
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 3
- 241000024188 Andala Species 0.000 description 2
- 229920002271 DEAE-Sepharose Polymers 0.000 description 2
- 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 2
- 241000672609 Escherichia coli BL21 Species 0.000 description 2
- 241000701533 Escherichia virus T4 Species 0.000 description 2
- 241000235058 Komagataella pastoris Species 0.000 description 2
- 239000012480 LAL reagent Substances 0.000 description 2
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N Trifluoroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(F)(F)F DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108010073929 Vascular Endothelial Growth Factor A Proteins 0.000 description 2
- 102000005789 Vascular Endothelial Growth Factors Human genes 0.000 description 2
- 108010019530 Vascular Endothelial Growth Factors Proteins 0.000 description 2
- 230000001028 anti-proliverative effect Effects 0.000 description 2
- 230000000259 anti-tumor effect Effects 0.000 description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 230000022131 cell cycle Effects 0.000 description 2
- 230000025084 cell cycle arrest Effects 0.000 description 2
- 239000006285 cell suspension Substances 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 230000004528 endothelial cell apoptotic process Effects 0.000 description 2
- 229930182830 galactose Natural products 0.000 description 2
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 2
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 2
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 2
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 2
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 2
- 210000003000 inclusion body Anatomy 0.000 description 2
- 102000006495 integrins Human genes 0.000 description 2
- 108010044426 integrins Proteins 0.000 description 2
- 230000009401 metastasis Effects 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 108010016700 plasminogen kringle 5 Proteins 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 230000002062 proliferating effect Effects 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 2
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 2
- 230000002792 vascular Effects 0.000 description 2
- 210000003556 vascular endothelial cell Anatomy 0.000 description 2
- VEEGZPWAAPPXRB-BJMVGYQFSA-N (3e)-3-(1h-imidazol-5-ylmethylidene)-1h-indol-2-one Chemical compound O=C1NC2=CC=CC=C2\C1=C/C1=CN=CN1 VEEGZPWAAPPXRB-BJMVGYQFSA-N 0.000 description 1
- CQOQDQWUFQDJMK-SSTWWWIQSA-N 2-methoxy-17beta-estradiol Chemical compound C([C@@H]12)C[C@]3(C)[C@@H](O)CC[C@H]3[C@@H]1CCC1=C2C=C(OC)C(O)=C1 CQOQDQWUFQDJMK-SSTWWWIQSA-N 0.000 description 1
- 108091006515 Anion channels Proteins 0.000 description 1
- 102000037829 Anion channels Human genes 0.000 description 1
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 description 1
- 206010012689 Diabetic retinopathy Diseases 0.000 description 1
- 102100031780 Endonuclease Human genes 0.000 description 1
- 108010042407 Endonucleases Proteins 0.000 description 1
- 102400001047 Endostatin Human genes 0.000 description 1
- 108010079505 Endostatins Proteins 0.000 description 1
- 108050007372 Fibroblast Growth Factor Proteins 0.000 description 1
- 102000018233 Fibroblast Growth Factor Human genes 0.000 description 1
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 1
- 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 1
- HTTJABKRGRZYRN-UHFFFAOYSA-N Heparin Chemical compound OC1C(NC(=O)C)C(O)OC(COS(O)(=O)=O)C1OC1C(OS(O)(=O)=O)C(O)C(OC2C(C(OS(O)(=O)=O)C(OC3C(C(O)C(O)C(O3)C(O)=O)OS(O)(=O)=O)C(CO)O2)NS(O)(=O)=O)C(C(O)=O)O1 HTTJABKRGRZYRN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101001078093 Homo sapiens Reticulocalbin-1 Proteins 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 208000006552 Lewis Lung Carcinoma Diseases 0.000 description 1
- 101001056472 Mus musculus Keratin, type II cytoskeletal 5 Proteins 0.000 description 1
- 101000605401 Mus musculus Plasminogen Proteins 0.000 description 1
- 241000699670 Mus sp. Species 0.000 description 1
- 206010029113 Neovascularisation Diseases 0.000 description 1
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 description 1
- 102000016387 Pancreatic elastase Human genes 0.000 description 1
- 108010067372 Pancreatic elastase Proteins 0.000 description 1
- 208000037273 Pathologic Processes Diseases 0.000 description 1
- 241000700159 Rattus Species 0.000 description 1
- 108020004511 Recombinant DNA Proteins 0.000 description 1
- 102000007056 Recombinant Fusion Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010008281 Recombinant Fusion Proteins Proteins 0.000 description 1
- 102100025335 Reticulocalbin-1 Human genes 0.000 description 1
- 208000007135 Retinal Neovascularization Diseases 0.000 description 1
- 206010038935 Retinopathy sickle cell Diseases 0.000 description 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000012290 Voltage-Dependent Anion Channel 1 Human genes 0.000 description 1
- 108010022133 Voltage-Dependent Anion Channel 1 Proteins 0.000 description 1
- 102000004962 Voltage-dependent anion channels Human genes 0.000 description 1
- 108090001129 Voltage-dependent anion channels Proteins 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000002491 angiogenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 1
- 230000002482 anti-endothelial effect Effects 0.000 description 1
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 1
- 239000000427 antigen Substances 0.000 description 1
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 description 1
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 description 1
- 230000006907 apoptotic process Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 230000023555 blood coagulation Effects 0.000 description 1
- 230000005907 cancer growth Effects 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 1
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 230000004663 cell proliferation Effects 0.000 description 1
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000002299 complementary DNA Substances 0.000 description 1
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 1
- 238000011443 conventional therapy Methods 0.000 description 1
- 210000004246 corpus luteum Anatomy 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000034994 death Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 231100000673 dose–response relationship Toxicity 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 210000004696 endometrium Anatomy 0.000 description 1
- 210000003725 endotheliocyte Anatomy 0.000 description 1
- 239000012091 fetal bovine serum Substances 0.000 description 1
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 1
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 1
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 1
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 1
- 238000010353 genetic engineering Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 229960002897 heparin Drugs 0.000 description 1
- 229920000669 heparin Polymers 0.000 description 1
- HNDVDQJCIGZPNO-UHFFFAOYSA-N histidine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CN=CN1 HNDVDQJCIGZPNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000028993 immune response Effects 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000012454 limulus amebocyte lysate test Methods 0.000 description 1
- 230000003211 malignant effect Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 210000003470 mitochondria Anatomy 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000002547 new drug Substances 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 description 1
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000009589 pathological growth Effects 0.000 description 1
- 230000009054 pathological process Effects 0.000 description 1
- 230000004962 physiological condition Effects 0.000 description 1
- 210000002826 placenta Anatomy 0.000 description 1
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 1
- 230000003389 potentiating effect Effects 0.000 description 1
- 239000012460 protein solution Substances 0.000 description 1
- 230000002797 proteolythic effect Effects 0.000 description 1
- 230000006337 proteolytic cleavage Effects 0.000 description 1
- 230000006884 regulation of angiogenesis Effects 0.000 description 1
- 238000004153 renaturation Methods 0.000 description 1
- 210000001525 retina Anatomy 0.000 description 1
- 238000004007 reversed phase HPLC Methods 0.000 description 1
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 1
- 230000017423 tissue regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000001890 transfection Methods 0.000 description 1
- 108010060175 trypsinogen activation peptide Proteins 0.000 description 1
- 230000004614 tumor growth Effects 0.000 description 1
- 210000003606 umbilical vein Anatomy 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Peptides Or Proteins (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к генетической инженерии, и представляет собой способ получения рекомбинантного полипептида, представляющего собой фрагмент плазминогена человека с 453 по 543 аминокислоту, его выделения и очистки.The invention relates to the field of biotechnology, in particular to genetic engineering, and is a method for producing a recombinant polypeptide, which is a fragment of a human plasminogen from 453 to 543 amino acids, its isolation and purification.
Изобретение может быть использовано в медицинской промышленности для создания новых лекарственных препаратов с антиангиогенным терапевтическим эффектом.The invention can be used in the medical industry to create new drugs with anti-angiogenic therapeutic effect.
Одной из важнейших задач, стоящих перед медициной, является поиск эффективных методов для лечения больных со злокачественными заболеваниями. Одним из ключевых достижений науки XX века в этой области является доказательство необходимости процесса ангиогенеза для роста злокачественных солидных опухолей, а также создание концепции противоопухолевой терапии, основанной на подавлении ангиогенеза, разработанной Дж. Фолкманом [Folkman J., Angiogenesis in cancer, vascular, rheumatoid and other disease. Nat. Med., 1:27-31, 1995].One of the most important tasks facing medicine is the search for effective methods for treating patients with malignant diseases. One of the key achievements of 20th century science in this area is the proof of the necessity of the angiogenesis process for the growth of solid malignant tumors, as well as the creation of the concept of antitumor therapy based on the suppression of angiogenesis developed by J. Folkman [Folkman J., Angiogenesis in cancer, vascular, rheumatoid and other disease. Nat. Med., 1: 27-31, 1995].
