RU2120475C1 - Method of synthesis of polypeptide, hybrid dna (variants), fusion protein (variants) - Google Patents
Method of synthesis of polypeptide, hybrid dna (variants), fusion protein (variants) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2120475C1 RU2120475C1 SU5052908A SU5052908A RU2120475C1 RU 2120475 C1 RU2120475 C1 RU 2120475C1 SU 5052908 A SU5052908 A SU 5052908A SU 5052908 A SU5052908 A SU 5052908A RU 2120475 C1 RU2120475 C1 RU 2120475C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pro
- fusion protein
- protein
- cleavage
- protease
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 75
- 108020001507 fusion proteins Proteins 0.000 title claims abstract description 49
- 102000037865 fusion proteins Human genes 0.000 title claims abstract description 49
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 title claims abstract description 28
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 title claims abstract description 21
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 title claims abstract description 16
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title abstract description 8
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title abstract 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 claims abstract description 40
- 239000004365 Protease Substances 0.000 claims abstract description 30
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 18
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims abstract description 12
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims abstract description 12
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000013604 expression vector Substances 0.000 claims abstract 2
- 238000003259 recombinant expression Methods 0.000 claims abstract 2
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 claims description 106
- 230000007017 scission Effects 0.000 claims description 105
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 claims description 68
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims description 47
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 34
- 108091005804 Peptidases Proteins 0.000 claims description 30
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 claims description 22
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims description 20
- 102000004269 Granulocyte Colony-Stimulating Factor Human genes 0.000 claims description 19
- 108010017080 Granulocyte Colony-Stimulating Factor Proteins 0.000 claims description 19
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 claims description 18
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 claims description 18
- 108010077112 prolyl-proline Proteins 0.000 claims description 17
- RWCOTTLHDJWHRS-YUMQZZPRSA-N Pro-Pro Chemical compound OC(=O)[C@@H]1CCCN1C(=O)[C@H]1NCCC1 RWCOTTLHDJWHRS-YUMQZZPRSA-N 0.000 claims description 16
- 229930182817 methionine Natural products 0.000 claims description 16
- QOLYAJSZHIJCTO-VQVTYTSYSA-N Thr-Pro Chemical compound C[C@@H](O)[C@H](N)C(=O)N1CCC[C@H]1C(O)=O QOLYAJSZHIJCTO-VQVTYTSYSA-N 0.000 claims description 14
- FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N L-methionine Chemical compound CSCC[C@H](N)C(O)=O FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N 0.000 claims description 13
- 102000009016 Cholera Toxin Human genes 0.000 claims description 10
- 108010049048 Cholera Toxin Proteins 0.000 claims description 10
- 108010087924 alanylproline Proteins 0.000 claims description 9
- WPWUFUBLGADILS-WDSKDSINSA-N Ala-Pro Chemical compound C[C@H](N)C(=O)N1CCC[C@H]1C(O)=O WPWUFUBLGADILS-WDSKDSINSA-N 0.000 claims description 7
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 claims description 7
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims description 6
- 108010048188 MS2 polymerase Proteins 0.000 claims description 5
- 241000588653 Neisseria Species 0.000 claims description 5
- 108020004705 Codon Proteins 0.000 claims description 3
- 241000606790 Haemophilus Species 0.000 claims description 3
- 241000588652 Neisseria gonorrhoeae Species 0.000 claims description 3
- 108010005774 beta-Galactosidase Proteins 0.000 claims description 3
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 claims description 3
- 241001501603 Haemophilus aegyptius Species 0.000 claims description 2
- 102000005936 beta-Galactosidase Human genes 0.000 claims description 2
- 238000012258 culturing Methods 0.000 claims description 2
- 210000003000 inclusion body Anatomy 0.000 claims description 2
- 244000052769 pathogen Species 0.000 claims description 2
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 claims description 2
- 102100037486 Reverse transcriptase/ribonuclease H Human genes 0.000 claims 8
- 210000004899 c-terminal region Anatomy 0.000 claims 5
- 101710140962 Capsid scaffolding protein Proteins 0.000 claims 4
- 241000606768 Haemophilus influenzae Species 0.000 claims 1
- 241000588650 Neisseria meningitidis Species 0.000 claims 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 abstract description 173
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 abstract description 158
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 abstract description 27
- 238000002955 isolation Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 abstract 1
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 153
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 64
- 108010002231 IgA-specific serine endopeptidase Proteins 0.000 description 60
- 125000003275 alpha amino acid group Chemical group 0.000 description 39
- 230000012743 protein tagging Effects 0.000 description 30
- 102000035195 Peptidases Human genes 0.000 description 22
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 22
- AYFVYJQAPQTCCC-GBXIJSLDSA-N L-threonine Chemical compound C[C@@H](O)[C@H](N)C(O)=O AYFVYJQAPQTCCC-GBXIJSLDSA-N 0.000 description 20
- 239000000047 product Substances 0.000 description 20
- 102000014914 Carrier Proteins Human genes 0.000 description 17
- 108010078791 Carrier Proteins Proteins 0.000 description 17
- 108091034117 Oligonucleotide Proteins 0.000 description 15
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 15
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 14
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 14
- 125000001360 methionine group Chemical group N[C@@H](CCSC)C(=O)* 0.000 description 14
- JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N [3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-hydroxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methyl [5-(6-aminopurin-9-yl)-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-yl] hydrogen phosphate Polymers Cc1cn(C2CC(OP(O)(=O)OCC3OC(CC3OP(O)(=O)OCC3OC(CC3O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)C(COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3CO)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)O2)c(=O)[nH]c1=O JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 11
- 235000019419 proteases Nutrition 0.000 description 11
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 description 10
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 10
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 10
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000013612 plasmid Substances 0.000 description 9
- 108020004511 Recombinant DNA Proteins 0.000 description 8
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K tripotassium phosphate Chemical compound [K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])([O-])=O LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 8
- CGBYDGAJHSOGFQ-LPEHRKFASA-N Pro-Ala-Pro Chemical compound C[C@@H](C(=O)N1CCC[C@@H]1C(=O)O)NC(=O)[C@@H]2CCCN2 CGBYDGAJHSOGFQ-LPEHRKFASA-N 0.000 description 7
- 108010029539 arginyl-prolyl-proline Proteins 0.000 description 7
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 7
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 7
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 7
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 description 6
- 102000007056 Recombinant Fusion Proteins Human genes 0.000 description 6
- 108010008281 Recombinant Fusion Proteins Proteins 0.000 description 6
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 6
- 238000004153 renaturation Methods 0.000 description 6
- MAZZQZWCCYJQGZ-GUBZILKMSA-N Ala-Pro-Arg Chemical compound [H]N[C@@H](C)C(=O)N1CCC[C@H]1C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(O)=O MAZZQZWCCYJQGZ-GUBZILKMSA-N 0.000 description 5
- 108091026890 Coding region Proteins 0.000 description 5
- ICTZKEXYDDZZFP-SRVKXCTJSA-N Pro-Arg-Pro Chemical compound N([C@@H](CCCN=C(N)N)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(O)=O)C(=O)[C@@H]1CCCN1 ICTZKEXYDDZZFP-SRVKXCTJSA-N 0.000 description 5
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 108010060035 arginylproline Proteins 0.000 description 5
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 5
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- 235000019333 sodium laurylsulphate Nutrition 0.000 description 5
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 5
- 102000029816 Collagenase Human genes 0.000 description 4
- 108060005980 Collagenase Proteins 0.000 description 4
- 101000930822 Giardia intestinalis Dipeptidyl-peptidase 4 Proteins 0.000 description 4
- 102000000646 Interleukin-3 Human genes 0.000 description 4
- 108010002386 Interleukin-3 Proteins 0.000 description 4
- FELJDCNGZFDUNR-WDSKDSINSA-N Pro-Ala Chemical compound OC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@@H]1CCCN1 FELJDCNGZFDUNR-WDSKDSINSA-N 0.000 description 4
- 108010076504 Protein Sorting Signals Proteins 0.000 description 4
- WBAXJMCUFIXCNI-WDSKDSINSA-N Ser-Pro Chemical compound OC[C@H](N)C(=O)N1CCC[C@H]1C(O)=O WBAXJMCUFIXCNI-WDSKDSINSA-N 0.000 description 4
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 4
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 4
- 229940076264 interleukin-3 Drugs 0.000 description 4
- 229910000160 potassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 4
- 235000011009 potassium phosphates Nutrition 0.000 description 4
- 108010026333 seryl-proline Proteins 0.000 description 4
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 4
- 239000004475 Arginine Substances 0.000 description 3
- 108010016626 Dipeptides Proteins 0.000 description 3
- 108010042407 Endonucleases Proteins 0.000 description 3
- 102000004533 Endonucleases Human genes 0.000 description 3
- 241001646716 Escherichia coli K-12 Species 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 108010014173 Factor X Proteins 0.000 description 3
- 102000000588 Interleukin-2 Human genes 0.000 description 3
- 108010002350 Interleukin-2 Proteins 0.000 description 3
- KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N Lysine Natural products NCCCCC(N)C(O)=O KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000001429 N-terminal alpha-amino-acid group Chemical group 0.000 description 3
- MTCFGRXMJLQNBG-UHFFFAOYSA-N Serine Natural products OCC(N)C(O)=O MTCFGRXMJLQNBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 108010090804 Streptavidin Proteins 0.000 description 3
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- ODKSFYDXXFIFQN-UHFFFAOYSA-N arginine Natural products OC(=O)C(N)CCCNC(N)=N ODKSFYDXXFIFQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010367 cloning Methods 0.000 description 3
- 239000012228 culture supernatant Substances 0.000 description 3
- 210000003714 granulocyte Anatomy 0.000 description 3
- 229960000789 guanidine hydrochloride Drugs 0.000 description 3
- PJJJBBJSCAKJQF-UHFFFAOYSA-N guanidinium chloride Chemical compound [Cl-].NC(N)=[NH2+] PJJJBBJSCAKJQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 239000000825 pharmaceutical preparation Substances 0.000 description 3
- 239000008057 potassium phosphate buffer Substances 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- 238000002415 sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis Methods 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N tris Chemical compound OCC(N)(CO)CO LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 108091028026 C-DNA Proteins 0.000 description 2
- 108090000624 Cathepsin L Proteins 0.000 description 2
- 102000004172 Cathepsin L Human genes 0.000 description 2
- -1 LYS amino acid Chemical class 0.000 description 2
- 108010086093 Mung Bean Nuclease Proteins 0.000 description 2
- 102000016943 Muramidase Human genes 0.000 description 2
- 108010014251 Muramidase Proteins 0.000 description 2
- 108010062010 N-Acetylmuramoyl-L-alanine Amidase Proteins 0.000 description 2
- 239000008049 TAE buffer Substances 0.000 description 2
- WTMPKZWHRCMMMT-KZVJFYERSA-N Thr-Pro-Ala Chemical compound [H]N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)N1CCC[C@H]1C(=O)N[C@@H](C)C(O)=O WTMPKZWHRCMMMT-KZVJFYERSA-N 0.000 description 2
- AYFVYJQAPQTCCC-UHFFFAOYSA-N Threonine Chemical group CC(O)C(N)C(O)=O AYFVYJQAPQTCCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004473 Threonine Chemical group 0.000 description 2
- HGEVZDLYZYVYHD-UHFFFAOYSA-N acetic acid;2-amino-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol;2-[2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl-(carboxymethyl)amino]acetic acid Chemical compound CC(O)=O.OCC(N)(CO)CO.OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O HGEVZDLYZYVYHD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 238000001042 affinity chromatography Methods 0.000 description 2
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 description 2
- 238000002306 biochemical method Methods 0.000 description 2
- 238000013452 biotechnological production Methods 0.000 description 2
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 2
- 238000005277 cation exchange chromatography Methods 0.000 description 2
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 229960002424 collagenase Drugs 0.000 description 2
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 2
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000010353 genetic engineering Methods 0.000 description 2
- 210000000987 immune system Anatomy 0.000 description 2
- 238000003018 immunoassay Methods 0.000 description 2
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 2
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 2
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 2
- 229960000274 lysozyme Drugs 0.000 description 2
- 239000004325 lysozyme Substances 0.000 description 2
- 235000010335 lysozyme Nutrition 0.000 description 2
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 2
- 239000000546 pharmaceutical excipient Substances 0.000 description 2
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 235000019833 protease Nutrition 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000012552 review Methods 0.000 description 2
- 230000003248 secreting effect Effects 0.000 description 2
- 230000014616 translation Effects 0.000 description 2
- MTCFGRXMJLQNBG-REOHCLBHSA-N (2S)-2-Amino-3-hydroxypropansäure Chemical compound OC[C@H](N)C(O)=O MTCFGRXMJLQNBG-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- LOGFVTREOLYCPF-KXNHARMFSA-N (2s,3r)-2-[[(2r)-1-[(2s)-2,6-diaminohexanoyl]pyrrolidine-2-carbonyl]amino]-3-hydroxybutanoic acid Chemical compound C[C@@H](O)[C@@H](C(O)=O)NC(=O)[C@H]1CCCN1C(=O)[C@@H](N)CCCCN LOGFVTREOLYCPF-KXNHARMFSA-N 0.000 description 1
- 230000006269 (delayed) early viral mRNA transcription Effects 0.000 description 1
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QFVHZQCOUORWEI-UHFFFAOYSA-N 4-[(4-anilino-5-sulfonaphthalen-1-yl)diazenyl]-5-hydroxynaphthalene-2,7-disulfonic acid Chemical compound C=12C(O)=CC(S(O)(=O)=O)=CC2=CC(S(O)(=O)=O)=CC=1N=NC(C1=CC=CC(=C11)S(O)(=O)=O)=CC=C1NC1=CC=CC=C1 QFVHZQCOUORWEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000007592 Apolipoproteins Human genes 0.000 description 1
- 108010071619 Apolipoproteins Proteins 0.000 description 1
- LQJAALCCPOTJGB-YUMQZZPRSA-N Arg-Pro Chemical compound NC(N)=NCCC[C@H](N)C(=O)N1CCC[C@H]1C(O)=O LQJAALCCPOTJGB-YUMQZZPRSA-N 0.000 description 1
- YCYXHLZRUSJITQ-SRVKXCTJSA-N Arg-Pro-Pro Chemical compound NC(=N)NCCC[C@H](N)C(=O)N1CCC[C@H]1C(=O)N1[C@H](C(O)=O)CCC1 YCYXHLZRUSJITQ-SRVKXCTJSA-N 0.000 description 1
- 101800001288 Atrial natriuretic factor Proteins 0.000 description 1
- 102400001282 Atrial natriuretic peptide Human genes 0.000 description 1
- 101800001890 Atrial natriuretic peptide Proteins 0.000 description 1
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 1
- 101100039010 Caenorhabditis elegans dis-3 gene Proteins 0.000 description 1
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K Citrate Chemical compound [O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 102000003712 Complement factor B Human genes 0.000 description 1
- 108090000056 Complement factor B Proteins 0.000 description 1
- 238000011537 Coomassie blue staining Methods 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N D-Mannitol Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N 0.000 description 1
- 102000053602 DNA Human genes 0.000 description 1
- 108010054576 Deoxyribonuclease EcoRI Proteins 0.000 description 1
- FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N Dextrotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 102000005593 Endopeptidases Human genes 0.000 description 1
