RU2603054C2 - Способ получения белков семейства цистеиновых протеаз пшеницы (triticum aestivum) и препарат белка тритикаин-альфа, полученный этим способом - Google Patents

Способ получения белков семейства цистеиновых протеаз пшеницы (triticum aestivum) и препарат белка тритикаин-альфа, полученный этим способом Download PDF

Info

Publication number
RU2603054C2
RU2603054C2 RU2015105274/10A RU2015105274A RU2603054C2 RU 2603054 C2 RU2603054 C2 RU 2603054C2 RU 2015105274/10 A RU2015105274/10 A RU 2015105274/10A RU 2015105274 A RU2015105274 A RU 2015105274A RU 2603054 C2 RU2603054 C2 RU 2603054C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
buffer
shorttrit
protein
hcl
tris
Prior art date
Application number
RU2015105274/10A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2015105274A (ru
Inventor
Андрей Александрович ЗАМЯТНИН
Людмила Владимировна Савватеева
Неонила Васильевна Гороховец
Владимир Алексеевич Макаров
Евгений Юрьевич Зерний
Андрей Геннадьевич Соловьев
Сергей Юрьевич Морозов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России)
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 бюджетное образовательное учреждение высшего образования Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России)
Priority to RU2015105274/10A priority Critical patent/RU2603054C2/ru
Publication of RU2015105274A publication Critical patent/RU2015105274A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2603054C2 publication Critical patent/RU2603054C2/ru

Links

Images

Classifications

    • 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
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

Изобретение относится к биотехнологии и представляет собой способ получения усеченной формы тритикаина-альфа пшеницы, имеющей последовательность SEQ ID NO: 2 (shortTRIT-α), рекомбинантно экспрессирующейся в бактериальной системе, заключающийся в том, что проводят культивирование клеток E. coli JM109, трансформированных плазмидой pQE80L_shortTRIT-α, содержащей последовательность ДНК, кодирующей белок shortTRIT-α, в среде LB с добавлением ампициллина при 37°С в аэробных условиях в течение 12-14 ч, посевным материалом инокулируют питательную среду, растят культуру до достижения оптической плотности А600 0.6-0.8, индуцируют 1 мМ изопропилтио-β-D-галактозидом и растят еще 2.5-3 часа; очистку целевого белка shortTRIT-α проводят методом аффинной металл-хелатной хроматографии: осажденную центрифугированием клеточную биомассу экспрессионной культуры ресуспендируют в буфере, содержащем 0.01 М Трис-HCl, рН 8.0 и гомогенизируют на ультразвуковом дезинтеграторе в течение 1 мин при 4°С, полученный после центрифугирования лизата осадок промывают исходным буфером и растворяют в буфере А, состоящем из 6 М гуанидин-хлорида и 0.05 М Трис-HCl, рН 7.8, раствор осветляют центрифугированием и наносят на колонку с активированной ионами никеля иминодиацетат-сефарозой, уравновешенную буфером А, сорбент последовательно промывают уравновешивающим буфером А и тем же буфером с содержанием 8 М мочевины и 0.005 М имидазола, белок элюируют буфером А с содержанием 8 М мочевины и 0.25 М имидазола, затем элюат добавляют в охлажденный буфер 0.05 М Трис-HCl, 0.5 М аргинин-хлорид, 2 М мочевина, рН 7.8 в соотношении 1:5 и перемешивают 1 ч при 4°С, раствор диализуют против 0.05 М Трис-HCl, рН 7.8 при 4°С, супернатант, полученный после центрифугирования диализата, концентрируют на ячейке Amicon с мембраной РМ-10 (Millipore), с последующим диализом против фосфатно-солевого буфера PBS, рН 7.4, при 4°С, определяют концентрацию белка shortTRIT-α, аликвотируют по стеклянным флаконам, замораживают и лиофилизуют. Изобретение позволяет получить чистый белковый препарат с активностью тритикаина-альфа пшеницы с высокой степенью эффективности. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 6 ил., 4 пр.