Ангиогенез - процесс роста капилляров из кровеносных сосудов, в результате которого образуются новые сосудистые сети. В здоровом организме взрослого человека ангиогенез не встречается в большинстве органов и тканей, или его интенсивность пренебрежимо мала, кроме процессов тканевой регенерации, а также образования желтого тела, эндометрия и плаценты. Однако при экспрессии факторов роста (таких как фактор роста эндотелия сосудов (VEGF), факторы роста фибробластов (FGF(s)) и др.) эндотелиальные клетки сосудов, находящиеся в покоящемся состоянии, могут вступать в клеточный цикл, пролиферировать, мигрировать и образовывать новые кровеносные сосуды. При этом патологический рост новых сосудов обусловливает прогрессию многих заболеваний, прежде всего рост и метастазирование солидных опухолей [Carmeliet P. and Jain R.K. Angiogenesis in cancer and other diseases. Nature, 407:249-257, 2000].Angiogenesis is the process of capillary growth from blood vessels, resulting in the formation of new vascular networks. In a healthy adult organism, angiogenesis does not occur in most organs and tissues, or its intensity is negligible, except for the processes of tissue regeneration, as well as the formation of the corpus luteum, endometrium and placenta. However, when expressing growth factors (such as vascular endothelial growth factor (VEGF), fibroblast growth factors (FGF (s)), etc.), vascular endothelial cells that are at rest can enter the cell cycle, proliferate, migrate, and form new blood vessels. Moreover, the pathological growth of new vessels causes the progression of many diseases, especially the growth and metastasis of solid tumors [Carmeliet P. and Jain R.K. Angiogenesis in cancer and other diseases. Nature, 407: 249-257, 2000].
При нормальных физиологических условиях интенсивность ангиогенеза зависит не только от уровня экспрессии указанных и некоторых других факторов роста, но и от уровня экспрессии ингибиторов ангиогенеза. Низкая интенсивность ангиогенеза обеспечивается паритетом в экспрессии как факторов роста, стимулирующих ангиогенез, так и ингибиторов последнего. Среди специфических ингибиторов ангиогенеза, воздействующих на пролиферирующие эндотелиальные клетки сосудов, одним из самых мощных является ангиостатин - белок с молекулярной массой 38-40 кДа, выделенный М. О'Рейлли и соавт.[О 'Reilly M.S. et al. Angiostatin: a novel angiogenesis inhibitor that mediates the suppression of metastases by a Lewis lung carcinoma. Cell, 79:315-328, 1994] из крови и сыворотки мышей с солидными опухолями в организме.Under normal physiological conditions, the intensity of angiogenesis depends not only on the expression level of these and some other growth factors, but also on the expression level of angiogenesis inhibitors. The low intensity of angiogenesis is ensured by parity in the expression of both growth factors that stimulate angiogenesis and inhibitors of the latter. Among the specific angiogenesis inhibitors that act on proliferating vascular endothelial cells, one of the most potent is angiostatin - a protein with a molecular weight of 38-40 kDa, isolated by M. O'Reilly et al. [O 'Reilly M.S. et al. Angiostatin: a novel angiogenesis inhibitor that mediates the suppression of metastases by a Lewis lung carcinoma. Cell, 79: 315-328, 1994] from the blood and serum of mice with solid tumors in the body.
Специфически ингибируя ангиогенез, можно проводить терапию злокачественных новообразований и заболеваний, связанных с неоваскуляризацией, например, сетчатки глаза, таких как диабетическая и серповидноклеточная ретинопатия и др. Ряд антиангиогенных препаратов, например, ангиостатин, скволамин, 2-метоксиэстрадиол и др., находятся в настоящее время на стадии клинических испытаний в странах Западной Европы и США [Moschetta M. et al. Angiogenesis inhibitors: implications for combination with conventional therapies, Curr. Pharm. Des., 16 (35): 3921-39 31, 2010]. В связи с этим поиск новых ингибиторов ангиогенеза и разработка методов их получения в количествах, достаточных для проведения доклинических исследований, становится важной научно-прикладной задачей современной медицины.Specifically inhibiting angiogenesis, it is possible to treat malignant neoplasms and diseases associated with neovascularization, for example, retina, such as diabetic and sickle cell retinopathy, etc. A number of antiangiogenic drugs, for example, angiostatin, squolamine, 2-methoxyestradiol, etc., are currently present. time at the stage of clinical trials in Western Europe and the United States [Moschetta M. et al. Angiogenesis inhibitors: implications for combination with conventional therapies, Curr. Pharm. Des., 16 (35): 3921-39 31, 2010]. In this regard, the search for new angiogenesis inhibitors and the development of methods for their preparation in quantities sufficient for preclinical studies is becoming an important scientific and applied task of modern medicine.
При изучении ангиостатина, одного из самых мощных ингибиторов пролиферации эндотелиальных клеток in vitro и ангиогенеза in vivo, было обнаружено, что этот белок является фрагментом одного из компонентов системы свертывания крови, а именно плазминогена. Ангиостатин образуется в организме, несущем раковую опухоль, путем протеолиза плазминогена рядом ферментов, специфически экспрессирующимися в опухолевой ткани. Помимо ангиостатина, при протеолизе плазминогена различными ферментами образуется ряд других полипептидов, также обладающих антиангиогенной активностью.When studying angiostatin, one of the most powerful inhibitors of endothelial cell proliferation in vitro and in vivo angiogenesis, it was found that this protein is a fragment of one of the components of the blood coagulation system, namely plasminogen. Angiostatin is formed in an organism carrying a cancer tumor by proteolysis of plasminogen by a number of enzymes that are specifically expressed in tumor tissue. In addition to angiostatin, during the proteolysis of plasminogen by various enzymes, a number of other polypeptides are formed that also have antiangiogenic activity.
Плазминоген человека, белок с молекулярной массой 90 кДа содержит пять так называемых крингл-доменов (обозначаемых номерами от 1 до 5), представляющих собой особую жесткую структуру полипептидной цепи, свернутую в два кольца и поддерживаемую тремя дисульфидными связями; длина цепи каждого крингл-домена приблизительно 80 аминокислотных остатков. Ангиостатин представляет собой структуру, соответствующую крингл-доменам 1-3 (К1-3) или крингл-доменам 1-4 (К1-4) плазминогена. При исследованиях фрагментов плазминогена (ангиостатин, К1, К3, К2-3 и т.д.) было показано, что наибольшей ингибирующей активностью обладает крингл-домен 5 (К5) [Cao Y. et al. Kringle 5 of plasminogen is a novel inhibitor of endothelial cell growth. J Biol Chem, 272:22924-22928, 1997]. Его антипролиферативный эффект в несколько раз превосходит таковой у ангиостатина, а также любого индивидуального крингл-домена. Это может объясняться тем, что антиэндотелиальный эффект К5 и других крингл-доменов реализуется посредством разных механизмов. Так, рецептором К5 на поверхности эндотелиальных клеток является особый белок - электрозависимый анионный канал (VDAC1) [Gonzalez-Grono-w M. et al. The voltage-dependent anion channel is a receptor for plasminogen kringle 5 on human endothelial cells, J Biol Chem, 278:27312-27318, 2003], в то время как для ангиостатина рецепторами являются АТФ-синтаза, ассоциированная с цитоплазматической мембраной, и интегрин αvβ3 [Tarui Т. et al. Specific interaction of angiostatin with integrin αvβ3 in endothelial cells. J Biol Chem, 276:39562-29567, 2001].Human plasminogen, a protein with a molecular weight of 90 kDa, contains five so-called kringle domains (denoted by numbers from 1 to 5), which are a special rigid structure of the polypeptide chain, folded into two rings and supported by three disulfide bonds; the chain length of each kringle domain is approximately 80 amino acid residues. Angiostatin is a structure corresponding to the kringle domains 1-3 (K1-3) or the kringle domains 1-4 (K1-4) of plasminogen. In studies of plasminogen fragments (angiostatin, K1, K3, K2-3, etc.), it was shown that the kringle domain 5 (K5) has the highest inhibitory activity [Cao Y. et al. Kringle 5 of plasminogen is a novel inhibitor of endothelial cell growth. J Biol Chem, 272: 22924-22928, 1997]. Its antiproliferative effect is several times greater than that of angiostatin, as well as any individual kringle domain. This can be explained by the fact that the anti-endothelial effect of K5 and other kringle domains is realized through different mechanisms. So, the K5 receptor on the surface of endothelial cells is a special protein - an electrically dependent anion channel (VDAC1) [Gonzalez-Grono-w M. et al. The voltage-dependent anion channel is a receptor for
Помимо высокой антипролиферативной активности, очевидны и другие преимущества крингл-домена 5 плазминогена человека как антиангиогенного препарата. Во-первых, К5 проявляет свою ингибирующую активность специфично, только на пролиферирующие эндотелиоциты кровеносных сосудов, и поэтому нетоксичен для других типов клеток, в том числе для предшествующих нормальных эндотелиальных клеток [Zhang D. et al. Intravitreal injection of plasminogen kringle 5, an endogenous angiogenic inhibitor, arrests retinal neovascularization in rats. Diabetologia, 44:757-765, 2001]). Во-вторых, плазминоген является эндогенным белком тканей человека, и поэтому К5 не будет вызывать иммунный ответ. В-третьих, К5, как полипептид с небольшой молекулярной массой (12-13 кДа), может легко быть получен как рекомбинантный белок в клетках Е. coli, а кроме того, как стабильный белок, может использоваться в фармакокинетических системах направленной доставки и замедленного высвобождения.In addition to its high antiproliferative activity, other advantages of the
