RU2441072C1 - ГИБРИДНЫЙ БЕЛОК, ШТАММ БАКТЕРИЙ ESCHERICHIA COLI - ПРОДУЦЕНТ ГИБРИДНОГО БЕЛКА И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЗМЕТИОНИНОВОГО ИНТЕРФЕРОНА АЛЬФА-2b ЧЕЛОВЕКА ИЗ ЭТОГО ГИБРИДНОГО БЕЛКА - Google Patents

ГИБРИДНЫЙ БЕЛОК, ШТАММ БАКТЕРИЙ ESCHERICHIA COLI - ПРОДУЦЕНТ ГИБРИДНОГО БЕЛКА И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЗМЕТИОНИНОВОГО ИНТЕРФЕРОНА АЛЬФА-2b ЧЕЛОВЕКА ИЗ ЭТОГО ГИБРИДНОГО БЕЛКА Download PDF

Info

Publication number
RU2441072C1
RU2441072C1 RU2010153592/10A RU2010153592A RU2441072C1 RU 2441072 C1 RU2441072 C1 RU 2441072C1 RU 2010153592/10 A RU2010153592/10 A RU 2010153592/10A RU 2010153592 A RU2010153592 A RU 2010153592A RU 2441072 C1 RU2441072 C1 RU 2441072C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
methionine
protein
sumo
interferon alpha
free
Prior art date
Application number
RU2010153592/10A
Other languages
English (en)
Inventor
Дмитрий Георгиевич Козлов (RU)
Дмитрий Георгиевич Козлов
Сергей Эдуардович Чеперегин (RU)
Сергей Эдуардович Чеперегин
Ирек Ильясович Губайдуллин (RU)
Ирек Ильясович Губайдуллин
Андрей Романович Яковенко (RU)
Андрей Романович Яковенко
Александр Александрович Казаров (RU)
Александр Александрович Казаров
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов" (ФГУП "ГосНИИгенетика")
Общество С Ограниченной Ответственностью "Фармапарк"
Министерство Образования И Науки Российской Федерации
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 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов" (ФГУП "ГосНИИгенетика"), Общество С Ограниченной Ответственностью "Фармапарк", Министерство Образования И Науки Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов" (ФГУП "ГосНИИгенетика")
Priority to RU2010153592/10A priority Critical patent/RU2441072C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2441072C1 publication Critical patent/RU2441072C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)

Abstract

Изобретение относится к микробиологической и медицинской промышленности, генной инженерии, биотехнологии. На основе конструирования рекомбинантных плазмидных ДНК, содержащих структурный ген интерферона альфа-2b человека под контролем регулируемого промотора, получен штамм бактерий Escherichia coli, обеспечивающий синтез в нерастворимой форме белка-предшественника зрелого безметионинового интерферона альфа-2b человека. В составе белка-предшественника последовательность зрелого безметионинового интерферона альфа-2b слита с последовательностью белка SUMO (SMT3) дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Получен штамм бактерий Escherichia coli, обеспечивающий биосинтез протеиназы ULP275 для ферментативного процессинга белка-предшественника безметионинового интерферона. Представлен способ получения безметионинового интерферона, который предусматривает сопряженное проведение процессов ренатурации, формирования дисульфидных связей и ферментативного выщепления безметионинового интерферона альфа-2b из состава белка-предшественника под действием протеиназы ULP275. Изобретение расширяет арсенал средств получения безметионинового IFN-a2 человека. 3 н.п. ф-лы.