Description

Изобретение относится к области молекулярной биологии, препаративной биохимии, биотехнологии, биофармакологии, а именно к созданию способа получения рекомбинантных белков семейства цистеиновых протеаз пшеницы (Triticum aestivum) и препарат белка тритикаина-альфа, состоящий из усеченной формы тритикаина-альфа пшеницы. Изобретение может быть использовано в медицине для разработки ферментных терапевтических препаратов.
Тритикаины (triticain-α, -β, -γ) - высококонсервативные папаин-подобные цистеиновые эндопротеазы пшеницы, состоящие из сигнального (лидерного) пептида, удаляющегося при активации про-пептидного домена, гранулин-подобного домена [GenBank АВ267407] и каталитического домена с каталитической триадой Cys-His-Asn [1]. Цистеиновые протеазы распространены в растениях и экспрессируются в их различных органах [2, 3]. Предполагается, что эти ферменты участвуют в стадиеспецифическом расщеплении и пост-трансляционных модификациях запасающих белков [4, 5]. Среди папаин-подобных цистеиновых протеаз растений наиболее широко изучены ферменты риса и ячменя - оризаины (oryzain-α, -β, -γ) и эндопептидазы ЕРВ (barley cysteine proteinase B-1, -2) [6, 7], однако протеазы пшеницы начали изучать относительно недавно [1, 8].
Основным преимуществом папаин-подобных цистеиновых протеиназ из семян растений на данный момент являетя их эндопептидазная активность, в частности глютеназная активность - способность эффективно гидролизовать пептиды глютена (запасного белка пшеницы, состоящего из смеси мономерных глиадинов и полимерных глютенинов) или родственных запасных белков ржи и ячменя. Это свойство растительных ферментов позволяет считать их перспективными объектами при разработке лекарственных средств для борьбы с целиакией. Целиакия (глютеновая энтеропатия) представляет собой комплексное воспалительное заболевание человека, которое развивается при наличии соответствующей генетической предрасположенности в ответ на обогащенные остатками пролина и глутамина пептиды, являющиеся продуктами происходящего в пищеварительном тракте частичного протеолиза глютена [9, 10]. Распространенность глютеновой энтеропатии во взрослой популяции большинства стран мира оценена как 1:100 - 1:250 или 0.5-1% от общей популяции [11]. Доказанной эффективной терапией целиакии является пожизненная строгая безглютеновая диета, позволяющая предотвратить развитие осложнений и исключить клинические симптомы заболевания [12]. Однако главным недостатком безглютеновой диеты является сложность ее соблюдения из-за ее ограничительного характера, обусловленного как высокой стоимостью, так и сложностью подбора глютен-несодержащих продуктов питания.
В связи с этим, исследование и разработка способов получения высокоспецифичных протеаз, стабильных и активных в присутствии эндогенных ферментов желудочно-кишечного тракта человека (т.е. в месте предполагаемого действия лекарственного препарата на их основе), имеет большое значение в терапевтических целях. В рамках данного изобретения была выбрана протеаза пшеницы Triticum aestivum - тритикаин-альфа, т.к. пшеница играет существенную роль как источник питания в России, а значит, наиболее подходящую для разработки отечественных терапевтических препаратов для лечения целиакии.
Молекула полноразмерного тритикаина-альфа состоит из 461 аминокислотного остатка с молекулярным весом 50.4 кДа. Впервые фермент был клонирован и экспрессирован в зародыше и алейроновом слое пшеницы для выяснения его роли в процессе созревания семян [1].
Однако биосинтез рекомбинантного тритикаина-альфа для исследования его протеолитических функций до сих пор не был осуществлен. Обеспечение эффективного источника получения высокоочищенного и активного белка является одной из важных задач, возникающих при создании ферментных препаратов. Поэтому возникает необходимость разработки новых технологий получения таких белков и получения высококачественных целевых препаратов. В связи с этим, нами был разработан способ получения усеченной формы полноразмерного тритикаина-альфа, соответствующей его каталитическому домену (т.е. без лидерного пептида и гранулин-подобного домена) с высоким выходом и уровнем протеолитической активности.
Известны работы по разработке метода получения проэнзимной формы ЕР-В2 (proEP-В2) [13, патент WO 2008115428 А2], который можно считать наиболее близкой по технической сущности к заявленному изобретению. В данной работе решалась задача получения проэнзима цистеиновой протеазы ячменя Hordeum vulgare ЕР-В2 в E. coli.
Технической задачей настоящего изобретения является разработка способа получения белков семейства цистеиновых протеаз пшеницы (Triticum aestivum) в препаративных количествах для исследовательских целей и высокоочищенного препарата тритикаина-альфа, состоящего из усеченной формы тритикаина-альфа пшеницы, для использования в составе ферментных терапевтических средств.