Крингл-домен 5 плазминогена человека представляет собой белок с молекулярной массой 12,8 кДа. К настоящему времени установлено его ингибирующее действие на миграцию и пролиферацию эндотелиальных клеток in vitro и in vivo, и, следовательно, К5 является перспективным терапевтическим агентом при раковом росте и метастазировании. Его терапевтический эффект обусловлен супрессивным действием на клеточный цикл эндотелиальных клеток и запуском в последних апоптоза [Lu H. et al. Kringle 5 causes cell cycle arrest and apoptosis of endothelial cells. Biochem Biophys Res Communic, 258:668-673, 1999}. Перспектива успешного применения К5 в качестве терапевтического агента при патологических процессах, связанных с нарушением регуляции ангиогенеза, делают необходимым развитие методов его получения как генно-инженерного продукта, что обеспечит исследователей достаточными количествами данного белка.The
К настоящему времени описаны системы экспрессии рекомбинантного К5 в дрожжах Pichia pastoris [Zhu M. et al. Expression of kringle 5 domain of human plasminogen in Pichia pastoris. Prep Biochem Biotechnol. 2003 Nov; 33(4): 2 69-81] и кишечной палочке (Е. coli).To date, recombinant K5 expression systems in Pichia pastoris yeast have been described [Zhu M. et al. Expression of
Наиболее близкой по техническим деталям к нашему изобретению является рекомбинантная плазмидная ДНК и созданный в результате ее трансфекции штамм-продуцент Е.coli, который обеспечивает получение биологически активного мышиного К5 [Lu H. et al. Kringle 5 causes cell cycle arrest and apoptosis of endothelial cells. Biochem Biophys Res Communic, 258:668-673, 1999]. Рекомбинантная ДНК (плазмида pET-22b(+), Novagen, Germany) содержит ген крингл-домена 5 плазминогена мыши (аминокислотные остатки Cys48i-Ala563), слитый с нуклеотидной последовательностью 6-ти остатков гистидина (His-tag) и сигнальной последовательностью (peIB leader), которая обеспечивает секрецию целевого полипептида в периплазму бактериальной клетки. Рекомбинантный К5 экспрессировался в Е.coli и затем очищался с помощью агарозного сорбента Ni-NTA. Однако с использованием данной методики в секретируемой как в периплазму, так и частично в культуральную среду форме экспрессировалось только около 15% белка; остальная часть (около 85% суммарного К5) после биосинтеза образовывала в клетках Е.coli нерастворимые тельца включения. Для его очистки приходилось применять денатурирующие условия, при концентрации мочевины до 8 М. Это приводило к снижению выхода целевого рекомбинантного продукта; кроме того, обеспечить ренатурацию, учитывая многостадийность процесса при работе с тельцами включения, а также крингл-структуру К5, достаточно сложно.Closest to the technical details of our invention is recombinant plasmid DNA and created as a result of its transfection, the producer strain E. coli, which provides for the production of biologically active mouse K5 [Lu H. et al. Kringle 5 causes cell cycle arrest and apoptosis of endothelial cells. Biochem Biophys Res Communic, 258: 668-673, 1999]. Recombinant DNA (plasmid pET-22b (+), Novagen, Germany) contains the mouse plasminogen kringle gene 5 (amino acid residues Cys48i-Ala563) fused to the nucleotide sequence of 6 histidine residues (His-tag) and the signal sequence (peIB leader), which provides secretion of the target polypeptide into the periplasm of the bacterial cell. Recombinant K5 was expressed in E. coli and then purified using an Ni-NTA agarose sorbent. However, using this technique, only about 15% of the protein was expressed in a form secreted both in periplasm and partially in the culture medium; the rest (about 85% of total K5) after biosynthesis formed insoluble inclusion bodies in E. coli cells. For its purification, denaturing conditions had to be applied, at a urea concentration of up to 8 M. This led to a decrease in the yield of the target recombinant product; in addition, it is quite difficult to ensure renaturation, given the multi-stage process when working with inclusion bodies, as well as the K5 kringle structure.
Задачей изобретения является разработка способа получения рекомбинантного полипептида, представляющего собой фрагмент плазминогена человека с 453 по 543 аминокислоту, включающего крингл-домен 5 плазминогена человека, в клетках штамма-продуцента Е. coli, обеспечивающего секрецию целевого полипептида в периплазму клетки с высоким выходом.The objective of the invention is to develop a method for producing a recombinant polypeptide, which is a fragment of a human plasminogen from 453 to 543 amino acids, including the
В основном технический результат достигается в результате экспрессии гена целевого белка в составе созданных экспрессионных векторов. Способы культивирования бактериальных клеток при этом вытекают из особенностей полученного штамма на основе клеток Е. coli BL21 (DE3), а способы выделения и очистки конечного продукта - от особенностей его экспрессии (в периплазму, а также в случае вектора рЕК5Н-содержащим дополнительные последовательности, введенные с целью облегчения и повышения эффективности процедуры очистки).In general, the technical result is achieved as a result of expression of the target protein gene in the composition of the created expression vectors. The methods for culturing bacterial cells in this case follow from the features of the obtained strain based on E. coli BL21 cells (DE3), and the methods of isolation and purification of the final product from the features of its expression (in periplasm, as well as in the case of the pEC5H vector containing additional sequences introduced in order to facilitate and increase the efficiency of the cleaning procedure).
Задача решается способом получения данного полипептида в составе клеток Е. coli с последующим выделением и очисткой конечного продукта из периплазмы клеток, при котором экспрессию осуществляют в клетках Е. coli BL21 (DE3), трансформированных рекомбинантными плазмидными ДНК рЕК5 или рЕК5Н. Рекомбинантная плазмидная ДНК рЕК5 имеет размер 3592 пар оснований и включает следующие основные элементы: ген целевого полипептида, слитый с геном сигнального пептида ОтрА, ориджин репликации pUC ori, ген устойчивости к канамицину и ген, кодирующий lac-репрессор под контролем Т7-промотора. Рекомбинантная плазмидная ДНК рЕК5Н имеет размер 3625 пар оснований и состоит из следующих основных элементов: ген целевого полипептида, слитый с геном сигнального пептида OmpA, участки, кодирующие аминокислотные последовательности НННННН и DDDDK, ориджин репликации pUC ori, ген устойчивости к канамицину и ген, кодирующий lac-репрессор под контролем Т7-промотора.The problem is solved by the method of producing this polypeptide as a part of E. coli cells, followed by isolation and purification of the final product from cell periplasm, in which expression is carried out in E. coli BL21 (DE3) cells transformed with recombinant plasmid DNA pЕК5 or рЕК5Н. The recombinant plasmid DNA pEK5 has a size of 3592 base pairs and includes the following main elements: the target polypeptide gene fused to the OTPA signal peptide gene, pUC ori replication origin, the kanamycin resistance gene, and the gene encoding the lac repressor under the control of the T7 promoter. The recombinant plasmid DNA pEK5H has a size of 3625 base pairs and consists of the following basic elements: the target polypeptide gene fused to the OmpA signal peptide gene, regions encoding the amino acid sequences of IUUHH and DDDDK, the pUC ori replication origin, the kanamycin resistance gene, and the lac coding gene -pressor under the control of the T7 promoter.
Способ получения рекомбинантного полипептида заключается в том, что экспрессию гена осуществляют путем культивирования клеток в среде LB, содержащей 40-50 мкг/мл канамицина до уровня плотности 0,4-0,6 OD, затем продолжают культивирование в присутствии 0,1-0,3 мМ изопропилтио-β-D-галактопиранозида до накопления продукта, и целевой полипептид выделяют из периплазмы клеток Е.coli различными методами в зависимости от используемой встроенной рекомбинантной плазмидной ДНК. Очистку целевого продукта, полученного в штаммах, трансфецированных рекомбинантной плазмидой рЕК5, из раствора белков периплазмы проводят с помощью метода обращеннофазовой жидкостной хроматографии с помощью системы HPLC. Очистку целевого продукта, полученного в штаммах, трансформированных рекомбинантной плазмидной ДНК рЕК5Н, осуществляют с помощью последовательно применяемых стадий катионообменной хроматографии на агарозном носителе, ферментативного расщепления энтерокиназой и ионообменной хроматографии на сорбенте DEAE-Sepharose.A method of producing a recombinant polypeptide is that gene expression is carried out by culturing cells in LB medium containing 40-50 μg / ml kanamycin to a density level of 0.4-0.6 OD, then cultivation is continued in the presence of 0.1-0, 3 mM isopropylthio-β-D-galactopyranoside prior to product accumulation, and the target polypeptide was isolated from the periplasm of E. coli cells by various methods, depending on the used recombinant plasmid DNA. Purification of the target product obtained in strains transfected with recombinant plasmid pEK5 from a solution of periplasm proteins is carried out using the method of reverse phase liquid chromatography using the HPLC system. Purification of the target product obtained in strains transformed with recombinant plasmid DNA pEK5H is carried out using sequentially applied stages of cation exchange chromatography on an agarose carrier, enzymatic digestion with enterokinase and ion exchange chromatography on a DEAE-Sepharose sorbent.