Description

Изобретение относится к области биотехнологии и касается способа получения безметионинового (не содержащего N-концевого метионина) интерферона альфа-2b человека.
Интерферон альфа-2b - вариант интерферона альфа-2 человека (IFN-α2), отличающийся наличием остатка гуанина (G) в позиции 137 кодирующей области [Kaluz et al., 1993 Acta Virol. 37:97-100; Kaluz et al., 1994, Acta Virol. 38:101-4; Lee et al., 1995, J Interferon Cytokine Res. 15:341-9], которая приводит к появлению остатка аргинина (Arg) в последовательности белка.
IFN-α2 относится к классу цитокинов, обладающих противовирусной активностью, и является представителем семейства альфа-интерферонов, секретируемых практически всеми типами вирус-инфицированных клеток человека [Pfeffer et al., 1998, Cancer Research 58: 2489-2499].
Рекомбинантный IFN-α2 применяют для терапии вирусных и опухолевых заболеваний [Samuel, 2001, Clinical Microbiology Reviews, 14:778-809; Schadendorf et al., 2009, Annals of Oncology, 20 (Supplement 6): vi41-vi50; Pfeffer et al., 1998, Cancer Research 58:2489-2499], в том числе для лечения твердых опухолей, таких как рак мочевого пузыря, рак почки, ВИЧ-индуцированная саркома Капоши и др. [Torti, 1988, J.Clin.Oncol., 6:476-483; Vugrin et al., 1985, Cancer Treat. Rep., 69:817-820; Rios et al., 1985, J.Clin.Oncol., 3:506-512]. IFN-α2 являются основными терапевтическими средствами, используемыми для лечения хронических форм гепатитов В и С [Clark V., Nelson D.R., 2009, Clin Liver Dis, 13:351-363].
N-концевым аминокислотным остатком природного IFN-α2 является цистеин, связанный дисульфидной связью с 98 цистеином белка [Bodo G., Fogy I., 1985, The Interferon System, pp.23-27; Wetzel et al., 1981, J. Interfer. Res., 1:381-90]. В то же время у некоторой части молекул рекомбинантных IFN-α2, выделяемых из клеток Escherichia coli (E.coli), на N-конце остается дополнительный остаток метионина (формилметионина), что делает рекомбинантный IFN-α2 модифицированным белком.
Избыточный N-концевой метионин может влиять на стабильность и иммуногенность белков [Ben-Bassat A., Bauer K., 1987, Nature 326, 315], а также в ряде случаев приводит к потере их биологической активности [Rabbani et al., 1988, J Biol Chem, 263:1307-1313]. В связи с тем что с 2005 г. Европейская Фармакопея ограничила производство и использование на территории европейских стран препаратов, содержащих модифицированный IFN-a2 [Eur. Pharm., 5th ed.: 2004], проблема удаления N-концевого метионина из состава IFN-α2 бактериального происхождения приобрела еще большее значение.
В клетках E.coli, остающихся одними из основных продуцентов рекомбинантных белков, удаление (процессинг) N-концевого метионина детерминируется радиусом бокового радикала следующего за метионином аминокислотного остатка синтезируемого белка [Hirel et al., 1989, Proc Natl Acad Sci USA, 86(21):8247-51; Dalbøge et al., FEBS Lett. 1990; 266(1-2):1-3]. Однако такой процессинг часто оказывается неполным в случае гиперэкспрессии белка [Yasueda et al., 1991, Appl Microbiol Biotechnol, 36:211-215; Hwang et al., 1999, Biochem J, 338:335-342].
К числу ферментативных способов удаления N-концевого метионина из состава рекомбинантных белков относятся:
- удаление метионина с использованием метионинаминопептидазы [Shapiro et al., 1988, Anal. Biochem, 175:450-461; Solbiati et al., 1999, J Mol Biol, 290:607-14; Liao et al., 2004, Protein Science, 13:1802-1810];
- способы, основанные на биосинтезе удлиненного белка, между N-концевым метионином и зрелой частью которого введена короткая последовательность сайта узнавания какой-либо протеиназы. Последующая протеиназная обработка удлиненного белка приводит к удалению введенной последовательности вместе с N-концевым метионином [US5665566; Belagaje et al., 1997, Protein Sci, 6:1953-1962; Hosfield Т., Lu Q., 1999, Anal Biochem, 269:10-6; Jenny R.J. et al., 2003, Protein Express Purif, 31:1-11].
Заявляемый способ основан на биосинтезе в клетках Е.coli предшественника безметионинового IFN-α2, содержащего в своем составе последовательность зрелого интерферона, слитого с последовательностью дрожжевого белка SUMO (Small Ubiquitine-like protein Modifier) [Johnson et al., 1997, EMBO J, 16:5509-5519; Muller et al., 1998, EMBO J, 17:61-70], относящегося к семейству убиквитин-подобных белков (УПБ).
УПБ представляют собой метки белковой природы, которые в клетках эукариот используются для мечения других белков, в результате чего последние изменяют свою функциональную активность [Hochstrasser М., 2000, Science, 289:563-564]. Помимо убиквитина в семейство УПБ входят белки SUMO, Rub1, Hub1, ISG15, Apg12, Apg8, Urm1, Ana 1a и Ana 1b. В ходе мечения C-концевые остатки УПБ коньюгируют с Б-аминогруппами лизина на поверхности модифицируемых белков [Jentsch S., Pyrowolakis G., 2000, Trends Cell Biol, 10:335-342; Muller et al., 2001, Nat Rev Mol Cell Biol 2:202-210]. В основе большинства способов биотехнологического использования белков семейства УПБ, за исключением APG12 и URMI, лежит их природное свойство синтезироваться в виде удлиненных предшественников, подвергающихся посттрансляционному процессингу, приводящему к высвобождению универсальной С-концевой последовательности Гли-Гли [Malakhov et al., 2004, J Struct Funct Genom, 5:75-86].
В геноме дрожжей Saccharomyces cerevisiae (S.cerevisiae) содержится ген SMT3, расположенный между нуклеотидными позициями 1469403-1469708 хромосомы IV [база данных NCBI]. Ген SMT3 кодирует белок SMT3 - дрожжевой SUMO. Дрожжевой SUMO синтезируется в виде 101-аминокислотного предшественника, из которых 98 составляют зрелый белок, из которых остатки 13-98 важны для формирования его нативной структуры [Mossessova E., Lima С.D., 2000, Mol Cell, 5:865-876]. Эукариотические SUMO, включая дрожжевой SMT3, имеют сходную трехмерную структуру, которая подобна структуре убиквитина и характеризуется плотно уложенными бета-слоями, обернутыми вокруг единственной альфа-спирали [Bayer et al., 1998, J Mol Biol, 280:275-286]. Как и другие члены семейства УПБ белки SUMO из различных организмов синтезируются в виде предшественников, содержащих C-концевые удлинения размером от 2 до 12 аминокислотных остатков, которые являются продолжением консервативного С-концевого мотива Гли-Гли [Müller et al., 2001, Nature, 2:202-210]. Несмотря на различные С-концевые удлинения и довольно низкую степень гомологии аминокислотных последовательностей, например дрожжевого SUMO и SUMO-1 человека (47%), протеиназа Ulp1 дрожжей S.cerevisiae способна процессировать оба белковых предшественника [Mossessova E., Lima С.D., 2000, Mol. Cell, 5:865-876].
Протеиназа Ulp1 относится к семейству цистеиновых протеиназ ULP. Каталитический домен протеиназы Ulp1 локализован в С-концевой области белка, в частности полноценной ферментативной активностью обладает ее С-концевой фрагмент размером 275 аминокислотных остатков [Li S.-J., Hochstrasser M., 2003, J Cell Biol, 160:1069-1081; Butt et al., 2005, Protein Express Purif, 43:1-9] (в дальнейшем - протеиназа ULP275). Как и другие члены этого семейства in vivo протеиназа Ulp1 осуществляет деконьюгацию SUMO и меченых белков-мишеней, а также отвечает за процессинг нативного предшественника SUMO. Основными наиболее известными особенностями протеиназы Ulp1 являются две: 1) действие протеиназы Ulp1 направлено на гидролиз пептидных или изопептидных связей, соединяющих консервативный С-концевой дипептид Гли-Гли зрелого SUMO и аминокислотный остаток белка-мишени; 2) связываясь с белком-мишенью, протеиназы семейства ULP узнают не отдельный сайт, а трехмерную структуру белков SUMO [Butt et al., 2005, Protein Express Purif, 43:1-9; Wilkinson, 1997, FASEB J, 11:1245-1256; Chang C.H., Back S.H., 1999, Biochem Biophys Res Commun, 266:633-640].
Свойство нативной протеиназы Ulp1 и ее С-концевого фрагмента распознавать белок SUMO и его производные в составе коньюгатов и предшественников и осуществлять их высокоспецифичный и эффективный процессинг, практически независимо от природы аминокислотного остатка (исключая пролин), соединенного с консервативным С-концевым дипептидом Гли-Гли, лежит в основе использования искусственно созданных экспрессионных SUMO-систем. Их отличительной чертой является биосинтез целевых белков в виде гибридных предшественников, содержащих в N-концевой области последовательность белка SUMO или его производных, удаляемых, например, в ходе протеолитического процессинга in vitro [Malakhov et al., 2004, J Struct Funct Genom, 5:75-86; Marblestone et al., 2006, Protein Science, 15:182-189]. SUMO-системы используют для: 1) увеличения экспрессии белков в клетках эукариотических и прокариотических организмов; 2) увеличения растворимости экспрессируемых белков; 3) облегчения процесса очистки белков за счет включения в их состав аффинных N-концевых полипептидов; 4) получения белков с измененными N-концевыми остатками [Malakhov et al., 2004, J Struct Funct Genom, 5:75-86].
Известен слитый белок, состоящий из белка SUMO дрожжей и белка IkB человека [US6872551], который является рекомбинантным продуктом, его очищают из лизатов клеток Е.coli и расщепляют с помощью протеиназы Ulp1. Однако в отличие от IFN-α2 у белка IkB на стыке с SUMO отсутствует образующий дисульфидную связь остаток цистеина. Таким образом, Ulp1-процессинг гибрида SUMO-IkB приводит к высвобождению обычного аминоконцевого аминокислотного остатка белка IkB, а не прочного структурного элемента, содержащего дисульфидную связь, как это требуется в случае нативного безметионинового IFN-α2. По этой причине данные о результативности процессинга гибридных белков, подобных SUMO-IkB, не могли служить гарантией того, что Ulp1-процессинг будет эффективен и в отношении гибрида SUMO и нативного безметионинового IFN-α2. Сведений о биосинтезе слитого белка IFN-α2 с белком SUMO в источниках информации не обнаружено.
Таким образом, описанные выше свойства системы SUMO-протеиназа Ulp1 можно суммировать следующим образом: 1) известно, что протеиназа Ulp1 способна гидролизовать пептидную связь, соединяющую консервативный С-концевой дипептид Гли-Гли зрелого SUMO с любым последующим аминокислотным остатком (кроме пролина), который, в свою очередь, может быть связан единичной пептидной связью со следующим аминокислотным остатком; 2) известно, что протеиназа Ulp1 способна гидролизовать изопептидную связь, соединяющую консервативный С-концевой дипептид Гли-Гли зрелого SUMO с аминокислотным остатком белка (лизином), который, в свою очередь, может быть связан двумя пептидными связями с соседними аминокислотными остатками белка; 3) было неизвестно, способна ли протеиназа Ulp1 гидролизовать пептидную связь, соединяющую консервативный С-концевой дипептид Гли-Гли зрелого SUMO с аминокислотным остатком белка (цистеином), который связан с другими аминокислотными остатками белка одновременно пептидной и дисульфидной связями, т.е. входит в состав необычного структурного элемента белка. Однако именно такая активность протеиназы Ulp1 была необходима для гидролиза пептидной связи между С-концевым дипептидом SUMO и N-концевым цистеином нативного IFN-α2 человека.