Поставленная задача решается следующим образом:
1. Способ получения усеченной формы тритикаина-альфа пшеницы, имеющей последовательность SEQ ID NO: 2 (shortTRIT-α), рекомбинантно экспрессирующейся в бактериальной системе, заключающийся в том, что проводят культивирование клеток E. coli JM109, трансформированных плазмидой pQE80L_shortTRIT-α, содержащей последовательность ДНК, кодирующей белок shortTRIT-α, в среде LB с добавлением ампициллина при 37°С в аэробных условиях в течение 12-14 ч, посевным материалом инокулируют питательную среду, растят культуру до достижения оптической плотности А600 0.6-0.8, индуцируют 1 мМ изопропилтио-β-D-галактозидом, и растят еще 2.5-3 часа; очистку целевого белка shortTRIT-α проводят методом аффинной металл-хелатной хроматографии: осажденную центрифугированием клеточную биомассу экспрессионной культуры ресуспендируют в буфере, содержащем 0.01 М Трис-HCl, рН 8.0 и гомогенизируют на ультразвуковом дезинтеграторе в течение 1 мин при 4°С, полученный после центрифугирования лизата осадок промывают исходным буфером и растворяют в буфере А, состоящем из 6 М гуанидин-хлорида и 0.05 М Трис-HCl, рН 7.8, раствор осветляют центрифугированием и наносят на колонку с активированной ионами никеля иминодиацетат-сефарозой, уравновешенную буфером А, сорбент последовательно промывают уравновешивающим буфером А и тем же буфером с содержанием 8 М мочевины и 0.005 М имидазола, белок элюируют буфером А с содержанием 8 М мочевины и 0.25 М имидазола, затем элюат добавляют в охлажденный буфер 0.05 М Трис-HCl, 0.5 М аргинин-хлорид, 2 М мочевина, рН 7.8 в соотношении 1:5 и перемешивают 1 ч при 4°С, раствор диализуют против 0.05 М Трис-HCl, рН 7.8 при 4°С, супернатант, полученный после центрифугирования диализата, концентрируют на ячейке Amicon с мембраной РМ-10 (Millipore), с последующим диализом против фосфатно-солевого буфера PBS рН 7.4 при 4°С, определяют концентрацию белка shortTRIT-α, аликвотируют по стеклянным флаконам, замораживают и лиофилизуют.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что плазмида pQE80L_shortTRIT-α, содержащая последовательность ДНК, кодирующую белок shortTRIT-α, может быть модифицирована добавлением последовательности, кодирующей лидерный пептид и/или гранулин-подобный домен тритикаина-альфа.
3. Биологически активный белковый препарат, полученный способом по п. 1, чистота которого составляет не менее 85% с выходом не менее 55 мг с литра бактериальной культуры, характеризующийся тем, что он обладает высокой специфической ферментативной активностью и имеет аминокислотную последовательность SEQ ID NO: 2.
Требуемый технический результат заявленного изобретения заключается в разработке способа получения белка семейства цистеиновых протеаз пшеницы (Triticum aestivum) путем создания последовательности ДНК, кодирующей фрагмент полноразмерного тритикаина-альфа пшеницы (так называемой усеченной формы) в бактериальной системе экспрессии (SEQ ID NO: 2), биосинтеза усеченной формы тритикаина-альфа пшеницы в клетках E. coli, а также получении препарата тритикаина-альфа, состоящего из усеченной формы тритикаина-альфа пшеницы, с высоким выходом, уровнем очистки и протеолитической активности.
Изобретение иллюстрируется следующими чертежами:
на фиг. 1 - аминокислотная и нуклеотидная последовательности рекомбинантного полноразмерного тритикаина-альфа, экспрессирующегося в E. coli (TRIT-α, курсивом выделена последовательность от экспрессионной плазмиды рЕТ-42а(+); курсивом и подчеркиванием выделены сайты узнавания рестриктазами; подчеркиванием выделен лидерный пептид; курсивом и цветом выделена каталитическая триада Cys-His-Asn, определяющая принадлежность белка к цистеиновым протеазам; цветом выделен гранулин-подобный домен; подчеркиванием выделены сайты узнавания рестриктазами);
на фиг. 2 - аминокислотная и нуклеотидная последовательности рекомбинантного усеченного тритикаина-альфа, экспрессирующегося в E. coli (shortTRIT-α; курсивом выделена последовательность от экспрессионной плазмиды pQE-80L; подчеркиванием выделены сайты узнавания рестриктазами);
на фиг. 3 - электрофореграмма лизатов клеток штамма-продуцента E. coli JM109/pQE_shortTRIT-α до индукции (дорожка 1), лизатов клеток штамма-продуцента E. coli JM109/pQE_shortTRIT-α после индукции изопропилтио-β-D-галактозидом (дорожка 2), в 12% полиакриламидном геле в присутствии SDS (М - белковые маркеры молекулярной массы, кДа; стрелкой указан рекомбинантный усеченный тритикаин-альфа, shortTRIT-α);
на фиг. 4 - рекомбинантный усеченный тритикаин-альфа (shortTRIT-α, экспрессированный в клетках E. coli) после хроматографического выделения в 14% полиакриламидном геле в присутствии SDS (М - белковые маркеры молекулярной массы, кДа);