- 108010059378 Endopeptidases Proteins 0.000 description 1
- 102000003951 Erythropoietin Human genes 0.000 description 1
- 108090000394 Erythropoietin Proteins 0.000 description 1
- 241000701959 Escherichia virus Lambda Species 0.000 description 1
- 108010091443 Exopeptidases Proteins 0.000 description 1
- 102000018389 Exopeptidases Human genes 0.000 description 1
- 206010018612 Gonorrhoea Diseases 0.000 description 1
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 1
- 101000987586 Homo sapiens Eosinophil peroxidase Proteins 0.000 description 1
- 101000920686 Homo sapiens Erythropoietin Proteins 0.000 description 1
- 108060003951 Immunoglobulin Proteins 0.000 description 1
- 102000003777 Interleukin-1 beta Human genes 0.000 description 1
- 108090000193 Interleukin-1 beta Proteins 0.000 description 1
- QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N L-alanine Chemical group C[C@H](N)C(O)=O QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- ROHFNLRQFUQHCH-YFKPBYRVSA-N L-leucine Chemical compound CC(C)C[C@H](N)C(O)=O ROHFNLRQFUQHCH-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 1
- 125000000174 L-prolyl group Chemical group [H]N1C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[C@@]1([H])C(*)=O 0.000 description 1
- 101710173438 Late L2 mu core protein Proteins 0.000 description 1
- ROHFNLRQFUQHCH-UHFFFAOYSA-N Leucine Natural products CC(C)CC(N)C(O)=O ROHFNLRQFUQHCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000003960 Ligases Human genes 0.000 description 1
- 108090000364 Ligases Proteins 0.000 description 1
- 102000008072 Lymphokines Human genes 0.000 description 1
- 108010074338 Lymphokines Proteins 0.000 description 1
- 239000004472 Lysine Substances 0.000 description 1
- 241001082241 Lythrum hyssopifolia Species 0.000 description 1
- 229930195725 Mannitol Natural products 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 125000000729 N-terminal amino-acid group Chemical group 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 description 1
- 102000009890 Osteonectin Human genes 0.000 description 1
- 108010077077 Osteonectin Proteins 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- RCYUBVHMVUHEBM-RCWTZXSCSA-N Pro-Pro-Thr Chemical compound [H]N1CCC[C@H]1C(=O)N1CCC[C@H]1C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(O)=O RCYUBVHMVUHEBM-RCWTZXSCSA-N 0.000 description 1
- 101710188315 Protein X Proteins 0.000 description 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- 241000607142 Salmonella Species 0.000 description 1
- 239000012506 Sephacryl® Substances 0.000 description 1
- 238000012300 Sequence Analysis Methods 0.000 description 1
- 241000194017 Streptococcus Species 0.000 description 1
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 1
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 1
- 108091008874 T cell receptors Proteins 0.000 description 1
- 102000016266 T-Cell Antigen Receptors Human genes 0.000 description 1
- 210000001744 T-lymphocyte Anatomy 0.000 description 1
- VPZKQTYZIVOJDV-LMVFSUKVSA-N Thr-Ala Chemical compound C[C@@H](O)[C@H](N)C(=O)N[C@@H](C)C(O)=O VPZKQTYZIVOJDV-LMVFSUKVSA-N 0.000 description 1
- 229920004890 Triton X-100 Polymers 0.000 description 1
- 239000013504 Triton X-100 Substances 0.000 description 1
- 108090000631 Trypsin Proteins 0.000 description 1
- 102000004142 Trypsin Human genes 0.000 description 1
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 1
- 206010052428 Wound Diseases 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical group 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 235000004279 alanine Nutrition 0.000 description 1
- 102000015395 alpha 1-Antitrypsin Human genes 0.000 description 1
- 108010050122 alpha 1-Antitrypsin Proteins 0.000 description 1
- 229940024142 alpha 1-antitrypsin Drugs 0.000 description 1
- AVKUERGKIZMTKX-NJBDSQKTSA-N ampicillin Chemical compound C1([C@@H](N)C(=O)N[C@H]2[C@H]3SC([C@@H](N3C2=O)C(O)=O)(C)C)=CC=CC=C1 AVKUERGKIZMTKX-NJBDSQKTSA-N 0.000 description 1
- 229960000723 ampicillin Drugs 0.000 description 1
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000000721 bacterilogical effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000010352 biotechnological method Methods 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000000601 blood cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000023555 blood coagulation Effects 0.000 description 1
- 210000001185 bone marrow Anatomy 0.000 description 1
- 210000002798 bone marrow cell Anatomy 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 description 1
- NSQLIUXCMFBZME-MPVJKSABSA-N carperitide Chemical compound C([C@H]1C(=O)NCC(=O)NCC(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CCSC)C(=O)N[C@@H](CC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@H](C(NCC(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CSSC[C@@H](C(=O)N1)NC(=O)[C@H](CO)NC(=O)[C@H](CO)NC(=O)[C@H](CCCNC(N)=N)NC(=O)[C@H](CCCNC(N)=N)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@@H](N)CO)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC(O)=CC=1)C(O)=O)=O)[C@@H](C)CC)C1=CC=CC=C1 NSQLIUXCMFBZME-MPVJKSABSA-N 0.000 description 1
- 230000006037 cell lysis Effects 0.000 description 1
- 210000004671 cell-free system Anatomy 0.000 description 1
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 1
- 238000012993 chemical processing Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000002512 chemotherapy Methods 0.000 description 1
- 108090001092 clostripain Proteins 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000012059 conventional drug carrier Substances 0.000 description 1
- ATDGTVJJHBUTRL-UHFFFAOYSA-N cyanogen bromide Chemical compound BrC#N ATDGTVJJHBUTRL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000000805 cytoplasm Anatomy 0.000 description 1
- 210000001151 cytotoxic T lymphocyte Anatomy 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 229940066758 endopeptidases Drugs 0.000 description 1
- 238000006911 enzymatic reaction Methods 0.000 description 1
- 229940105423 erythropoietin Drugs 0.000 description 1
- 239000013613 expression plasmid Substances 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000002523 gelfiltration Methods 0.000 description 1
- 229920006158 high molecular weight polymer Polymers 0.000 description 1
- 102000044890 human EPO Human genes 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000028993 immune response Effects 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 102000018358 immunoglobulin Human genes 0.000 description 1
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- BPHPUYQFMNQIOC-NXRLNHOXSA-N isopropyl beta-D-thiogalactopyranoside Chemical compound CC(C)S[C@@H]1O[C@H](CO)[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O BPHPUYQFMNQIOC-NXRLNHOXSA-N 0.000 description 1
- 208000032839 leukemia Diseases 0.000 description 1
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 1
- 239000012139 lysis buffer Substances 0.000 description 1
- 210000002540 macrophage Anatomy 0.000 description 1
- 239000000594 mannitol Substances 0.000 description 1
- 235000010355 mannitol Nutrition 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 210000001616 monocyte Anatomy 0.000 description 1
- 210000004877 mucosa Anatomy 0.000 description 1
- 210000000440 neutrophil Anatomy 0.000 description 1
- 230000003448 neutrophilic effect Effects 0.000 description 1
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012261 overproduction Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- OXCMYAYHXIHQOA-UHFFFAOYSA-N potassium;[2-butyl-5-chloro-3-[[4-[2-(1,2,4-triaza-3-azanidacyclopenta-1,4-dien-5-yl)phenyl]phenyl]methyl]imidazol-4-yl]methanol Chemical compound [K+].CCCCC1=NC(Cl)=C(CO)N1CC1=CC=C(C=2C(=CC=CC=2)C2=N[N-]N=N2)C=C1 OXCMYAYHXIHQOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000009465 prokaryotic expression Effects 0.000 description 1
- 230000007026 protein scission Effects 0.000 description 1
- 230000002797 proteolythic effect Effects 0.000 description 1
- 230000006337 proteolytic cleavage Effects 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000028327 secretion Effects 0.000 description 1
- 125000003607 serino group Chemical group [H]N([H])[C@]([H])(C(=O)[*])C(O[H])([H])[H] 0.000 description 1
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000000527 sonication Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 1
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 1
- 239000012536 storage buffer Substances 0.000 description 1
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 1
- 229940095064 tartrate Drugs 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 1
- 239000003053 toxin Substances 0.000 description 1
- 231100000765 toxin Toxicity 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
- PIEPQKCYPFFYMG-UHFFFAOYSA-N tris acetate Chemical compound CC(O)=O.OCC(N)(CO)CO PIEPQKCYPFFYMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012588 trypsin Substances 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 239000003981 vehicle Substances 0.000 description 1
- 239000000304 virulence factor Substances 0.000 description 1
- 239000011534 wash buffer Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Peptides Or Proteins (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способу для поледовательноспецифического расщепления полученных биотехнологией протеинов с применением IgA-протеаз (называемых также и газами) и особенно к способу для получения рекомбинантных протеинов или пептидов в прокариотах и к последующему удалению N-концевой последовательности. The invention relates to a method for sequentially specific cleavage of proteins obtained by biotechnology using IgA proteases (also called gases), and especially to a method for producing recombinant proteins or peptides in prokaryotes and subsequent removal of the N-terminal sequence.
Получение протеинов методом биотехнологии осуществляют с применением микроорганизмов, которые легко культивируются и позволяют простым путем получать протеин. Подходящими микроорганизмами являются для этого, например, грамотрицательная бактерия Escherichia coli, грамположительная бактерия Streptococcus carnosus и хлебопекарные дрожжи Saccharomyces cerevisiae. Однако экспрессия аутентичных чужеродных генов в таких микроорганизмах часто имеет недостатки. Например в E. coli обусловленный трансляцией аминоконцевой остаток метионина природных протеинов протеза в большинстве случаев эффективно отщепляется. Однако при чужеродных белках это отщепление первого остатка метионина происходит в большинстве случаев параллельно. Поэтому подходящим методом является получение таких протеинов с определенным аминоконцом, их образование сначала в форме слившихся протеинов и затем их отщепление посредством определенной последовательноспецифической протеазы. Obtaining proteins by biotechnology is carried out using microorganisms that are easily cultivated and allow a simple way to obtain protein. Suitable microorganisms are, for example, the gram-negative bacterium Escherichia coli, the gram-positive bacterium Streptococcus carnosus and the baker's yeast Saccharomyces cerevisiae. However, the expression of authentic foreign genes in such microorganisms often has disadvantages. For example, in E. coli, the translation of the amino-terminal residue of the methionine of the natural proteins of the prosthesis is effectively cleaved in most cases. However, with foreign proteins, this cleavage of the first methionine residue occurs in most cases in parallel. Therefore, a suitable method is to obtain such proteins with a specific amino terminus, their formation first in the form of fused proteins and then their cleavage by means of a specific sequentially specific protease.
Кроме того, в противоположность аутентичным протеинам такие слившиеся протеины имеют то преимущество, что они укрупняются в клетке микроорганизма и образуют плотные осажденные тела ("Inclusion Bodies"), которые с небольшим усилием можно отделять от других частей клетки и тем самым облегчать выделение и очистку желаемого протеина. С другой стороны, протеины-носители, которые при помощи способов генной инженерии прежде всего сливаются с собственно желательным протеином, придают слившемуся партнеру особую устойчивость против неспецифического протеолитического расщепления; проблема расщепления полипептидов, которые считаются чужеродными, относится особенно к биотехнологическому получению меньших пептидов. Другие протеины-носители снова позволяют распределять желательные протеины в определенных отделениях клеток, из которых их можно особенно легко очищать, где они особенно стабильны и/или где они доступны для испытательных целей. Наконец, протеины-носители могут иметь также специальные свойства, которые позволяют проводить эффективную очистку, например хроматографией сродства. Для многих целей применения предпочитают слившиеся протеины, которые несут протеин-носитель на аминоконце и желательный протеин на карбоксильном конце. Но в определенных случаях может быть также желательным обратный вариант или связывание желательного протеина с двумя партнерами слияния. Далее, может быть выгодным обратное повторение желательного протеина в пределах слияния. In addition, in contrast to authentic proteins, such fused proteins have the advantage of being enlarged in the cell of the microorganism and forming dense precipitated bodies ("Inclusion Bodies"), which can be separated with little effort from other parts of the cell and thereby facilitate the isolation and purification of the desired protein. On the other hand, carrier proteins, which, using genetic engineering methods, primarily merge with the desired protein itself, give the merged partner special resistance against non-specific proteolytic cleavage; the problem of cleavage of polypeptides that are considered foreign, relates especially to the biotechnological production of smaller peptides. Other carrier proteins again allow the distribution of the desired proteins in specific cell compartments from which they can be especially easily purified, where they are particularly stable and / or where they are available for testing purposes. Finally, carrier proteins may also have special properties that allow for efficient purification, for example by affinity chromatography. For many uses, fusion proteins that carry a carrier protein at the amino terminus and a desired protein at the carboxyl end are preferred. But in certain cases, the inverse or binding of the desired protein to two fusion partners may also be desirable. Further, it may be advantageous to reverse the desired protein within the fusion.
Для получения желательного протеина в свободной форме из подобного слияния необходимо отщепление ковалентно связанных партнеров слияния друг от друга. В принципе, этого можно достигнуть при помощи химических или биохимических (ферментативных) способов. Однако при этом в большинстве случаев имеет место ограниченная специфичность имеющихся до сих пор способов; так как для получения желательного протеина важно, чтобы подобное расщепление происходило в последовательности между партнерами слияния, т.е. в переходной области, но ни в коем случае дополнительно внутри самого желательного протеина. Поэтому расщепление партнеров слияния должно быть высокоспецифичным. To obtain the desired protein in free form from such a fusion, cleavage of the covalently linked fusion partners from one another is necessary. In principle, this can be achieved using chemical or biochemical (enzymatic) methods. However, in most cases there is a limited specificity of the methods available so far; since in order to obtain the desired protein it is important that such cleavage occurs in the sequence between the fusion partners, i.e. in the transition region, but in no case additionally inside the desired protein itself. Therefore, the cleavage of the merger partners must be highly specific.
Применяемыми до сих пор химическими способами для последовательноспецифического разделения слившихся протеинов являются, например, расщепление бромцианом на аминокислоте метионина внутри протеина и расщепление между аминокислотами Asp.'Pro в кислой среде с применением муравьиной кислоты. Но эти способы пригодны только в том случае, если специфическое место расщепления в желательном протеине, независимо от переходной области к партнеру слияния, не повторяется второй раз. Однако, в общем, биохимические способы расщепления следует предпочитать химическим способам, так как первые в большинстве случаев можно осуществлять при физиологических или по крайней мере при химически мягких условиях реакции, которые не причиняют ущерба желательному протеину. The chemical methods used so far for sequentially specific separation of fused proteins are, for example, cleavage with bromine cyanide on the amino acid methionine inside the protein and cleavage between the amino acids Asp.'Pro in an acidic medium using formic acid. But these methods are only suitable if the specific cleavage site in the desired protein, regardless of the transition region to the fusion partner, is not repeated a second time. However, in general, biochemical methods of cleavage should be preferred to chemical methods, since the former can in most cases be carried out under physiological or at least chemically mild reaction conditions that do not prejudice the desired protein.