Ближайшим аналогом заявляемых штаммов является рекомбинантный штамм E.coli КССМ 10053 - продуцент интерферона альфа-2b человека, содержащего N-концевой метионин [KR20000065580].
Ближайшим аналогом заявляемого способа является способ [KR20000065580] получения безметионинового интерферона альфа-2b человека путем его выщепления ферментом метионинаминопептидазой из состава синтезированного в клетках штамма E.coli КССМ 10053 белка-предшественника, являющегося метионин-содержащим интерфероном. Основным недостатком известного способа является необходимость проведения длительной (12-20 часов) ферментативной обработки белка-предшественника. Дополнительные трудности может вызывать последующий перевод безметионинового белка в биологически активное состояние в условиях, необходимых для формирования дисульфидных связей [Morehead et al., 1984, Biochemistry, 23:2500-7], а также процесс отделения целевого безметионинового интерферона от метионин-содержащего предшественника, вследствие их незначительного физико-химического отличия.
Задачей заявляемой группы изобретений является расширение арсенала способов получения безметионинового IFN-α2 человека.
Задачу решают путем конструирования:
- гена, кодирующего гибридный белок SUMO-2b - предшественник безметионинового интерферона альфа-2b, составной частью которого является последовательность безметионинового интерферона альфа-2b человека, слитая с последовательностью белка SUMO дрожжей Saccharomyces cerevisiae;
- штамма бактерий Escherichia coli ВКПМ В-10879 - продуцента гибридного белка SUMO-2b - предшественника безметионинового интерферона альфа-2b человека;
и разработки
- способа получения безметионинового интерферона альфа-2b человека путем микробиологического синтеза и выделения гибридного белка SUMO-2b - предшественника безметионинового интерферона альфа-2b, составной частью которого является последовательность безметионинового интерферона альфа-2b человека, слитая с последовательностью белка SUMO дрожжей Saccharomyces cerevisiae, с последующим ферментативным выщеплением из его состава безметионинового интерферона путем обработки протеиназой из семейства ULP в условиях, способствующих формированию в интерфероне правильно замкнутых дисульфидных связей.
Принципиальной частью гибридного белка SUMO-2b является слитый белок SUMIN, в состав которого входит последовательность безметионинового интерферона альфа-2b, слитая с аминокислотной последовательностью белка SUMO дрожжей с 13 по 98 аминокислотный остаток. Вместе с тем в составе гибридного белка, содержащего последовательность слитого белка SUMIN, может присутствовать дополнительное N-концевое удлинение слитого белка, не являющееся принципиальным для осуществления заявляемого способа.
Заявляемый способ основан на биосинтезе гибридного белка SUMO-2b - предшественника безметионинового интерферона альфа-2b, содержащего в своем составе последовательность слитого белка SUMIN, и на последующем высвобождении безметионинового интерферона альфа-2b из состава предшественника в ходе протеолитического процессинга с использованием протеиназы ULP275.
В основу заявляемого способа положен установленный нами факт, заключающийся в том, что в отличие от протеиназ, активность которых ингибируется поблизости от структурного элемента белка, содержащего дисульфидную связь [Hubbard et al., 1994, Protein Sci, 3:757-768; Hubbard et al., 1998, Protein Engineering, 11:349-359], протеиназа ULP275 способна эффективно гидролизовать пептидную связь вблизи такого структурного элемента. Эта открытая нами, ранее никем не описанная активность протеиназы ULP275 позволяет эффективно и корректно процессировать гибридный белок SUMO-2b, в составе которого последовательность SUMO соединена пептидной связью с первым аминокислотным остатком безметионинового интерферона, соединенном с другими аминокислотными остатками белка одновременно пептидной и дисульфидной связями. Как следствие, ферментативная обработка гибридного белка SUMO-2b протеиназой ULP275 приводит к высвобождению не обычной аминоконцевой последовательности, а целой N-концевой структуры безметионинового IFN-α2, содержащей корректно замкнутую дисульфидную связь.
Это впервые обнаруженное свойство системы SUMO, состоящей из заявляемого слитого белка SUMIN и протеиназы ULP275, дополняет список ранее известных свойств систем SUMO и расширяет возможности их применения.
Обнаруженное нами свойство системы SUMO используют в заявляемом способе, подвергая ферментативной обработке гибридный белок SUMO-2b, содержащий корректно установленные дисульфидные связи, что позволяет проводить ферментативное расщепление предшественника безметионинового IFN-α2 одновременно с его ренатурацией и приводит к значительному сокращению продолжительности процесса получения безметионинового IFN-α2.
Фермент протеиназу ULP275 для осуществления заявляемого способа получают с использованием сконструированного штамма E.coli ECR-ULP275 (пример 9). Биосинтез, выделение и очистку протеиназы ULP275 осуществляют как описано в примере 12.
Для осуществления заявляемого способа конструируют штаммы E.coli: заявляемый ВКПМ В-10879 и лабораторный Origami-SUMO-2b - продуценты гибридного белка SUMO-2b - предшественника безметионинового интерферона альфа-2b.
Процесс получения заявляемого штамма-продуцента гибридного белка SUMO-2b состоит из нескольких этапов.
Этап 1. Конструирование рекомбинантных плазмид.
Конструирование рекомбинантной плазмидной ДНК для экспрессии гена гибридного белка SUMO-2b осуществляют на основе лабораторного вектора рЕТ-22-15, являющегося производным векторов рЕТ-22b(+) и рЕТ-15b(+) (Novagen), обеспечивающего индуцируемую экспрессию генов в клетках E.coli под контролем промотора РНК-полимеразы Т7. Сконструированная плазмида pET-SUMO-2b помимо векторной части содержит фрагмент ДНК размером 800 пар оснований, кодирующий структурный ген гибридного белка SUMO-2b - предшественника безметионинового интерферона альфа-2b человека.
Этап 2. Трансформация штаммов-реципиентов.
В качестве штаммов-реципиентов используют штаммы E.coli BL21(DE3) и Origami 2(DE3) (Novagen), несущие в хромосоме ген РНК полимеразы фага Т7. Плазмиду pET-SUMO-2b вводят в клетки этих штаммов с помощью процесса трансформации. Клетки обоих штаммов подготавливают для трансформации с помощью обработки CaCl2 [Маниатис с соавт., 1984, Москва, Мир]. Трансформированные штаммы отбирают на селективной среде, содержащей антибиотик ампициллина-сульфат [Маниатис с соавт., 1984, Москва, Мир]. В результате трансформации получают штаммы E.coli: заявляемый, сконструированный на основе реципиентного штамма BL21(DE3), и лабораторный - на основе Origami 2(DE3). Полученные штаммы в ответ на внесение в среду культивирования индуктора ИПТГ [Маниатис с соавт., 1984, Москва, Мир] способны синтезировать гибридный белок SUMO-2b - предшественник безметионинового интерферона альфа-2b человека.
Заявляемый штамм депонирован во Всероссийской Коллекции промышленных микроорганизмов (ВКПМ) как штамм Escherichia coli ВКПМ В-10879 - продуцент предшественника безметионинового интерферона альфа-2b человека (гибридного белка SUMO-2b).
Свойства заявляемого штамма ВКПМ В-10879.
Морфологические.
Грамотрицательные слабоподвижные палочки с закругленными концами 1,5-2,0 мкм в длину.
Через 12 часов роста при температуре 37°С на агаре Луриа [Маниатис с соавт., 1984, Москва, Мир] образует беловатые полупрозрачные колонии диаметром 1,5-2,5 мм; поверхность колоний гладкая, края ровные, структура однородная, консистенция пастообразная, легко суспендируются в воде.
Через 40-48 часов роста при температуре 37°С на среде М9 [Маниатис с соавт., 1984, Москва, Мир] образует серовато-беловатые полупрозрачные, слегка выпуклые с блестящей поверхностью колонии диаметром 0,5-1,5 мм.
Физиолого-биохимические.
Аэроб, желатину не разжижает, индола не образует.
В качестве источника углерода усваивает глюкозу, сахарозу и различные органические кислоты, в некоторых случаях спирты: этанол, глицерин.
В качестве источника азота используют как минеральные соли в аммонийной и нитратной формах, так и органические соединения в виде аминокислот, пептона, триптона, дрожжевого экстракта и т.д.
В качестве минеральных солей используют фосфаты калия, сульфат магния, хлорид натрия, сульфаты железа и марганца, мел.
Устойчив к антибиотику ампициллину в концентрации 100 мкг/мл.
Растет при температуре 20-40°С рН 5,0-9,0.
Заявляемый штамм ВКПМ В-10879 и лабораторный Origami-SUMO-2b в ответ на индукцию с помощью ИПТГ или лактозы синтезируют гибридный белок SUMO-2b - предшественник безметионинового интерферона альфа-2b человека.
Условия хранения.
В лиофилизованном состоянии при температуре -70°С.
Для осуществления способа используют штаммы бактерий E.coli, несущие в составе плазмидной ДНК фрагменты ДНК, кодирующие синтез гибридного белка SUMO-2b - предшественника безметионинового интерферона альфа-2b человека.
Штаммы культивируют в подходящей питательной среде, включающей источники углерода, азота и минеральные соли, обычно используемые для выращивания клеток E.coli при температуре от 24 до 37°С [Маниатис с соавт., 1984, Москва, Мир]. По достижении культурами штаммов ранней логарифмической фазы роста в среду культивирования вносят индуктор ИПТГ в концентрации от 0,1 до 2 мМ или лактозу в концентрации от 0,5 до 3%. Через 0,5-10 часов роста клетки штаммов-продуцентов накапливают целевой белок SUMO-2b в виде нерастворимых телец включения в количестве от 5 до 30% от суммарного белка клеток. Нерастворимые тельца включения выделяют и очищают, а находящийся в их составе синтезированный гибридный белок SUMO-2b подвергают растворению [RU2319502].
Ренатурацию белка SUMO-2b проводят, как описано [RU2319502], за исключением того, что в ренатурационную смесь вносят фермент - протеиназу ULP275.
На этом этапе в общей ренатурационной смеси ведут одновременно три процесса, а именно: окончание ренатурации и формирования дисульфидных связей в составе целевого белка SUMO-2b, а также ферментативное удаление SUMO из его состава под действием добавленной протеиназы ULP275. Полученный целевой продукт - ренатурированный безметиониновый интерферон альфа-2b человека, содержащий корректно замкнутые дисульфидные связи, подвергают окончательной очистке.
Очищенный безметиониновый интерферон альфа-2b человека имеет следующие характеристики: чистота не ниже 96%, последовательность первых пяти N-концевых аминокислот идентична последовательности нативного безметионинового IFN-α2 человека, специфическая активность составляет 2,0×108 МЕ/мг.
Пример 1. Клонирование гена интерферона альфа-2b человека.