на фиг. 5 - электрофореграмма протеолитического расщепления глютена (дорожка 2) рекомбинантным усеченным тритикаином-альфа (shortTRIT-α, дорожка 1) при условиях реакции: 37°С, рН 5.6, 10 мин (дорожка 3), в 14% полиакриламидном геле в присутствии SDS (М - белковые маркеры молекулярной массы, кДа; стрелкой указан рекомбинантный усеченный тритикаин-альфа, shortTRIT-α);
на фиг. 6 - электрофореграмма протеолитического расщепления коллагена (дорожка 2) рекомбинантным усеченным тритикаином-альфа (shortTRIT-α, дорожка 1) при условиях реакции: 37°С, рН 5.6, 10 мин, в 14% полиакриламидном геле в присутствии SDS (М - белковые маркеры молекулярной массы, кДа; стрелкой указан рекомбинантный усеченный тритикаин-альфа, shortTRIT-α);
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. Клонирование гена тритикаин-альфа пшеницы и его усеченного фрагмента
На основе известной последовательности мРНК пшеницы (Triticum aestivum), кодирующей полноразмерный ген тритикаина-альфа (GeneBank АВ267407), синтезируют комплементарную ДНК (кДНК) с использованием обратной транскриптазы мышиного вируса лейкемии Молони и праймера на 3′-нетранслируемую область мРНК 5′-gggggatccttacgcgctacttttcttgccg. Амплификацию кодирующей транслируемую область гена полноразмерного тритикаина-альфа ДНК, фланкированную сайтами рестрикции NdeI и BamHI (фиг. 1), проводят с использованием следующих прямого и обратного праймеров: 5′-ccccatatgcatcatcatcatcatcatgccatgaggagctccatggccctc и 5′-gggggatccttacgcgctacttttcttgccg (сайты рестрикции NdeI и BamHI выделены подчеркиванием). Продукт амплификации и плазмидную ДНК рЕТ-42а(+) обрабатывают рестриктазами NdeI и BamHI, соединяют при помощи лигазной реакции, после чего реакционную смесь трансфицируют в компетентные клетки E. coli BL21-CodonPlus(DE3)-RIL. Трансформированные клетки высевают на агаризованную среду LB, содержащую канамицин (до конечной концентрации 50 мг/мл). Из отобранных методом ПЦР (с помощью универсальных праймеров для рЕТ-векторов) клонов выделяют целевую плазмидную ДНК (pET_TRIT-α). Нуклеотидную последовательность встроенного фрагмента подтверждают секвенированием по Сенгеру. Отобранные клоны наращивают для оценки продуктивности, устойчивости к антибиотикам и стабильности трансформации.
Конструирование новой последовательности ДНК, кодирующей усеченный фрагмент гена тритикаина-альфа (shortTRIT-α, без лидерного пептида и гранулин-подобного домена, фиг. 2) для экспрессии в бактериальной системе, осуществляют на основе плазмидной ДНК pET_TRIT-α в качестве матрицы и праймеров: 5′-atggatccatcgtgtcgtacggggag (сайт рестрикции BamHI выделен подчеркиванием) и 5′-tattaagcttttagcccgtcttcgtcggg (сайт рестрикции HindIII выделен подчеркиванием). Продукт амплификации клонируют в экспрессионную плазмиду pQE-80L по сайтам рестрикции BamHI и HindIII, используя штамм E. coli JM109. Скрининг колоний проводят методом рестрикционного анализа и последующего секвенирования.
Пример 2. Синтез усеченной формы тритикаина-альфа пшеницы (рекомбинантного усеченного тритикаина-альфа, препарата shortTRIT-α) в клетках E. coli
Штамм E. coli JM109, трансформированный плазмидой pQE80L_shortTRIT-α, выращивают в среде LB при 37°С в аэробных условиях с добавлением ампициллина (до конечной концентрации 100 мг/мл) в течение 12-14 ч (посевной материал), инокулируют новую порцию питательной среды в соотношении 1:50, растят культуру до достижения оптической плотности А600 0.6-0.8, индуцируют 1 мМ изопропилтио-β-D-галактозидом (ИПТГ) и растят еще 2.5-3 часа. При индукции ИПТГ происходит биосинтез рекомбинантного shortTRIT-α (37.45 кДа, фиг. 3), который накапливается в клетках в нерастворимой форме. Отбирают пробы клеточной суспензии до и после индукции в количестве, соответствующем 0.1 оптических единиц (о.е.), осаждают центрифугированием, суспендируют в лизирующем буфере (0.03 М Трис-HCl, рН 6.8, 10% глицерин, 1% додецилсульфат натрия, 3% меркаптоэтанол, 0.005% бромфеноловый синий), нагревают 5 мин при 95°С, и образцы объемом 20 мкл анализируют электрофорезом в 12% полиакриламидном геле с додецилсульфатом натрия. Гель прокрашивают кумасси R-250 по стандартной методике и сканируют для определения относительного количества белка в полосе целевого белка (фиг. 3). По данным сканирования содержание рекомбинантного shortTRIT-α составляет 15-20% от всех клеточных белков.
Пример 3. Очистка препарата рекомбинантного shortTRIT-α из E. coli