Разработанные экспрессионные векторы несут ген, кодирующий целевой полипептид, аминокислотная последовательность которого представлена на фиг.1 и включает крингл-домен 5 плазминогена человека с несколькими дополнительными аминокислотными остатками-9 остатков с N-конца и 2 остатка с С-конца (на фиг.1 подчеркнуты). Такая последовательность точно соответствует аминокислотной последовательности плазминогена человека, ограниченной остатками Asp 453 и Ala 543 (SEQ ID NO 1). В участках Leu 451-Pro 452 и Ala 543-Pro 544 молекулы плазминогена находятся сайты протеолитического действия фермента эластазы, в результате действия которой путем ограниченного протеолиза образуется нативный K5; кроме того, такой выбор первичной последовательности целевого полипептида обусловлен тем, что с остающимися аминокислотными «кончиками» (т.е. аминокислотными последовательностями, не формирующими структуру крингл-домена) можно проводить различные химические модификации: ковалентное присоединение антител к опухолеспецифическим антигенам, конъюгирование с противоопухолевыми антибиотиками и т.д. Включив в состав этой генетической конструкции последовательность, связанную с геном крингл-домена 5, и кодирующую дополнительные шесть аминокислотных остатков гистидина в молекуле целевого белка (не показано на фиг.1), мы также получили рекомбинантную плазмидную ДНК рЕК5Н. Такая модификация целевого полипептида позволяет облегчить его дальнейшую очистку, используя ионообменную хроматографию. В то же время в указанной генетической конструкции предусмотрено кодирование аминокислотной последовательности Asp-Asp-Asp-Asp-Lys в целевом белке (не показано на фиг.1), которая является сайтом протеолитического расщепления эндонуклеазой энтерокиназой, что позволяет отщеплять от очищенного с помощью ионообменной хроматографии полипептида, полученного с помощью экспрессионного вектора рЕК5Н, аминокислотную последовательность из шести остатков гистидина, получая таким образом полипептид, структура которого соответствует нативному. Схема генетических конструкций рЕК5 и рЕК5Н представлена на фиг.2.The developed expression vectors carry the gene encoding the target polypeptide, the amino acid sequence of which is shown in FIG. 1 and includes the human
Изобретение иллюстрируется следующими примерами:The invention is illustrated by the following examples:
Пример 1. Создание генетических конструкций, обеспечивающих биосинтез и секрецию целевого полипептида в клетках Е. coli.Example 1. The creation of genetic constructs that ensure biosynthesis and secretion of the target polypeptide in E. coli cells.
А) Синтез полинуклеотидной последовательности, содержащей 3'-часть гена К5 плазминогена человека, стоп-кодон и сайты ферментов рестрикции SacII и HmdIII (К5 В).A) Synthesis of a polynucleotide sequence containing the 3'-part of the human plasminogen K5 gene, stop codon and restriction enzyme sites SacII and HmdIII (K5 B).
Праймеры для синтеза:Primers for synthesis:
К5 В 5': ATCTACCGCGGCAAGAGGGCGACCACTGTTAK5 V 5 ': ATCTA CCGCGG CAAGAGGGCGACCACTGTTA
K5B-R 5': ACAAAGCTTATTATCAGGCCGCACACTGAGGGACATK5B-R 5 ': ACAAAGCTTATTATCAGGCCGCACACTGAGGGACAT
С помощью праймеров К5 В 5' (SEQ ID NO 2), K5B-R 5' (SEQ ID NO 3) и кДНК библиотеки генов человека синтезировали последовательность ДНК К5 В (SEQ ID NO 4), содержащую 3'-часть гена К5, стоп-кодон и сайты ферментов рестрикции SacII и HindIII:Using primers K5 B 5 '(SEQ ID NO 2), K5B-R 5' (SEQ ID NO 3) and the cDNA of the human gene library synthesized K5 B DNA sequence (SEQ ID NO 4) containing the 3'-part of the K5 gene, stop codon and restriction enzyme sites SacII and HindIII:
ATCTACCGCGGCAAGAGGGCGACCACTGTTACTGGGACGCCATGCCAGGACATCTA CCGCGG CAAGAGGGCGACCACTGTTACTGGGACGCCATGCCAGGAC
TGGGCTGCCCAGGAGCCCCATAGACACAGCATTTTCACTCCAGAGACAAATTGGGCTGCCCAGGAGCCCCATAGACACAGCATTTTCACTCCAGAGACAAAT
CCACGGGCGGOTCTGGAAAAAAATTACTGCCGTAACCCTGATGGTGATGTAGCCACGGGCGGOTCTGGAAAAAAATTACTGCCGTAACCCTGATGGTGATGTAG
GTGGTCCCTGGTGCTACACGACAAATCCAAGAAAACTTTACGACTACTGTGAGTGGTCCCTGGTGCTACACGACAAATCCAAGAAAACTTTACGACTACTGTGA
TGTCCCTCAGTGTGCGGCCTGATAATAAGCTTTGT,TGTCCCTCAGTGTGCGGCCTGATAATAAGCTTTGT,
подчеркнутый фрагмент - сайт узнавания ферментом рестрикции SacII;the underlined fragment is the recognition site of the restriction enzyme SacII;
выделенный фрагмент - сайт узнавания ферментом рестрикции Hind III.the highlighted fragment is the Hind III restriction enzyme recognition site.
Б) Синтез полинуклеотидной последовательности, содержащей 5'-часть сигнального пептида ОтрА с сайтами ферментов рестрикции BamHI и NruI (ОМР5).B) Synthesis of a polynucleotide sequence containing the 5'-part of the OTPA signal peptide with restriction enzyme sites BamHI and NruI (OMP5).
Праймеры для синтеза:Primers for synthesis:
ОМР5 5': ACTATAGGATCCATGAAAAAGACAGCTATCGCAATTGCAGTOMR5 5 ': ACTATA GGATCC ATGAAAAAGACAGCTATCGCAATTGCAGT
OMP5-R 5': ACTATATCGCGAAACCAGCCAAGGCCACTGCAATTGCGATAOMP5-R 5 ': ACTATATCGCGAAACCAGCCAAGGCCACTGCAATTGCGATA
Для синтеза ОМР5 праймеры ОМР5 5' (SEQ ID NO 5) и OMP5-R 5' (SEQ ID NO 6) смешивали и амплифицировали, при этом получался следующий олигонуклеотид ОМР5 (SEQ ID NO 7):For the synthesis of OMP5, the
ACTTGGATCCATGAAAAAGACAGCTATCGCAATTGCAGTGGCCTTGOCTGGTACTT GGATCC ATGAAAAAGACAGCTATCGCAATTGCAGTGGCCTTGOCTGGT
TCGCGATATAGT,TCGCGATATAGT,
подчеркнутый фрагмент - сайт узнавания ферментом рестрикции BamHI;the underlined fragment is the BamHI restriction enzyme recognition site;
выделенный фрагмент - сайт узнавания ферментом рестрикции Nml.the highlighted fragment is the recognition site for the Nml restriction enzyme.
В) Синтез полинуклеотидной последовательности, кодирующей 3'-часть сигнального пептида ОтрА с сайгом рестрикции ферментом Nml и содержащей 5'-часть гена К5 с сайтом рестрикции ферментом SacII (OMDK5).C) Synthesis of a polynucleotide sequence encoding the 3'-part of the OTPA signal peptide with the restriction enzyme Nml and containing the 5'-part of the K5 gene with the restriction site of the SacII enzyme (OMDK5).
Праймеры для синтеза:Primers for synthesis:
OMDK5 5':OMDK5 5 ':
ACTATATCGCGACCGTAGCGCAAGCCCAGATGTAGAGACTCCTTCCGAAGAAGACTGTACTATA TCGCGA CCGTAGCGCAAGCCCAGATGTAGAGACTCCTTCCGAAGAAGACTGT
OMDK5-R 5':OMDK5-R 5 ':
ACTATACCGCGGTATCCTTTCCCATTCCCAAACATACAGTCTTCTTCGGAAGGAGTCTACTATACCGCGGTATCCTTTCCCATTCCCAAACATACAGTCTTCTTCGGAAGGAGTCT
Для синтеза OMDK5 праймеры OMDK5 5' (SEQ ID NO 8) и OMDK5-R 5' (SEQ ID NO 9) смешивали и амплифицировали, при этом получался следующий олигонуклеотид OMDK5 (SEQ ID NO 10):For the synthesis of OMDK5, the
ACTATATCGCGACCGTAGCGCAAGCCCAGATGTAGAGACTCCTTCCGAAGAACTAT ATCGCGA CCGTAGCGCAAGCCCAGATGTAGAGACTCCTTCCGAAGA
AGACTGTATGTTTGGGAATGGGAAAGGATACCGCGGTATAGT,AGACTGTATGTTTGGGAATGGGAAAGGATACCGCGGTATAGT,
подчеркнутый фрагмент - сайт узнавания ферментом рестрикции NruI;the underlined fragment is the recognition site of the restriction enzyme NruI;
выделенный фрагмент - сайт узнавания ферментом рестрикции SacII.the selected fragment is the recognition site of the restriction enzyme SacII.