Ген интерферона альфа-2b человека амплифицируют в реакции ПЦР с использованием праймеров N466 (ataccatggaaaagagatgtgatctgcctcaaacccacagcctaggtagccgt) и N467 (atctcgagtcattctttacttcttaaggattcttgcaagttt) и матрицы на основе ДНК плазмиды pSX50 [RU2319502], при этом в 5'-концевую область структурного гена интерферона вводят уникальный сайт рестриктазы XmaJ1 без изменения аминокислотной последовательности кодируемого белка. Полученный в результате амплификации фрагмент ДНК размером 510 пар оснований (п.о.) элюируют из агарозного геля с использованием кита Qiagen (Qiagen, cat. №28706), обрабатывают рестриктазами NcoI и XhoI и клонируют в векторе pUC18-NX, содержащего в составе модифицированного полилинкера плазмиды pUC18 сайты NcoI и XhoI.
В результате получают плазмиду pUC18-IFN2b, в составе которой первичную структуру клонированного гена интерферона альфа-2b человека подтверждают путем определения его нуклеотидной последовательности по стандартной методике [Zimmermann J, Voss H, Schwager С, Stegemann J, Ansorge W. FEBS Lett. 1988; 233:432-436] с использованием стандартных pUC-праймеров.
Плазмида pUC18-IFN2b несет ген интерферона альфа-2b человека, в последовательности которого содержится уникальный сайт рестриктазы XmaJ1.
Пример 2. Клонирование гена SMT3 дрожжей S.cerevisiae и конструирование гена гибридного белка SUMO-2b.
Ген SMT3 амплифицируют в ходе ПЦР с использованием в качестве матрицы хромосомной ДНК штамма S.cerevisiae Y618 [Kartasheva et al., 1996, Yeast 12:1297-1300]. Амплификацию проводят в две стадии. Сначала амплифицируют два перекрывающихся фрагмента ДНК, для чего используют следующие пары праймеров:
Фрагмент 1 размером 129 п.о.:
N450 (5'-atatccatggaaaagagatctgactcagaagtcaatcaagaa)
N454 (5'-cttgaagaaaatctctgaa)
Фрагмент 2 размером 230 п.о.:
N453 (5'-ttcagagattttcttcaag)
N468 (5'-tacctaggctgtgggtttgaggcagatcacatccaccaatctgttctctgtga).
Амплифицированные фрагменты ДНК элюируют из агарозного геля как в примере 1, и их смесь используют для ПЦР-лигирования. Для этого проводят ПЦР-амплификацию на смеси фрагментов 1 и 2 в качестве матрицы. Праймерами для амплификации служат N450 и N468. Полученный в результате ПЦР фрагмент ДНК размером 340 п.о. элюируют из агарозного геля, обрабатывают рестриктазами NcoI и XmaJI и клонируют в плазмиде pUC18-IFN2b (Пример 1), содержащей ген интерферона альфа-2b и расщепленной по тем же сайтам. В результате клонирования получают плазмиду pUC18-SUMO-IFN2b, в составе которой нуклеотидную последовательность клонированного гена SMT3 подтверждают секвенированием.
Полученная плазмида pUC18-SUMO-IFN2b содержит уникальный фрагмент ДНК NcoI/XhoI размером 803 п.о., кодирующий ген гибридного белка SUMO-2b (SEQ ID NO:1), составной частью которого является слитый белок SUMIN (SEQ ID NO:2), представляющий собой последовательность безметионинового интерферона альфа-2b человека, прецизионно слитого с последовательностью белка SUMO дрожжей Saccharomyces cerevisiae.
Пример 3. Конструирование вектора рЕТ-22-15.
ДНК вектора pET-15b(+) (Novagen) расщепляют по уникальным сайтам MluI и NcoI, образовавшийся фрагмент ДНК размером 827 п.о. элюируют из агарозного геля, и клонируют в плазмиде pET-22b(+) (Novagen), расщепленной по тем же сайтам.
В результате клонирования получают вектор рЕТ-22-15, который используют для клонирования гена гибридного белка SUMO-2b.
Пример 4. Клонирование последовательности ДНК, кодирующей протеиназу ULP275.
Последовательность ДНК, кодирующую протеиназу ULP275, амплифицируют в ходе ПЦР с использованием в качестве матрицы хромосомной ДНК лабораторного штамма S.cerevisiae Y618. Праймерами для амплификации служат N447 (5'-atatggatcctctttggaaaggaaacataagga) и N448 (5'-attagaattctttaatgcatcggttaaaatcaaatgggcaat). Амплифицированный фрагмент ДНК размером 842 п.о. элюируют из агарозного геля как в примере 1, обрабатывают рестриктазами BamHI и EcoRI и клонируют в вектор pUC18-His, содержащий в составе полилинкера последовательность ДНК, фланкированную сайтами EcoRI и XhoI и кодирующую полипептид, состоящий из 6 остатков гистидина.
В результате получают плазмиду pUC18-ULP275, в составе которой подтверждают структуру гена ULP275 путем определения его нуклеотидной последовательности по стандартной методике.
Плазмида pUC18-ULP275 содержит уникальный BamHI/XhoI фрагмент ДНК, кодирующий протеиназу ULP275, несущую на С-конце последовательность из 6 остатков гистидина, отвечающую за связывание белка с Ni-NTA-сорбентом в условиях металлохелатной хроматографической очистки.
Пример 5. Получение плазмиды pET-SUMO-2b.
Рекомбинантная плазмида pET-SUMO-2b представляет собой совокупность SalI/NcoI фрагмента ДНК векторной плазмиды рЕТ-22-15 (пример 3) размером 5420 п.о. и NcoI/XhoI фрагмента ДНК плазмиды pUC18-SUMO-IFN2b (пример 2) размером 803 п.о., заключающего ген SUMO-2b - гибридного предшественника безметионинового интерферона альфа 2b.
Для получения плазмиды pET-SUMO-2b плазмиду pUC18-SUMO-IFN2b (пример 2) расщепляют с помощью рестриктаз NcoI и XhoI, образовавшийся фрагмент ДНК размером 803 п.о. элюируют из геля и лигируют с ДНК вектора рЕТ-22-15, расщепленного с помощью рестриктаз NcoI и SalI. Лигирование проводят с помощью ДНК-лигазы фага Т4. В результате получают плазмиду pET-SUMO-2b размером 6223 п.о.
Плазмида pET-SUMO-2b является экспрессионной, ее используют для биосинтеза гибридного белка SUMO-2b, необходимого для получения рекомбинантного безметионинового интерферона альфа-2b человека. В составе плазмиды pET-SUMO-2b ген гибридого белка SUMO-2b находится под контролем промотора фага Т7.
Пример 6. Получение плазмиды pET28-ULP275.
Плазмиду pET28-ULP275 получают на основе вектора pET28b(+) (Novagen) в несколько стадий. Сначала из состава вектора удаляют фрагмент ДНК, расположенный между сайтами рестрикции NcoI и BamHI. Для этого ДНК плазмиды pET28b(+) расщепляют с помощью рестриктаз Ncol и BamHI, образовавшиеся липкие концы достраивают до тупых с использованием фермента фрагмента Klenow ДНК-полимеразы I E.coli и лигируют с помощью ДНК-лигазы фага Т4. В результате получают плазмиду рЕТ28-NB1, в составе которой оказываются восстановлены оба использованных сайта рестрикции. На следующем этапе изменяют рамку считывания полипептида, инициируемого с кодона ATG, входящего в состав сайта NcoI. Для этого ДНК плазмиды pET28-NB1 расщепляют с помощью рестриктазы NcoI, образовавшиеся липкие концы достраивают до тупых с использованием фермента фрагмента Klenow ДНК-полимеразы I E.coli и лигируют с помощью ДНК-лигазы фага Т4. В результате получают плазмиду рЕТ28-NB2, которую используют для клонирования гена протеиназы ULP275.
Для получения плазмиды pET28-ULP275 плазмиду pUC18-ULP275 (пример 4) расщепляют с помощью рестриктаз BamHI и XhoI, образовавшийся фрагмент ДНК размером 855 п.о. элюируют из геля как в примере 1 и лигируют с ДНК вектора pET28-NB2, расщепленного с помощью рестриктаз BamHI и XhoI. В результате получают плазмиду pET28-ULP275 размером 6091 п.о.
Плазмиду pET28-ULP275 используют для биосинтеза протеиназы ULP275. В составе плазмиды pET28-ULP275 ген протеиназы ULP275 находится под контролем промотора фага Т7.
Пример 7. Конструирование заявляемого штамма E.coli ВКПМ В-10879.
В качестве штамма-реципиента используют штамм E.coli BL21(DE3) - ВКПМ В-6954. Плазмиду pET-SUMO-2b (пример 5) вводят в клетки реципиентного штамма с помощью процесса трансформации с применением реактива CaCl2 [Маниатис с соавт., 1984, Москва, Мир]. Трансформант отбирают на селективной среде, содержащей антибиотик ампициллина сульфат.
В результате трансформации получают заявляемый штамм, который депонирован во Всероссийской Коллекции промышленных микроорганизмов (ВКПМ) как Escherichia coli ВКПМ В-10879.
Штамм ВКПМ В-10879 несет экспрессионную плазмиду pET-SUMO-2b и в ответ на внесение в среду культивирования индуктора ИПТГ способен синтезировать гибридный белок SUMO-2b, который используют для получения безметионинового интерферона альфа-2b.
Пример 8. Конструирование лабораторного штамма E.coli Origami-SUMO-2b.
Для конструирования лабораторного штамма E.coli в качестве штамма-реципиента используют штамм E.coli Origami 2(DE3) (Novagen) - ВКПМ В-10187, несущий в хромосоме ген РНК полимеразы фага Т7. Конструирование штамма E.coli Origami-SUMO-2b осуществляют, как в примере 7.
В результате получают лабораторный штамм E.coli Origami-SUMO-2b, который несет экспрессионную плазмиду pET-SUMO-2b и в ответ на внесение в среду культивирования индуктора ИПТГ способен синтезировать гибридный белок SUMO-2b.
Пример 9. Конструирование штамма E.coli ECR-ULP275.
Штамм E.coli ECR-ULP275 получают методом, как в примере 8, за исключением того, что для трансформации реципиентного штамма E.coli BL21(DE3) - ВКПМ В-6954 используют плазмиду pET28-ULP275 (пример 7).
В результате трансформации получают штамм E.coli ECR-ULP275. Этот штамм несет экспрессионную плазмиду pET28-ULP275 и в ответ на внесение в среду культивирования индуктора ИПТГ способен синтезировать протеиназу ULP275, которую используют для получения безметионинового интерферона.
Пример 10. Биосинтез и выделение гибридного белка SUMO-2b из клеток заявляемого штамма ВКПМ В-10879.
Штамм выращивают в колбах, содержащих по 50 мл среды 2xYT состава (в мас.%): триптон - 1,6, дрожжевой экстракт - 1, NaCI - 0,5, вода - остальное, содержащей антибиотик канамицин в концентрации 40 мкг/мл в течение 16-18 часов на орбитальной качалке со скоростью 200-300 об/мин при температуре 37°С. Затем в колбы вносят по 50 мл свежей среды 2xYT, содержащей антибиотик ампициллина сульфат в концентрации 100 мкг/мл и индуктор ИПТГ в концентрации 80 мкМ. После этого продолжают культивирование в течение 3 часов.
Клеточную биомассу отделяют от среды центрифугированием (15000g).
Из полученной биомассы выделяют и проводят отмывку тел включения, содержащих нерастворимую форму белка SUMO-2b - предшественника безметионинового интерферона. Выделение и отмывку тел включения проводят так же, как выделение и очистку нерастворимой формы интерферона [RU2319502]. В результате получают грубую фракцию нерастворимых телец включения, содержащих предшественник безметионинового интерферона с выходом не менее 10% от сырого веса клеточной биомассы.
Пример 11. Биосинтез гибридного белка SUMO-2B клетками лабораторного штамма Origami-SUMO-2B.
Биосинтез гибридного белка SUMO-2b клетками лабораторного штамма Origami-SUMO-2b осуществляют как в примере 10, за исключением того, что штаммом-продуцентом служит лабораторный штамм Origami-SUMO-2b. В условиях индукции клетки лабораторного штамма Origami-SUMO-2b накапливают целевой белок SUMO-2b в количестве не менее 10% от суммарного белка клеток.
Пример 12. Биосинтез, выделение и очистка протеиназы ULP275.
2-3 индивидуальные колонии трансформированных клеток штамма ECR-ULP275 засевают в пробирки в 5 мл среды 2xYT, содержащей антибиотик канамицин в концентрации 40 мкг/мл и глюкозу в концентрации 20 г/л и выращивают в течение 16-18 часов на орбитальной качалке со скоростью 200-300 об/мин при температуре 37°С. Клетки собирают центрифугированием и суспендируют в 100 мл свежей среды 2xYT, содержащей антибиотик канамицин в концентрации 40 мкг/мл. Суспензию клеток переносят в колбы и культивируют в прежних условия в течение 1 часа, после чего к растущей культуре добавляют индуктор IPTG до концентрации 40 мкМ. Индукцию проводят в течение 3 часов, культивируя клетки в прежних условиях.