Биохимические способы для расщепления слившихся протеинов основываются на применении по возможности специфических протеаз. Например, трипсин расщепляют следующие за аминокислотами аргинин или лизин пептидные связи внутри протеинов. Повышение специфичности может быть достигнуто предшествующей химической модификацией аминокислоты LYS, в результате чего специфическое распознавание можно ограничить аминокислотой аргинин. Другой примененной в биотехнологии протеазой является Клострипаин; этот фермент расщепляет пептидные связи между аминокислотой аргинин и любой следующей за ним аминокислотой. Обзор о применяемых до сих пор ферментативных способах для расщепления слившихся протеинов был составлен F.A. О Marston (B [D.M. Clover, E.] : DNA cloning III, JRL PRESS Оксфорд и Вашингтон DC, 1987). Ферментативные способы расщепления ограничивают также в результате того, что специфическая для точки расщепления аминокислота (аминокислоты) может встречаться одновременно также в самом желательном протеине. Поэтому для биохимического расщепления слияний протеинов пригодны особенно ферменты, которые для расщепления распознают не только аминокислоту, но и последовательность аминокислот; так как вероятность того, что определенная последовательность аминокислот кроме в точке расщепления между партнерами слияния встречается еще раз в самом желательном протеине, тем незначительнее, чем больше число аминокислот, необходимых для распознавания и расщепления последовательности расщепления. Biochemical methods for cleaving fused proteins are based on the use of specific proteases if possible. For example, trypsin cleaves peptide bonds following the amino acids arginine or lysine within proteins. An increase in specificity can be achieved by the preceding chemical modification of the LYS amino acid, as a result of which specific recognition can be limited to the amino acid arginine. Another protease used in biotechnology is Clostripain; this enzyme cleaves peptide bonds between the amino acid arginine and any amino acid that follows it. A review of the enzymatic methods used so far to break down fused proteins was compiled by F.A. About Marston (B [D.M. Clover, E.]: DNA cloning III, JRL PRESS Oxford and Washington DC, 1987). Enzymatic cleavage methods are also limited as a result of the fact that the cleavage point-specific amino acid (s) can be found simultaneously also in the most desirable protein. Therefore, enzymes are especially suitable for the biochemical cleavage of protein fusions, which for cleavage recognize not only an amino acid, but also a sequence of amino acids; since the probability that a certain amino acid sequence other than at the cleavage point between the fusion partners occurs again in the most desirable protein, the smaller the greater the number of amino acids needed to recognize and cleave the cleavage sequence.
Протеазы, которые очень специфически перерезают определенный протеин, известны. Хотя большинство таких селективных протеаз (которые встречаются, например, в комплементарной системе и в системе свертывания крови человека) расщепляет в определенной точке субстрата; однако при переносе соответствующей области расщепления в другой протеин (например, слившийся протеин) подобные протеазы, как правило, больше не способны расщеплять. Причины для этого разнообразные и заключаются, например, в распознавании определенной вторичной или третичной структуры в субстрате протеазой или в недоступности точки расщепления в слившихся протеинах. Proteases that very specifically cut a specific protein are known. Although most of these selective proteases (which are found, for example, in the complementary system and in the human blood coagulation system) cleaves at a certain point in the substrate; however, when the corresponding cleavage region is transferred to another protein (for example, a fused protein), such proteases, as a rule, are no longer able to cleave. The reasons for this are varied and include, for example, recognition of a specific secondary or tertiary structure in the substrate by a protease or inaccessibility of the cleavage point in fused proteins.
Список последовательноспецифических протеаз, которые применяются до сих пор для расщепления слившихся протеинов, содержит в настоящее время фактор Xa. Эта протеаза перерезает специфически последовательность расщепления Ile-Glu-Gly-Arg X, причем . . показывает точку расщепления и X показывает любую аминокислоту. Однако оказывается, что и эту протеазу нельзя применять универсально для расщепления слившихся протеинов, которые несут соответствующую последовательность расщепления в своей переходной области; часто такие субстраты (т.е. слившиеся протеины, которые содержат желательный протеин, ковалентно связанный с протеином-носителем) вообще не расщепляют, расщепляют в очень небольшой степени или только в растворимой форме.The list of sequentially specific proteases that are still used to break down fused proteins currently contains factor X a . This protease cuts the specific cleavage sequence of Ile-Glu-Gly-Arg X, moreover. . shows the cleavage point and X shows any amino acid. However, it turns out that this protease cannot be used universally for the cleavage of fused proteins that carry the corresponding cleavage sequence in their transition region; often, such substrates (i.e., fused proteins that contain the desired protein covalently linked to a carrier protein) do not cleave at all, cleave to a very small extent or only in soluble form.
Особенно значительным является эффективное расщепление слившихся протеинов при получении рекомбинантных протеинов в прокарионтных организмах. А именно, там требуется клонирование ДНК-последовательности, которая содержит AUG в качестве начального кодона перед началом собственной ДНК-последовательности. Как результат этого в прокарионтах, как, например, E. coli, экспримируют рекомбинантный протеин, который содержит остаток метионина в положении-1 аминокислоты. Particularly significant is the effective cleavage of fused proteins in the production of recombinant proteins in prokarion organisms. Namely, it requires the cloning of a DNA sequence that contains AUG as an initial codon before starting its own DNA sequence. As a result of this, a recombinant protein that contains a methionine residue at position-1 of the amino acid is expressed in prokaryonts, such as, for example, E. coli.
Однако во многих случаях требуется получение не содержащих метионина в положении-1 рекомбинантных протеинов. Получение таких протеинов из прокарионтов можно осуществлять, например, через метионин-специфическую пептидазу, которая отщепляет N-концевой метионин. Однако этот способ связан с очень большими затратами, так как отщепление можно проверить только через последовательность протеинов. Кроме того, разделение содержащего метионин в положении-1 и не содержащего метионин протеина по причине почти идентичного молекулярного веса является очень трудным и тем самым может быть достигнуто только неполностью. However, in many cases, production of recombinant proteins that do not contain methionine at position-1 is required. The production of such proteins from prokaryonts can be carried out, for example, through methionine-specific peptidase, which cleaves the N-terminal methionine. However, this method is associated with very high costs, since cleavage can only be verified through a sequence of proteins. In addition, the separation of the methionine-containing at position-1 and the methionine-free protein due to the almost identical molecular weight is very difficult, and thus can only be achieved incompletely.
PCT-заявка W084/02351 раскрывает отщепление N-концевых аминокислот от слившегося протеина. При этом многие аминокислоты протеина от N-конца благодаря постепенному отщеплению экзопептидазой, предпочтительно лейцинпептидазой, могут быть удалены до последовательности X - Pro. Последовательность X - Pro отщепляют из этого продукта или в две стадии, или в 1 стадию реакции с применением постпролин-дипептидил-аминопептидазы (EC 3.4.14). Однако этот способ имеет тот недостаток, что обусловленный постепенным отщеплением аминокислот N-конца протеина должен образовываться не единый продукт, в всегда смесь продуктов, которая наряду с желательным продуктом содержит как неполностью, так и в значительном количестве отщепленные протеины. PCT application W084 / 02351 discloses the cleavage of N-terminal amino acids from a fused protein. Moreover, many amino acids of the protein from the N-terminus due to the gradual cleavage of exopeptidase, preferably leucine peptidase, can be removed to the sequence X - Pro. The X - Pro sequence is cleaved from this product in either two steps or 1 step reaction using postproline dipeptidyl aminopeptidase (EC 3.4.14). However, this method has the disadvantage that due to the gradual cleavage of amino acids of the N-terminus of the protein, not a single product should be formed, but always a mixture of products, which, along with the desired product, contains both incompletely and a significant amount of cleaved proteins.
Другой способ для ферментативного расщепления слившегося протеина известен из европейского патента N 0020290. При этом способе фермент Коллагеназы применяют для отщепления слившейся части протеина с определенной последовательностью распознавания. После этого можно удалять затем другие аминокислоты слившейся части в результате дальнейшей ферментативной обработки. Однако было установлено, что Коллагеназа и также другие эндопептидазы имеют лишь небольшую специфичность (см. Biochim Biophys Acta 271 (1972), 133-144). Кроме того, Коллагеназы активны только при протеинах, которые имеют специфическую пространственную структуру. Another method for the enzymatic cleavage of a fused protein is known from European patent N 0020290. In this method, the Collagenase enzyme is used to cleave a fused portion of a protein with a specific recognition sequence. After this, other amino acids of the fused portion can then be removed as a result of further enzymatic treatment. However, it was found that Collagenase and also other endopeptidases have only a small specificity (see Biochim Biophys Acta 271 (1972), 133-144). In addition, Collagenases are active only with proteins that have a specific spatial structure.
Применение уже упомянутого фактора Xa для отщепления N-концевой части слияния протеинов известно. Однако и это способ наряду с уже упомянутыми проблемами эффективности расщепления имеет другие недостатки, а именно такого типа, что, по всей возможности, распознаются и расщепляются также внутренние последовательности протеина. Кроме того, следует выделять фактор Xa из сыворотки крови крупного рогатого скота, вследствие чего при отщеплении применяемых в терапии протеинов требуется связанная с затратами очистка и аналитика, чтобы обнаруживать возможные имеющиеся факторы патогенности или вирусы.The use of the aforementioned factor X a for cleaving the N-terminal portion of a protein fusion is known. However, this method, along with the already mentioned problems of cleavage efficiency, has other disadvantages, namely of the type that, to the extent possible, internal sequences of the protein are recognized and cleaved. In addition, factor X a should be isolated from the blood serum of cattle, as a result of which cleavage of the proteins used in therapy requires cost-related purification and analysis in order to detect possible pathogenicity factors or viruses.
Различные виды патогенных бактерий (например, рода Neissria, как Neisseria gonorrhoea и Neissria meningititis или рода Haemophilus, как Haemophilus influenrae и Haemophilus aegypticus, которые развиваются на слизистой оболочке человека, выделяются между собой своей последовательностью, близкой к родственным протеазам, которые специфичны для IgAl человека и поэтому, резюмируя, обозначаются как IgA - протеазы или игазы. Иммуноглобулин IgAl является важной компонентой секретного иммунного ответа, который должен защищать против инфекций таких патогенных организмов (Обзор: Jornfeld и Plaut, Rev, Jnfect. Dis 3 (1981), 521-534). Наряду с этим IgA - протеаза расщепляет также свой собственный протеин-предшественник в результате аутопротеолиза. Образование и действие IgA-протеазы из Neisseria gonorrhoeal MSll в аутентичном штамме бактерий и в грамотрицательных клетках хозяина уже было подробно описано (патент ФРГ N 3622221.6, EP N 0254090). Different types of pathogenic bacteria (for example, the genus Neissria, such as Neisseria gonorrhoea and Neissria meningititis, or the genus Haemophilus, like Haemophilus influenrae and Haemophilus aegypticus, which develop on the human mucosa, are distinguished by their sequence close to related proteases that are specific for human IgAl and therefore, in sum, they are referred to as IgA proteases or igases. IgAl immunoglobulin is an important component of the secret immune response, which should protect against infections of such pathogenic organisms (Review: Jornfeld and Plaut, Rev, Jnfect. Dis 3 (1981), 521-534) Along with this, the IgA protease also cleaves its own precursor protein as a result of autoproteolysis.The formation and action of the IgA protease from Neisseria gonorrhoeal MSll in an authentic bacterial strain and in gram-negative host cells has already been described in detail (German Federal Patent No. 3622221.6 EP 0254090).
IgA-протеаза расщепляет следующие последовательности распознавания, как, например, описано у Pohlner (Nature 325) (1987), 458-462):
1. Pro - Ala - Pro' Ser - Pro
2. Pro - Pro .'. Se - Pro
3. Pro - Pro .'. Ala - Pro
4. Pro - Pro .'. Thr - Pro
При этом символ .'. обозначает соответственно точку разреза IgA-протеазой. Клонирование IgA-протеазы описано выше, например, у Pohlner и др., 1987.IgA protease cleaves the following recognition sequences, as, for example, described by Pohlner (Nature 325) (1987), 458-462):
1.Pro - Ala - Pro 'Ser - Pro
2. Pro - Pro. '. Se - Pro
3. Pro - Pro. '. Ala - Pro
4. Pro - Pro. '. Thr - pro
With this symbol. '. denotes, respectively, the cut point of the IgA protease. Cloning of an IgA protease is described above, for example, by Pohlner et al., 1987.
Поэтому задачей настоящего изобретения была разработка усовершенствованного способа для биохимического (ферментативного) расщепления слившихся протеинов, чтобы полученные методом генной технологии слившиеся протеины, состоящие из любых партнеров слияния и специфической последовательности расщепления в переходной области, можно было применять как субстрат для получения желательных протеинов по возможности с высоким выходом и со способностью к воспроизведению. Therefore, the objective of the present invention was to develop an improved method for biochemical (enzymatic) cleavage of fused proteins, so that the fused proteins obtained by the method of genetic technology, consisting of any fusion partners and a specific sequence of cleavage in the transition region, can be used as a substrate to obtain the desired proteins, if possible high output and reproducibility.
Эту задачу решали методом генной технологии путем введения точки распознавания или последовательности расщепления Pro'X - Pro в переходную область слившихся протеинов и путем специфического расщепления этой последовательности расщепления IgA-протеазой на обозначенной символом .'. точке расщепления, причем X обозначает преимущественно аминокислоты Ser, Thr Ala и особенно предпочтительно Ser или Thr, но может обозначать также другие аминокислоты. This problem was solved by genetic technology by introducing a recognition point or a Pro'X - Pro cleavage sequence into the transition region of fused proteins and by specifically cleaving this IgA protease cleavage sequence at the designated symbol. ' a cleavage point, wherein X denotes primarily the amino acids Ser, Thr Ala, and particularly preferably Ser or Thr, but may also denote other amino acids.
Поэтому предметом настоящего изобретения является способ для ферментативного расщепления слившихся протеинов и для получения желательных частей этих слившихся протеинов, который отличается тем, что
(1) переходную область, в которой связаны друг с другом две части слившегося протеина, модифицируют при помощи геннотехнических средств таким образом, что в этой переходной области образуется по меньшей мере одна точка распознавания IgA-протеазы с последовательностью аминокислот Y - Pro .'. X - Pro, причем X может быть любой аминокислотой и Y - одной или несколькими любыми аминокислотами,
(2) получающийся из стадии (1) слившийся протеин расщепляют IgA-протеазой на обозначенном символом . ' . положении точки распознавания и
(3) после расщепления получают одну часть или несколько желательных частей слившегося протеина.Therefore, the subject of the present invention is a method for enzymatically cleaving fused proteins and for obtaining the desired parts of these fused proteins, which is characterized in that
(1) the transition region in which two parts of the fused protein are linked to each other is modified by genetic engineering such that at least one IgA protease recognition point with the amino acid sequence Y - Pro is formed in this transition region. '. X is Pro, wherein X may be any amino acid and Y one or more amino acids,
(2) the fused protein obtained from step (1) is cleaved with an IgA protease at the designated symbol. '. recognition point position and
(3) after cleavage, one part or more of the desired parts of the fused protein is obtained.
