CZ286509B6 - Extraction process of periplasmatic protein - Google Patents

Extraction process of periplasmatic protein Download PDF

Info

Publication number
CZ286509B6
CZ286509B6 CZ1996290A CZ29096A CZ286509B6 CZ 286509 B6 CZ286509 B6 CZ 286509B6 CZ 1996290 A CZ1996290 A CZ 1996290A CZ 29096 A CZ29096 A CZ 29096A CZ 286509 B6 CZ286509 B6 CZ 286509B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
protein
arginine
extraction
buffer solution
cell
Prior art date
Application number
CZ1996290A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ29096A3 (en
Inventor
Richard Legoux
Paul Maldonado
Marc Salome
Original Assignee
Sanofi Sa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanofi Sa filed Critical Sanofi Sa
Publication of CZ29096A3 publication Critical patent/CZ29096A3/cs
Publication of CZ286509B6 publication Critical patent/CZ286509B6/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K1/00General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
    • C07K1/02General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length in solution
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/575Hormones
    • C07K14/61Growth hormone [GH], i.e. somatotropin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K1/00General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
    • C07K1/14Extraction; Separation; Purification
    • C07K1/145Extraction; Separation; Purification by extraction or solubilisation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/52Cytokines; Lymphokines; Interferons
    • C07K14/54Interleukins [IL]
    • C07K14/5437IL-13
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/67General methods for enhancing the expression
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P21/00Preparation of peptides or proteins
    • C12P21/02Preparation of peptides or proteins having a known sequence of two or more amino acids, e.g. glutathione

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Endocrinology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Description