Г) Синтез полинуклеотидной последовательности, кодирующей ген сигнального пептида с сайтом рестрикции ферментом BamHI и старт-кодоном, и содержащей 5'-часть гена К5 с сайтом рестрикции ферментом SacII (SP5K5).D) Synthesis of a polynucleotide sequence encoding a signal peptide gene with a restriction site by the BamHI enzyme and a start codon, and containing a 5 ′ portion of the K5 gene with a restriction site by the SacII enzyme (SP5K5).
Для получения SP5K5 олигонуклеотиды ОМР5 (SEQ ID NO 7) и OMDK5 (SEQ ID NO 10) обрабатывали рестриктазой Nml и лигировали между собой с помощью лигазы фага Т4. В результате получали следующую последовательность SP5K5 (SEQ ID NO 11):To obtain SP5K5, the oligonucleotides OMP5 (SEQ ID NO 7) and OMDK5 (SEQ ID NO 10) were treated with restriction enzyme Nml and ligated to each other using ligase of phage T4. As a result, the following sequence of SP5K5 (SEQ ID NO 11) was obtained:
ACTTGGATCCATGAAAAAGACAGCTATCGCAATTGCAGTGGCCTTGGCTGGTACTT GGATCC ATGAAAAAGACAGCTATCGCAATTGCAGTGGCCTTGGCTGGT
TTCGCGACCGTAGCGCAAGCCCAGATGTAGAGACTCCTTCCGAAGAAGACTTTCGCGACCGTAGCGCAAGCCCAGATGTAGAGACTCCTTCCGAAGAAGACT
GTATGTTTGGGAATGGGAAAGGATACCGCGGTATAGT,GTATGTTTGGGAATGGGAAAGGATACCGCGGTATAGT,
подчеркнутый фрагмент - сайт узнавания ферментом рестрикции BamHI;the underlined fragment is the BamHI restriction enzyme recognition site;
выделенный фрагмент - сайт узнавания ферментом рестрикции SacII.the selected fragment is the recognition site of the restriction enzyme SacII.
Д) Синтез полинуклеотидной последовательности, содержащей ген сигнального пептида с сайтом рестрикции ферментом BamHI и старт-кодоном, и ген К5 со стоп-кодоном и сайтом рестрикции ферментом HindIII (SPAK5).E) Synthesis of a polynucleotide sequence containing a signal peptide gene with a restriction site by the BamHI enzyme and a start codon, and a K5 gene with a stop codon and a restriction site by the HindIII enzyme (SPAK5).
Для получения SPAK5 олигонуклеотиды SP5K5 (SEQ ID NO 11) и К5 В (SEQ ID NO 4) обрабатывали рестриктазой SacII, и лигировали между собой с помощью лигазы фага Т4. В результате получали следующую последовательность SPAK5 (SEQ ID NO 12):To obtain SPAK5, the oligonucleotides SP5K5 (SEQ ID NO 11) and K5 B (SEQ ID NO 4) were treated with SacII restriction enzyme and ligated to each other using T4 phage ligase. As a result, the following sequence of SPAK5 (SEQ ID NO 12) was obtained:
ACTTGGATCCATGAAAAAGACAGCTATCGCAATTGCAGTGGCCTTGGCTGGTACTT GGATCC ATGAAAAAGACAGCTATCGCAATTGCAGTGGCCTTGGCTGGT
TTCGCGACCGTAGCGCAAGCCCAGATGTAGAGACTCCTTCCGAAGAAGACTTTCGCGACCGTAGCGCAAGCCCAGATGTAGAGACTCCTTCCGAAGAAGACT
GTATGTTTGGGAATGGGAAAGGATACCGCGGCAAGAGGGCGACCACTGTTAGTATGTTTGGGAATGGGAAAGGATACCGCGGCAAGAGGGCGACCACTGTTA
CTGGGACGCCATGCCAGGACTGGGCTGCCCAGGAGCCCCATAGACACAGCACTGGGACGCCATGCCAGGACTGGGCTGCCCAGGAGCCCCATAGACACAGCA
TTTTCACTCCAGAGACAAATCCACGGGCGGGTCTGGAAAAAAATTACTGCCGTTTTCACTCCAGAGACAAATCCACGGGCGGGTCTGGAAAAAAATTACTGCCG
TAACCCTGATGGTGATGTAGGTGGTCCCTGGTGCTACACGACAAATCCAAGATAACCCTGATGGTGATGTAGGTGGTCCCTGGTGCTACACGACAAATCCAAGA
AAACTTTACGACTACTGTGATGTCCCTCAGTGTGCGGCCTGATAATAAGCTTAAACTTTACGACTACTGTGATGTCCCTCAGTGTGCGGCCTGATAATAAGCTT
TGT,TGT,
подчеркнутый фрагмент - сайт узнавания ферментом рестрикции BamHI;the underlined fragment is the BamHI restriction enzyme recognition site;
выделенный фрагмент - сайт узнавания ферментом рестрикции HindIII.the selected fragment is the recognition site of the HindIII restriction enzyme.
Е) Синтез полинуклеотидной последовательности, кодирующей 3'-часть сигнального пептида OmpA с сайтом рестрикции ферментом NruI, и пептид из шести остатков гистидина с сайтом рестрикции ферментом RcaI (3O6H).E) Synthesis of a polynucleotide sequence encoding the 3 ′ part of the OmpA signal peptide with the restriction site of the NruI enzyme, and the peptide of six histidine residues with the restriction site of the RcaI enzyme (3O6H).
Праймеры для синтеза:Primers for synthesis:
3O6H 5': ACTATATCGCGACCGTAGCGCAAGCCATCATCAT3O6H 5 ': ACTATA TCGCGA CCGTAGCGCAAGCCATCATCAT
3O6H-R 5': ACTATATCATGATTGGTGATGATGATGGCTTGCGCTA3O6H-R 5 ': ACTATATCATGATTGGTGATGATGATGGCTTGCGCTA
Для синтеза 3O6H праймеры 3O6H 5' (SEQ ID NO 13) и 3O6H-R 5' (SEQ ID NO 14) смешивали и амплифицировали, при этом получался следующий олигонуклеотид 3O6H (SEQ ID NO 15):For the synthesis of 3O6H, the
ACTATATCGCGACCGTAGCGCAAGCCATCATCATCACCATCATGATATAGTACTATA TCGCGA CCGTAGCGCAAGCCATCATCATCACCATCATGATATAGT
подчеркнутый фрагмент - сайт узнавания ферментом рестрикции Nrul;the underlined fragment is the recognition site of the Nrul restriction enzyme;
выделенный фрагмент - сайт узнавания ферментом рестрикции RcaI.the selected fragment is the recognition site of the RcaI restriction enzyme.
Ж) Синтез полинуклеотидной последовательности, представляющей собой фрагмент ДНК, кодирующий аминокислотную последовательность сайта расщепления энтерокиназой с сайтом рестрикции ферментом Rcal и 5'-часть гена K5 с сайтом рестрикции ферментом SacII (E5K5). Праймеры для синтеза:G) Synthesis of a polynucleotide sequence that is a DNA fragment encoding the amino acid sequence of an enterokinase cleavage site with a restriction site by the Rcal enzyme and a 5 ′ portion of the K5 gene with a restriction site by the SacII enzyme (E5K5). Primers for synthesis:
E5K5 5':E5K5 5 ':
ACTATATCATGATGATGACGATAAACCAGATGTAGAGACTCCTTCCGAAGAACTATA TCATGAT GATGACGATAAACCAGATGTAGAGACTCCTTCCGAAGA
АBUT
E5K5-R 5':E5K5-R 5 ':
ACTATACCGCGGTATCCTTTCCCATTCCCAAACATACAGTCTTCTTCGGAAGACTATACCGCGGTATCCTTTCCCATTCCCAAACATACAGTCTTCTTCGGAAG
GTGT
Для синтеза E5K5 праймеры E5K5 5' (SEQ ID NO 16) и E5K5-R 5' (SEQ ID NOFor the synthesis of E5K5, primers E5K5 5 '(SEQ ID NO 16) and E5K5-R 5' (SEQ ID NO
17) смешивали и амплифицировали, при этом получался следующий17) were mixed and amplified, with the following
олигонуклеотид E5K5 (SEQ ID NO 18):E5K5 oligonucleotide (SEQ ID NO 18):
ACTATATCATGATGATGACGATAAACCAGATGTAGAGACTCCTTCCGAAGA AGACTGTATGTTTGGGAATGGGAAAGGATACCGCGGTATAGT,ACTATA TCATGA TGATGACGATAAACCAGATGTAGAGACTCCTTCCGAAGA AGACTGTATGTTTGGGAATGGGAAAGGATACCGCGGTATAGT,
подчеркнутый фрагмент - сайт узнавания ферментом рестрикции RcaI;the underlined fragment is the recognition site of the restriction enzyme RcaI;
выделенный фрагмент - сайт узнавания ферментом рестрикции SacII.the selected fragment is the recognition site of the restriction enzyme SacII.