Под понятие "IgA - протеазы" по настоящему изобретению попадают протеазы, которые специфически расщепляют IgA, которые описаны, например, в Rev. Infekt. Dis. 3(1981 521-534). Но пригодны также и рекомбинантные IgA - протеазы, которые описаны, например, в заявке на патент ФРГ N 3622221, Proc. Natl. Acad Sci США 79 (1982) 7881 - 7885, Proc. Natl. Acad Sci США 80 (1983) 2681 - 2685, Nature 325 (1987) 458 - 462 и ЕМВО Jour 3 (1984) 1595 - 1601. The term “IgA proteases” of the present invention includes proteases that specifically cleave IgA, which are described, for example, in Rev. Infekt. Dis. 3 (1981 521-534). But also suitable are recombinant IgA proteases, which are described, for example, in the patent application of Germany N 3622221, Proc. Natl. Acad Sci USA 79 (1982) 7881-7885, Proc. Natl. Acad Sci U.S. 80 (1983) 2681-2685, Nature 325 (1987) 458-462 and EMBO Jour 3 (1984) 1595-1601.
При способе по изобретению происходит модификация переходной области слившихся протеинов преимущественно таким образом, что в переходную область слившегося протеина встраивают последовательности нуклеотидов, которые кодируют точку распознавания IgA-протеазы или часть ее, причем эти последовательности нуклеотидов встраивают впереди или/и позади одного или нескольких кодирующих желательные части слияния протеинов ДНК - отрезков. Для этой цели применяют преимущественно последовательности нуклеотидов, которые были синтезированы химическим путем. In the method according to the invention, the transition region of the fused proteins is modified predominantly in such a way that nucleotide sequences that encode the IgA protease recognition point or part of it are inserted into the transition region of the fused protein, and these nucleotide sequences are inserted in front of and / or behind one or more of the coding ones parts of the fusion of DNA proteins - segments. For this purpose, mainly nucleotide sequences that have been synthesized chemically are used.
Неожиданно было установлено, что способ по изобретению особенно пригоден также для расщепления слившихся протеинов, которые первоначально (т.е. перед модификацией переходной области) не имеют никакой природной точки распознавания Iga-протеазы. It has surprisingly been found that the method of the invention is also particularly suitable for cleaving fused proteins that initially (i.e., before modifying the transition region) do not have any natural recognition point for the Iga protease.
Точка распознавания IgA-протеазы для способа изобретения имеет согласованную последовательность аминокислоты Y - Pro .'. X - Pro. При этом X может обозначать любую аминокислоту и Y может обозначать одну или несколько любых аминокислот. Преимущественно X обозначает серин, треонин или аланин, особенно преимущественно серин или треонин. Y обозначает преимущественно многие аминокислоты, которые оканчиваются последовательностью Pro, Pro - Ala, Arg - Pro, Pro - Arg - Pro, Ala - Pro - Arg - Pro или Pro - Ala - Pro - Arg - Pro. The IgA protease recognition point for the method of the invention has a consistent amino acid sequence of Y - Pro. '. X - Pro. Moreover, X may denote any amino acid and Y may denote one or more of any amino acids. Preferably, X is serine, threonine or alanine, especially predominantly serine or threonine. Y denotes predominantly many amino acids that end with the sequence Pro, Pro — Ala, Arg — Pro, Pro — Arg — Pro, Ala — Pro — Arg — Pro, or Pro — Ala — Pro — Arg — Pro.
Поэтому способ по изобретению раскрывает, что точку распознавания IgA - протеазы по меньшей мере с согласованной последовательностью расщепления Pro . '. X - Pro можно вводить в переходную область любого слившегося протеина, например, между протеином-носителем и желательным протеином, и использовать для отщепления и получения желательного протеина благодаря IgA-протеазе. При этом в последовательности расщепления Pro .'. X - Pro применяют преимущественно аминокислоты Ser, Ala или Thr в положении X. Для дальнейшей оптимизации расщепления в указанной точке можно предвключать к последовательности расщепления другие специальные аминокислоты, особенно аминокислоту Pro. Therefore, the method of the invention discloses that an IgA protease recognition point is at least with a coordinated Pro cleavage sequence. '. X - Pro can be introduced into the transition region of any fused protein, for example, between the carrier protein and the desired protein, and used to cleave and produce the desired protein through IgA protease. Moreover, in the cleavage sequence Pro. '. X - Pro mainly use the amino acids Ser, Ala or Thr at position X. To further optimize the cleavage at this point, you can include other special amino acids, especially the amino acid Pro, in the cleavage sequence.
Особенно предпочитают последовательность аминокислот
a) Pro - Ala - Pro .'. Ses - Pro
b) Pro - Pro .'. Ser - Pro,
c) Pro - Arg - Pro - Pro .'. Ala - Pro,
d) Pro - Pro .'. Thr - Pro,
e) AlA - Pro - Arg - Pro - Pro .'. Thr - Pro или
f) Pro - AlA - Pro - Arg - Pro - Pro .'. Thr - Pro.Especially preferred amino acid sequence
a) Pro - Ala - Pro. '. Ses - Pro
b) Pro - Pro. '. Ser - Pro,
c) Pro - Arg - Pro - Pro. '. Ala - Pro,
d) Pro - Pro. '. Thr - Pro,
e) AlA - Pro - Arg - Pro - Pro. '. Thr - Pro or
f) Pro - AlA - Pro - Arg - Pro - Pro. '. Thr - Pro.
При применении способа по изобретению к расщеплению слившихся протеинов, в которых желательный протеин включен после протеина-носителя, образуется после расщепления IgA-протеазой протеин, аминоконец которого охарактеризован последовательностью X - Pro. Эта последовательность как часть желательного протеина может быть выгодной, невыгодной или же незначительной. Выгодна эта последовательность, в общем, тогда, когда полученный методом генной технологии желательный протеин и в своей природной форме содержит на своем аминоконце обе соответствующие аминокислоты X - Pro. Охарактеризованные аминоконцевым X - Pro протеины, которые имеют важное значение в биотехнологии, встречаются в природе. When applying the method of the invention to cleavage of fusion proteins in which the desired protein is included after the carrier protein, a protein is formed after cleavage by the IgA protease, the amino terminus of which is characterized by the sequence X - Pro. This sequence, as part of the desired protein, may be beneficial, disadvantageous, or negligible. This sequence is advantageous, in general, when the desired protein obtained by the method of genetic technology and in its natural form contains both corresponding amino acids X - Pro on its amino terminus. The amino-terminal X - Pro characterized proteins, which are important in biotechnology, are found in nature.
Способ по изобретению, в противоположность всем другим известным способам для расщепления слияний протеинов, имеет те преимущества, что его неожиданно можно применять универсально к слившимся протеинам, которые в своей переходной области несут указанную последовательность расщепления и что его можно применять также к нерастворимым, растворимым, соединенным мембранной и связанным клеткой слияниям протеинов. Кроме того, в качестве особого преимущества способ дает возможность расщеплять слившиеся протеины или слияния протеинов в форме осажденных тел такого рода, как они получаются в микроорганизмах и где их как таковые легко обогащать. Другое преимущество способа состоит в том, что примененный расщепляющий фермент, игазу, можно получать с небольшими затратами из питательных сред непатогенных бактерий. The method according to the invention, in contrast to all other known methods for splitting protein fusions, has the advantages that it can unexpectedly be applied universally to fused proteins that carry the indicated cleavage sequence in their transition region and that it can also be applied to insoluble, soluble, joined membrane and cell-bound protein fusions. In addition, as a particular advantage, the method makes it possible to break down fused proteins or protein fusions in the form of precipitated bodies of the kind that they are obtained in microorganisms and where they are easily enriched as such. Another advantage of the method is that the cleavage enzyme used, Igase, can be obtained at low cost from nutrient media of non-pathogenic bacteria.
Встраивание последовательности расщепления для Jgas в переходную область слияния протеинов осуществляют средствами генной технологии. Так, например, последовательность нуклеотидов или нуклеотидную последовательность, которая кодирует последовательность расщепления или часть его, можно синтезировать химическим путем и встраивать при помощи известных средств генной технологии между ДНК - отрезками для протеина - носителя и желательного протеина. Соответственно можно встраивать также природную последовательность нуклеотидов, которая кодирует подходящую последовательность расщепления или часть ее. Кодирующий слияние протеинов ген ставится преимущественно под контроль надлежащих (преимущественно индуцируемых) сигналов экспрессии, так что становится возможным соответствующее требованиям производство слившихся протеинов. В качестве клеток-хозяев для производства слияний протеинов можно применять прокарионтные или эукарионтные (как растительные, так и животные) клетки; но возможны также не содержащие клеток системы. Примененные при этом протеины-носители могут иметь любые функции, в зависимости от того, какие свойства они должны придавать слиянию протеинов, как определенные функции переноса, функции, которые улучшают очистку слияния протеинов или их устойчивость и многое другое. Предпочтительные протеины-носители объяснены ниже. The insertion of the cleavage sequence for Jgas in the transition region of protein fusion is carried out by means of gene technology. For example, a nucleotide sequence or a nucleotide sequence that encodes a cleavage sequence or part of it can be chemically synthesized and inserted using known genetic technology between DNA segments for a carrier protein and a desired protein. Accordingly, you can also embed a natural nucleotide sequence that encodes a suitable cleavage sequence or part of it. The gene encoding the fusion of proteins is placed primarily under the control of appropriate (predominantly inducible) expression signals, so that appropriate production of fused proteins becomes possible. As host cells for the production of protein fusions, prokaryon or eukaryon (both plant and animal) cells can be used; but cell-free systems are also possible. The carrier proteins used for this can have any function, depending on what properties they should give to protein fusion, as certain transfer functions, functions that improve the purification of protein fusion or their stability, and much more. Preferred carrier proteins are explained below.
Соответствующее способу по изобретению расщепление слияний протеинов происходит преимущественно при помощи Jgas, которую образуют из сверхпродуцирующего непатогенного штамма бактерий и получают очисткой из надосадочных жидкостей культуры (см., например, патент ФРГ N 3622221). The protein fusion cleavage according to the method according to the invention is mainly carried out using Jgas, which is formed from a super-producing non-pathogenic strain of bacteria and obtained by purification from supernatant liquids of a culture (see, for example, German Federal Patent No. 3622221).
Способ по изобретению можно использовать как для получения, так и для аналитических целей. Способ служит для получения методом биотехнологии важных протеинов, которые могут находить применение, например, в медицине, при научном исследовании, при защите окружающей среды или при промышленных процессах или продуктах. При аналитическом применении способ в сочетании с подходящими системами экспрессии может служить, например, для стандартного исследования слияний генов. The method according to the invention can be used both for production and for analytical purposes. The method serves to obtain important proteins by the biotechnology method, which can be used, for example, in medicine, in scientific research, in environmental protection, or in industrial processes or products. For analytical application, the method in combination with suitable expression systems can serve, for example, for a standard study of gene fusions.
Предпочтительный вариант осуществления способа по изобретению для ферментативного расщепления слившихся протеинов и для получения желательных частей этих слившихся протеинов отличается тем, что
(1) трансформируют клетку с рекомбинантной ДНК или с рекомбинантным носителем, причем ДНК или носитель содержит по меньшей мере копию гена, кодирующего слившийся протеин, которые содержит по меньшей мере точку распознавания IgA-протеазы в переходной области,
(2) культивируют трансформированную клетку в подходящей среде,
(3) доводят до экспрессии кодирующий слившийся протеин ген в трансформированной клетке,
(4) расщепляют слившийся протеин при помощи IgA-протеазы
(5) выделяют одну или несколько желательных частей слившегося протеина.A preferred embodiment of the method of the invention for enzymatically cleaving fused proteins and for preparing desired portions of these fused proteins is characterized in that
(1) transforming a cell with recombinant DNA or with a recombinant carrier, the DNA or carrier containing at least a copy of a gene encoding a fused protein that contains at least a transition point for the recognition of an IgA protease,
(2) cultivating the transformed cell in a suitable medium,
(3) adjusting the expression of the fused protein encoding gene in the transformed cell,
(4) cleave the fused protein with an IgA protease
(5) isolate one or more desired parts of the fused protein.
При этом обработку слившегося протеина IgA-протеазой в среде (питательном бульоне) можно проводить после растворения клеток и/или после частичного или полного отделения клеточных протеинов. In this case, the treatment of the fused protein with an IgA protease in a medium (nutrient broth) can be carried out after dissolution of the cells and / or after partial or complete separation of the cellular proteins.
Далее, предпочтительно для обработки слившегося протеина, преимущественно прокарионтного продукта экспрессии, иммобилизировать IgA-протеазу известным специалисту методом, например, как описано в европейском патенте B 0141223 или в европейском патенте B 0141224. Further, it is preferable for the treatment of the fused protein, mainly the prokaryon expression product, to immobilize the IgA protease by a method known to the person skilled in the art, for example as described in European Patent B 0141223 or European Patent B 0141224.
Особенно предпочтительным применением способа по изобретению является получение рекомбинантных протеинов или пептидов без N-концевого остатка метионина из слившихся протеинов или пептидов с последовательностью аминокислот Met - Y - Pro .'. X - Pro - A, где X обозначает любую аминокислоту, преимущественно Thr, Ala или Ser, Y обозначает одну или несколько любых аминокислот, которая преимущественно, если X обозначает Thr или Ala, оканчивается Pro, или если X обозначает Ser, оканчивается последовательностью Pro - Ala или Pro - Pro, и A обозначает любую последовательность аминокислот. При этом расщепляют слившийся протеин или пептид при помощи Iga-протеазы и получают продукт расщепления с последовательностью аминокислот X - Pro - A. Например, этот способ для получения рекомбинантных протеинов из прокарионтных клеток без N-концевого остатка метионина включает следующие стадии:
(1) трансформация прокарионтной клетки с геном, который кодирует протеин или пептид с последовательностью аминокислот Met - Y - Pro. ' . X - Pro - A, где X, Y и A имеют вышеназванные значения.A particularly preferred application of the method of the invention is to produce recombinant proteins or peptides without the N-terminal methionine residue from fused proteins or peptides with the amino acid sequence Met-Y-Pro. ' X is Pro — A, where X is any amino acid, preferably Thr, Ala or Ser, Y is one or more amino acids, which preferably, if X is Thr or Ala, ends with Pro, or if X is Ser, ends with the sequence Pro - Ala or Pro is Pro, and A denotes any amino acid sequence. In this case, the fused protein or peptide is cleaved using an Iga-protease and a cleavage product with the amino acid sequence X - Pro - A is obtained. For example, this method for producing recombinant proteins from prokarion cells without an N-terminal methionine residue includes the following steps:
(1) transformation of a prokaryon cell with a gene that encodes a protein or peptide with a Met - Y - Pro amino acid sequence. '. X - Pro - A, where X, Y and A have the above meanings.