Vynález se týká způsobu extrakce periplasmatického proteinu, zahrnujícího i) kultivaci prokaryontního mikroorganismu, transformovaného pomocí vektoru exprese obsahujícího gen kódující uvedený protein a prostředky pro jeho expresi do periplasmy uvedeného mikroorganismu, ii) odstředění nebo mikrofiltraci získané kultivační směsi k získání buněčného podílu a případně lyži buněk získaného buněčného podílu a odstředění získaného lyzátu k získání rozrušeného buněčného podílu, iii) suspendování získaného buněčného podílu nebo rozrušeného buněčného podílu v roztoku pufru, iv) odstředění získané suspenze k získání supematantu a v) izolaci uvedeného proteinu z tohoto supematantu.
Dosavadní stav techniky
Na genetickém inženýrství se stále více požaduje, aby se zaměřilo na výrobu aplikačně zajímavých proteinů, jakými jsou například inzulín, interleukiny a růstový hormon.
Obecně je mikroorganismus transformován vektorem exprese, obsahujícím gen kódující požadovaný protein a prostředky nutné kjeho expresi, jakými jsou například regulační znaky. Potom se mikroorganismus kultivuje na vhodné živné půdě a když se vytvoří dostatečné množství buněk organismu, zahájí se přídavkem induktoru exprese, během které se produkuje a akumuluje ve velkém množství požadovaný protein. Po ukončení kultivace se suspendované buňky oddělí od živné půdy, například odstředěním nebo mikrofiltraci. Získané buňky se potom podrobí extrakci, a to po případné desintegraci stěn buněk mikroorganismu.
Exprese genu kódujícího požadovaný protein v prokaryotním mikroorganismu může být cytoplasmatická, periplasmatická nebo sekretorická podle druhu prostředku exprese uplatněných společně s uvedeným genem (promotor, terminátor, fixační místo ribosomů, peptidové znaky a pod.).
Cytoplasmatická exprese umožňuje získat významné množství proteinů. Nicméně je nezbytné před extrakcí požadovaných proteinů v případě, že obsahují jeden nebo více simých můstků, přistoupit k etapě denaturace/renaturace, což představuje obzvláště těžkopádnou a choulostivou etapu při realizaci extrakce v průmyslovém měřítku. Etapa denaturace-renaturace se provádí klasickými způsoby, dobře známými pracovníkům z oboru, přičemž se používá denaturační činidlo za přítomnosti redukovadla a pak podmínky denaturace zahrnují kontrolu zvláště co do redox charakteru roztoku; mezi používanými denaturačními činidly je nutno zvláště uvést guanidinhydrochlorid, který byl navržen v postupu získávání lidského interleukinu-2. O této problematice pojednává např. patentový spis EP-A2-0 145 390.
Sekretorické systémy exprese, v nichž se nachází žádaný protein v kultivačním médiu aktivně, jsou užívány jen zřídka nebo vůbec ne, jde-li o bakterie Gram-negativní pro jejich malou produktivitu. Zde je nutno poznamenat, že prostředí bakteriální kultury o velké hustotě v bioreaktoru není ideálním prostředím pro rekombinované proteiny, citlivé vzhledem k nebezpečí fázové interfaciální denaturace.
Periplasmatická exprese dovoluje získat přímo rekombinované proteiny v podstatě správně replikované a to v prostoru chráněném před okolím, a proto představuje rozumnou možnost pro získávání těchto proteinů, zejména proteinů neglykosylovaných. V tomto případě pak není nutno podrobovat proteiny etapě denaturační.
- 1 CZ 286509 B6
Metody drcení buněk obecně v této oblasti užívané jsou např. lyse buněk ultrazvukem nebo mechanickým tlakem /French Pressure Cell, kulový mlýn/, chemická lyse nebo lyse enzymatická, osmotický šok a zpracování pomocí činidel chaotropních nebo detergentů. Tyto metody rozdrtí většinu buněčných membrán včetně membrán plasmatických a membrán endoplasmatického retikula a vytvoří homogenní suspenzi buněčných zlomků. Charakter sedliny buněčné drtě, která může být získána centrifugací /jádra, buněčný skelet, mitochondrie, lysosomy, ribosomy, makromolekuly atd./, závisí hlavně na délce a rychlosti centrifugace/10 minut na 1000 g až 3 hodiny na 150 000 g/.
Obtíže, s nimiž se můžeme setkat v průběhu extrakční operace, se mění podle typu exprese a podle užitých extrakčních metod. Jsou to zejména:
- ztráta na výtěžku rekombinovaného proteinu
- ztráta biologické aktivity rekombinovaného proteinu
- proteolytická degradace rekombinovaného proteinu
- Toxicita extrakčních činidel a kontrola jejího odstranění
- nesnadný převod do průmyslového měřítka
- směs proteinů periplasmatických a cytoplasmatických.
Navíc, jde-li o žádané proteiny, které jsou hydrofobní nebo nesou náboj, mohou se vázat na buněčné složky, které jsou samy hydrofobní nebo nabité, což učiní extrakci extrémně nesnadnou.
Průmyslová výroba žádoucích rekombinovaných proteinů pomocí genetického inženýrství je velmi slibná, ale vyžaduje použití takových extrakčních metod, které umožní vyhnout se uvedeným nevýhodám neboje alespoň minimalizovat.
Je ovšem důležité žádané proteiny nejen produkovat ve značných množstvích, ale ještě také je produkovat nekontaminované extrakčními činidly a uchovat jim všechnu biologickou aktivitu.
Za tímto účelem jsou navrhovány různé postupy, zejména pro případ extrakce-separace interleukinu-2.
Patentový spis EP-A2-0 145 390 popisuje způsob získání lidského neglykosilovaného interleukinu-2 /IL—2/ s vysokou specifickou aktivitou a to pomocí chromatografie na koloně pro extrakci IL-2. Tento postup dovoluje také provedení denaturace pomocí guanidinhydrochloridu.
Patentový spis EP-A2-0 147 819 navrhuje postup pro získání homogenního a čistého lidského rekombinovaného interleukinu-2. Tento postup spočívá v kultivaci mikroorganismu transformovaného za pomoci vektoru exprese, který obsahuje gen kódující interleukin-2, dále ve vyvolání lyse buněk, izolaci buněčné drtě, v extrakci IL-2 promýváním buněčné sedliny vhodným promývacím roztokem, potom v chromatografickém vyčištění promývacího roztoku. Použité promývací roztoky mohou obsahovat sůl, jako například chlorid sodný nebo guanidinhydrochlorid, nebo detergent, jako například produkt známým pod obchodním označením Triton X100.
Podle výhodného postupu se doporučuje použít postupně tři promývací roztoky: promývací roztok obsahující chlorid sodný, promývací roztok obsahující detergent a promývací roztok obsahující guanidinhydrochlorid.
Patentový dokument EP-A1-0 337 243 popisuje postup používaný pro čistění lidského interleukinu-2, využívající dvě kolony pro kapalinovou chromatografii v reverzní fázi. Před etapou chromatografického čistění se nerozpustný podíl lyzátu bakteriálních buněk extrahuje roztokem obsahujícím guanidinhydrochlorid, aby byl získán bakteriální extrakt, který se potom
-2CZ 286509 B6 zředí pomocí pufru bez guanidinhydrochloridu, načež se provede chromatografie, při které se použije eluce s acetonitrilovým gradientem.
Podstata vynálezu
Předmětem vynálezu je způsob extrakce periplasmatického proteinu, zahrnující i) kultivaci prokaryotního mikroorganismu, transformovaného pomocí vektoru exprese obsahujícího gen kódující uvedený protein a prostředky pro jeho expresi do periplasmy uvedeného mikroorganismu, ii) odstředění nebo mikrofiltraci získané kultivační směsi k získání buněčného podílu a případně lysi buněk získaného buněčného podílu a odstředění získaného lysátu k získání rozrušeného buněčného podílu, iii) suspendování získaného buněčného podílu nebo rozrušeného buněčného podílu v roztoku pufru, iv) odstředění získané suspenze k získání supematantu a v) izolaci uvedeného proteinu z tohoto supematantu, jehož podstata spočívá v tom, že roztok pufru obsahuje arginin.
Výhodně se jako roztok pufru obsahující arginin použije alkalický vodný roztok mající koncentraci argininu alespoň rovnou 0,4 M, výhodněji rovnou 0,4 až 0,8 M v případě, kdy se v roztoku pufru ve stupni iii) suspenduje buněčný podíl, nebo rovnou 0,4 až 2,5 M v případě, kdy se v roztoku pufru ve stupni iii) suspenduje rozrušený buněčný podíl. Extrahovaným proteinem je výhodně protein IL-13 nebo protein hGH.
Arginin je přírodní alfa-aminokyselinou, která byla navržena jako pomocný prostředek při denaturaci/renaturaci/substituci dvou řetězců Abbokinasy (urinámí aktivátor plasminogenu), ve kterých je původní peptid nahrazen v průběhu této operace syntetickým peptidem. V této souvislosti je možné odkázat na článek G. A. Homandberga a T. Wai-e, zveřejněný v Biochimica and Biophysica Acta, 1990, 1038, 209-215.