3) Синтез полинуклеотидной последовательности, кодирующей сигнальный пептид с сайтом рестрикции ферментом BamHI и старт-кодоном, пептид из шести остатков гистидина, аминокислотную последовательность сайта расщепления энтерокиназой и содержащей 5'-часть гена K5 с сайтом рестрикции ферментом SacII (SPH5K5).3) Synthesis of a polynucleotide sequence encoding a signal peptide with a restriction site by the BamHI enzyme and a start codon, a peptide of six histidine residues, the amino acid sequence of the enterokinase cleavage site and containing the 5 ′ part of the K5 gene with the restriction site of the SacII enzyme (SPH5K5).
Для получения SPH5K5 олигонуклеотиды OMP5(SEQ ID NO 7), 3O6H (SEQ ID NO 15) и E5K5 (SEQ ID NO 16) обрабатывали рестриктазами Nrul и RcaI и лидировали между собой с помощью лигазы фага Т4. При этом получали следующую последовательность SPH5K5 (SEQ ID NO 19):To obtain SPH5K5, the oligonucleotides OMP5 (SEQ ID NO 7), 3O6H (SEQ ID NO 15), and E5K5 (SEQ ID NO 16) were digested with restriction enzymes Nrul and RcaI and were led together using T4 phage ligase. The following sequence of SPH5K5 (SEQ ID NO 19) was obtained:
ACTTGGATCCATGAAAAAGACAGCTATCGCAATTGCAGTGGCCTTGGCTGGTACTT GGATCCA TGAAAAAGACAGCTATCGCAATTGCAGTGGCCTTGGCTGGT
TTCGCGACCGTAGCGCAAGCCATCATCATCACCATCATGATGATGACGATAATTCGCGACCGTAGCGCAAGCCATCATCATCACCATCATGATGATGACGATAA
ACCAGATGTAGAGACTCCTTCCGAAGAAGACTGTATGTTTGGGAATGGGAAAACCAGATGTAGAGACTCCTTCCGAAGAAGACTGTATGTTTGGGAATGGGAAA
GGATACCGCGGTATAGT,GGATACCGCGGTATAGT,
подчеркнутый фрагмент - сайт узнавания ферментом рестрикции BamHI;the underlined fragment is the BamHI restriction enzyme recognition site;
выделенный фрагмент - сайт узнавания ферментом рестрикции SacII.the selected fragment is the recognition site of the restriction enzyme SacII.
И) Синтез полинуклеотидной последовательности, кодирующей сигнальный пептид с сайтом рестрикции ферментом BamHI и старт-кодоном, пептид из шести остатков гистидина, аминокислотную последовательность сайта расщепления энтерокиназой и содержащей ген K5 со стоп-кодоном и сайтом рестрикции ферментом HindIII (SPHisK5).I) Synthesis of a polynucleotide sequence encoding a signal peptide with a restriction site by the BamHI enzyme and a start codon, a peptide of six histidine residues, the amino acid sequence of the enterokinase cleavage site and containing the K5 gene with a stop codon and the restriction site by the HindIII enzyme (SPHisK5).
Для получения SPHisK5 олигонуклеотиды SPH5K5 (SEQ ID NO 19) и K5 В (SEQ ID NO 4) обрабатывали рестриктазой SacII, и лигировали между собой с помощью лигазы фага Т4. При этом получали следующую последовательность SPHisK5 (SEQ ID NO 20):To obtain SPHisK5, the oligonucleotides SPH5K5 (SEQ ID NO 19) and K5 B (SEQ ID NO 4) were treated with SacII restriction enzyme and ligated to each other using phage T4 ligase. The following sequence of SPHisK5 (SEQ ID NO 20) was obtained:
ACTTGGATCCATGAAAAAGACAGCTATCGCAATTGCAGTGGCCTTGGCTGGTACTT GGATCC ATGAAAAAGACAGCTATCGCAATTGCAGTGGCCTTGGCTGGT
TTCGCGACCGTAGCGCAAGCCATCATCATCACCATCATGATGATGACGATAATTCGCGACCGTAGCGCAAGCCATCATCATCACCATCATGATGATGACGATAA
ACCAGATGTAGAGACTCCTTCCGAAGAAGACTGTATGTTTGGGAATGGGAAAACCAGATGTAGAGACTCCTTCCGAAGAAGACTGTATGTTTGGGAATGGGAAA
GOATACCGCGGCAAGAGGGCGACCACTGTTACTGGGACGCCATGCCAGGACGOATACCGCGGCAAGAGGGCGACCACTGTTACTGGGACGCCATGCCAGGAC
TGGGCTGCCCAGGAGCCCCATAGACACAGCATTTTCACTCCAGAGACAAATTGGGCTGCCCAGGAGCCCCATAGACACAGCATTTTCACTCCAGAGACAAAT
CCACGGGCGGGTCTGGAAAAAAATTACTGCCGTAACCCTGATGGTGATGTAGCCACGGGCGGGTCTGGAAAAAAATTACTGCCGTAACCCTGATGGTGATGTAG
GTGOTCCCTGGTGCTACACGACAAATCCAAGAAAACTTTACGACTACTGTGAGTGOTCCCTGGTGCTACACGACAAATATAAGAAAACTTTACGACTACTGTGA
TGTCCCTCAGTGTGCGGCCTGATAATAAGCTTTGT,TGTCCCTCAGTGTGCGGCCTGATAATAAGCTTTGT,
подчеркнутый фрагмент - сайт узнавания ферментом рестрикции BamHI;the underlined fragment is the BamHI restriction enzyme recognition site;
выделенный фрагмент - сайт узнавания ферментом рестрикции HindIII.the selected fragment is the recognition site of the HindIII restriction enzyme.
Для получения экспрессионных векторов последовательности SPAK5 (SEQ ID NO 12) и SPHisK5 (SEQ ID NO 20) обработали ферментами рестрикции BamHI и Hind III и вставили по сайтам рестрикции BamHI и Hind III в вектор pBSH2. Полученные векторы назвали pEK5 и pEK5H соответственно. Схематическое изображение структуры экспрессионных векторов pEK5 и pEK5H представлено на фиг.2.To obtain expression vectors, the SPAK5 (SEQ ID NO 12) and SPHisK5 (SEQ ID NO 20) sequences were treated with the BamHI and Hind III restriction enzymes and inserted at the BamHI and Hind III restriction sites into the pBSH2 vector. The resulting vectors were called pEK5 and pEK5H, respectively. A schematic representation of the structure of the expression vectors pEK5 and pEK5H is shown in FIG.
Пример 2. Продукция целевого полипептида в штаммах Е. coli.Example 2. Production of the target polypeptide in E. coli strains.
Экспрессионный вектор pEK5, либо pEK5H, полученные, как описано в примере 1, был инкорпорирован в штамм кишечной палочки Escherichia coli BL-21/DE3. Для осуществления экспрессии целевого белка 30 мл трансфецированного штамма выдерживали при покачивании в течение 2-3 ч в среде LB при 37°С с добавлением канамицина (50 мкг/мл) и глюкозы (0,2%). Затем разбавляли эту культуру в 20 раз свежей средой LB, содержащей канамицин (40 мкг/мл), и наращивали 2-3 ч при покачивании. По достижении культуральной средой плотности OD280 нм=0,5 вносили в нее изопропилтио-β-D-галактопиранозид (IPTG) до концентрации 0,5 мМ для индукции биосинтеза целевого полипептида. Затем инкубировали данную культуру около 5 ч при 25°С при покачивании, центрифугировали при 10000 g в течение 15 мин, супернатант отбрасывали.The expression vector pEK5, or pEK5H, obtained as described in example 1, was incorporated into Escherichia coli BL-21 / DE3 Escherichia coli strain. To realize the expression of the target protein, 30 ml of the transfected strain was kept shaking for 2-3 h in LB medium at 37 ° С with the addition of kanamycin (50 μg / ml) and glucose (0.2%). Then, this culture was diluted 20 times with fresh LB medium containing kanamycin (40 μg / ml) and increased for 2-3 hours with shaking. When the culture medium reached a density of OD 280 nm = 0.5, isopropylthio-β-D-galactopyranoside (IPTG) was added to it to a concentration of 0.5 mM to induce the biosynthesis of the target polypeptide. Then this culture was incubated for about 5 hours at 25 ° C with shaking, centrifuged at 10,000 g for 15 minutes, the supernatant was discarded.
Пример 3. Выделение целевого полипептида из штамма-продуцента Е.coli, содержащего рекомбинантную плазмидную ДНК pEK5.Example 3. The selection of the target polypeptide from the producer strain of E. coli containing recombinant plasmid DNA pEK5.