Очистку целевого белка shortTRIT-α проводят методом аффинной (металл-хелатной) хроматографии. Получение рекомбинантного shortTRIT-α из клеток штамма-продуцента JM109/pQE80L_shortTRIT-α включает несколько стадий. Осажденную центрифугированием клеточную биомассу экспрессионной культуры ресуспендируют в буфере, содержащем 0.01 М Трис-HCl, рН 8.0, и гомогенизируют на ультразвуковом дезинтеграторе в течение 1 мин при 4°С. Полученный после центрифугирования лизата (16000х g, 4°С, 10 мин) осадок промывают исходным буфером и растворяют в буфере А, состоящем из 6 М гуанидин-хлорида и 0.05 М Трис-HCl, рН 7.8. Раствор осветляют центрифугированием (16000х g, 4°С, 1 ч) и наносят на колонку (диаметр 1.5 см) с активированной ионами никеля иминодиацетат-сефарозой, уравновешенную буфером А. Процесс хроматографии проводят на системе BioLogic (BioRad) с детекцией при 280 нм. Сорбент последовательно промывают уравновешивающим буфером А и тем же буфером с содержанием 8 М мочевины и 0.005 М имидазола. Белок элюируют буфером А с содержанием 8 М мочевины и 0.25 М имидазола, добавляют в охлажденный 0.05 М Трис-HCl, рН 7.8 с 0.5 М аргинин-хлорида и 2 М мочевиной в соотношении 1:5 и перемешивают 1 ч при 4°С. Раствор диализуют против 0.05 М Трис-HCl, рН 7.8 при 4°С в течение 18 ч, трижды производя замену буфера на свежий. Супернатант, полученный после центрифугирования диализата (10000х g, 4°С, 30 мин), концентрируют на ячейке Amicon с мембраной РМ-10 (Millipore) с последующим диализом против фосфатно-солевого буфера (PBS, рН 7.4, 4°С, 18 ч). Концентрацию целевого белка определяют с помощью ВСА-реагента (бицинхониновой кислоты), аликвотируют по стеклянным флаконам, замораживают и лиофилизуют.
Выход полученного таким способом рекомбинантного shortTRIT-α составляет не менее 55 мг с 1 л бактериальной культуры с чистотой не менее 85% (по данным электрофоретического анализа). Следует отметить, что целевой белок shortTRIT-α, проявляющий протеазную активность, подвергается автопротеолизу в процессе выделения и вследствие этого детектируется в электрофорезном геле в виде мажорной полосы размером около 31 кДа (так называемая процессированная форма) и низкомолекулярных фрагментов (фиг. 4).
Пример 4. Определение протеолитической активности рекомбинантного shortTRIT-α
Ферментативную (протеолитическую) активность рекомбинантного усеченного тритикаина-альфа shortTRIT-α определяют по способности расщепления белковых субстратов. В качестве субстратов используют глютен пшеницы (Sigma) и выделенный из дермы крупного рогатого скота коллаген. Расщепление указанных белков имеет большое значение в терапевтических (лечение целиакии, ферментативного очищения некротических тканей, коллаген-индуцированного артрита и др. [12, 14, 15]), диагностических [16] и некоторых технологических (гидролиз белков соединительных тканей [17]) целях. Протеолитическую реакцию проводят путем инкубирования глютена или коллагена с препаратом shortTRIT-α в массовом соотношении 20:1 при 25 и 37°С в течение 10-15 мин в 0.2 М глициновом (рН 3.4), 0.2 М ацетатном (рН 5.6) или 0.2 М фосфатном (рН 7.0) буферах. Результаты протеолиза анализируют электрофорезом белков в 14% полиакриламидном геле с додецилсульфатом натрия (фиг. 5, 6). Рекомбинантный shortTRIT-α проявляет оптимальную активность при значениях рН 5-7 всего за 10 мин в диапазоне указанных температур.
Преимуществами заявленного технического решения являются, во-первых, возможность получения усеченного фрагмента тритикаина-альфа в бактериях за счет создания соответствующей конструкции плазмидной ДНК; во-вторых, упрощенная методика выделения рекомбинантного белка из E. coli за счет введения в состав полипептидной цепи шести остатков гистидина; в-третьих, получение протеолитически активного препарата тритикаина-альфа, состоящего из усеченной формы полноразмерного тритикаина-альфа, который может быть основой для создания ферментных лекарственных средств в терапии некоторых заболеваний (в частности, целиакии).
Источники информации
1. Т. Kiyosaki, Т. Asakura, I. Matsumoto, et al. J Plant Physiol, 2009, 1, 166(1), 101-106.
2. K. Muntz, M.A. Belozersky, Y.E. Dunaevsky, et al. J Exp Bot, 2001, 52, 1741-1752.
3. J.Q. Ling, T. Kojima, M. Shiraiwa, et al. Biochim Biophys Acta, 2003, 1627, 129-139.
4. A. Capocchi, M. Cinollo, L. Galleschi, et al. JAgric Food Chem, 2000, 48, 6271-6279.
5. T. Okamoto, T. Shimada, I. Hara-Nishimura, et al. Plant Physiol, 2003, 132, 1892-1900.
6. A. Mikkonen, I Porali, M. Cercos, et al. Plant Mol Biol, 1996, 31 (2), 239-254.
7. H. Kondo, K. Abe, I. Nishimura, et al. J Biol Chem, 1990, 15, 265(26), 15832-15837.
8. T. Kiyosaki, I. Matsumoto, T. Asakura, et al. FEBS J, 2007, 274, 1908-1917.
9. N. McGough, J.H. Cummings. Proc Nutr Soc, 2005, 64(4), 434-450.
10. J.S. Leeds, A.D. Hopper, D.S. Sanders. Br Med Bull, 2008, 88(1), 157-170.
11. WGO - OMGE: Practice guidelines. World Gastroenterology News, 10 (2, 2), 2005, 1-8.
12. S. Rashtak, J.A. Murray. Aliment Pharmacol Ther, 2012, 35(7), 768-781.
13. H. Vora, J. McIntire, P. Kumar, et al. Biotechnol Bioeng, 2007, 1, 98(1), 177-185.
14. D.P. Orgill, P.Y. Liu, L.S. Ritterbush, et al. J Burn Care Rehabil, 1996, 17, 311-322.
15. S. Khare, С. Krco, M. Griffiths, et. al. J Immunol, 1995, 155, 3653-3659.
16. T. Mazda, K. Makino, R. Yabe, et al. Transfus Med, 1995, 5, 43-50.
17. R.A. Lawrie, Meat Science, Pergamon Press, Oxford, 1991, p. 212.