Při způsobu podle vynálezu a při provádění jeho výhodných provedení se nepřistupuje k denaturaci-renaturaci proteinů, nýbrž zde arginin působí výlučně v úrovni extrakce proteinu z buněčného podílu (buněčné sedliny) nebo z rozrušeného buněčného podílu (buněčné drtě) mikroorganismu.
Arginin vykazuje výrazné účinky při extrakci proteinu a to jak pokud jde o výtěžek proteinu, tak také pokud jde o biologickou aktivitu získaného proteinu. Bylo totiž zjištěno, že například dospělá forma IL-13 se izoluje při použití způsobu podle vynálezu ve výtěžcích vyšších než 95 %, přičemž zůstane zachována její biologická aktivita. Je nutno uvést, že pokusy s extrakcí osmotickým šokem u téhož systému exprese nevedou ke srovnatelným výsledkům.
Srovnávací pokusy ukázaly, že guanidinhydrochlorid použitý za týchž podmínek dovoluje získat rotein IL—13 s výtěžkem vyšším než 95 %. Na druhé straně je však biologická aktivita proteinu takto získaného změněna více než metodou argininovou.
Aniž by šlo o pokus vázat se na nějakou teorii, lze předpokládat, že arginin působí jako činidlo slabě chaotropické a biologické, na rozdíl od činidel silně chaotropických a denaturačních, jakým je při potřebných vysokých koncentracích rovných či vyšších než 5 M, nutných pro zajištění extrakce, např. guanidinhydrochlorid.
Postup dle vynálezu, případně v některém z možných výhodných provedení, může být aplikován po jakémkoliv procesu kultivace mikroorganismu, transformovaného vektorem exprese, obsahujícím gen kódující žádaný protein a činitele pro periplasmatickou expresi dotyčného proteinu, jako např. potřebné znaky regulační.
-3 CZ 286509 B6
Odborníkům je zřejmé, že tato metoda je použitelná pro bakterie blízké E.coli, tj. pro bakterie Gram-negativní, případně anaerobní ze skupiny Enterobacterií. V této skupině Enterobacterií se nalézají zejména druhy: Escherichia, Salmonella a Erwinia, ale také Shigella, Klebsiella, Serratia, Próteus a Enterobacter.
Vzhledem k chaotropnímu charakteru argininu se rovněž ukazuje, že arginin lze případně s výhodou nahradit jinými chaotropními činidly. Jelikož je nemožné podat příklady týkající se všech rodů bakterií vzhledem k diversitě dotyčných živých systémů, odborníci si poradí s aplikací i adaptací argininové extrakční metody pro své zvláštní případy.
V rámci oboru jsou takové procesy kultivace dobře známy. Postupy popisující kultivaci bakterií Gram-negativních ve fermentoru jsou popsány např. v patentových spisech EP 360 641 a EP 356 335 a vztahují se k získání a využívání kmenů Escherichia coli zvaných SEBR 1250 aTP 2339.
Jakmile je dosažen žádoucí počet buněk, kultura se podrobí centrifugaci /zpravidla/ nebo mikrofiltraci a na sedlinu biomasy takto získané se působí roztokem pufru obsahujícím arginin postupem podle vynálezu.
Podle obecného předpisu se pracuje při teplotě mezi pokojovou teplotou 25 °C a teplotou 2 °C, s výhodou při 4 °C.
Doba kontaktu buněčné sedliny s roztokem pufru obsahujícím arginin musí být dostačující k tomu, aby mohl nastat přestup příslušného proteinu do pufrového roztoku. Pokud se pracuje při teplotě 4 °C je obvykle délka kontaktu s výhodou blízká 1 hodině.
Extrakce, tj. přechod periplasmatického proteinu do prostředí, probíhá v průběhu kontaktu biomasy s extrakčním prostředkem - argininovým pufrem. Doba kontaktu, která zaručí úplnou nebo už nepokračující extrakci, leží mezi 30 minutami a 16 hodinami. Pokusy ukazují, že uspokojivých výtěžků může být dosaženo v průběhu několika hodin při teplotě 4 °C. Bylo rovněž zaznamenáno, že lehké promíchávání biomasy v extrakčním pufru vedené tak, aby se zabránilo sedimentaci mikroorganismů, poskytuje vyšší výtěžky, tj. vyšší míru extrakce jako funkce času.
Postup extrakce podle vynálezu je stejně vhodný pro extrakce hydrofobních proteinů, jako jsou např. interleukiny, zejména IL—13, popsaný v patentovém spise EP-A1-0 506 574, jako pro extrakci proteinů hydrofilních, jako je např. růstový hormon /hGH/. Postup podle vynálezu zjednodušuje získávání hGH, které normálně vyžaduje pro extrakci uplatnění osmotického šoku.
Aby bylo možno uskutečnit extrakci proteinu přímo ze suspenze buněčné sedliny, použije se s výhodou roztok pufru obsahujícího arginin v koncentraci mezi 0,4 M a 0,8 M.
Pokud se chce uskutečnit extrakce žádoucího periplasmatického proteinu ze sedliny buněčné drtě podle jednoho z výhodných provedení postupu dle tohoto vynálezu, postupuje se stejným způsobem jako u základního provedení až do etapy získání buněčné sedliny po centrifugaci nebo mikrofiltraci, pak se ale uskuteční drcení buněk metodami známými odborníkům. Metody drcení buněk jsou popsány např. v těchto publikacích: C. T. Choma a H. Yamazaki, Can. J. Microbiol., 1981, 27, 547-550, L. O. Ingram, Joumal of Bacteriology, 1981, 146,1,331-336, N. G. Nossal aL. A. Heppel, Joumal of Biological Chemistry, 1966, 241,13,3065-3072, R. Bennet, D. R. Taylor a A. Hunt, Biochem. Biophys. Acta 18(3),512-521, a v kolektivní práci Fermentation and enzyme technology, kap. 12,239-309, vyd. J. Willey and Sons (1979).
Sedlina buněčné drtě získaná obvyklým způsobem se centrifuguje a znovu suspenduje, pak se na ni působí roztokem pufru s obsahem argininu. Doba styku suspenze buněčné drtě s roztokem pufru obsahujícím arginin musí být dostatečně dlouhá, aby umožnila přestup příslušného
-4CZ 286509 B6 proteinu do roztoku pufru, obvykle se při teplotě 4 °C doba styku, zaručující prakticky úplnou extrakci, rovná 48 hodinám. Bylo pozorováno, že obdobně i zde mírné promíchávání biomasy v extrakčním pufru, které zabrání sedimentaci buněčné drtě, dává vyšší extrakční hodnoty v závislosti na čase.
Tato varianta extrakčního postupu podle vynálezu vyhovuje zejména k extrakcím žádoucích periplasmatických proteinů, které jsou silně asociovány na buněčných membránách, jako např. interleukiny.
Odborníkům je dobře známo, že extrakční pufr obsahující arginin podle vynálezu může rovněž obsahovat vhodný detergent který má zlepšit výtěžek nebo/a rychlost extrakce příslušného proteinu. Mezi detergenty vhodnými k použití si odborník dovede zvolit takové, jež umožní zachovat výhody použití argininu jako extrakčního činidla, zejména to, že zůstává zachována biologická účinnost dotyčného proteinu. Jako vhodné mírné detergenty je možno uvést např. alkylglykosidy jako alkylmaltosidy, nonyl-α nebo β-D-glukopyranosidy, oktyl-α nebo β-Dglukopyranosidy nebo alkyl-karbamoyl-methyl-α nebo β-D-glukopyranosidy, jako např. produkt značky Hecameg, jehož velmi slabá toxicita nutí mít na mysli, že může být nalezen ve stopách ve finálním produktu.
Aby byla uskutečněna extrakce žádoucího proteinu ze suspenze sedliny buněčné drtě, použije se přednostně roztok pufru obsahujícího arginin v koncentraci vymezené hodnotami 0,4M a 2,5M přičemž koncentrace v hodnotě 2,5M může být získána zejména za přítomnosti solí.
Dále bylo zjištěno, že arginin vykazuje značný blahodárný účinek na výtěžky vylučovaného rekombinovaného periplasmatického proteinu, je-li přidán v neobvyklých a velmi vysokých koncentracích, mnohem vyšších, než jsou ty, s nimiž se můžeme setkat v prostředích kultury, vyráběné z hydrolyzátů obchodních proteinů a které dovolují pokrýt potřebu argininu z použitého kmene.
Kromě toho bylo nalezeno, že blahodárný účinek argininu je zvlášť výrazný, pokud koncentrace argininu přidaného do kultivačního prostředí se pohybují na úrovni mezi 2 g/litr a 10 g/litr.
Odborník bude umět optimisovat tuto koncentraci případ od případu.
Tento postup je zvláště vhodný pro výrobu proteinů s aktivitou cytokinového typu, zejména IL13, jak je popsáno v patentovém spise EP-A1-0 506 574.
Příklady provedení vynálezu
Vynález je nyní blíže osvětlen pomocí příkladů, které rozsah vynálezu nikterak neomezují.
Příklad 1
Extrakce periplasmatického IL-13 z E. coli z buněčné sedliny za přítomnosti argininu.
1. Kultivace v baňce:
V tomto příkladu byl použit kmen E. coli RB 791 (Roger Brent, PNAS 78 (1981), str. 42044208) transformovaný plasmidem p922 získaným podle analogických postupů, jako jsou postupy popsané v patentových spisech EP 360 641 a 356 335, jehož sekvence ADN je sekvencí SEQ ID No.l.
-5CZ 286509 B6
Rozličné sekvence, které definují plasmid p922 jsou uvedeny níže.
Sekvence promotoru ilexanukleotidy TTGCTT a TATAAT jsou vytištěny tučně
Xhol
1 TCGAGTGGGT TTGAGGCGíAT CACACTTCTG TTAACGCAGA ACCTAAACGC
51 ATCTCGACTG CACGGTGCAC CAATGCTTCT GGCGTCAGGC AGCCATCGGA