Клетки собирают центрифугированием (15000g) и суспендируют в 5 мл буфера для лизиса клеток (буфер LB) состава 50 мМ NaxH3-xPO4, рН 8,0; 300 мМ NaCl; 20 мМ Имидазол рН 8,0; вода - остальное. К клеточной суспензии добавляют лизоцим до концентрации 1 мг/мл и выдерживают смесь в течение 30 минут во льду. Суспензию озвучивают во льду 6 раз по 30 секунд с 0.5-1.0' перерывами для охлаждения при мощности ультразвукового устройства 200-300 Вт. Лизат осветляют, подвергая его центрифугированию в течение 30 минут при 10000g при температуре 4°С.
Колонку, содержащую 1 мл Ni-NTA агарозы (Qiagen), промывают 5 мл буфера LB, после чего на колонку наносят осветленный лизат со скоростью потока 1 мл/мин. Промывают колонку последовательно 10 мл буфера LB, 10 мл промывочного буфера состава 50 мМ NaxH3-xPO4, рН 6,0; 300 мМ NaCl; 10% глицерин; вода - остальное, содержащего Имидазол рН 6,0 в концентрации 20 мМ; и 5 мл промывочного буфера, содержащего Имидазол рН 6,0 в концентрации 150 мМ. После этого белок элюируют с колонки, используя 2 мл промывочного буфера, содержащего Имидазол рН 6,0 в концентрации 450 мМ. В полученный элюат вносят Твин-20 до концентрации 0,1%.
Полученный элюат диализуют против буфера, содержащего 50 мМ Трис-HCl рН 8,0, 150 мМ NaCl, 2 мМ дитиотрейтола и 0,1% Твин-20.
Концентрацию элюированного белка измеряют спектрофотометрически при длине волны 280 нм. Для расчетов концентрации белка используют коэффициент экстинкции Кэкс=0,94.
После измерения концентрации диализованный препарат белка протеиназы ULP275_разводят в 2 раза глицерином и хранят при -18°С.
Пример 13. Получение и очистка безметионинового интерферона альфа-2b человека.
Получение и очистку интерферона альфа-2b человека без N-концевого метионина с использованием гибридного белка SUMO-2b проводят в несколько этапов.
Этап 1. Растворение, ренатурация и процессинг гибридного белка SUMO-2b
К полученной суспензии тел включения, содержащих нерастворимую форму белка SUMO-2b (пример 10), добавляют сухой гуанидин гидрохлорид (конечная концентрация составляет 6 М) или мочевину (конечная концентрация - 8 М), раствор Трис-HCl, рН8,0 (конечная концентрация - 20 мМ), ЭДТА (конечная концентрация - 5 мМ), дитиотрейтол (конечная концентрация - 50 мМ). Полученную смесь инкубируют при комнатной температуре в течение 2 часов. Нерастворенный материал удаляют центрифугированием (15000 g), а раствор подвергают стерилизующей фильтрации через мембрану с диаметром пор 0,22 мкм.
Ренатурацию белка SUMO-2b проводят путем разбавления полученного раствора в 100 раз буфером состава: 20 мМ Трис-HCl (рН 8,0), 35 мМ NaCI, 0,8 М мочевина, 0,1% Тритон Х-114, 1 мМ окисленного глутатиона, 1 мМ восстановленного глутатиона, вода - остальное. Ренатурацию ведут в течение 18 часов при температуре +5÷12°С и постоянном перемешивании со скоростью 80 об/мин.
По истечении указанного времени в ренатурационную смесь при перемешивании со скоростью 120 об/мин добавляют раствор, содержащий протеиназу ULP-275 из расчета 4 мг протеиназы на 12 г тел включения. Полученную смесь инкубируют в течение 3 часов при температуре +12°С при постоянном перемешивании со скоростью 80 об/мин.
Ферментативное расщепление белка SUMO-2b под действием протеиназы ULP-275 останавливают путем разбавления и закисления реакционной смеси. Для этого в реакционную смесь при перемешивании со скоростью 120 об/мин добавляют в указанной последовательности следующие компоненты:
- 0,25 М раствор ЭДТА, рН 8,0 до конечной концентрации 1 мМ;
- воду очищенную, охлажденную до температуры +5°С, до 25% от объема ренатурационной смеси;
- 2,5 М раствор натрия ацетата, рН 4,5, до конечной концентрации 12,5 мМ.
Полученную смесь фильтруют с использованием через фильтр с номинальным размером пор 0,45 мкм. Полученный раствор целевого белка называют - раствор Р.
Этап 2. Захват целевого белка
Все последующие стадии очистки безметионинового интерферона альфа-2b человека проводят с использованием системы жидкостной хроматографии Akta Purifier (GE Healthcare) при температуре +2÷8°С.
Процедуру захвата целевого белка проводят с использованием колонны XK 50/20 (GE Healthcare) с рабочим объемом 250 мл, содержащей сорбент карбоксиметил-сефарозу Fast Flow (GE Healthcare). Рабочая скорость потока - 30 мл/мин. Колонну уравновешивают 650 мл буфера В-8 состава 50 мМ натрия ацетата рН 5,0, 1 мМ ЭДТА, вода - остальное, после чего наносят раствор ренатурированного и процессированного целевого белка - раствор Р. После нанесения белка колонну промывают 4 л буфера В-8. Элюцию целевого белка проводят простым линейным градиентом 0-100% буфера В-9 состава 50 мМ натрия ацетата, 0,5 М натрия хлорида, 1 мМ ЭДТА, рН 5,5, вода - остальное, объем градиента 1200 мл. Элюцию безметионинового интерферона альфа-2b отслеживают по оптической плотности при длине волны 280 нм. Полученный на этом этапе раствор безметионинового интерферона альфа-2b называют - раствор СМ-1.
Этап 3. Обращенно-фазная хроматография
Процедуру проводят с использованием колонны с рабочим объемом 400 мл, содержащей сорбент С 18. Рабочая скорость потока - 50 мл/мин. Колонну уравновешивают 700 мл буфера А состава: 30% ацетонитрил, 0,2% трифторуксусная кислота, вода - остальное. После этого на колонну наносят раствор СМ-1 и промывают колонну 700 мл буфера А.
Элюцию безметионинового интерферона альфа-2b проводят сложным линейным градиентом 0-100% буфера В состава: 80% ацетонитрил, 0,2% трифторуксусная кислота, вода - остальное. Для элюции используют 3 л буфера В. Элюцию проводят последовательно по следующей схеме (буфер B в буфере А):
- 0-20% - 300 мл;
- 20-28% - 500 мл;
- 28-40% - 1,5 л;
- 40-60% - 600 мл;
- 60-100% - 100 мл.
Элюцию безметионинового интерферона альфа-2b отслеживают, измеряя при длине волны 280 нм оптическую плотность раствора элюата. При достижении значения 50 мУЕ начинают сбор фракций по 8 мл в стеклянные пробирки, содержащие по 4 мл буфера В-11. После элюции колонну промывают 700 мл буфера В.
Собранные фракции элюата анализируют методом ВЭЖХ. Фракции, содержащие безметиониновый интерферон альфа-2b с чистотой не менее 90%, объединяют и разводят в 3 раза буфером В-11 состава: 12,5 мМ натрия ацетата, 1 мМ ЭДТА, рН 4,5. Полученный раствор называют - раствор ОФ-1.
Этап 4. Концентрирование
Процедуру проводят с использованием колонны XK 50/20 (GE Healthcare) с рабочим объемом 250 мл, содержащей сорбент карбоксиметил-сефарозу Fast Flow (GE Healthcare). Рабочая скорость потока - 30 мл/мин. Колонну уравновешивают 650 мл буфера В-8, после чего наносят раствор ОФ-1 и промывают колонну 650 мл буфера В-8. Элюцию проводят при скорости потока 15 мл/мин простым линейным градиентом 0-100% буфера В-9 протяженностью 400 мл. Элюцию безметионинового интерферона альфа-2b отслеживают, измеряя при длине волны 280 нм оптическую плотность раствора элюата. При достижении значения 50 мУЕ осуществляют сбор фракций по 10 мл в стеклянные пробирки. После элюции колонну промывают 350 мл буфера В-9.
Собранные фракции элюата анализируют методом ВЭЖХ. Фракции, содержащие целевой белок с чистотой не ниже 96, пропускают через фильтр с диаметром пор 0,22 мкм, после чего полученный раствор безметионинового интерферона альфа-2b называют - раствор СМ-2.
Этап 5. Гель-фильтрация
Процедуру проводят с использованием колонны (GE Healthcare) с рабочим объемом 1700 мл, содержащей сорбент Superdex-75 (GE Healthcare). Рабочая скорость потока - 5 мл/мин. Колонну уравновешивают 1,7 л буфера В-10 состава: 25 мМ натрия ацетата, 150 мМ натрия хлорида, 0,5 мМ ЭДТА, рН 5,1, вода - остальное, после чего наносят раствор СМ-2 и промывают колонну 1,7 л буфера В-10. Элюцию безметионинового интерферона альфа-2b отслеживают, измеряя при длине волны 280 нм оптическую плотность раствора элюата. При достижении значения 30 мУЕ осуществляют сбор фракций в стеклянные пробирки.
Собранные фракции элюата анализируют методом ВЭЖХ. Фракции, содержащие безметиониновый интерферон альфа-2b с чистотой не ниже 96%, объединяют и пропускают через фильтр с диаметром пор 0,22 мкм.
В результате получают высокоочищенный (с чистотой не ниже 96%) препарат безметионинового интерферона альфа-2b человека.
Подлинность, концентрацию и чистоту белка в полученном препарате анализируют методом вертикального электрофореза в полиакриламидном геле с/без добавления ДТТ, с окрашиванием серебром, а также методом ВЭЖХ [Eur. Pharm., 5th ed.: 2004]. Описанный способ позволяет получить не менее 500 мг безметионинового интерферона альфа-2b из 10 г грубой фракции телец включения, содержащих белок SUMO-2b - предшественник безметионинового интерферона альфа-2b.
Пример 14. Определение N-концевой последовательности и специфической биологической активности интерферона альфа-2b.
Определяют последовательность пяти N-концевых аминокислот выделенного и очищенного интерферона альфа-2b (пример 13). Анализ проводят методом Эдмана [Edman, 1950] на секвенаторе Procise Sequencing System, model 492 (Applied Biosystems). Последовательность, определенная в результате анализа, в точности совпадает с последовательностью пяти первых аминокислотных остатков зрелого природного интерферона альфа-2 человека.
Специфическую биологическую активность выделенного и очищенного интерферона альфа-2b определяют методом La Bonnardiere & Laude [1981] в культуре перевиваемых линий клеток MDBK (АТСС № CCL-22), чувствительных к интерферону альфа-типа, в сравнении с международным стандартным образцом (МСО) (WHO International Standard INTERFERON ALPHA 2b, (Human rDNA derived) NIBSC code 95/566) против индикаторного вируса. В качестве индикаторного вируса используют вирус везикулярного стоматита (ВВС) штамм «Индиана» ГКВ ГУ НИИ Вирусологии им. Д.И.Ивановского РАМН (депозит №600) с инфекционным титром не менее 10-5 ТЦД50/мл или вирус энцефаломиокардита мышей (ЕМС) ГКВ ГУ НИИ Вирусологии им. Д.И.Ивановского РАМН (депозит №787) с инфекционным титром не менее 10-5 ТЦД50 в 1 мл.
Специфическая активность полученного интерферона альфа-2b составляет 2,0×108 ME/мг.
Таким образом, заявляемая группа изобретений позволяет:
- упростить процесс получения биологически активного безметионинового IFN-α2 благодаря использованию эффективной системы ферментативного удаления N-концевого метионина;
- сократить трудозатраты, время и расход реактивов для его получения благодаря отсутствию необходимости раздельного проведения стадий ренатурации IFN-α2, формирования в нем дисульфидных связей и ферментативного удаления N-концевого метионина;
- облегчить решение задачи очистки нативного IFN-α2 от других продуктов реакции благодаря использованию в процессе ферментативного расщепления гибридного белка высокоэффективной и специфичной протеиназы ULP275, а также вследствие значительного различия физико-химических свойств безметионинового IFN-α2 и его гибридного предшественника.
К заявляемой группе изобретений приложены описания сконструированного штамма ECR-ULP275 - продуцирующего протеиназу ULP275, условия его культивирования, а также способы выделения и очистки синтезированной протеиназы.