Осадок клеток, полученный, как описано в примере 2, ресуспендировали в буфере А (20 мМ Трис, рН 8.0, 15% галактоза и 1 мМ ЭДТА) в течение 10 мин при 20°С.Суспензию клеток затем центрифугировали при 10000 g в течение 15 мин; супернатант удаляли и ресуспендировали клетки в 7 мМ растворе магния (II) сульфата при 0°С в течение 20 мин. Высвободившиеся в результате белки периплазмы отделяли затем от клеток с помощью центрифугирования при 10000 g в течение 20 мин при 4°С; осадок отбрасывали. Полученный раствор белков периплазмы концентрировали с помощью ультрафильтрации в ячейке для концентрирования и диализовали против буфера Б (12 мМ Трис, рН 7.5) в течение 5 ч при 4°С. Затем очистку целевого продукта, полученного в штаммах, трансфецированных рекомбинантной плазмидой pEK5, осуществляли методом обращеннофазовой жидкостной хроматографии с помощью системы HPLC. Раствор белков периплазмы пропускали через хроматографическую колонку Brownlee Aquapore C4 (Applied Biosystems, USA); в качестве элюента использовали 0-60% градиент ацетонитрила, содержащего 0,05% трифторуксусной кислоты. Профиль элюпии целевого полипептида, полученного в штамме, содержащем экспрессионный вектор pEK5, при проведении высокоэффективной жидкостной хроматографии с обращенной фазой представлен на фиг.3.The cell pellet obtained as described in Example 2 was resuspended in buffer A (20 mM Tris, pH 8.0, 15% galactose and 1 mM EDTA) for 10 min at 20 ° C. The cell suspension was then centrifuged at 10,000 g for 15 min; the supernatant was removed and the cells were resuspended in a 7 mM solution of magnesium (II) sulfate at 0 ° C for 20 min. The resulting periplasm proteins were then separated from the cells by centrifugation at 10,000 g for 20 min at 4 ° C; the precipitate was discarded. The resulting solution of periplasm proteins was concentrated by ultrafiltration in a concentration cell and dialyzed against buffer B (12 mM Tris, pH 7.5) for 5 h at 4 ° C. Then, the purification of the target product obtained in strains transfected with recombinant plasmid pEK5 was carried out by reverse phase liquid chromatography using the HPLC system. The periplasm protein solution was passed through a Brownlee Aquapore C4 chromatography column (Applied Biosystems, USA); A 0-60% gradient of acetonitrile containing 0.05% trifluoroacetic acid was used as an eluent. The eupture profile of the target polypeptide obtained in a strain containing the pEK5 expression vector when performing reverse phase high performance liquid chromatography is shown in FIG. 3.
Пример 4. Выделение целевого полипептида из штамма-продуцента E.coli, содержащего рекомбинантную плазмидную ДНК pEK5H.Example 4. Isolation of the desired polypeptide from a producer strain of E. coli containing recombinant plasmid DNA pEK5H.
Осадок клеток, полученный, как описано в примере 2, ресуспендировали в буфере А (20 мМ Трис, рН 8.0, 15% галактоза и 1 мМ ЭДТА) в течение 10 мин при 20°С. Суспензию клеток затем центрифугировали при 10000 g в течение 15 мин; супернатант удаляли и ресуспендировали клетки в 7 мМ растворе магния (II) сульфата при 0°С в течение 20 мин. В результате перешедшие в раствор белки периплазматического пространства отделяли затем от клеток с помощью центрифугирования при 10000 g в течение 20 мин при 4°С; осадок отбрасывали. Полученный раствор белков периплазмы концентрировали с помощью ультрафильтрации в ячейке для концентрирования и добавляли к нему натрий дигидрофосфат до конечной концентрации 20 мМ, натрий хлорид до конечной концентрации 200 мМ и имидазол до конечной концентрации 10 мМ. Очистку целевого полипептида проводили на хроматографическом сорбенте Ni-NTA-агарозе. Сорбент, помещенный в колонку объумом 7 мл, предварительно уравновешивался 10-ю объемами буфера В (30 мМ Трис, рН 8.0, 20 мМ натрий дигидрофосфат, 30 мМ имидазол). Раствор белков периплазмы наносили на колонку и пропускали через нее буфер В до достижения базовой линии, после чего начинали промывать колонку буфером Г (30 мМ Трис, рН 8.0, 20 мМ натрий дигидрофосфат, 150 мМ имидазол), также до достижения базовой линии. Элюцию целевого белка проводили буфером Д (30 мМ Трис, рН 8.0, 20 мМ натрий дигидрофосфат, 300 мМ имидазол). Элюированный с колонки белок трижды диализовали против 100 объемов буфера Е (10 мМ натрия дигидрофосфата, 3 мМ калия хлорида, 120 мМ натрия хлорида, рН 7.4) при 4°С по 12 ч. Профиль элюции целевого полипептида, полученного в штамме, содержащем экспрессионный вектор pEK5H, при проведении ионообменной хроматографии на Ni-NTA-агарозе представлен на фиг.4.The cell pellet obtained as described in Example 2 was resuspended in buffer A (20 mM Tris, pH 8.0, 15% galactose and 1 mM EDTA) for 10 min at 20 ° C. The cell suspension was then centrifuged at 10,000 g for 15 min; the supernatant was removed and the cells were resuspended in a 7 mM solution of magnesium (II) sulfate at 0 ° C for 20 min. As a result, the proteins of the periplasmic space that passed into the solution were then separated from the cells by centrifugation at 10,000 g for 20 min at 4 ° C; the precipitate was discarded. The resulting solution of periplasm proteins was concentrated by ultrafiltration in a concentration cell and sodium dihydrogen phosphate was added to it to a final concentration of 20 mM, sodium chloride to a final concentration of 200 mM, and imidazole to a final concentration of 10 mM. Purification of the target polypeptide was carried out on a chromatographic sorbent Ni-NTA-agarose. The sorbent placed in the column with a volume of 7 ml was previously balanced with 10 volumes of buffer B (30 mM Tris, pH 8.0, 20 mM sodium dihydrogen phosphate, 30 mM imidazole). A solution of periplasm proteins was applied to the column and buffer B was passed through it until the baseline was reached, after which the column was washed with buffer G (30 mM Tris, pH 8.0, 20 mM sodium dihydrogen phosphate, 150 mM imidazole), also until the baseline was reached. The target protein was eluted with buffer D (30 mM Tris, pH 8.0, 20 mM sodium dihydrogen phosphate, 300 mM imidazole). The protein eluted from the column was dialyzed three times against 100 volumes of buffer E (10 mM sodium dihydrogen phosphate, 3 mM potassium chloride, 120 mM sodium chloride, pH 7.4) at 4 ° C for 12 hours. The elution profile of the target polypeptide obtained in the strain containing the expression vector pEK5H, when conducting ion-exchange chromatography on Ni-NTA-agarose is presented in figure 4.
Далее проводили отщепление от целевого полипептида, полученного из штамма-продуцента, содержащего экспрессионный вектор рЕК5Н, аминокислотной последовательности из шести остатков гистидина. Для этого раствор с концентрацией белка инкубировали 6 ч с энтерокиназой в массовом соотношении белок:фермент = 100000:1. Затем из реакционной смеси выделяли целевой полипептид, не содержащий 6×His, с помощью ионообменной хроматографии на сорбенте DEAE-Sepharose.Then, the cleavage of the amino acid sequence of six histidine residues from the target polypeptide obtained from the producer strain containing the expression vector pEK5H was carried out. For this, a solution with a protein concentration was incubated for 6 h with enterokinase in a mass ratio of protein: enzyme = 100000: 1. Then, the target polypeptide without 6 × His was isolated from the reaction mixture using ion exchange chromatography on a DEAE-Sepharose sorbent.
Пример 5. Определение уровня эндотоксина в препарате целевого полипептида.Example 5. Determination of the level of endotoxin in the preparation of the target polypeptide.
Учитывая будущее использование целевого полипептида, полученного с использованием описываемой методики, преимущественно в качестве терапевтического агента, вводимого в организм парентерально, полученный продукт исследовали на содержание бактериальных эндотоксинов (липолисахаридов). Анализ на качественное содержание бактериальных эндотоксинов (липолисахаридов) (ЛАЛ-тест) проводили в апирогенных пробирках из натриевого стекла размером 10×75 мм. Готовили реакционную смесь, представляющую собой 0,1 мл раствора ЛАЛ-реактива (Limulus Amebocyte Lysate, Pyrotell, США) и 0,1 мл раствора целевого полипептида. После внесения реакционной смеси в пробирки и перемешивания, пробирки инкубировали при 37°С в течение 60 мин. Затем вынимали пробирки из инкубатора и переворачивали на 180°. Если на дне пробирки образовывался твердый гель, который не разрушался при переворачивании 180°, это рассматривали как положительный результат на наличие в анализируемом растворе бактериального эндотоксина; в случае же разрушения геля при переворачивании на 180° или его отсутствия, делали заключение об апирогенности анализируемого раствора. Все образцы целевого полипептида, полученные с применением вышеописанного способа, проявляли отрицательную реакцию на наличие бактериальных эндотоксинов.Given the future use of the target polypeptide obtained using the described method, mainly as a therapeutic agent, administered parenterally, the resulting product was tested for the content of bacterial endotoxins (lipolysaccharides). Analysis of the qualitative content of bacterial endotoxins (lipolysaccharides) (LAL-test) was carried out in pyrogen-free
Пример 6. Определение биологической активности целевого полипептида.Example 6. Determination of the biological activity of the target polypeptide.