1C1 AGCTGTGGTA TGGCTGTGCA GGTCGTAAAT CACTGCATAA TTCGTGTCGC
151 TCAAGGCGCA CTCCCGTTCT GGATAATGTT TTTTGCGCCG ACATCATAAC
-35
2C1 GGTTCTGGCA AATATTCTGA AATGAGCTGT TTCGAGCTGA CTGACTGTTG
-1C
251 CTTATATTAC ATCGATAGCG TATAATGTGT GG
Sekvence oblasti 5'nepředávaná mRNA
Fixační místo ribosomu je tištěno tučně. Sekvence CAT umístěná na konci 3'této sekvence je částí hexanukleotidu rozpoznávaného restrikčním enzymem Ndel
RES
2tí 3 AATTGTGAGC GGATAACAAT TTCACACAGT TTTTCGCGAA GAAGGAGATA
333 TACAT
Sekvence kódující prekurzor IL-13
Sekvence psaná kursivou odpovídá sekvenci IL-13 maturovaného. Sekvence, která není tištěna tučně, je sekvencí vazebnou spojující konec sekvence kódující IL-13 s hexanukleotidem, poznávaným restrikčním enzymem BAmHI
-6CZ 286509 B6
338 ATGAAAAAGA TCCTGGCGTT AGCTGCGCTG ACTACCGTTG TATTCTCTGC
388 GTCCGCCTTC GCTGGCCCTG TGCCTCCCAG TACTGCCCTC AGGGAGCTCA
438 TTGAGGAGCT GGTCAACATC ACCCAGAACC AGAAGGCTCC GCTCTGCAAT 988 GGCAGCATGG TATGGAGCAT CAACCTGACA GCTGGCATGT ACTGTGCAGC 538 CCTGGAATCC CTGATCAACG TGTCAGGCTG CAGTGCCATC GAGAAGACCC 588 AGAGGATGCT GAGCGGATTC TGCCCGCACA AGGTCTCAGC TGGGCAGTTT 638 TCCAGCTTGC ATGTCCGAGA CACCAAAA1C GAGGTGGCCC AGTTTGTAAA 688 GGACCTGCTC TTACATTTAA AGAAACTTTT TCGCGAGGGA CGGTTCAACT 738 GAAACTTCGA AAGCATCATT ATTTG
Sekvance terniinační
763 GGATCCGGCT GCTAACAAAG CCCGAAAGGA AGCTGAGTTG GCTGCTGCCA Terminátor genu 1C fágu T7
813 CCGCTGAGCA ATAACTAGCA TAACCCCTTG GGGCCTCTAA ACGGGTCTTG
HindiII
863 AGGGGTTTTT TGCTGAAAGG AGGAACTATA TCCGGATGTA CCAAGCTTGG
913 CCGGATCAAA GTTTTGTCGT CTTTCCAGAC GTTAGTAAAT GAATTTTCTG
963 TATGAGGTTT TGCTAAACAA CTTTCAACAG TTTCAGCGGA GTGAGAATAG Terminátor fágu fd
1013 AAAGGAACAA CTAAAGGAAT TGCGAATAAT AATTTTTTCA CGTTGAAAAT 1063 CTCCAAAAAA AAAGGCTCCA AAAGGAGCCT TTAATTGTAT CGGTTTATCA
1113 GCTTGCTTTC GAGGTGAATT TCTTAAACAG CTTGATACCG ATAGTTGCGC 1163 CGACAATGAC AACAACCATC GCCCACGCAT AACCGATATA TTCGGTCGCT 1213 GAGGCTTGCA GGGAGTCAAA GGCCGCTTTT GCGGGATCGA T
Gen kódující represor ooeronu laktosy SacII
1259 CCGCGGAAGC ATAAAGTGTA AAGCCTGGGG TGCCTAATGA GTGAGCTAAC 1309 TCACATTAAT TGCGTTGCGC TCACTGCCCG CTTTCCAGTC GGGAAACCTG 1359 TCGTGCCAGC TGCATTAATG AATCGGCCAA CGCGCGGGGA GAGGCGGTTT 1409 GCGTATTGGG CGCCAGGGTG GITITTCITr TCACCAGTGA GACGGGCAAC 1954 AGCTGATTGC CCTTCACCGC CTGGCCCTGA GAGAGTTGCA GCAAGCGGTC 1504 CACGCTGGTT TGCCCCAGCA GGCGAAAATC CTGTTTGCTG GTGGTTAACG 1554 GCGGGATATA ACATGAGCTG TCTTCGGTAT CGTCGTATCC CACTACCGAG 1604 ATATCCGCAC CAACGCGCAG CCCGGACTCG GTAATGGCGC GCATTGCGCC 1654 CAGCGCCATC TGATCGTTGG CAACCAGCAT CGCAGTGGGA ACGATGCCCT
1704 CATTCAGCAT TTGCATGGTT TGTTGAAAAC CGGACATGGC ACTCCAGTCG 1754 CCTTCCCGTT CCGCTATCGG CTGAATTTGA TTGCGAGTGA GATATTTATG 1804 CCAGCCAGCC AGACGCAGAC GCGCCGAGAC AGAACTTAAT GGGCCCGCTA 1854 ACAGCGCGAT TTGCTGGTGA CCCAATGCGA CCAGATGCTC CACGCCCAGT 1904 CGCGTACCGT CTTCATGGGA GAAAATAATA CTGTTGATGG GTGTCTGGTC 1954 AGAGACATCA AGAAATAACG CCGGAACATT AGTGCAGGCA GCTTCCACAG 2004 CAATGGCATC CTGGTCATCC AGCGGATAGT TAATGATCAG CCCACTGACG 2054 CGTTGCGCGA GAAGATTGTG CACCGCCGCT TTACAGGCTT CGACGCCGCT 2104 TCGTTCTACC ATCGACACCA CCACGCTGGC ACCCAGTTGA TCGGCGCGAG 2154 ATTTAATCGC CGCGACAATT TGCGACGGCG CGTGCAGGGC CAGACTGGAG 2204 GTGGCAACGC CAATCAGCAA CGACTCTTTG CCCGCCAGTT GTTGTGCCAC 2254 GCGGTTGGGA ATGTAATTCA GCTCCGCCAT CGCCGCTTCC ACTTTTTCCC 2304 GCGTTTTCGC AGAAACGTGG CTGGCCTGGT TCACCACGCG GGAAACGGTC 2354 TGATAAGAGA CACCGGCATA CTCTGCGACA TCGTATAACG TTACTGGTTT 2404 CACATTCACC ACCCTGAATT GACTCTCTTC CGGGCGCTAT CATGCCATAC 2454 CGCGAAAGGT TTTGCGCCAT TCGATCTACG CCGGACGCAT CGTGGCCGCA 2504 AA
Sekvence pBR 327
Pflml
2506 CCAACCCTTG GCAGAACATA TCCATCGCGT CCGCCATCTC CAGCAGCCGC 2556 ACGCGGCGCA TCTCGGGCCG CGTTGCTGGC GTTTTTCCAT AGGCTCCGCC 2606 CCCCTGACGA GCATCACAAA AATCGACGCT CAAGTCAGAG GTGGCGAAAC 2656 CCGACAGGAC TATAAAGATA CCAGGCGTTT CCCCCTGGAA GCTCCCTCGT 2706 GCGCTCTCCT GTTCCGACCC TGCCGCTTAC CGGATACCTG TCCGCCTTTC 2756 TCCCTTCGGG AAGCGTGGCG CTTTCTCAAT GCTCACGCTG TAGGTATCTC 2806 AGTTCGGTGT AGGTCGTTCG CTCCAAGCTG GGCTGTGTGC ACGAACCCCC 2856 CGTTCAGCCC GACCGCTGCG CCTTATCCGG TAACTATCGT CTTGAGTCCA 2906 ACCCGGTAAG ACACGACTTA TCGCCACTGG CAGCAGCCAC TGGTAACAGG 2956 ATTAGCAGAG CGAGGTATGT AGGCGGTGCT ACAGAGTTCT TGAAGTGGTG 3006 GCCTAACTAC GGCTACACTA GAAGGACAGT ATTTGGTATC TGCGCTCTGC 3056 TGAAGCCAGT TACCTTCGGA AAAAGAGTTG GTAGCTCTTG ATCCGGCAAA 3106 CAAACCACCG CTGGTAGCGG TGGTTTTTTT GTTTGCAAGC AGCAGATTAC 3156 GCGCAGAAAA AAAGGATCTC AAGAAGATCC TTTCATCTTT TCTACGGGGT 3206 CTGACGCTCA GTGGAACGAA AACTCACGTT AAGGGATTTT GGTCATGAGA 3256 TTATCAAAAA GGATCTTCAC CTAGATCCTT TTAAATTAAA AATGAAGTTT 3306 TAAATCAATC TAAAGTATAT ATGAGTAAAC TTGGTCTGAC AGTTACCAAT 3356 GCTTAATCAG TGAGGCACCT ATCTCAGCGA TCTGTCTATT TCGTTCATCC
-8CZ 286509 B6
3406 ATAGTTGCCT GACTCCCCGT 3456 ACCATCTGGC CCCAGTGCTG 3506 CTCCAGATTT ATCAGCAATA 3556 AGTGGTCCTG CAACTTTATC 3606 GGAAGCTAGA GTAAGTAGTT 3656 CCATTGCTGC AGGCATCGTG 3706 TTCAGCTCCG GTTCCCAACG 3756 GTGCAAAAAA GCGGTTAGCT 3806 AGTTGGCCGC AGTGTTATCA 3856 CTTACTGTCA TGCCATCCGT 3906 AACCAAGTCA TTCTGAGAAT 3956 CGGCGTCAAC ACGGGATAAT 4006 CTCATCATTG GAAAACGTTC 4056 GCTGTTGAGA TCCAGTTCGA 4106 CAGCATCTTT TACTTTCACC 4156 CAAAATGCCG CAAAAAAGGG 4206 CATACTCTTC CTTTTTCAAT 4256 TCATGAGCGG ATACATAT1T 4306 GTTCCGCGCA CATTTCCCCG 4356 TATTATCATG ACATTAACCT 4406 GTCCC
CGTGTAGATA ACTACGATAC GGGAGGGCTT CAATGATACC GCGAGACCCA CGCTCACCGG AACCAGCCAG CCGGAAGGGC CGAGCGCAGA CGCCTCCATC CAGTCTATTA ATTGTTGCCG CGCCAGTTAA TAGTTTGCGC AACGTTGTTG GTGTCACGCT CGTCGTTTGG TATGGCTTCA ATCAAGGCGA GTTACATGAT CCCCCATGTT CCTTCGGTCC TCCGATCGTT GTCAGAAGTA CTCATGGTTA TGGCAGCACT GCATAATTCT AAGATGCTTT TCTGTGACTG GTGAGTACTC AGTGTATGCG GCGACCGAGT TGCTCTTGCC ACCGCGCCAC ATAGCAGAAC TTTAAAAGTG TTCGGGGCGA AAACTCTCAA GGATCTTACC TGTAACCCAC TCGTGCACCC AACTGATCTT AGCGTTTCTG GGTGAGCAAA AACAGGAAGG AATAAGGGCG ACACGGAAAT GTTGAATACT ATTATTGAAG CATTTATCAG GGTTATTGTC GAATGTATTT AGAAAAATAA ACAAATAGGG AAAAGTGCCA CCTGACGTCT AAGAAACCAT ATAAAAATAG GCGTATCACG AGGCCCTTTC
Plasmin pER 327 je popsán v Gene, S,287-3C5 (1980).
Tento kmen E.coli RB 791/p922 byl dán do předkultivace a to přes noc při teplotě 30 °C při míchání 200 otáček/minutu a na půdě L/Luria broth - popsáno v Molecular Cloning, A Laboratory Manual Sambrook, Fritsch, Manitas, Cold Spring Harbor, Laboratory Press,
2. vydání (1989)/ s lOOmg/litr ampicilinu. Z této předkultivace byla naočkována nová buňka s kultivační půdou L tak, aby počáteční optická hustota /označování optické hustoty: optická hustota D.O. při 600 nm. D.O. = 1 odpovídá 400 až 450 mg biomasy na litr/ D.O. byla 0,6. Po hodinové prodlevě byla kultivace indukována 1 mM IPG /isopropyl-|3-D-l-thiogalaktopyranosid/ a pokračovala ještě 3 hodiny. Vzorky bakteriální suspenze byly centrifugovány a bakteriální sedliny takto získané byly suspendovány dále v extrakčním pufru tak, aby konečná optická hustota D.O. /viz výše/ činila 10, což odpovídá 4,5 g biomasy v litru v okamžiku extrakce.
Byly použity následující pufry:
A: Arginin 0,8 M pH 8,0, nastavený pomocí HC1 ve vodě Milli-Q /Millipore/
B: Guanidinhydrochlorid 5 M ve vodě Milli-Q bez úpravy pH.
Aby bylo možno měřit účinnost extrakce, byly odebírány vzorky po 1 ml suspenze kultury do dosažení D.O. 0,2 odpovídající sedliny bakterií získané odstředěním při 5000 g po dobu 10 minut byly uloženy na polyakrylamidový gel do 16,5% po denaturaci v SDS. Také bakteriální suspenze byly odstředěny a jejich supematanty byly odsoleny ultrafiltrací /filtrační zařízení Ultra-free-MC s prahem řezu 5000 Da Millipore/ před umístěním na gel. Vlastní gel byl pak
-9CZ 286509 B6 vyvolán metodou Western blot za použití protilátek anti-IL-13-CHO a vyhodnocen kvantitativně na Phosphorimager /Molecular Dynamics/. Protilátka anti-IL-13 CHO /Chinese Hamster Ovary/ použitá v tomto příkladu byla získána imunizací králíků.
V tomto příkladě bylo zjištěno, že extrakce za přítomnosti guanidinhydrochloridu a případně argininu je u maturované formy prakticky kompletní, přičemž jsou výtěžky extrakce v těchto dvou případech vyšší než 99 %. Bylo rovněž zaznamenáno, že nejsou rozdíly v obsahu prekurzoru IL-13 mezi extraktem získaným za přítomnosti argininu a extraktem získaným za přítomnosti guanidinhydrochloridu.
2. Kultivace ve fermentoru
Kmen E. coli RB 791/p922 byl vnesen do živné půdy L s ampicilinem 100 mg/litr a inkubován pri 30 °C za míchání, aby se získala předkultura. Objem 100 ml této předkultury posloužil k naočkování do fermentoru o obsahu 2,5 litru značky MBR. Kultivace se uskutečnila v objemu 1,2 litru v prostředí, jehož složení je uvedeno níže a za podmínek rovněž definovaných níže.