(2) культивирование трансформированной клетки в подходящей среде и экспимирование трансформированного гена,
(3) расщепление продукта экспрессии из трансформированной клетки с последовательностью аминокислот Met - Y - Pro.' . X - Pro - A IgA-протеазой и
(4) выделение получающегося продукта расщепления с последовательностью аминокислот X - Pro - A без N-концевого остатка метионина.(2) culturing the transformed cell in a suitable medium and the expression of the transformed gene,
(3) cleavage of the expression product from the transformed cell with the amino acid sequence Met - Y - Pro. ' . X - Pro - A IgA protease and
(4) isolation of the resulting cleavage product with the amino acid sequence X - Pro - A without the N-terminal methionine residue.
Благодаря способу по изобретению неожиданно можно получать с высоким выходом и хорошей специфичностью в одной стадии протеины без N-концевого остатка метионина, которые имеют N-концевую последовательность X - Pro, причем X обозначает преимущественно Thr, Ala или Ser. Thanks to the method of the invention, it is surprisingly possible to obtain proteins with no N-terminal methionine residue with high N yield and good specificity in one step, which have an N-terminal X-Pro sequence, wherein X is predominantly Thr, Ala or Ser.
Часть носителя Y слившегося протеина обозначает последовательность аминокислот по меньшей мере 1, преимущественно до 100, особенно преимущественно от 1 до 50 аминокислот, которая оканчивается распознанной IgA-протеазой последовательностью расщепления. Если X обозначает аминокислоту серин, то Y оканчивается преимущественно последовательностью Pro - AlA или Pro. Если X обозначает Thr или Ala, то Y оканчивается преимущественно Pro, особенно преимущественно Arg - Aro, Pro - Arg - Pro или Ala - Pro - Arg - Pro. Part of the carrier Y of the fused protein is an amino acid sequence of at least 1, preferably up to 100, especially preferably from 1 to 50 amino acids, which ends with a recognized IgA protease cleavage sequence. If X represents the amino acid serine, then Y ends predominantly with the sequence Pro — AlA or Pro. If X stands for Thr or Ala, then Y ends predominantly Pro, especially predominantly Arg - Aro, Pro - Arg - Pro or Ala - Pro - Arg - Pro.
В особенности предпочтительном варианте осуществления Y обозначает по меньшей мере 5 аминокислот, которые оканчиваются последовательностью Pro - Ala - Pro - Arg - Pro. Однако для способа по изобретению применяются все распознанные IgA - протеазой точки расщепления. In a particularly preferred embodiment, Y is at least 5 amino acids that end with the sequence Pro — Ala — Pro — Arg — Pro. However, for the method according to the invention, all recognized IgA - protease cleavage points are used.
Часть носителя Y может содержать еще другие любые аминокислоты, преимущественно до 100, особенно преимущественно до 50 аминокислот. Однако для этого применяют преимущественно такие последовательности аминокислот, которые на уровне ДНК улучшают экспрессию протеина Met - Y - Pro .'. X - Pro - A или /и на уровне аминокислоты облегчают ее очистку из клетки. Part of the carrier Y may contain any other amino acids, preferably up to 100, especially preferably up to 50 amino acids. However, for this, predominantly amino acid sequences are used which, at the DNA level, improve the expression of the Met-Y-Pro protein. ' X - Pro - A or / and at the amino acid level facilitate its purification from the cell.
Экспрессию протеина Met - Y- Pro .'. X - Pro- A на уровне ДНК можно улучшать, например, слиянием с фрагментами гена β-галактозидазы, т.е. часть носителя Y включает часть β-галактозидазы-протеина. Известны специалисту и другие возможности, чтобы повышать экспрессию протеина Met - Y - Pro .'. X - Pro - A. Слиянием с другими полипептидами, особенно с высокозаряженными (например, поли (Lys, Arg)) или со связывающими определенные вещества с высоким сродством (например, стрептавидин) полипептидами или протеинами можно облегчать очистку и отделение продукта экспрессии (см. например европейский патент A 0089626, европейский патент A 0306610). The expression of protein Met - Y-Pro. '. X - Pro-A at the DNA level can be improved, for example, by fusion with fragments of the β-galactosidase gene, i.e. part of the carrier Y includes part of the β-galactosidase protein. Other possibilities are known to those skilled in the art to increase the expression of the Met-Y-Pro protein. '. X - Pro - A. By fusion with other polypeptides, especially with highly charged (e.g. poly (Lys, Arg)) or with binding substances with high affinity (e.g. streptavidin) polypeptides or proteins, it is possible to facilitate the purification and separation of the expression product (see for example, European patent A 0089626, European patent A 0306610).
Далее, предметом настоящего изобретения является слившийся протеин, который содержит много частей полипептида и который, встроенный по меньшей мере в переходной области между различными частями полипептида, имеет одну или несколько точек распознавания IgA- протеазы с последовательностью аминокислот Pro . '. X - Pro, причем X обозначает любую аминокислоту, однако преимущественно Ser, Thr или Ala. Особенно предпочтительно точка распознавания имеет последовательность аминокислот
(а) Pro - Ala - Pro .'. Ser - Pro,
(b) Pro - Pro .'. Ser - Pro,
(c) Pro - Arg - Pro - Pro .'. Ala - Pro,
(d) Pro - Pro .'. The - Pro,
(e) Ala - Pro - Arg -Pro -Pro .'. Thr - Pro или
(f) Pro - Ala - Pro - Arg -Pro - Pro .'. The - Pro,
причем .'. показывает точку расщепления.Further, the subject of the present invention is a fusion protein that contains many parts of the polypeptide and which, inserted at least in the transition region between the different parts of the polypeptide, has one or more IgA protease recognition points with the amino acid sequence Pro. '. X is Pro, wherein X is any amino acid, but preferably Ser, Thr or Ala. Particularly preferably, the recognition point has an amino acid sequence
(a) Pro - Ala - Pro. '. Ser - Pro,
(b) Pro - Pro. '. Ser - Pro,
(c) Pro - Arg - Pro - Pro. '. Ala - Pro,
(d) Pro - Pro. '. The - Pro,
(e) Ala - Pro - Arg -Pro -Pro. '. Thr - Pro or
(f) Pro - Ala - Pro - Arg -Pro - Pro. '. The - Pro,
moreover. '. shows the splitting point.
Настоящее изобретение включает также, в частности, протеин или пептид с последовательностью аминокислот Met - Y -Pro . '. X - Pro - A, где X - обозначает преимущественно Thr, Ala или Ser, Y обозначает одну или несколько любых аминокислот и преимущественно, если X обозначает The или Ala, оканчивается Pro, или, если X обозначает Ser, оканчивается последовательностью Pro - Ala или Pro и А обозначает любую последовательность аминокислот. Подобный протеин или пептид экспримируют по способу изобретения трансформацией прокарионтной клетки с рекомбинантным носителем, который содержит по меньшей мере копию гена, который кодирует подобный протеин или пептид. The present invention also includes, in particular, a protein or peptide with a sequence of amino acids Met-Y-Pro. '. X is Pro — A, where X is predominantly Thr, Ala or Ser, Y is one or more of any amino acids, and preferably, if X is The or Ala, it ends with Pro, or if X is Ser, it ends with the sequence Pro — Ala or Pro and A denotes any amino acid sequence. Such a protein or peptide is expressed by the method of the invention by transforming a prokaryon cell with a recombinant carrier that contains at least a copy of a gene that encodes a similar protein or peptide.
Последовательность А может обозначать любую последовательность аминокислот. Однако целесообразно, чтобы внутри этой последовательности аминокислот не было другой точки расщепления для IgA -протеазы. Sequence A may denote any amino acid sequence. However, it is advisable that there is no other cleavage point for the IgA protease within this amino acid sequence.
Далее, предметом настоящего изобретения является рекомбинантная ДНК, которая колирует протеин или пептид по изобретению и где по меньшей мере в переходной области слившегося протеина встроены одна или несколько точек распознавания Iga-протеазы или последовательностей расщепления. Further, the subject of the present invention is a recombinant DNA that colorants a protein or peptide of the invention and where at least one recognition point of an Iga protease or cleavage sequence is inserted in at least the transition region of the fused protein.
Рекомбинантную ДНК по изобретению можно получать известным специалисту в области молекулярной биологии способом. Обычно для этого носитель, который содержит кодирующую последовательность аминокислот А ДНК-последовательность, расщепляют ограничительным эндонуклеазами в области 5' - конца этого гена и повторно перевязывают олигонуклеотидами, которые содержит желательную последовательность. При этом олигонуклеотид должен содержать последовательность, которая кодирует точку расщепления IgA-протеазы или часть ее. The recombinant DNA according to the invention can be obtained by a method known to the person skilled in the field of molecular biology. Typically, for this, a carrier that contains the coding sequence of amino acids A of the DNA sequence is cleaved with restrictive endonucleases at the 5 ′ end of this gene and re-ligated with oligonucleotides that contain the desired sequence. Moreover, the oligonucleotide must contain a sequence that encodes a cleavage point of an IgA protease or part of it.
Далее, предметом изобретения является также рекомбинантный носитель, который содержит по меньшей мере копию рекомбинантной ДНК по изобретению. Подходящие для экспрессии протеина в прокарионтных организмах основные носители известны специалисту. Целесообразным носителем является такой носитель, который обеспечивает высокую экспрессию ренкомбинантной ДНК по изобретению. Рекомбинантная ДНК находится преимущественно под контролем индуцируемого сигнала экспрессии (например, λ, , tac, Iac или trp промотор). Further, the subject of the invention is also a recombinant carrier that contains at least a copy of the recombinant DNA of the invention. Suitable carriers for suitable protein expression in prokaryotic organisms are known to those skilled in the art. A suitable carrier is one which provides high expression of the recombinant DNA of the invention. Recombinant DNA is predominantly controlled by an inducible expression signal (e.g., λ, tac, Iac, or trp promoter).
Носитель по изобретению может быть как внехромосомным (например, плазмид), так и интегрированным (например, бактериофак ламбда) в геноме организма-хозяина. The carrier of the invention can be either extrachromosomal (e.g., plasmids), or integrated (e.g., bacteriological lambda) in the genome of the host organism.
Преимущественно носитель по изобретению представляет плазмид. Носители, которые пригодны, соответственно, для экспрессии гена в определенном организме-хозяине, известны специалисту в области молекулярной биологии. Речь может идти об эукарионтном, но преимущественно о прокарионтном носителе. Примерами носителей, пригодных для экспрессии ДНК по изобретению в прокарионтах, являются имеющиеся в продаже pUC- и puR - носители. Advantageously, the carrier of the invention is a plasmid. Carriers that are suitable, respectively, for gene expression in a particular host organism, are known to those skilled in the field of molecular biology. It may be a eukaryon carrier, but mainly a prokaryon carrier. Examples of carriers suitable for expression of the DNA of the invention in prokaryons are commercially available pUC and puR carriers.
Другим предметом изобретения является клетка, преимущественно прокарионтная клетка, особенно преимущественно E.coli- клетка, которая трансформирована с рекомбинантной ДНК по изобретению или/и с рекомбинантным носителем по изобретению. Another subject of the invention is a cell, preferably a prokaryon cell, especially a E. coli cell, which is transformed with the recombinant DNA of the invention and / or with the recombinant carrier of the invention.
Примерами для протеинов, которые имеют N - концевую последовательность X - Pro, причем X обозначает Thr, Ala или Ser, и которые можно получать по способу изобретения в одной стадии, являются эритропоэтин человека, β - цепь Т-клеточного рецептора человека и особенно стимулирующий гранулоциты фактор человека ( G - CSF). Examples of proteins that have an N - terminal sequence X - Pro, where X is Thr, Ala or Ser, and which can be obtained by the method of the invention in one stage, are human erythropoietin, β - chain of the human T-cell receptor and especially granulocyte stimulating human factor (G - CSF).
G - CSF синтезируют как лимфокин активированных моноцитов, макрофагов, а также ряда других клеточных линий. Лимфокины участвуют в созревании клеток иммунной системы или системы клеток крови. G - CSF is synthesized as a lymphokine of activated monocytes, macrophages, as well as a number of other cell lines. Lymphokines are involved in the maturation of cells of the immune system or blood cell system.
Они стимулируют созревание основных клеток костного мозга до раздифференцированных клеток. Так, например, G - CSF индуцирует образование нейтрофилена и гранулоцитов. They stimulate the maturation of major bone marrow cells to differentiated cells. So, for example, G - CSF induces the formation of neutrophylene and granulocytes.
Так как G - CSF может значительно повышать популяцию нейтрофильных клеток в течение короткого срока, для G - CSF получаются широкие возможности применения в области терапии. Так, G - CSF можно было бы применять, например, после химиотерапии при раке, при которой разрушаются клетки иммунной системы. Далее, G - CSF можно было бы применять при пересадках костного мозга, при тяжелых ожоговых ранах, при обусловленных слабым иммунитетом враждебных инфекциях и при лейкемии. Since G - CSF can significantly increase the population of neutrophilic cells in a short period of time, there are wide application possibilities in the field of therapy for G - CSF. So, G - CSF could be used, for example, after chemotherapy for cancer, in which cells of the immune system are destroyed. Further, G - CSF could be used for bone marrow transplants, for severe burn wounds, for hostile infections caused by weak immunity, and for leukemia.
G - CSF представляет секторную молекулу протеина. Поэтому первичный продукт трансплантации содержит N-концевую последовательность сигналов, которая при секреции отщепляется, так что последовательность зрелого G-CSF начинается с аминокислот Thr (+1) - Pro (+2) (положения аминокислот +1 и +2). Про продуцировании G - CSF в прокарионтах этот сигнальный пептид расщепляется только плохо или совсем не расщепляется, так что для получения G - CSF без сигнальной последовательности из прокарионтов необходимо клонировать AUC (Met) в качестве инициирующего кодона перед началом кодирующей зрелой G - CSF последовательности ДНК, которая начинается на уровне протеина с Thr (+1) - Pro (+2). В результате этого в прокарионтах, как E. coli, экспримируют G - CSF, который содержит метионин в 1-положении аминокислоты. G - CSF is a sector protein molecule. Therefore, the primary transplant product contains an N-terminal signal sequence that is cleaved during secretion, so that the sequence of mature G-CSF begins with amino acids Thr (+1) - Pro (+2) (amino acid positions +1 and +2). In the production of G-CSF in prokaryons, this signal peptide is only poorly cleaved or not cleaved at all, so to obtain G-CSF without a signal sequence from prokaryons, it is necessary to clone AUC (Met) as an initiating codon before starting the mature G-CSF coding DNA sequence, which starts at the protein level with Thr (+1) - Pro (+2). As a result, G - CSF, which contains methionine at the 1-position of the amino acid, is expressed in prokaryonts such as E. coli.