Claims (3)

1. Гибридный белок-предшественник безметионинового интерферона альфа-2b человека, составной частью которого является последовательность безметионинового интерферона альфа-2b человека, слитая с последовательностью белка SUMO дрожжей Saccharomyces cerevisiae.
2. Штамм бактерий Escherichia coli ВКПМ В-10879 - продуцент белка-предшественника безметионинового интерферона альфа-2b человека по п.1.
3. Способ получения безметионинового интерферона альфа-2b человека путем микробиологического синтеза белка-предшественника безметионинового интерферона альфа-2b человека с последующим ферментативным выщеплением из его состава безметионинового интерферона, отличающийся тем, что в качестве продуцента белка-предшественника используют бактериальный штамм по п.2, а для ферментативного выщепления безметионинового интерферона используют протеиназу ULP275.
RU2010153592/10A 2010-12-28 2010-12-28 ГИБРИДНЫЙ БЕЛОК, ШТАММ БАКТЕРИЙ ESCHERICHIA COLI - ПРОДУЦЕНТ ГИБРИДНОГО БЕЛКА И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЗМЕТИОНИНОВОГО ИНТЕРФЕРОНА АЛЬФА-2b ЧЕЛОВЕКА ИЗ ЭТОГО ГИБРИДНОГО БЕЛКА RU2441072C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010153592/10A RU2441072C1 (ru) 2010-12-28 2010-12-28 ГИБРИДНЫЙ БЕЛОК, ШТАММ БАКТЕРИЙ ESCHERICHIA COLI - ПРОДУЦЕНТ ГИБРИДНОГО БЕЛКА И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЗМЕТИОНИНОВОГО ИНТЕРФЕРОНА АЛЬФА-2b ЧЕЛОВЕКА ИЗ ЭТОГО ГИБРИДНОГО БЕЛКА