Živné prostředí pro fermentor - kmen E.coli RB 791/p922
Údaje platí pro 1 konečný litr, objem inokula je třeba odečíst.
1. Rozpustí se v 700 ml vody Milli-Q:
Složka
EDTA
FeSO4.7H2O
MgSO4.7H2O
K2SO4
CaCl2.2HO
NaCl
KC1
HY-SOY
L-methion Tryptofan stopové prvky výtažek z kvasnic hmotnost/litr g
mg
1,5 g
0,75 g mg
1,45 g 5g g
1,4 g g
ml
10g
Doplní se na 800 ml vodou Milli-Q a autoklávuje se 30 minut při teplotě 120 °C.
2. Filtruje se na 0,2 pm ve 100 ml vody Milli-Q:
Glycerin K2HPO4 15 g 7,1 g
Koncentrace glycerinu během kultivace má být udržována na hodnotách mezi 10 a 15 g/1.
3. V okamžiku indukce se přidá:
IPTG kyselina 6-aminokapronová H-SOY L-cystein 1 g 0,65 g 40 g 0,3 g
-10CZ 286509 B6
Objem tohoto přídavku není zahrnut do následných výpočtů
Roztoky mikroelementů
Užívá se v množství 1 ml/litr.
Na 1 litr se doplní vodou Mílii-Q, k rozpouštění se bere 800 ml hmotnost/litr
H3BO3
NaMoO4.2H2O
MnSO4.H2O
CoC12.6H2O
CuSO4.5H2O
ZnSO4.7H2O
A1C13.6H2O
KCr(SO4)2.12H2O
KJ /zvlášť/
NiSO4.6H2O mg
4,8 mg mg
23,8 mg
8,7 mg mg mg mg mg
2,6 mg
Přidá se 100 ml konc. HC1 a doplní se na 1000 ml vodou Mílii—Q.
V jednom případě byla při D.O. 58 zahájena exprese IL-13 přídavkem IPTG v množství 1 g/litr. Probíhala 5 hodin.
Parametry kultivace ve fermentoru byly následující:
pH = 7,4
T = 30 °C pO2 = 40 mm Hg, regulováno mícháním, s průtokem vzduchu v rozmezí 1 až 3 litry/minutu.
Použité metody extrakce a měření biologické aktivity byly stejné jako v části 1 uvedené výše.
Bylo zjištěno, že extrakce bakteriální sedliny získané ve fermentoru a ne už v baňce, provedená za přítomnosti guanidinhydrochloridu i za přítomnosti argininu, je co do maturované formy IL13 téměř úplná a že v obou případech jsou výtěžky extrakce vyšší než 97 %.
Příklad 2
Biologická aktivita IL-13 takto extrahovaného
Extrakty, získané za přítomnosti guanidinhydrochloridu nebo argininu v příkladu 1 byly odsoleny ultrafiltrací, jak bylo popsáno výše. Bylo po zředění vneseny do sestavy za přítomnosti podklonu buněčné populace B9 závislého na IL-13. Aktivita IL-13 u zředěných vzorků vede k růstu buněk B9 a byla určena koncentrace za poločas zdvojení. Buněčný růst byl zastaven po 3 dnech kontaktu přídavkem MTT /3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl-2,5-difenyltetrazolium)bromid/ a změřen na spektrofotometru pomocí absorpce vyvolaného modrého zabarvení při 565 nm. Biologická aktivita IL-13 byla vyjádřena vng/ml v porovnání se standardem IL-13, který kalibrován na mezinárodní standard pocházející z kultury IL-13 CHO, získané imunizací králíků podle N. Vita, Archives of Biochemistry and Biophysics, 1983,225,2,436-445.
Získané výsledky jsou shrnuty v následující tabulce:
-11CZ 286509 B6
Tabulka
Pokus s buněč. linií B9 IL-13, ng/ml Biol. aktivita ng/ml biol. aktivita specifická
kontrola 500 500 100
arginin 3200 1376 43
Guanidin 4300 1098 25
Shora uvedené výsledky ukazují, že specifická biologická aktivita argininového extraktu je už před jakoukoliv jinou následnou čisticí operací vyšší než aktivita extraktu guanidinhydrochloridového.
Příklad 3
Extrakce periplasmatického hGH bakterie E.coli z buněčné sedliny za přítomnosti argininu.
Kmen SEBR 1250 /EP 360 641 a EP 356 335/ byl předpěstován přes noc při teplotě 37 °C za míchání 200 ot./minutu v kultivačním médiu L /Luria broth/ se 100mg/l ampicilinu. Touto předpěstovanou kulturou byla naočkována jiná buňka s živným roztokem L tak, aby počáteční D.O. byla rovna 0,2. Po hodinové prodlevě byla kultivace indukována pomocí 1 mM IPTG a pokračovala ještě 3 hodiny. Vzorky bakteriální suspenze byly odstředěny a sedliny bakterií takto získané byly suspendovány v extrakčním pufru tak, aby konečná D.C. byla rovna 10, což odpovídá 4,5 g biomasy/litr ve chvíli extrakce.
Extrakční podmínky byly následující:
Chaotropní činidlo____________pH___________________T___________________doba________
Arginin 0,8M 8,0 22 °C 20 hodin
Arginin 0,8M 8,0 4 °C 20 hodin
Pro změření účinnosti extrakce byly odebrány vzorky odpovídající 1 ml kultivační suspenze o D.O. 0,2 a příslušné bakteriální sedliny po odstředění při 5000 g po dobu 10 minut. Byly naneseny na polyakrylamidový gel 16,5% po denaturaci v SDS. Bakteriální suspenze byly rovněž centrifugovány a jejich supematant byl nanesen na gel. Samotný gel byl vyvolán pomocí „Western Blot“ za užití protilátky anti-hGH a kvantifikován na Phosphorimager /Molecular Dynamics/. Protilátky anti-hGH, které byly použity, byly získány imunizací králíků.
Rozbor pásem získaných pomocí Phosphorimager dovoluje závěr, že extrakce lidského periplasmatického hGH produkovaného Escherichia coli za přítomnosti argininu je účinná. V tomto příkladu byl dosažen výtěžek extrakce přinejmenším 60 % a to za přítomnosti argininu v množství 0,8 M při pH 8,0 a teplotě 22 °C při čekací době 20 hodin. Vyšší výtěžek extrakce okolo 80 % může být dosažen za přítomnosti argininu v množství 0,8 M, pH 8,0, teplotě 4 °C a době 20 hodin.
Jelikož hGH je protein hydrofílní, je možno vyslovit závěr, že přírodní rekombinantní proteiny, které jsou velmi různorodé a jsou kumulovány v periplasmatu E.coli, mohou být jednoduše extrahovány za přítomnosti argininu.
-12CZ 286509 B6
Příklad 4
Extrakce periplasmatického IL-13 z E.coli buněčné drtě za přítomnosti argininu.
1. Kultivace ve fermentoru
V tomto příkladu byl použit kmen E.coli TP2339/EP 360 641 a EP 356 335/, transformovaný plasmidem p922, získaným podle postupů, analogických těm, jež jsou uvedeny v příkladu 1.
Kmen E.coli TP2339/p922 byl vnese do živného prostředí L sampicilinem lOOmg/litr a ponechán při 30 °C za míchání, aby se vytvořila předkultura. Z této předkultury bylo odebráno 100 ml a použito k naočkování fermentoru o celkovém objemu 2,5 litru s živným prostředím i podmínkami definovanými níže.
Fermentační prostředí-kmen E.coli TP2339/p922
Pro předběžný finální objem 1,2 litru bylo živné prostředí vytvořeno přídavkem jednoho litru fáze autoklávované a 0,1 litru fáze filtrované, jejíž složení je popsáno níže, a 0,1 litru předkultury, definované výše.
1/ autoklávovaná fáze
Rozpustit v 900 ml vody Milli-Q hmotnost/litr tricin 360mg
FeSO3.72O 280mg
CaCl2.2H2O 6,7mg
MgCl2.6H2O 1,27 g
K2SO4 8,71 g
NaCl 500 mg
KC15g
Hy-Case (SF)25 g výtažek z kvasnic18 g stopové prvky1 ml
L-arginin1,5 g
Roztokem KOH se upraví pH na hodnotu 7,4 a pak se doplní na objem 1000 ml vodou Milli-Q. Autoklávuje se 30 minut při 120 °C.
2/ fáze filtrovaná
Sterilní filtrace na membráně 0,2 pm:
Glukosa 20g
Glycerin 50g
K2HPO4 5g
V průběhu kultivace má být koncentrace glukosy udržována na hodnotě mezi 5 a 15 g/litr.
Když bylo dosaženo hodnoty D.O. = 40,/cca 16 g suché látky/litr/, byla zahájena exprese přídavkem IPTG /1 g/1/ a prováděna 5 hodin. Parametry kultivace byly následující:
-13CZ 286509 B6 pH = 7,4
T = 37 °C pO2 - 50 mbarů byl regulován mícháním proudem vzduchu v rozmezí množství 1 až 3 litry/minutu.
2. Získání a mletí bakteriálních těl
Jeden litr kultivační suspenze byl centrifugován 20 minut na cca 6 400 g. Sedlina byla vnesena za míchání vrtulových míchadlem do stejného objemu pufru Tris lOmM s EDTA 1 mM, pepstatinu Img/litr a při pH 8.
Drcení bylo uskutečněno v lisu Manton-Gaulin při tlaku 700 barů dvěma pasážemi. Drť jako taková může být v případě podle tohoto příkladu uchovávána při -80 °C.
3. Extrakce
Po rozmražení bylo odebráno 5 ml drtě o optické densitě D.O. = 75 /30 g suché látky /litr/ a centrifugováno 50 minut na 23 300 g.
Takto získaná sedlina byla vyjmuta do jedné třetiny počátečního objemu pufrem Tris 0,1 mM, pH 7,0, pak bylo doplněno na původní objem roztokem obsahujícím arginin a to tak, aby výsledná koncentrace argininu byla 2,5 M a pH 8,0.
Pro tento příklad byl k argininu připojen pomocný detergent /Hecameg na finální koncentraci 20 g/litr.
Suspenze buněčné drtě takto vzniklé byla umístěna do rotační třepačky /300 otáček/minutu/ na dva dny při 4 °C.
Pak byla suspenze centrifugována naposled 50 minut při 23 300 g a supematant tvořil očekávaný extrakt.
4. Biochemické analýzy a biochemická aktivita.
a/ Stanovení úhrnu všech proteinů bylo uskutečněno metodou „Proteuin Assay“ Biorad.
b/ Metoda stanovení IL-13 rekombinovaného je stejná jako u příkladu 1.
Výtěžek IL-13 takto získaného extrakcí.
Získané výsledky jsou shrnuty do následující tabulky:
V suspenzi buněčné V supematantů _______________________________________drtě před extrakcí__________________po extrakci__________ úhrn všech proteinů 324g/ml 108g/ml
IL-13 rekombinovaný 575 ng/ml 390 ng/ml
V tomto příkladu bylo konstatováno, že uskutečněná extrakce buněčné drtě za přítomnosti 2,5 M argininu a pomocného detergentu umožňuje získat extrakční výtěžek okolo 70 %.
-14CZ 286509 B6
Příklad 5
Exprese IL-13 za přítomnosti argininu v kultivačním prostředí
Kmen E.coli RB 791/p922 byl kultivován v živném prostředí L obsahujícím ampicilin v množství lOOmg/litr za přítomnosti různých koncentrací argininu. Indukce byla zahájena 1 hodinu po naočkování přídavkem 1 mM IPGT a kultivace pokračovala ještě 3 hodiny.
Vzorky bakteriálních sedlin ekvivalentní 1 ml kultivační suspenze o optické densitě D.O=0,2 a vzorky odpovídajících supematantů byly naneseny na gel, vyvolány a kvantifikovány postupy popsanými výše. Výsledky představuje následující tabulka:
Vzorek D.O. konec kultivace IL-13 vng/l,D.O. 1
srovnávací vzorek L17 388
Arginin 2 g/1 1,24 455
Arginin 4 g/1 1,24 600
Arginin 8 g/1 1 720
Je zřejmé, že za pokusných podmínek a při uvažovaném systému exprese:
- arginin znatelně zvyšuje expresi periplasmatického IL-13 a to z 2g/litr na 4 g /litr.
- růst bakterie se zpomaluje při koncentraci 8 g/litr
- při těchto koncentracích arginin nezpůsobuje přestup IL-13 do supematantu.
Důležitost argininu v extrakčním procesu podle vynálezu spočívá ve schopnosti využít proteinové extrakty jako takové nebo po minimální úpravě při testování biologické aktivity.
Toto zjednodušení extrakční metody přináší výhodu jak pro průmyslovou výrobu rekombinovaných plasmatických proteinů, tak pro třídění tím, že se stanoví biologická aktivita v laboratorním měřítku. To se týká např. mutovaných proteinů.
Na rozdíl od guanidinhydrochloridu, kteiý je často používán jako extrakční činidlo, arginin nepůsobí agresivně na materiály používané v průmyslu, zejména na ocel. Arginin není ani znečisťovadlo, takže jeho použití nevyžaduje nákladnou úpravu odpadu.
Výhodný způsob exprese periplasmatického proteinu za přítomnosti argininu při koncentracích rovných nejméně 2 g/litr a zejména při koncentracích v rozmezí 2 g/litr až 10 g/litr upoutává na sebe pozornost vzrůstem výtěžku vylučovaného rekombinovaného proteinu získaného in vivo.
Seznam sekvencí (1) Obecná informace:
(i) Ukladatel (A) Jméno: SANOFI (B) Ulice: 32-34 rue Marboeuf (C) Město: Paříž (E) Země: Francie (F) PSČ: 57008 (G) Telefon: 53 77 41 31 (H) Fax: 53 77 42 16 (i i) Název vynálezu: Způsob extrakce periplasmatických proteinů z prokaryotních mikroorganismů (iii) Počet sekvencí: 1
-15CZ 286509 B6 (iv) Čtecí způsob pro počítač:
(A) Typ nosiče: Floppy disk (B) Počítač: IBM PC kompatibilní (C) Systém provozu: PC-DOS/MS-DOS (D) Software: Patentln Release # 1.0, Verse # 1.25 (OEB)
Informace o sekvenci ID č: 1:
(i) Charakteristiky sekvence:
(A) délka: 4410 základních párů (B) typ: nukleová kyselina (C) počet vláken: jednoduché (D) konfigurace: lineární (ii) Typ molekuly: ADN (geonomická) (xi) Popis sekvence: SEQ ID č: 1:
TCGAGTGGGT TTGAGGCGAT CACACTTCTG CACGGTGCAC CAATGCTTCT GGCGTCAGGC GGTCGTAAAT CACTGCATAA TTCGTGTCGC TTTTGCGCCG ACATCATAAC GGTTCTGGCA CTGACTGTTG CTTATAÍTAC ATCGATAGCG ATTTCACACA GTTTTTCGCG AAGAAGGAGA TGCGCTGACT ACCGTTGTAT TCTCTGCGTC
TTAACGCAGA ACCTAAACGC ATCTCGACTG AGCCATCCGA AGCTGTGGTA TGGCTGTGCA TCAAGGCGCA CTCCCGTTCT GGATAATGTT AATATTCTGA AATGAGCTGT TTCGAGCTGA TAT.AATGTGT GGAATTGTGA GCGGATAACA TATACATATG AAAAAGATCC TGGCGTTAGC CGCCTTCGCT GGCCCTGTGC CTCCCAGTAC
120
180
240
300
360
420
TGCCCTCAGG CTGCAATGGC GGAATCCCTG CGGATTCTGC CAAAATCGAG CGAGGGACGG AGCCCGAAAG TGGGGCCTCT TACCAAGCTT TGTATGAGGT AACTAAAGGA CAAAAGGAGC AGCTTGATAC TATTCGGTCG AGCATAAAGT CGCTCACTGC CAACGCGCGG TGAGACGGGC GTCCACGCTG ATAACATGAG CAGCCCGGAC
GAGCTCATTG AGCATGGTAT ATCAACGTGT CCGCACAAGG GTGGCCCAGT TTCAACTGAA GAAGCTGAGT AAACGGGTCT GGCCGGATCA TTTGCTAAAC ATTGCGAATA CTTTAATTGT CGATAGTTGC CTGAGGCTTG CTAAAGCCTG CCGCTTTCCA GGAGAGGCGG AACAGCTGAT GTTTGCCCCA CTGTCTTCGG TCGGTAATGG
AGGAGCTGGT GGAGCATCAA CAGGCTGCAG TCTCAGCTGG TTGTAAAGGA ACTTCGAAAG TGGCTGCTGC TGAGGGGTTT AAGTTTTGTC AACTTTCAAC ΑΤΑΑΤΤΤΤΤΓ ATCGGTTTAT GCCGACAATG CAGGGAGTCA GGGTGCCTAA GTCGGGAAAC TTTGCGTATT TGCCCTTCAC GCAGGCGAAA TATCGTCGTA CGCGCATTGC
CAACATCACC CCTGACAGCT TGCCATCGAG GCAGTTTTCC CCTGCTCTTA CATCATTATT CACCGCTGAG TTTGCTGAAA GTCTTTCCAG AGITrCAGCG CACGTTGAAA CAGCTTGCTT ACAACAACCA AAGGCCGCTT TGAGTGAGCT CTGTCGTGCC GGGCGCCAGG CGCCTGGCCC ATCCTGTTTG TCCCACTACC GCCCAGCGCC
CAGAACCAGA GGCATGTACT AAGACCCAGA AGCTTGCATG CATTTAAAGA TGGGATCCGG CAATAACTAG GGAGGAACTA ACGTTAGTAA GAGTGAGAAT ATCTCCAAAA TCGAGGTGAA TCGCCCACGC TTGCGGGATC AACTCACATT AGCTGCATTA GTGGTTTTTC TGAGAGAGTT CTGGTGGTTA GAGATATCCG ATCTGATCGT
AGGCTCCGCT GTGCAGCCCT GGATGCTGAG TCCGAGACAC AACTTTTTCG CTGCTAACAA CATAACCCCT TATCCGGATG ATGAATTTTC AGAAAGGAAC AAAAAGGCTC TTTCTTAAAC ATAACCGATA GATCCGCGGA AATTGCGTTG ATGAATCGGC TTTTCACCAG GCAGCAAGCG ACGGCGGGAT CACCAACGCG TGGCAACCAG
480
540
600
660
720
780
840
900
960 1020 1080 1140 1200 1260 1320 1380 1440 1500 1560 1620 1680
-16CZ 286509 B6
CATCGCAGTG GGAACGATGC CCTCATTCAG CATTTGCATG GTTTGTTGAA AACCGGACAT 1740 GGCACTCCAG TCGCCTTCCC GTTCCGCTAT CGGCTGAATT TGATTGCGAG TGAGATATTT 1800 ATGCCAGCCA GCCAGACGCA GACGCGCCGA GACAGAACTT AATGGGCCCG CTAACAGCGC 1860 GATTTGCTGG TGACCCAATG CGACCAGATG CTCCACGCCC AGTCGCGTAC CGTCTTCATG 1920 GGAGAAAATA ATACTGTTGA TGGGTGTCTG GTCAGAGACA TCAAGAAATA ACGCCGGAAC 1980 ATTAGTGCAG GCAGCTTCCA CAGCAATGGC ATCCTGGTCA TCCAGCGGAT AGTTAATGAT 2040 CAGCCCACTG ACGCGTTGCG CGAGAAGATT GTGCACCGCC GCTTTACAGG CTTCGACGCC 2100 GCTTCGTTCT ACCATCGACA CCACCACGCT GGCACCCAGT TGATCGGCGC GAGATTTAAT 2160 CGCCGCGACA ATTTGCGACG GCGCGTGCAG GGCCAGACTG GAGGTGGCAA CGCCAATCAG 2220 CAACGACTGT TTGCCCGCCA GTTGTTGTGC CACGCGGTTG GGAATGTAAT TCAGCTCCGC 2280 CATCGCCGCT TCCACTTTTT CCCGCGTTTT CGCAGAAACG TGGCTGGCCT GGTTCACCAC 2340 GCGGGAAACG GTCTGATAAG AGACACCGGC ATACTCTGCG ACATCGTATA ACGTTACTGG 2400 TTTCACATTC ACCACCCTGA ATTGACTCTC TTCCGGGCGC TATCATGCCA TACCGCGAAA 2460 GGTTTTGCGC CATTCGATCT ACGCCGGACG CATCGTGGCC GCAAACCAAC CCTTGGCAGA 2520 ACATATCCAT CGCGTCCGCC ATCTCCAGCA GCCGCACGCG GCGCATCTCG GGCCGCGTTG 2580 CTGGCG1TTT TCCATAGGCT CCGCCCCCCT GACGAGCATC ACAAAAATCG ACGCTCAAGT 2640 CAGAGGTGGC GAAACCCGAC AGGACTATAA AGATACCAGG CGTTTCCCCC TGGAAGCTCC 2700 CTCGTGCGCT CTCCTGTTCC GACCCTGCCG CTTACCGGAT ACCTGTCCGC CTTTCTCCCT 2?60 TCGGGAAGCG TGGCGCTTTC TCAATGCTCA CGCTGTAGGT ATCTCAGTTC GGTGTAGGTC 2820 GTTCGCTCCA AGCTGGGCTG TGTGCACGAA CCCCCCGTTC AGCCCGACCG CTGCGCCTTA 2880 TCCGGTAACT ATCGTCTTGA GTCCAACCCG GTAAGACACG ACTTATCGCC ACTGGCAGCA 2°4θ GCCACTGGTA ACAGGATTAG CAGAGCGAGG TATGTAGGCG GTGCTACAGA GTTCTTGAAG 3000 TGGTGGCCTA ACTACGGCTA CACTAGAAGG ACAGTATTTG GTATCTGCGC TCTGCTGAAG 3060 CCAGTTACCT TCGGAAAAAG AGTTGGTAGC TCTTGATCCG GCAAACAAAC CACCGCTGGT 3120 AGCGGTGGTT TTTTTGTTTG CAAGCAGCAG ATTACCCGCA GAAAAAAAGG ATCTCAAGAA 3180
GATCCTTTGA TCTTTTCTAC GGGGTCTGAC GCTCAGTGGA ACGAAAACTC ACGTTAAGGG 3240 ATTTTGGTCA TGAGATTATC AAAAAGGATC TTCACCTAGA TCCTTTTAAA TTAAAAATGA 3300 AGTTTTAAAT CAATCTAAAG TATATATGAG TAAACTTGGT CTGACAGTTA CCAATGCTTA 3360 ATCAGTGAGG CACCTATCTC AGCGATCTGT CTATTTCGTT CATCCATAGT TGCCTGACTC 3420 CCCGTČGTGT AGATAACTAC GATACGGGAG GGCTTACCAT CTGGCCCCAG TGCTGCAATG 3480 ATACCGCGAG ACCCACGCTC ACCGGCTCCA GATTTATCAG CAATAAACCA GCCAGCCGGA 3540 AGGGCCGAGC GCAGAAGTGG TCCTGCAACT TTATCCGCCT CCATCCAGTC TATTAATTGT 3600 TGCCGGGAAG CTAGAGTAAG TAGTTCGCCA GTTAATAGTT TGCGCAACGT TGTTGCCATT 3660 GCTGCAGGCA TCGTGGTGTC ACGCTCGTCG TTTGGTATGG CTTCATTCAG CTCCGGTTCC 3720 CAACGATCAA GGCGAGTTAC ATGATCCCCC ATGTTGTGCA AAAAAGCGGT TAGCTCCTTC 3780 GGTCCTCCGA TCGTTGTCAG AAGTAAGTTG GCCGCAGTGT TATCACTCAT GGTTATGGCA 3840 GCACTGCATA ATTCTCTTAC TGTCATGCCA TCCGTAAGAT GCTTTTCTGT GACTGGTGAG 3900 TACTCAACCA AGTCATTCTG AGAATAGTGT ATGCGGCGAC CGAGTTGCTC TTGCCCGGCG 3960 TCAACACGGG ATAATACCGC GCCACATAGC AGAACTTTAA AAGTGCTCAT CATTGGAAAA 4020 CGTTCTTCGG GGCGAAAACT CTCAAGGATC TTACCGCTGT TGAGATCCAG TTCGATGTAA 4θ8θ CCCACTCGTG CACCCAACTG ATCTTCAGCA TCITTTACTT TCACCAGCGT TTCTGGGTGA 4140 GCAAAAACAG GAAGGCAAAA TGCCGCAAAA AAGGGAATAA GGGCGACACG GAAATGTTGA 4200 ATACTCATAC TCTTCCTTTT TCAATATTAT TGAAGCATTT ATCAGGGTTA TTGTCTCATG 4260 AGCGGATACA TATITGAATG TATTTAGAAA AATAAACAAA TAGGGGTTCC GCGCACATTT 4320 CCCCGAAAAG TGCCACCTGA CGTCTAAGAA ACCATTATTA TCATGACATT AACCTATAAA 4380 AATAGGCGTA TCACGAGGCC CTTTCGTCCC 4410