По способу изобретения можно простым путем получать не содержащий метионина в 1-положении аминокислоты G - CSF из прокарионтов, который начинается с аминокислот Thr (+1) - Pro (+2). According to the method of the invention, it is possible in a simple way to obtain the methionine-free amino acid in the 1-position of the amino acid G - CSF from prokaryonts, which begins with amino acids Thr (+1) - Pro (+2).
Это происходит в результате того, что получают производное G - CSF не прокарионтов, которое в положении +1 и +2 последовательности аминокислот содержит аминокислоты Thr (+1) - Pro (+2) и перед этим, начиная с положения - 1 последовательности аминокислот, содержит такую последовательность аминокислот, которая распознается IgA-протеазой и может отщепляться от последовательности аминокислот G - CSF, которая начинается с Thr (+1) - Pro (+2). This is due to the fact that the derivative G - CSF of non-prokaryonts is obtained, which at the positions +1 and +2 of the amino acid sequence contains the amino acids Thr (+1) - Pro (+2) and before that, starting from position - 1 of the amino acid sequence, contains an amino acid sequence that is recognized by the IgA protease and can be cleaved from the amino acid sequence G - CSF, which begins with Thr (+1) - Pro (+2).
В предпочтительном варианте осуществления производное содержит в положении -1 и -2 по Pro, в положении -3 до положения -I последовательность аминокислот Arg-Pro-Pro, в положении 4- до -1 последовательность аминокислот Pro - Arg - Pro - Pro или в положении -5 до положения -1 последовательность аминокислот Ala - Pro - Arg - Pro - Pro. In a preferred embodiment, the derivative contains, at position -1 and -2 with respect to Pro, at position -3 up to position -I, the amino acid sequence Arg-Pro-Pro, at position 4- up to -1 the amino acid sequence Pro - Arg - Pro - Pro or position -5 to position -1 amino acid sequence Ala - Pro - Arg - Pro - Pro.
В особенно предпочтительном варианте осуществления производное содержит в положении -6 до положения -1 последовательность аминокислот
Под G - CSF в смысле изобретения понимают, конечно, существующий G - CSF, последовательность которого раскрыта, например, в Science 232 (1986) 61, а также образованные от него производные со стимулирующей гранулоциты активностью, у которых последовательности аминокислот начинаются с X (+1) - Pro (+2). X обозначает Thr, Ser или Ala, особенно предпочтительно Thr.In a particularly preferred embodiment, the derivative contains, at position -6 to position -1, an amino acid sequence
By G-CSF in the sense of the invention is meant, of course, the existing G-CSF, the sequence of which is disclosed, for example, in Science 232 (1986) 61, as well as derivatives derived from it with granulocyte-stimulating activity, in which amino acid sequences begin with X (+ 1) - Pro (+2). X is Thr, Ser or Ala, particularly preferably Thr.
G - CSF производное по изобретению после экспрессии в прокарионтах можно расщеплять обработкой IgA-протеазой между положением +1 и -1 (между Thr (+1) и Pro (-1). Тем самым в результате единственной стадии гидролиза получают не содержащий метионина в положении -1 G - CSF, последовательность аминокислот которого на N-конце начинается с аминокислот Thr (+1) - Pro (+2) встречающегося в природе G - CSF. G-CSF derivative according to the invention after expression in prokaryons can be cleaved by treatment with an IgA protease between position +1 and -1 (between Thr (+1) and Pro (-1). Thus, as a result of a single hydrolysis step, methionine-free at position -1 G - CSF, the amino acid sequence of which at the N-terminus begins with amino acids Thr (+1) - Pro (+2) naturally occurring G - CSF.
При экспрессии G - CSF в прокарионтах образуют труднорастворимые агрегаты (refractie bodies), которые неактивны. Прежде чем применять протеин, например, для терапевтических целей, его следует перевести в его активную форму. При известных специалисту способах (ср. например европейский патент A 0219874, европейский патент A 0114506, WO 84/03711) сначала осуществляют растворение добавкой денатурирующих средств, к которому присоединяются ренатурирование и в случае необходимости дальнейшие стадии очистки. Обработку протеина по изобретению IgA-протеазой можно проводить перед растворением, после растворения или лишь после ренатурирования. В случае, если обработка IgA-протеазой должна проводиться непосредственно после растворения, следует перед добавкой IgA-протеазы отделять растворитель (например гидрохлорид гуанидина или мочевину) диализом. Однако обработку IgA-протеазой проводят преимущественно после ренатурирования, так как в этом случае выходы G - CSF особенно высокие. When G - CSF is expressed in prokaryonts, they form sparingly soluble aggregates (refractie bodies) that are inactive. Before using the protein, for example, for therapeutic purposes, it should be converted to its active form. With methods known to the person skilled in the art (cf. for example, European patent A 0219874, European patent A 0114506, WO 84/03711), the dissolution is first carried out by the addition of denaturing agents, to which the renaturation and, if necessary, further purification steps are added. The treatment of the protein of the invention with an IgA protease can be carried out before dissolution, after dissolution, or only after renaturation. If treatment with the IgA protease is to be carried out immediately after dissolution, the solvent (e.g. guanidine hydrochloride or urea) should be separated by dialysis before the IgA protease is added. However, treatment with an IgA protease is carried out mainly after renaturation, since in this case the yields of G - CSF are especially high.
Условия для обработки G - CSF или другого отщепляемого протеина IgA-протеазой сами по себе не являются критическими. Однако предпочтительно применять при этом G - CSF (или другой протеин) относительно IgA-протеазы в весовом отношении 1 : 1 до 100 : 1. Превращение происходит предпочтительно в буферном водном растворе с pH от 6,5 до 8,5. Концентрация буферного раствора лежит преимущественно в области между 50 и 300 ммоль/л, в случае необходимости при добавке 20 - 100 ммоль/л хлористого натрия. Преимущественно расщепление происходит при комнатной температуре свыше 20 - 60 мин. The conditions for treating G-CSF or another cleavable protein with an IgA protease alone are not critical. However, it is preferable to use G - CSF (or another protein) relative to the IgA protease in a weight ratio of 1: 1 to 100: 1. Conversion is preferably carried out in a buffered aqueous solution with a pH from 6.5 to 8.5. The concentration of the buffer solution lies mainly in the range between 50 and 300 mmol / L, if necessary, with the addition of 20-100 mmol / L sodium chloride. Mostly cleavage occurs at room temperature over 20-60 minutes.
После растворения, ренатурирования и расщепления IgА-протеазой полученный таким путем продукт расщепления очищают преимущественно через ионообменник и крупное фракционирование. Загрязнение полученного таким путем и не содержащего метионина в положении -1 G - CSF другими протеинами составляет ниже 0,1%, преимущественно ниже 10-3%.After dissolution, renaturation and cleavage of the IgA protease, the cleavage product obtained in this way is purified mainly through an ion exchanger and large fractionation. The contamination obtained in this way and not containing methionine at position -1 G - CSF by other proteins is below 0.1%, mainly below 10 -3 %.
Следовательно, не содержащий метионина в положении -1 G - CSF расщеплением IgA-протеазой можно отделять или очищать практически количественно от содержащего метионин слитого протеина. Therefore, methionine-free at position -1 G-CSF by IgA protease cleavage can be separated or purified almost quantitatively from the methionine-containing fusion protein.
По способу изобретения можно получать рекомбинантный G - CSF из прокарионтов, который менее чем на 0,1%, преимущественно менее чем на 10-3% загрязнен другими протеинами и количественно не содержит G - CSF из прокарионтов, который в положении -1 содержит метионин.According to the method of the invention, it is possible to obtain recombinant G-CSF from prokaryonts, which is less than 0.1%, mainly less than 10 -3 %, is contaminated with other proteins and does not quantitatively contain G-CSF from prokaryonts, which at position -1 contains methionine.
Предметом изобретения является также лекарственное средство на основе полученного по способу изобретения G - CSF из прокарионтов в качестве активного вещества, в случае необходимости вместе с обычными фармацевтическими веществами-носителями, наполнителями и вспомогательными веществами. Такое лекарственное средство особенно пригодно для лечений, при которых следует стимулировать образование гранулоцитов, особенно нейтрофилов. A subject of the invention is also a medicament based on G-CSF obtained from the prokaryonts as an active substance, if necessary together with conventional pharmaceutical carrier substances, excipients and excipients. Such a drug is particularly suitable for treatments in which the formation of granulocytes, especially neutrophils, should be stimulated.
Фармацевтические препараты по изобретению применяются преимущественно как растворы для инъекций и вливаний. Это можно осуществлять в результате того, что имеется в распоряжении уже готовый для впрыскивания раствор, который содержит состав по изобретению. Однако возможно также использование фармацевтических препаратов в форме лиофилизатов. Последние образуются при помощи известных, подходящих для целей инъекции средств или растворов. В качестве среды для инъекции применяют преимущественно воду, которая содержит обычные в растворах для инъекций добавки, как стабилизаторы, агенты растворения, буферные растворы и изотонические добавки, например физиологический раствор хлористого натрия. Подобными добавками являются, например, маннит, буферный раствор тартрата или цитрата, этанол, комплексообразователь, как, например, этилендиаминтетрауксусная кислота и ее нетоксичные соли, а также высокомолекулярные полимеры, как жидкая окись полиэтилена для регулирования вязкости. Жидкие вещества-носители для инъекционных растворов должны быть стерильными и разливаются преимущественно в ампулы. The pharmaceutical preparations according to the invention are mainly used as solutions for injection and infusion. This can be done as a result of the fact that a solution is already ready for injection that contains the composition of the invention. However, it is also possible to use pharmaceutical preparations in the form of lyophilisates. The latter are formed using known means suitable for injection purposes or solutions. The injection medium used is mainly water, which contains additives customary in injection solutions, such as stabilizers, dissolution agents, buffer solutions and isotonic additives, for example, physiological sodium chloride solution. Such additives are, for example, mannitol, a buffer solution of tartrate or citrate, ethanol, a complexing agent, such as ethylenediaminetetraacetic acid and its non-toxic salts, as well as high molecular weight polymers such as liquid polyethylene oxide to control viscosity. Liquid substances carriers for injection solutions should be sterile and poured mainly into ampoules.
Наконец, настоящее изобретение включает также применение не содержащего метионина в положении -1, G - CSF из прокарионтов для получения фармацевтических препаратов по изобретению. Finally, the present invention also includes the use of methionine-free at position -1, G-CSF from prokaryons to produce pharmaceutical preparations of the invention.
Для того случая, когда при расщеплении любого слитого протеина способом по изобретению качестве образующегося продукта получают протеин X - Pro - A (причем X обозначает любую аминокислоту и A обозначает любую последовательность аминокислот), который однако на своем аминоконце несет нежелательный дипептид X - Pro, тогда можно отделять этот нежелательный дипептид как часть способа по изобретению дальнейшей обработкой дипептидиламинопептидазами (ДРАР). Дипептидиламинопептидазы находили до сих пор у ряда микроорганизмов, насекомых, амфибий и в различных тканях человека. Они служат, например, для постепенной химизированной переработки протеинов-предвестников и имеют частично ярковыраженную специфичность для аминоконцевого расщепления дипептида X - Pro (X Pro - ДРАРазы; G. Kreil, Trendsin Biochemical Scienсes 15, 23 - 26, 1990. Поэтому комбинацией способа по изобретению игазы и X - Pro - ДРАР можно получать желательные протеины с любыми аминоконцевыми кислотами. For the case when, when splitting any fusion protein by the method according to the invention, the resulting product is obtained the protein X - Pro - A (wherein X is any amino acid and A is any amino acid sequence), which however carries an undesired X - Pro dipeptide at its amino terminus, then this undesired dipeptide can be separated as part of the method of the invention by further treatment with dipeptidyl aminopeptidases (DRAP). So far, dipeptidyl aminopeptidases have been found in a number of microorganisms, insects, amphibians and in various human tissues. They serve, for example, for the gradual chemical processing of precursor proteins and have partially pronounced specificity for the amino-terminal cleavage of the X - Pro dipeptide (X Pro - DAPARases; G. Kreil, Trendsin Biochemical Scenes 15, 23 - 26, 1990. Therefore, a combination of the method according to the invention Igases and X - Pro - DRAP can produce the desired proteins with any amino terminal acids.
Теперь при помощи вышеописанной комбинации игазы и X - Pro - ДРАР удается получать также протеины с другой N-концевой последовательностью аминокислот из прокарионтов в положении - 1 без метионина. Для этого сначала получают слитый протеин, который имеет последовательность аминокислот Met - Y - Pro .'. X - Pro - A, причем теперь в этом случае последовательность аминокислот A без обоих N-концевых аминокислот X - Pro представляет желательную часть экспримируемого протеина. Now, using the above combination of Igase and X - Pro - DRAP, it is also possible to obtain proteins with a different N-terminal amino acid sequence from prokaryonts in position - 1 without methionine. For this, a fusion protein is first obtained that has the amino acid sequence Met - Y - Pro. ' X - Pro - A, and now in this case, the amino acid sequence A without both N-terminal amino acids X - Pro represents the desired portion of the expressed protein.
Продукт экспрессии прокарионтной клетки с аминопоследовательностью Met - Y - Pro.'. X - Pro - A сначала расщепляют IgA-протеазой, так что образуется первый продукт расщепления с аминопоследовательностью X - Pro - A. The expression product of a prokaryon cell with the amino sequence Met - Y - Pro. '. X - Pro - A is first cleaved with an IgA protease, so that the first cleavage product with the amino sequence X - Pro - A is formed.
Теперь этот протеин, как описано выше, можно обрабатывать дипептидиламино-пептидазой, которая специфически распознает последовательность X - Pro и расщепляет после Pro. Таким образом, образуется второй продукт расщепления с любой последовательностью аминокислоты A. Способ по изобретению оказывается, следовательно, исключительно полезным для получения самых различных протеинов без N-концевого остатка метионина и не ограничивается только получением протеинов с N-концевой последовательностью X - Pro, причем X обозначает преимущественно Ser, Thr или Ala. Now this protein, as described above, can be treated with a dipeptidylamino peptidase, which specifically recognizes the X - Pro sequence and cleaves after Pro. Thus, a second cleavage product is formed with any sequence of amino acid A. The method according to the invention is therefore extremely useful for producing a wide variety of proteins without an N-terminal methionine residue, and is not limited only to obtaining proteins with an N-terminal X-Pro sequence, wherein X denotes predominantly Ser, Thr or Ala.
Наконец, изобретение включает также рекомбинантную ДНК, которая содержит кодированную для (определенной выше) точки распознавания IgA-протеазы область и пригодна для встраивания в переходную точку слившихся протеинов. При этом речь идет преимущественно о химически синтезированном ДНК - фрагменте, на концах которого находятся обычно одна или несколько подходящих ограничительных точек пересечения. Finally, the invention also includes recombinant DNA that contains a region encoded for the (defined) IgA protease recognition point and is suitable for incorporation into fused proteins at the transition point. In this case, we are talking mainly about chemically synthesized DNA - a fragment at the ends of which there are usually one or more suitable restrictive intersection points.