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010153592/10A RU2441072C1 (ru) 2010-12-28 2010-12-28 ГИБРИДНЫЙ БЕЛОК, ШТАММ БАКТЕРИЙ ESCHERICHIA COLI - ПРОДУЦЕНТ ГИБРИДНОГО БЕЛКА И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЗМЕТИОНИНОВОГО ИНТЕРФЕРОНА АЛЬФА-2b ЧЕЛОВЕКА ИЗ ЭТОГО ГИБРИДНОГО БЕЛКА

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2441072C1 true RU2441072C1 (ru) 2012-01-27

Family

ID=45786473

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010153592/10A RU2441072C1 (ru) 2010-12-28 2010-12-28 ГИБРИДНЫЙ БЕЛОК, ШТАММ БАКТЕРИЙ ESCHERICHIA COLI - ПРОДУЦЕНТ ГИБРИДНОГО БЕЛКА И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЗМЕТИОНИНОВОГО ИНТЕРФЕРОНА АЛЬФА-2b ЧЕЛОВЕКА ИЗ ЭТОГО ГИБРИДНОГО БЕЛКА

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2441072C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103805622A (zh) * 2013-12-21 2014-05-21 中国人民解放军军事医学科学院军事兽医研究所 基因工程IFNα-2b融合蛋白质新型制备工艺
RU2604796C1 (ru) * 2015-12-16 2016-12-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "СКиФФ" СИСТЕМА ЭКСПРЕССИИ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕМОДИФИЦИРОВАННЫХ РЕКОМБИНАНТНЫХ БЕЛКОВ В Escherichia coli С ЕЁ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
RU2807615C2 (ru) * 2022-04-06 2023-11-17 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" Способ получения биологически активных рекомбинантных протеинов