Claims (6)

1. Způsob extrakce periplasmatického proteinu, zahrnující i) kultivaci prokaiyontního mikroorganismu, transformovaného pomocí vektoru exprese obsahujícího gen kódující uvedený protein a prostředky pro jeho expresi do periplasmy uvedeného mikroorganismu, ii) odstředění nebo mikrofiltraci získané kultivační směsi k získání buněčného podílu a případně lysi buněk získaného buněčného podílu a odstředění získaného lysátu k získání rozrušeného buněčného podílu, iii) suspendování získaného buněčného podílu nebo rozrušeného buněčného podílu v roztoku pufru, iv) odstředění získané suspenze k získání supematantu a v) izolaci uvedeného proteinu z tohoto supematantu, vyznačený tím, že roztok pufru obsahuje arginin.
2. Způsob podle nároku 1,vyznačený tím, že se jako roztok pufru obsahující arginin použije alkalický vodný roztok mající koncentraci argininu alespoň rovnou 0,4 M.
3. Způsob podle nároku 2, vyznačený tím, že v případě, kdy se v roztoku pufru ve stupni iii) suspenduje buněčný podíl, použije se jako roztok pufru obsahující arginin alkalický vodný roztok mající koncentraci argininu 0,4 až 0,8 M.
4. Způsob podle nároku 2, vyznačený tím, že v případě, kdy se v roztoku pufru ve stupni iii) suspenduje rozrušený buněčný podíl, použije se jako roztok pufru obsahující arginin alkalický vodný roztok mající koncentraci argininu 0,4 až 2,5 M.
5. Způsob podle některého z nároků 1 až 4, vyznačený tím, že extrahovaným proteinem je protein IL-13.
6. Způsob podle některého z nároků 1 až 4, vyznačený tím, že extrahovaným proteinem je protein hGH.
CZ1996290A 1995-01-31 1996-01-31 Extraction process of periplasmatic protein CZ286509B6 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9501083A FR2729972B1 (fr) 1995-01-31 1995-01-31 Procede d'extraction de proteines periplasmiques de microorganismes procaryotes en presence d'arginine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ29096A3 CZ29096A3 (en) 1996-08-14
CZ286509B6 true CZ286509B6 (en) 2000-04-12