Определения понятия
Способ по изобретению включает биотехнологическое получение желательных протеинов. Под биотехнологией подразумевают в этой связи, что желательный протеин или его промежуточный продукт получают с применением геннотехнологических средств и других биотехнологических способов (например, ферментация микроорганизмов).Definitions
The method according to the invention includes biotechnological production of the desired proteins. By biotechnology is meant in this regard that the desired protein or its intermediate product is obtained using genetic technology and other biotechnological methods (for example, fermentation of microorganisms).
Желательный протеин представляет промежуточный продукт или конечный продукт, который может найти применение, например, в области медицины, исследования, в защите окружающей среды или в промышленных процессах или продуктах. The desired protein is an intermediate product or end product that may find application, for example, in the field of medicine, research, environmental protection, or industrial processes or products.
Способ по изобретению включает, что желательный протеин образуется из слитого протеина (обозначаемого также как слияние протеинов), причем слитый протеин или слияние протеинов составляется из нескольких ковалентно связанных друг с другом партнеров слияния. При этом по меньшей мере один из партнеров слияния представляет желательный протеин. Последовательность партнеров слияния и степень их повторения в слитом протеине любая; однако преимущественно она состоит из аминоконцевого протеина-носителя и карбоксиконцевого желательного протеина. The method of the invention comprises that the desired protein is formed from a fusion protein (also referred to as a protein fusion), wherein the fusion protein or protein fusion is composed of several fusion partners covalently linked to each other. In this case, at least one of the fusion partners represents the desired protein. The sequence of fusion partners and the degree of their repetition in a fusion protein is any; however, it predominantly consists of an amino-terminal carrier protein and a carboxy-terminal desired protein.
Протеин-носитель или часть носителя служит для того, чтобы придавать желательному протеину в форме слитого протеина особенные свойства. Подобные свойства могут выражаться, например, в повышенной устойчивости слитых протеинов, которая основывается на структурных особенностях и тем самым в значительной степени на более высокой резистентности в противоположность клеточным протеазам или же на переносе слитых протеинов в окружающую среду с небольшой протеолитической активностью. Кроме того, в протеине-носителе могут содержаться свойства, которые обеспечивают эффективную очистку слитых протеинов. Сюда относятся, например, связывание определенных лиганд в связи с методом хроматографии сродства, отложение слитых протеинов в отделяемых с небольшими затратами осажденных телах и перенос протеинов на легко доступные места. The carrier protein or part of the carrier serves to impart special properties to the desired protein in the form of a fusion protein. Such properties can be expressed, for example, in the increased stability of fusion proteins, which is based on structural features and, thereby, largely on higher resistance as opposed to cellular proteases, or on the transfer of fusion proteins to the environment with little proteolytic activity. In addition, the carrier protein may contain properties that provide for the efficient purification of fusion proteins. These include, for example, the binding of certain ligands in connection with the affinity chromatography method, the deposition of fusion proteins in precipitated bodies separated at low cost, and the transfer of proteins to easily accessible places.
Области внутри слитого протеина, в которых компоненты (протеины-носители и желательные протеины) слитого протеина соединяются друг с другом, называют переходными областями. The areas within the fusion protein in which the components (carrier proteins and the desired proteins) of the fusion protein are connected to each other are called transition regions.
Каждая переходная область может быть определена одной или несколькими последовательностями аминокислот. Последовательности аминокислот (как и все прочие последовательности аминокислот и протеинов) подразумевают и изображают от аминоконцевой (слева) в направлении к карбоксиконцевой (справа). Each transition region can be defined by one or more amino acid sequences. Amino acid sequences (like all other amino acid and protein sequences) are implied and depicted from the amino terminal (left) towards the carboxy terminal (right).
В пределах способа изобретения все те последовательности аминокислот в переходных областях, которые должны быть расщеплены IgA-протеазами, содержат последовательность расщепления или последовательность распознавания по способу изобретения. Within the scope of the method of the invention, all those amino acid sequences in the transition regions that are to be cleaved by IgA proteases comprise a cleavage sequence or recognition sequence according to the method of the invention.
То место между двумя аминокислотами последовательности аминокислот, в котором происходит расщепление слитых протеинов или слияний протеинов, называют точкой расщепления. The place between the two amino acids of the amino acid sequence in which the fusion of proteins or the fusion of proteins occurs is called the cleavage point.
Способ по изобретению включает ферментативное расщепление слитых протеинов в переходных областях IgA-протеазой. Под IgA-протеазой или игазой в пределах способа изобретения понимают IgА-протеазу штамма Neisseria gonorrhocae MSII и все другие ферменты, родственные с этой протеазой на уровне нуклеотида и по процессу ее образования. Сюда причисляют также особенно IgA-протеазы рода Neisseria и Hacmophilus. The method of the invention includes enzymatic cleavage of fusion proteins in transition regions by an IgA protease. Under the IgA protease or igase within the method of the invention is meant the IgA protease of the strain Neisseria gonorrhocae MSII and all other enzymes related to this protease at the nucleotide level and the process of its formation. IgA proteases of the genus Neisseria and Hacmophilus are also ranked here.
Микроорганизм E. coli ED 8654 был депонирован под номером DSM 2102 в Немецком Центре микроорганизмов. Гризебахштрассе 8, 3400 Геттинген. The microorganism E. coli ED 8654 was deposited under the number DSM 2102 at the German Center for Microorganisms. Grisebachstrasse 8, 3400 Göttingen.
Изобретение поясняется следующими примерами в сочетании с чертежами. The invention is illustrated by the following examples in combination with the drawings.
Фиг. 1 показывает схематически слияние протеинов между протеином-носителем MS2-полимеразой (99 аминокислот) и β- областью (положение аминокислот 1195 - 1505) предвестника IgA-протеазы из N.gonorrhoеae MSll. Переходная область между этими двумя частями состоит из 12 аминокислот и содержит последовательность расщепления - Pro - Pro .'. Thr - Pro - для игазы. Для конструирования места расщепления встраивали четыре олигонуклеотида от (1) до (4) между ограничительными точками пересечения Eco RI и Hind III. Получение полипептида и расщепление с очищенной игазой пояснены подробно в примере 5. FIG. 1 shows schematically a protein fusion between a carrier protein of MS2 polymerase (99 amino acids) and a β region (amino acid position 1195 - 1505) of an IgA protease precursor from N..gonorrhoeae MSll. The transition region between these two parts consists of 12 amino acids and contains the cleavage sequence - Pro - Pro. '. Thr - Pro - for igazy. To design the cleavage site, four oligonucleotides (1) to (4) were inserted between the restrictive intersection points of Eco RI and Hind III. The preparation of the polypeptide and cleavage with purified igase are explained in detail in Example 5.
Фиг. 2 показывает слияние протеинов, состоящее из протеиноносителя 99 аминокислот MS2-полимеразы и 6 кодированных плазмидом аминокислот, и 206 аминокислот от CD8-протеина T-лимфоцитов человека. В последовательности аминокислот CD8-протеина находится природная последовательность расщепления, которая расщепляется игазой (см. пример 6). FIG. 2 shows a protein fusion consisting of a protein carrier of 99 amino acids of MS2 polymerase and 6 plasmid encoded amino acids, and 206 amino acids from human CD8 protein of T lymphocytes. In the amino acid sequence of the CD8 protein is a naturally occurring cleavage sequence that is cleaved with Igase (see Example 6).
Фиг. 3 показывает слияние протеинов B63, которое было продуцировано при помощи секреторной системы экспрессии от E. coli-клеток. Оно состоит на аминоконце из холерного токсина B нижняя часть (103 аминокислоты), сопровождаемая соединительной областью (11 аминокислот) с точкой расщепления игазы, и на карбоксилконце из части (положение аминокислоты 1097 - 1160) B-области предвестника IgA-протеазы. Точку пересечения игазы встраивали при помощи обоих олигонуклеотидов Тк 006 и Тк 007 между обоими областями протеинов. FIG. 3 shows the fusion of B63 proteins that was produced using a secretory expression system from E. coli cells. It consists of the lower part (103 amino acids) on the amino terminus of cholera toxin B, followed by the connecting region (11 amino acids) with the Igase cleavage point, and on the carboxyl terminus, part (amino acid position 1097 - 1160) of the IgA protease precursor B region. The Igase intersection point was inserted using both Tk 006 and Tk 007 oligonucleotides between both protein regions.
Фиг. 4 схематически показывает слияния протеинов B49 и B59. Они состоят из холерного токсина B нижней части и B - области предвестника IgA - протеазы. Между этими частями они содержат две различные переходные области с двумя различными последовательностями расщепления игазы (-Pro - Pro - Ala - Pro и Pro - Pro - Thr - Pro -). Последовательность расщепления конструирования с синтетическими олигонуклеотидами (см. фиг. 3). FIG. 4 schematically shows the fusion of proteins B49 and B59. They consist of cholera toxin B at the bottom and B, the precursor region of IgA protease. Between these parts, they contain two different transition regions with two different igase cleavage sequences (-Pro - Pro - Ala - Pro and Pro - Pro - Thr - Pro -). The cleavage sequence of the construct with synthetic oligonucleotides (see Fig. 3).
Пример 1. Конструирование плазмиды для экспрессии не содержащего метионина G - CSF
Конструирование производят при применении носителя экспрессии pPZ07 - mg 11 аc (WO. 86/09373). Для этого носитель экспрессии pPZ07 - mg 11 ac расщепляют с Nco I и удаляют выступающие концы с Mung bean - нуклеазой. Затем расщепляют носитель с Bam HI. Последовательность распознавания IgA на уровне ДНК получают через следующие олигонуклеотиды.Example 1. Construction of a plasmid for the expression of methionine-free G - CSF
The construction is carried out using an expression carrier pPZ07 mg 11 ac (WO. 86/09373). For this, the expression carrier pPZ07 - mg 11 ac is cleaved with Nco I and the protruding ends with Mung bean nuclease are removed. Then, the Bam HI carrier is cleaved. The DNA recognition sequence of IgA is obtained through the following oligonucleotides.
Олигонуклеотид A:
Олигонуклеотид B:
Обе олигонуклеотиды добавляют в эквимолярных количествах и вводят приблизительно в 100-кратном избытке в расщепленный, как описано выше, носитель pPZ07 - mg11 ac. После повторного перевязывания трансформируют обычным образом сделанные прочными клетки E. coli K12. Известными методами выделяют ДНК из клеток и расщепляют с Apal и Bam H1. Фрагмент G - CSF длиной приблизительно 520 бп выделяют при применении ограничительных эндонуклеаз Apal и Bam H1 из G - CSF - последовательности (Science 232 (1986), 61 - 65). Этот фрагмент вводят в расщепленный также с Apal и Bam H1 носитель.Oligonucleotide A:
Oligonucleotide B:
Both oligonucleotides are added in equimolar amounts and introduced in approximately a 100-fold excess into the cleaved, as described above, carrier pPZ07 - mg11 ac. After re-ligation, E. coli K12 cells that have been robust are transformed in the usual manner. Known methods isolate DNA from cells and cleave with Apal and Bam H1. A G-CSF fragment of approximately 520 bp in length was isolated using Apal and Bam H1 restrictive endonucleases from the G-CSF sequence (Science 232 (1986), 61–65). This fragment is introduced into cleaved also with Apal and Bam H1 media.
Пример 2. Дополнительно к последовательности распознавания IgAl слившийся протеин может содержать еще также пептиды в качестве помощи для очистки. Последние могут состоять из ДНК, которая кодирует стрептавидин. Для этого стрептавидин - ген (WO 89/03422) клонируют в правильную трансляционную решетку перед последовательностью распознавания IgA-протеазы. Example 2. In addition to the IgAl recognition sequence, the fused protein may also contain peptides as an aid for purification. The latter may consist of DNA, which encodes streptavidin. For this, the streptavidin gene (WO 89/03422) is cloned into the correct translational array before the IgA protease recognition sequence.
Пример 3. При помощи описанной в примере 1 плазмиды трансформируют E - coli K12 - клетки (ED 8654, DSM 2102), селекционируют на маркер - антибиотик (ампициллин) и характеризуют плазмид ограничительным анализом. Такой клон применяют для культивирования и экспрессии G - CSF. Клетки культивируются полной средой. Эта среда содержит на 1 л 16 г бактотриптона (Дифко), 10 г дрожжевого экстракта (Дифко) и 5 г хлористого натрия. Клетки оставляют для роста до ОД (поверхностной дозы) 546 2,0 и затем индуцируют с 1--3 моль/л IPTG. Еще через 4 ч клетки собирают центрифугированием, растворяют при помощи лизозима /EDTA (этилендиаминтетрауксусной кислоты) и выделяют G - CSF как включенные тела (IB's, ср. европейский патент A 0219874).Example 3. Using the plasmids described in Example 1, they transform E-coli K12 cells (ED 8654, DSM 2102), select on an antibiotic marker (ampicillin) and characterize the plasmids by restrictive analysis. Such a clone is used for the cultivation and expression of G - CSF. Cells are cultured in complete medium. This medium contains 1 g of 16 g of bactotryptone (Difco), 10 g of yeast extract (Difco) and 5 g of sodium chloride. Cells are allowed to grow to an OD (surface dose) of 546 2.0 and then induced with 1-3-3 mol / L IPTG. After another 4 hours, cells were harvested by centrifugation, dissolved with lysozyme / EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid) and G - CSF was isolated as included bodies (IB's, cf. European Patent A 0219874).
Денатурирование или ренатурирование выделенных нерастворимых частиц слияния G - CSF осуществляют, как описано в европейском патенте A 0219874. Денатурирование производят диализом относительно 6 моль/л гуанидингидрохлорида. Здесь можно отбирать уже делящуюся без остатка часть и после диализа относительно 5 ммоль/л буферного раствора фосфата калия с pH 7 применять для расщепления с IgA-протеазой (пример 4). The denaturation or renaturation of the isolated insoluble G-CSF fusion particles is carried out as described in European Patent A 0219874. Denaturation is carried out by dialysis with respect to 6 mol / L guanidine hydrochloride. Here you can select the part that is already fissile without residue and after dialysis with respect to 5 mmol / L potassium phosphate buffer solution with pH 7 can be used for cleavage with IgA protease (example 4).
В качестве альтернативы осуществляют после денатурирования в гуанидингидрохлориде диализ относительно 5 ммол/л буферного раствора фосфата калия с pH 7, который содержит 1 ммоль/л GSH и 3 ммоль/л G SSG. После ренатурирования здесь также происходит диализ относительно 5 ммол/л буферного раствора фосфата калия с pH 7. Alternatively, after denaturing in guanidine hydrochloride, dialysis is carried out against a 5 mmol / L potassium phosphate buffer solution with a pH of 7, which contains 1 mmol / L GSH and 3 mmol / L G SSG. After renaturation, dialysis relative to 5 mmol / L potassium phosphate buffer solution with a pH of 7 also occurs here.