Исследование влияния исследуемых препаратов на пролиферацию эндотелиальных клеток проводили описанным ранее методом (О 'Reilly M. et al. Endostatin: an endogenous inhibitor of angiogenesis and tumor growth. Cell, 88:277-285, 1997). Клетки HUVEC (эндотелиальные клетки пупочной вены человека) из монослоя трипсинизировали и ресуспендировали в среде M199, содержащей 5% фетальной бычьей сыворотки. Затем клетки рассеивали в 96-луночные планшеты, покрытые желатином, в плотности 5000 клеток в лунку. Через 24 ч добавляли раствор целевого полипептида в различных концентрациях. По прошествии 20 мин культуры клеток обрабатывались 5 нг/мл раствором BFGF (Life Technilogies Inc., USA) в присутствии гепарина (1 мкг/мл). Выживаемость клеток в контрольной и в обработанных растворами целевого полипептида группах определяли с помощью МТТ-теста через 72 ч инкубации. МТТ-тест эффективно определяет метаболитическую активность митохондрий, и его результат прямо коррелирует с числом живых клеток. На фиг.5 показана зависимость пролиферации клеток HUVEC от концентрации целевого полипептида. Как видно на фиг.5, препараты полученного целевого полипептида вызывали гибель эндотелиальных клеток человека дозозависимым образом.The influence of the studied drugs on the proliferation of endothelial cells was studied by the method described previously (O'Reilly M. et al. Endostatin: an endogenous inhibitor of angiogenesis and tumor growth. Cell, 88: 277-285, 1997). HUVEC cells (human umbilical vein endothelial cells) from the monolayer were trypsinized and resuspended in M199 medium containing 5% fetal bovine serum. The cells were then scattered into 96-well gelatin coated plates at a density of 5000 cells per well. After 24 hours, a solution of the desired polypeptide at various concentrations was added. After 20 minutes, the cell cultures were treated with 5 ng / ml BFGF solution (Life Technilogies Inc., USA) in the presence of heparin (1 μg / ml). Cell survival in the control and in the groups treated with the solutions of the target polypeptide was determined using the MTT test after 72 hours of incubation. The MTT test effectively determines the metabolic activity of mitochondria, and its result directly correlates with the number of living cells. Figure 5 shows the dependence of the proliferation of HUVEC cells on the concentration of the target polypeptide. As can be seen in figure 5, the preparations of the target polypeptide caused the death of human endothelial cells in a dose-dependent manner.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012110798/10A RU2488635C1 (en) | 2012-03-22 | 2012-03-22 | Method to produce recombinant anti-angiogenic polypeptide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012110798/10A RU2488635C1 (en) | 2012-03-22 | 2012-03-22 | Method to produce recombinant anti-angiogenic polypeptide |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2488635C1 true RU2488635C1 (en) | 2013-07-27 |
Family
ID=49155660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012110798/10A RU2488635C1 (en) | 2012-03-22 | 2012-03-22 | Method to produce recombinant anti-angiogenic polypeptide |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2488635C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9926582B2 (en) | 2012-09-17 | 2018-03-27 | Hoffmann-La Roche Inc. | Method for the production of polypeptides in the periplasm of prokaryotic cells |
| RU2742006C2 (en) * | 2016-05-06 | 2021-02-01 | Глаксосмитклайн Интеллекчуал Проперти Дивелопмент Лимитед | Method for producing recombinant protein |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2278688C1 (en) * | 2004-12-02 | 2006-06-27 | Сергей Викторович Луценко | Human endostatin preparation and method for production thereof |
| RU2283128C1 (en) * | 2005-04-05 | 2006-09-10 | Сергей Викторович Луценко | Method for production of protein preparation belonging to stress genus and hsp70 protein preparation obtained by said method |
| EA009771B1 (en) * | 2001-02-01 | 2008-04-28 | Байоджен Айдек Ма, Инк. | Neublastin polypeptide, method for making thereof and use |
-
2012
- 2012-03-22 RU RU2012110798/10A patent/RU2488635C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA009771B1 (en) * | 2001-02-01 | 2008-04-28 | Байоджен Айдек Ма, Инк. | Neublastin polypeptide, method for making thereof and use |
| RU2278688C1 (en) * | 2004-12-02 | 2006-06-27 | Сергей Викторович Луценко | Human endostatin preparation and method for production thereof |
| RU2283128C1 (en) * | 2005-04-05 | 2006-09-10 | Сергей Викторович Луценко | Method for production of protein preparation belonging to stress genus and hsp70 protein preparation obtained by said method |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| HUA L. et al., Kringle 5 causes cell cycle arrest and apoptosis of endothelial cells, 1999, Biomedical and biophysical Research Communications 258, 668-673. * |
| KALPESH OZA, Cloning of a DNA repair gene (uvsF) from Aspergillus, A thesis submitted to the faculty of graduate studies and research in partial fulfillment of the requirements for the degree of master of science, Department of biology McGill University Montreal, 1989, с.22, найдено он-лайн [27.11.2012] по адресу: http://digitool.library.mcgill.ca/webclient/StreamGate?folder-id=0&dvs=1354174303 364~431. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9926582B2 (en) | 2012-09-17 | 2018-03-27 | Hoffmann-La Roche Inc. | Method for the production of polypeptides in the periplasm of prokaryotic cells |
| RU2742006C2 (en) * | 2016-05-06 | 2021-02-01 | Глаксосмитклайн Интеллекчуал Проперти Дивелопмент Лимитед | Method for producing recombinant protein |
| US11098312B2 (en) | 2016-05-06 | 2021-08-24 | Glaxosmithkline Intellectual Property Development Limited | Method of producing a recombinant protein |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101553243B (en) | Protease-resistant mutants of stromal cell-derived factor 1 in tissue damage repair | |
| US11965003B2 (en) | Recombinant lectin variants | |
| KR20010034529A (en) | Method of producing mouse and human endostatin | |
| WO2008089645A1 (en) | Fusion polypeptide inhibiting cell growth and use thereof | |
| CA2848118C (en) | Endostatin mutants with mutations at atp binding sites | |
| CN101434651A (en) | Recombinant thymosin beta 4 two repeat protein and preparation thereof | |
| CN107810195B (en) | Recombinant clusterin and its use in the treatment and prevention of disease | |
| RU2488635C1 (en) | Method to produce recombinant anti-angiogenic polypeptide | |
| CN101182355A (en) | Antimicrobial peptide fusion protein gene, its recombinant vector, its transformant and its expression product | |
| CN114195875B (en) | Placenta-derived endogenous polypeptide and application thereof | |
| KR960015442B1 (en) | Human placenta angiogenic factor | |
| KR101263424B1 (en) | Cell-permeable endostatin recombinant protein, a polynucleotide coated with the same, and an anti-cancer preparation containing the same as an active component | |
| JP2012511309A (en) | EC-SOD carboxyl terminal apoptin protein transduction domain fusion protein | |
| CN103360497A (en) | Novel antitumor fusion protein vaccine, and preparation method and application thereof | |
| RU2278688C1 (en) | Human endostatin preparation and method for production thereof | |
| AU2008256550B2 (en) | VEGF-D mutants and their use | |
| RU2426780C2 (en) | EXPRESSION PLASMID DNA p6E-tTF CODING EXTRACELLULAR AND TRANSMEMBRANE DOMAINS OF HUMAN TISSUE FACTOR AND E.coli BL21 [DE3]/p6E-tTF STRAIN - PRODUCER OF RECOMBINANT HUMAN TISSUE FACTOR | |
| RU2465283C1 (en) | Recombinant hybrid polypeptide, capable of inhibiting human endothelial cell proliferation in vitro, and method for production thereof | |
| RU2458987C1 (en) | Method for producing recombinant fragment of human plasminogen possessing antiangiogenic action | |
| KR20090099471A (en) | Inhibitor of cell migration, invasion or angiogenesis through inhibition of function of PT7 protein | |
| CN101144081B (en) | Nucleotide molecule TRAIL and its application in the preparation of drugs for treating tumors | |
| RU2619050C1 (en) | RECOMBINANT PLASMID pET-15b_T1_RL DNA PROVIDING SYNTHESIS OF RECOMBINANT FUSION PROTEIN CONSISTING OF TUMOR-SPECIFIC PEPTIDES AND ANTITUMOR PEPTIDE RL2, AND RECOMBINANT FUSION PROTEIN POSSESSING CYTOTOXIC ACTIVITY AGAINST CANCER CELLS AND TARGETED PROPERTIES AGAINST TUMOR TISSUE | |
| CN119591689B (en) | A micropeptide encoded by long non-coding RNA GAS5 and its application | |
| RU2802488C1 (en) | Protein construct based on a receptor-specific mutant variant of the antitumor cytokine trail as a hybrid protein with a peptide specific for integrin αvβ3 for the treatment of solid tumors | |
| KR101841646B1 (en) | Method for the preparation of AIMP2-DX2 as a target for anti-cancer drug discovery |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190323 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20220321 |