Family

ID=9475667

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ1996290A CZ286509B6 (en) 1995-01-31 1996-01-31 Extraction process of periplasmatic protein

Country Status (25)

Country Link
US (2) US5700665A (cs)
EP (1) EP0725140B1 (cs)
JP (1) JP3005464B2 (cs)
KR (1) KR100401028B1 (cs)
CN (1) CN1132842C (cs)
AR (1) AR000831A1 (cs)
AT (1) ATE250132T1 (cs)
AU (1) AU700509B2 (cs)
BR (1) BR9600270A (cs)
CA (1) CA2168382C (cs)
CZ (1) CZ286509B6 (cs)
DE (1) DE69629965D1 (cs)
EA (1) EA000017B1 (cs)
FI (1) FI960427A (cs)
FR (1) FR2729972B1 (cs)
HU (1) HU222598B1 (cs)
IL (1) IL116973A0 (cs)
MX (1) MX9600380A (cs)
NO (1) NO316519B1 (cs)
NZ (1) NZ280919A (cs)
PL (1) PL183598B1 (cs)
SK (1) SK281946B6 (cs)
TW (1) TW403760B (cs)
UA (1) UA27997C2 (cs)
ZA (1) ZA96734B (cs)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1048732A1 (de) 1999-04-26 2000-11-02 F. Hoffmann-La Roche Ag Verfahren zur Herstellung von natürlich gefalteten und sekretierten Proteinen
KR20010056451A (ko) * 1999-12-15 2001-07-04 윤재승 아르기닌이 강화된 동물세포 배양용 배지 조성물
EP1585574A4 (en) * 2002-12-20 2006-04-26 Cardiac Inv S Unltd Inc DEVICE AND METHOD FOR IMPLANTING LEFT-VATRICULAR PIPE MACHINE IN KORONARSINUS
MY143274A (en) * 2005-12-22 2011-04-15 Genentech Inc Recombinant production of heparin binding proteins
US20080125580A1 (en) 2006-07-14 2008-05-29 Genentech, Inc. Refolding of Recombinant Proteins
GB201107737D0 (en) 2011-05-09 2011-06-22 Univ Birmingham Extraction from cells
WO2022191223A1 (ja) * 2021-03-10 2022-09-15 株式会社カネカ 原核生物細胞から標的タンパク質を抽出する方法
JPWO2022201917A1 (cs) 2021-03-22 2022-09-29
CN113249391A (zh) * 2021-05-10 2021-08-13 江苏坤力生物制药有限责任公司 一种编码rPD蛋白的核酸、其制备方法和用途

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6244198A (ja) * 1985-08-23 1987-02-26 Toray Ind Inc 有用タンパク質の生産方法
JPS6251983A (ja) * 1985-09-02 1987-03-06 Hagiwara Yoshihide ヒト/ヒト・ハイブリド−マ培養用無血清培地
JPH0672105B2 (ja) * 1985-10-02 1994-09-14 持田製薬株式会社 血栓溶解剤及びその製法
DE3537708A1 (de) * 1985-10-23 1987-04-23 Boehringer Mannheim Gmbh Verfahren zur aktivierung von t-pa nach expression in prokaryonten
DE3853479T2 (de) * 1987-06-24 1995-09-28 Genentech Inc Ausgeglichenes, konstitutives, induzierbares transkriptionssystem.
FR2636644B1 (fr) * 1988-08-24 1990-12-28 Sanofi Sa Sequence d'adn participant a la regulation de l'expression d'une sequence d'adn codant pour un precurseur d'un polypeptide, vecteurs d'expression et procede de production periplasmique du polypeptide
NZ243084A (en) * 1991-06-12 1995-08-28 Regeneron Pharma Production and recovery of recombinant neurotrophins, genes for a modified lamb signal sequence, fusion genes and plasmids

Also Published As

Publication number Publication date
EA000017B1 (ru) 1997-12-30
CA2168382C (en) 2003-09-30
CA2168382A1 (en) 1996-08-01
KR960029343A (ko) 1996-08-17
CN1132842C (zh) 2003-12-31
EP0725140A1 (fr) 1996-08-07
NO316519B1 (no) 2004-02-02
FI960427A0 (fi) 1996-01-30
CN1142502A (zh) 1997-02-12
FI960427A (fi) 1996-08-01
FR2729972A1 (fr) 1996-08-02
SK10696A3 (en) 1996-09-04
HU222598B1 (hu) 2003-08-28
DE69629965D1 (de) 2003-10-23
PL183598B1 (pl) 2002-06-28
ZA96734B (en) 1996-08-16
UA27997C2 (uk) 2000-10-16
EA199600001A2 (ru) 1996-07-01
ATE250132T1 (de) 2003-10-15
EP0725140B1 (fr) 2003-09-17
SK281946B6 (sk) 2001-09-11
KR100401028B1 (ko) 2004-03-31
IL116973A0 (en) 1996-05-14
TW403760B (en) 2000-09-01
CZ29096A3 (en) 1996-08-14
FR2729972B1 (fr) 1997-04-18
PL312543A1 (en) 1996-08-05
US5700665A (en) 1997-12-23
HU9600209D0 (en) 1996-03-28
AR000831A1 (es) 1997-08-06
JP3005464B2 (ja) 2000-01-31
US5856142A (en) 1999-01-05
HUP9600209A3 (en) 2000-08-28
MX9600380A (es) 1997-01-31
NZ280919A (en) 1997-07-27
NO960396L (no) 1996-08-01
AU4224496A (en) 1996-08-08
HUP9600209A2 (en) 1997-05-28
NO960396D0 (no) 1996-01-30
JPH08242879A (ja) 1996-09-24
EA199600001A3 (ru) 1996-10-01
BR9600270A (pt) 1997-12-23
AU700509B2 (en) 1999-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2021200988A1 (en) Gene therapy for retinitis pigmentosa
US6187991B1 (en) Transgenic animal models for type II diabetes mellitus
KR20090013814A (ko) 이소프레노이드의 생산 방법
CN108949825A (zh) 一种靶向her2的car-t细胞的制备方法及应用
CN101802183A (zh) 高保真度限制性内切核酸酶
TW403760B (en) Method for the extraction of periplasmic proteins from prokaryotic microorganisms in the presence of arginine
KR101616572B1 (ko) 홍역-말라리아 조합 백신
CN108718529B (zh) 用于产生l-半胱氨酸的突变微生物以及使用其产生l-半胱氨酸的方法
WO1992017581A1 (en) Mammalian expression vector
CN114032217A (zh) 基于dna载体和复制型痘苗病毒载体的新冠病毒复合型疫苗
CN114480385A (zh) 基于来自耐酸酵母的基因的合成启动子
CN113186140B (zh) 用于预防和/或治疗宿醉和肝病的基因工程细菌
CN113846071B (zh) 一种酶活提高的丙氨酸-乙醛酸转氨酶突变体及应用
CN115707779A (zh) 重组柯萨奇病毒a16病毒样颗粒及其用途
CN114250239A (zh) 甘氨酸核糖开关基因调控线路的构建方法及应用
CN111492059A (zh) 在宿主细胞中进行基因组编辑的方法
KR102454110B1 (ko) ppGpp 생합성 관련 유전자 발현의 저해물질 탐색용 재조합 플라스미드 및 돌연변이 균주
CN114990163A (zh) 用于干细胞基因修饰的慢病毒载体及其构建方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
IF00 In force as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20050131