Claims (3)

1. Способ получения усеченной формы тритикаина-альфа пшеницы, имеющей последовательность SEQ ID NO: 2 (shortTRIT-α), рекомбинантно экспрессирующейся в бактериальной системе, заключающийся в том, что проводят культивирование клеток E. coli JM109, трансформированных плазмидой pQE80L_shortTRIT-α, содержащей последовательность ДНК, кодирующей белок shortTRIT-α, в среде LB с добавлением ампициллина при 37°С в аэробных условиях в течение 12-14 ч, посевным материалом инокулируют питательную среду, растят культуру до достижения оптической плотности А600 0.6-0.8, индуцируют 1 мМ изопропилтио-β-D-галактозидом и растят еще 2.5-3 часа; очистку целевого белка shortTRIT-α проводят методом аффинной металл-хелатной хроматографии: осажденную центрифугированием клеточную биомассу экспрессионной культуры ресуспендируют в буфере, содержащем 0.01 М Трис-HCl, рН 8.0 и гомогенизируют на ультразвуковом дезинтеграторе в течение 1 мин при 4°С, полученный после центрифугирования лизата осадок промывают исходным буфером и растворяют в буфере А, состоящем из 6 М гуанидин-хлорида и 0.05 М Трис-HCl, рН 7.8, раствор осветляют центрифугированием и наносят на колонку с активированной ионами никеля иминодиацетат-сефарозой, уравновешенную буфером А, сорбент последовательно промывают уравновешивающим буфером А и тем же буфером с содержанием 8 М мочевины и 0.005 М имидазола, белок элюируют буфером А с содержанием 8 М мочевины и 0.25 М имидазола, затем элюат добавляют в охлажденный буфер 0.05 М Трис-HCl, 0.5 М аргинин-хлорид, 2 М мочевина, рН 7.8 в соотношении 1:5 и перемешивают 1 ч при 4°С, раствор диализуют против 0.05 М Трис-HCl, рН 7.8 при 4°С, супернатант, полученный после центрифугирования диализата, концентрируют на ячейке Amicon с мембраной РМ-10 (Millipore), с последующим диализом против фосфатно-солевого буфера PBS, рН 7.4, при 4°С, определяют концентрацию белка shortTRIT-α, аликвотируют по стеклянным флаконам, замораживают и лиофилизуют.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что плазмида pQE80L_shortTRIT-α, содержащая последовательность ДНК, кодирующую белок shortTRIT-α, может быть модифицирована добавлением последовательности, кодирующей лидерный пептид и/или гранулин-подобный домен тритикаина-альфа.
3. Биологически активный белковый препарат, полученный способом по п. 1, чистота которого составляет не менее 85% с выходом не менее 55 мг с литра бактериальной культуры, характеризующийся тем, что он обладает высокой специфической ферментативной активностью и имеет аминокислотную последовательность SEQ ID NO: 2.
RU2015105274/10A 2015-02-17 2015-02-17 Способ получения белков семейства цистеиновых протеаз пшеницы (triticum aestivum) и препарат белка тритикаин-альфа, полученный этим способом RU2603054C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015105274/10A RU2603054C2 (ru) 2015-02-17 2015-02-17 Способ получения белков семейства цистеиновых протеаз пшеницы (triticum aestivum) и препарат белка тритикаин-альфа, полученный этим способом