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103805622A (zh) * 2013-12-21 2014-05-21 中国人民解放军军事医学科学院军事兽医研究所 基因工程IFNα-2b融合蛋白质新型制备工艺
RU2604796C1 (ru) * 2015-12-16 2016-12-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "СКиФФ" СИСТЕМА ЭКСПРЕССИИ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕМОДИФИЦИРОВАННЫХ РЕКОМБИНАНТНЫХ БЕЛКОВ В Escherichia coli С ЕЁ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
RU2807615C2 (ru) * 2022-04-06 2023-11-17 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" Способ получения биологически активных рекомбинантных протеинов

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111117977B (zh) 一种重组多肽连接酶原及其制备、激活方法与应用
JPH08333395A (ja) ヒトプロインスリン誘導体およびヒトインスリンの製造方法
CA2807431A1 (en) Prokaryotic expression construct
KR101026526B1 (ko) 대장균에서 외래단백질을 분비 생산하는 방법
CN104560905A (zh) 一种源自假单胞菌的硫醚单加氧酶及其合成应用
RU2441072C1 (ru) ГИБРИДНЫЙ БЕЛОК, ШТАММ БАКТЕРИЙ ESCHERICHIA COLI - ПРОДУЦЕНТ ГИБРИДНОГО БЕЛКА И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЗМЕТИОНИНОВОГО ИНТЕРФЕРОНА АЛЬФА-2b ЧЕЛОВЕКА ИЗ ЭТОГО ГИБРИДНОГО БЕЛКА
RU2453604C1 (ru) Гибридный белок (варианты), штамм бактерий escherichia coli - продуцент гибридного белка (варианты) и способ получения безметионинового интерферона альфа-2 человека
CN112824527B (zh) 人工设计的赖氨酰内切酶及编码序列和发酵方法
RU2144957C1 (ru) РЕКОМБИНАНТНАЯ ПЛАЗМИДНАЯ ДНК pPINS07, КОДИРУЮЩАЯ ГИБРИДНЫЙ ПОЛИПЕПТИД, СОДЕРЖАЩИЙ ПРОИНСУЛИН ЧЕЛОВЕКА, И ШТАММ БАКТЕРИЙ Escherichia coli - ПРОДУЦЕНТ ГИБРИДНОГО ПОЛИПЕПТИДА, СОДЕРЖАЩЕГО ПРОИНСУЛИН ЧЕЛОВЕКА
CN110551697A (zh) 侧耳类食用菌麦角硫因合成酶pegt1和pegt2在合成麦角硫因中的应用
RU2610173C1 (ru) Рекомбинантная плазмида pFM-IFN-17, обеспечивающая экспрессию интерферона альфа-2b человека, рекомбинантная плазмида pFM-АР, обеспечивающая экспрессию фермента метионинаминопептидазы E. coli, биплазмидный штамм Escherichia coli FM-IFN-АР (pFM-IFN-17, pFM-АР) - продуцент (Met-) рекомбинантного интерферона альфа-2b человека
RU2697375C2 (ru) ПЛАЗМИДНЫЙ ВЕКТОР pRh15A ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЗМЕТИОНИНОВОГО ИНТЕРФЕРОНА АЛЬФА-2b, ШТАММ БАКТЕРИЙ ESCHERICHIA COLI BL21 DE3 - ПРОДУЦЕНТ БЕЗМЕТИОНИНОВОГО ИНТЕРФЕРОНА АЛЬФА-2b И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЗМЕТИОНИНОВОГО ИНТЕРФЕРОНА АЛЬФА-2b
JP2845558B2 (ja) メチオニンアミノペプチダーゼのdna配列
RU2593172C2 (ru) РЕКОМБИНАНТНАЯ ПЛАЗМИДНАЯ ДНК pER-TA1 GyrA-AcSer, КОДИРУЮЩАЯ СЕРИНОВУЮ АЦЕТИЛТРАНСФЕРАЗУ, СПОСОБНУЮ in vivo АЦЕТИЛИРОВАТЬ N-КОНЦЕВОЙ СЕРИН ДЕЗАЦЕТИЛТИМОЗИНА α1 И ГИБРИДНЫЙ БЕЛОК, СПОСОБНЫЙ К АВТОКАТАЛИТИЧЕСКОМУ РАСЩЕПЛЕНИЮ С ОБРАЗОВАНИЕМ ТИМОЗИНА α1 ЧЕЛОВЕКА, ШТАММ Eschrichia coli C3030/pER-TA1GyrA-AcSer - ПРОДУЦЕНТ УКАЗАННЫХ БЕЛКОВ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕННО-ИНЖЕНЕРНОГО ТИМОЗИНА α1 ЧЕЛОВЕКА
RU2143492C1 (ru) Рекомбинантная плазмида, кодирующая гибридный белок - предшественник инсулина человека (варианты), штамм бактерий e.coli - продуцент гибридного белка - предшественника инсулина человека (варианты), способ получения инсулина человека
WO2012048856A1 (en) Proinsulin with helper sequence
RU2144082C1 (ru) Рекомбинантная плазмида, кодирующая гибридный белок-предшественник инсулина человека (варианты), штамм бактерий e.coli - продуцент гибридного белка-предшественника инсулина человека (варианты) и способ получения инсулина человека
CN116731126B (zh) 内含肽ChiATP、内含肽ChiATP-二肽-2融合蛋白及二肽-2的表达方法
CN103214561B (zh) 人丙型肝炎病毒核心抗原及其制备方法和应用
RU2728611C1 (ru) РЕКОМБИНАНТНАЯ ПЛАЗМИДНАЯ ДНК pF265, КОДИРУЮЩАЯ ГИБРИДНЫЙ ПОЛИПЕПТИД, СОДЕРЖАЩИЙ ПРОИНСУЛИН ЧЕЛОВЕКА, И ШТАММ БАКТЕРИЙ Escherichia coli - ПРОДУЦЕНТ ГИБРИДНОГО ПОЛИПЕПТИДА, СОДЕРЖАЩЕГО ПРОИНСУЛИН ЧЕЛОВЕКА
RU2426780C2 (ru) ЭКСПРЕССИОННАЯ ПЛАЗМИДНАЯ ДНК p6E-tTF, КОДИРУЮЩАЯ ВНЕКЛЕТОЧНЫЙ И ТРАНСМЕМБРАННЫЙ ДОМЕНЫ ТКАНЕВОГО ФАКТОРА ЧЕЛОВЕКА И ШТАММ E.coli BL21[DE3]/p6E-tTF-ПРОДУЦЕНТ РЕКОМБИНАНТНОГО ТКАНЕВОГО ФАКТОРА ЧЕЛОВЕКА
RU2604796C1 (ru) СИСТЕМА ЭКСПРЕССИИ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕМОДИФИЦИРОВАННЫХ РЕКОМБИНАНТНЫХ БЕЛКОВ В Escherichia coli С ЕЁ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
RU2592860C2 (ru) РЕКОМБИНАНТНАЯ ПЛАЗМИДНАЯ ДНК pER-TB4GyrA-AcSer, КОДИРУЮЩАЯ СЕРИНОВУЮ АЦЕТИЛТРАНСФЕРАЗУ, СПОСОБНУЮ in vivo АЦЕТИЛИРОВАТЬ N-КОНЦЕВОЙ СЕРИН ДЕЗАЦЕТИЛТИМОЗИНА β4 И ГИБРИДНЫЙ БЕЛОК, СПОСОБНЫЙ К АВТОКАТАЛИТИЧЕСКОМУ РАСЩЕПЛЕНИЮ С ОБРАЗОВАНИЕМ ТИМОЗИНА β4 ЧЕЛОВЕКА, ШТАММ Eschrichia coli C3030/pER-TB4GyrA-AcSer - ПРОДУЦЕНТ УКАЗАННЫХ БЕЛКОВ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕННО-ИНЖЕНЕРНОГО ТИМОЗИНА β4 ЧЕЛОВЕКА
JP4252299B2 (ja) 新規ジスルフィド酸化還元酵素、および、該酵素を用いたタンパク質の活性化方法
RU2451076C1 (ru) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОТЕИНАЗЫ Ulp275

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20170706