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015105274/10A RU2603054C2 (ru) 2015-02-17 2015-02-17 Способ получения белков семейства цистеиновых протеаз пшеницы (triticum aestivum) и препарат белка тритикаин-альфа, полученный этим способом

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015105274A RU2015105274A (ru) 2016-09-20
RU2603054C2 true RU2603054C2 (ru) 2016-11-20

Family

ID=56891769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015105274/10A RU2603054C2 (ru) 2015-02-17 2015-02-17 Способ получения белков семейства цистеиновых протеаз пшеницы (triticum aestivum) и препарат белка тритикаин-альфа, полученный этим способом

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2603054C2 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2676322C1 (ru) * 2017-06-28 2018-12-27 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский университет) Препарат цистеиновой протеиназы пшеницы тритикаина-альфа, полученной в растворимой форме, и способ получения препарата
WO2019070168A1 (ru) * 2017-10-05 2019-04-11 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский университет) Лекарственное средство для лечения целиакии и способ его получения
RU2740319C1 (ru) * 2020-03-19 2021-01-13 Общество с ограниченной ответственностью "Альфа-Тритикаин" Способ повышения активности тритикаина-альфа

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008115428A2 (en) * 2007-03-16 2008-09-25 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University A scaleable manufacturing process for cysteine endoprotease b, isoform 2

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008115428A2 (en) * 2007-03-16 2008-09-25 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University A scaleable manufacturing process for cysteine endoprotease b, isoform 2

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GenBank: *
МОЖИНА Н.В. и др. Выделение и свойства цистеиновой протеиназы Serratia proteamaculans 94, Биоорг.химия 2008, 34(3): 303-309. *
найдено в Интернет по адресу https://ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/AB267407">https://ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/AB267407. KIYOSAKI T et al. Wheat cysteine proteases triticain alpha, beta and gamma exhibit mutually distinct responses to gibberellin in germinating seeds, J Plant Physiol, 2009, 1, 166(1), p.101-106. *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2676322C1 (ru) * 2017-06-28 2018-12-27 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский университет) Препарат цистеиновой протеиназы пшеницы тритикаина-альфа, полученной в растворимой форме, и способ получения препарата
WO2019004878A1 (ru) * 2017-06-28 2019-01-03 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский университет) Препарат цистеиновой протеиназы пшеницы тритикаина-альфа, полученной в растворимой форме, и способ получения препарата
EA038578B1 (ru) * 2017-06-28 2021-09-17 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский университет) Препарат цистеиновой протеиназы пшеницы тритикаина-альфа, полученной в растворимой форме, и способ получения препарата
US11447780B2 (en) 2017-06-28 2022-09-20 Federal State Autonomous Educational Institution Of Higher Education I.M. Sechenov First Moscow State Medical University Of The Ministry Of Healthcare Of The Russian Federation (Sechenovskiy University) Preparation of wheat cysteine protease triticain-alpha produced in soluble form and method of producing same
WO2019070168A1 (ru) * 2017-10-05 2019-04-11 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский университет) Лекарственное средство для лечения целиакии и способ его получения
EA039097B1 (ru) * 2017-10-05 2021-12-03 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский университет) Лекарственное средство для лечения целиакии и способ его получения
RU2740319C1 (ru) * 2020-03-19 2021-01-13 Общество с ограниченной ответственностью "Альфа-Тритикаин" Способ повышения активности тритикаина-альфа

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015105274A (ru) 2016-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hwang et al. Purification and characterization of a new fibrinolytic enzyme of Bacillus licheniformis KJ-31, isolated from Korean traditional Jeot-gal
Zhao et al. Development of a rapid high-efficiency scalable process for acetylated Sus scrofa cationic trypsin production from Escherichia coli inclusion bodies
US11447780B2 (en) Preparation of wheat cysteine protease triticain-alpha produced in soluble form and method of producing same
Lin et al. High-level expression and characterization of the thermostable leucine aminopeptidase Thelap from the thermophilic fungus Thermomyces lanuginosus in Aspergillus niger and its application in soy protein hydrolysis
RU2603054C2 (ru) Способ получения белков семейства цистеиновых протеаз пшеницы (triticum aestivum) и препарат белка тритикаин-альфа, полученный этим способом
CN108841851B (zh) 一种利用食源安全性宿主表达谷氨酰胺转氨酶的方法
JP4239412B2 (ja) トランスグルタミナーゼの製造方法
Dolečková et al. The functional expression and characterisation of a cysteine peptidase from the invasive stage of the neuropathogenic schistosome Trichobilharzia regenti
Takeshita et al. Determination of the complete cDNA sequence, construction of expression systems, and elucidation of fibrinolytic activity for Tapes japonica lysozyme
CN109679941B (zh) 一种蛹虫草纤维蛋白溶解酶及其制备方法和应用
CN113166231A (zh) 胰凝乳蛋白酶抑制剂变体及其用途
US11739311B2 (en) Gene recombinant vector, genetically engineered strain and preparation method of collagenase
US20020192754A1 (en) Method for producing active serine proteases and inactive variants
JP5283154B2 (ja) トリプシン様酵素
KR101634078B1 (ko) 봉입체 형성 단백질의 제조방법
Jiang et al. Soluble expression, purification, and characterization of Gloydius shedaoensis venom gloshedobin in Escherichia coli by using fusion partners
Balaban et al. Purification and characterization of serine proteinase 2 from Bacillus intermedius 3-19
CN112852788A (zh) 一种碱性底物选择性提高的枯草蛋白酶e突变体及其应用
KR0180103B1 (ko) 바실러스 서브틸리스 속 균주 유래의 혈전용해효소
Tanaka et al. High-level production and purification of clostripain expressed in a virulence-attenuated strain of Clostridium perfringens
Klomklao et al. Trypsin from the Pyloric Ceca of Pectoral Rattail (Coryphaenoides pectoralis): purification and characterization
RU2782586C1 (ru) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЩЕЛОЧНОЙ ФИБРИНОЛИТИЧЕСКОЙ ПРОТЕАЗЫ, ОБРАЗУЕМОЙ МИКРОМИЦЕТАМИ Aspergillus ochraceus
Inokuchi et al. Isolation of pepsinogen A from gastric mucosa of bullfrog, Rana catesbeiana
JP4815568B2 (ja) 好熱性プロリルエンドペプチダーゼ
RU2740319C1 (ru) Способ повышения активности тритикаина-альфа

Legal Events

Date Code Title Description
HZ9A Changing address for correspondence with an applicant
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180218

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20190715