Пример 4. Расщепление слитого протеина IgAl - протеазой для получения нативного G - CSF без метионина в положении -1
IgAl-протеазу выделяют, как описано в EMBO Jour 3. (1984), 1595 - 1601. К 10 μ г ренатурированного или денатурированного по примеру 3 G - CSF добавляют 2 - 5 μ г IgA - протеазы и инкубируют 30 мин при комнатной температуре. Часть различные ионообменные колонки, как Моно-Q или Моно-S, можно выделять не содержащий метионина G - CSF. Последовательность протеинов аминоконца показывает, что очищенный G - CSF начинается с правильной последовательности аминокислот Thr (+1) - Pro (+2).Example 4. The cleavage of the fused protein IgAl - protease to obtain native G - CSF without methionine at position -1
The IgAl protease is isolated as described in EMBO Jour 3. (1984), 1595 - 1601. To 10 μg of the renatured or denatured according to Example 3 G - CSF, 2-5 μg of IgA protease is added and incubated for 30 minutes at room temperature. Part of various ion-exchange columns, such as Mono-Q or Mono-S, can be isolated without methionine G - CSF. The amino-terminal protein sequence indicates that purified G-CSF begins with the correct amino acid sequence Thr (+1) - Pro (+2).
Пример 5. Получение слияния протеинов и расщепление нерастворимых протеиновых агрегатов из "включенных тел" на специфической точке пересечения игазы
Прокариотный носитель экспрессии pEX31C (k. Strebel, Journal of Virology 57, 983 - 991, 1986) был модифицирован таким образом, что сверхпродуцированное с этой системой в E. coli - клетках слияние протеинов можно было расщеплять игазой на протеин-носитель и желательный протеин. Для этого был составлен из полученных синтетическим путем олигонуклеотидов двунитевой ДНК - фрагмент, который кодирует последовательность аминокислот Thr - Pro - Ala - Pro - Arg - Pro - Pro . ' . Thr - Pro. Этот ДНК - фрагмент при помощи методов генной технологии вводили в точку пересечения EcoR1 носителя экспрессии pEX31C. Кроме того, непосредственно на границе в точке пересечения Hind III вставляли два других синтетических ДНК-фрагмента, которые содержали ряд подходящих точек пересечения для органических эндонуклеаз и концевых сигналов для участвующих в экспрессии гена ферментов бактерий. В полученный таким путем плазмид экспрессии pEV37, используя точки пересечения для SmaI и Hind III, вводили ДНК - фрагмент, который кодирует β- область IgA - протеазы-протеина-предвестника из Neisseria gonorrhoeae MSII. В результате этого получался гибридный ген, при выражении которого в E. coli образовывался слитый протеин. Последний содержал на аминоконце в качестве протеина-носителя 99 аминокислот MS2-полимеразы, сопровождаемые центральной переходной областью 12 аминокислот с последовательностью расщепления игазы и с желательной β- областью на карбоксильном конце (см. фиг. 1). При помощи очищенной игазы можно было отщеплять β- область от карбоксильного конца слияния протеинов в точке пересечения Pro . ' . Thr внутри переходной области.Example 5. Obtaining protein fusion and cleavage of insoluble protein aggregates from the "included bodies" at a specific point of intersection of igase
The prokaryotic expression vehicle pEX31C (k. Strebel, Journal of Virology 57, 983 - 991, 1986) was modified in such a way that protein fusion super-produced with this system in E. coli cells could be cleaved with Igase into the carrier protein and the desired protein. To this end, a double-stranded DNA was prepared from synthetically prepared oligonucleotides - a fragment that encodes the amino acid sequence Thr - Pro - Ala - Pro - Arg - Pro - Pro. '. Thr - Pro. This DNA fragment was introduced using genetic technology into the intersection point of EcoR1 of the pEX31C expression carrier. In addition, two other synthetic DNA fragments were inserted directly at the border at the Hind III intersection point, which contained a number of suitable intersection points for organic endonucleases and terminal signals for bacterial enzymes involved in gene expression. Into the expression plasmids pEV37 obtained in this way, using the intersection points for SmaI and Hind III, a DNA fragment was introduced that encodes the β region of IgA, the precursor protease protein of Neisseria gonorrhoeae MSII. As a result of this, a hybrid gene was obtained, in the expression of which a fusion protein was formed in E. coli. The latter contained 99 amino acids of MS2 polymerase as a carrier protein at the amino terminus, followed by a central transition region of 12 amino acids with a igase cleavage sequence and a desired β region at the carboxyl end (see FIG. 1). Using purified igase, the β region could be cleaved from the carboxyl end of the protein fusion at the intersection point of Pro. '. Thr inside the transition region.
Поазмидус гибридным геном вводили трансформацией в E.coli-клетки, которые для регулируемого перепроизводства слияния протеинов содержали фактор регуляции Cl857 из бактериофага лямбда (E. Remaut, Gene 22, 103 - 113, 1983). Повышением температуры с 28oC до 42oC инактивировали Cl857 - репрессор и вследствие этого активировали производство протеина в рекомбинантных E. coli-клетках. Для этого 50 мл выросшей в течение 12 ч при 28oC E.coli-культуры переводили в 200 мл предварительно подогретой до 45oC среды и культивировали дальше 2 ч при 42oC. В этой стадии накапливали слияние протеинов в цитоплазме бактерий в больших количествах в форме "включенных тел". Затем собирали бактерии центрифугированием, суспендировали в 20 мл буферного раствора лизиса (10% сахарозы, 50 ммоль трис/ HCl pH 8,0, 1 ммоль EDTA) и после добавки 400 μл раствора лизозима (5 мг/мл) инкубировали в течение 30 мин при 22oC. Добавляли детергент тритон-X-100 до конечной концентрации 0,1% и инкубировали раствор снова в течение 30 мин. Высвобожденную при лизисе клеток ДНК измельчали обработкой ультразвуком, нерастворимые составные части, в том числе находящееся в осаждаемых телах слияние протеинов, центрифугировали и затем промывали в 5 мл HINTE - буферного раствора (1 моль мочевины, 50 ммоль NaCl, 50 ммоль трис/HCl pH 8, 0, 1 ммоль EDTA). После повторного центрифугирования осадок суспендировали облучением ультразвуком в 5 мл PBS - буферного раствора (20 ммоль фосфата калия, H 7, 5, 140 ммоль NaCl) и промывали. Этот процесс повторяли несколько раз, чтобы удалять полностью остатки мочевины. Наконец, нерастворимую фракцию, которая содержала слитый протеин, суспендировали облучением ультразвуком в 5 мл PBS-буферного раствора.The poazmidus hybrid gene was introduced by transformation into E. coli cells, which, for controlled overproduction of protein fusion, contained the regulation factor Cl 857 from the bacteriophage lambda (E. Remaut, Gene 22, 103 - 113, 1983). By increasing the temperature from 28 ° C to 42 ° C, the Cl 857 repressor was inactivated and, as a result, the protein production in recombinant E. coli cells was activated. To do this, 50 ml of E. coli culture grown for 12 hours at 28 ° C was transferred to 200 ml of medium preheated to 45 ° C and cultivated for 2 hours at 42 ° C. At this stage, protein fusion was accumulated in the bacterial cytoplasm in large amounts in the form of "included bodies". Then the bacteria were collected by centrifugation, suspended in 20 ml of lysis buffer solution (10% sucrose, 50 mmol Tris / HCl pH 8.0, 1 mmol EDTA) and after adding 400 μl of lysozyme solution (5 mg / ml) they were incubated for 30 min at 22 o C. Triton-X-100 detergent was added to a final concentration of 0.1% and the solution was incubated again for 30 minutes. DNA released during cell lysis was crushed by sonication, insoluble components, including protein fusion in the deposited bodies, were centrifuged and then washed in 5 ml of HINTE buffer solution (1 mol of urea, 50 mmol of NaCl, 50 mmol of Tris / HCl pH 8 , 0.1 mmol EDTA). After repeated centrifugation, the precipitate was suspended by ultrasonic irradiation in 5 ml of PBS - buffer solution (20 mmol of potassium phosphate, H 7, 5, 140 mmol of NaCl) and washed. This process was repeated several times to completely remove urea residues. Finally, the insoluble fraction that contained the fusion protein was suspended by ultrasonic irradiation in 5 ml of PBS buffer.
Количество и количество суспендированного слияния протеинов определяли при помощи электрофореза на SDS - полиакриламид - геле (12,5%) и последующего окрашивания при помощи Coomassie - голубого. Для расщепления инкубировали суспензию протеинов в отношении фермент/субстрат 1/100 (вес/вес) в течение 3 ч при 37oC. Последующее расщепление неочищенного и нерастворимого слияния протеинов исследовали аналитически при помощи электрофореза на SDS-полиакриламид-геле, причем оказалось, что образовался полипептид ожидаемого для β- протеина размера. Этот протеин был перенесен на мембрану из нитроцеллюлозы и подвергнут автоматизированному анализу последовательностей. Последовательность концевых аминокислот подтвердила его образование из слияния протеинов точным расщеплением на имеющейся точке расщепления игазы.The amount and amount of suspended protein fusion was determined by SDS - polyacrylamide - gel electrophoresis (12.5%) and subsequent staining with Coomassie - blue. For cleavage, a suspension of proteins in the enzyme / substrate ratio 1/100 (w / w) was incubated for 3 hours at 37 ° C. Subsequent cleavage of the crude and insoluble protein fusion was investigated analytically by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis, and it turned out that a polypeptide of the expected size for the β-protein has formed. This protein was transferred onto a nitrocellulose membrane and subjected to automated sequence analysis. The terminal amino acid sequence confirmed its formation from protein fusion by precise cleavage at an existing igase cleavage point.
Однако при расщеплении превращали только приблизительно до 50% всего количества введенного субстрата. Добавкой больших количеств игазы и более продолжительными временами реакции не могли достичь никакого повышения. Это указывает на то, что в непересеченной части слитого протеина точка пересечения для игазы недоступна. Гибридный протеин и продукты расщепления и после инкубирования игазой находятся в форме нерастворимых агрегатов и поэтому не могут быть седиментированы из суспензии центрифугированием. However, only about 50% of the total amount of the introduced substrate was converted by splitting. By adding large amounts of igase and longer reaction times, no increase could be achieved. This indicates that in the non-crossed portion of the fusion protein, the intersection point for igase is not available. Hybrid protein and cleavage products and after incubation with Igase are in the form of insoluble aggregates and therefore cannot be sedimented from the suspension by centrifugation.
Выходы расщепления до 90% достигали в том случае, когда вместо загрязненной фракции "включенных тел" применяли слияние протеинов, которое предварительно было подвергнуто дополнительной стадии очистки. Для этого нерастворимый осадок после промывки в H1NTE - буферном растворе (см. выше) поглощали в 5 мл H7NTE - буферного раствора (7 моль мочевины, 50 ммоль NaCl, 50 ммоль трис/HCl pH, 8, 1, 1 ммоль EDTA). Нерастворимые части отделяли центрифугированием, в растворимую фракцию подвергали диализу относительно 5 л PBS-буферного раствора при 4oC. При удалении мочевины диализом слитый протеин осаждался из раствора в форме нерастворимых агрегатов. Осажденные агрегаты в результате обработки облучением ультразвуком переводили в тонкую суспензию и, как описано выше, расщепляли игазой и анализировали.Cleavage yields of up to 90% were achieved when protein fusion was used instead of the contaminated “incorporated bodies” fraction, which was previously subjected to an additional purification step. For this, the insoluble precipitate after washing in H1NTE buffer solution (see above) was absorbed in 5 ml of H7NTE buffer solution (7 mol of urea, 50 mmol of NaCl, 50 mmol of Tris / HCl pH, 8, 1, 1 mmol of EDTA). Insoluble parts were separated by centrifugation, and a relatively 5 L PBS buffer solution at 4 ° C was dialyzed into the soluble fraction. When the urea was removed by dialysis, the fused protein precipitated from the solution in the form of insoluble aggregates. Precipitated aggregates as a result of treatment with irradiation with ultrasound were transferred into a thin suspension and, as described above, were digested with Igase and analyzed.
Пример 6. Специфическое расщепление ренатурированного, растворимого слияния протеинов игазой
При применении pEX-системы экспрессии получали гибридный протеин (см. пример), который состоит из MS2-полимеразы и части CD8 - протеина цитотоксических Т-лимфоцитов человека (см. фиг. 2). После предварительной очистки и растворения протеина из "включенных тел" в H7NTE - буферном растворе в качестве следующей стадии очистки применяли приготовленный 12,5%-ный SDS - полиакриламидный гель. Слияние протеинов как отдельную полосу после окрашивания Coomassie - голубым вырезали из геля и затем по методу Hunkapiller (Methodsin Enzymology 91, 227 - 235, 1983) отделяли от материала геля. При этом электроэлюцию производили в TAE - буферном растворе (40 ммоль трис/ацетат, pH 7,9), к которому был добавлен 0,1%-ный SDS (лаурилсульфат натрия). SDS позднее удаляли диализом относительно 5 л TAE - буферного раствора при 22oC. При дальнейшем диализе протеин переводили в буферный раствор для хранения (20 ммоль фосфата калия, pH 7, 5, 140 ммоль NaCl, 50% глицерина). Полученный таким путем растворимый слитый протеин инкубировали очищенной игазой (см. пример 5) и при этом полностью расщепляли на содержащейся в CD8-молекуле точке расщепления (-Pro - Pro. ' . Thr - Pro - Ala -, см. фиг. 2) на два полипептидных фрагмента. Специфичность расщепления проверяли анализом последовательности аминокислот на аминоконце меньшего продукта расщепления. При этом получалась, как ожидали, последовательность Thr - Pro - Ala -Pro - Thr - Ile.Example 6. Specific Cleavage of Renatured, Soluble Protein Fusion with Igase
Using a pEX expression system, a hybrid protein was obtained (see example), which consists of MS2 polymerase and part of CD8, a protein of human cytotoxic T lymphocytes (see Fig. 2). After preliminary purification and dissolution of the protein from the “incorporated bodies” in the H7NTE buffer solution, the prepared 12.5% SDS polyacrylamide gel was used as the next purification step. Protein fusion as a separate band after Coomassie-blue staining was excised from the gel and then, according to the Hunkapiller method (Methodsin Enzymology 91, 227 - 235, 1983), separated from the gel material. In this case, electroelution was performed in a TAE buffer solution (40 mmol Tris / acetate, pH 7.9), to which 0.1% SDS (sodium lauryl sulfate) was added. SDS was later removed by dialysis with respect to 5 L of TAE buffer at 22 ° C. With further dialysis, the protein was transferred to a storage buffer (20 mmol of potassium phosphate, pH 7, 5, 140 mmol of NaCl, 50% glycerol). The soluble fusion protein obtained in this way was incubated with purified igase (see Example 5) and completely digested with the cleavage point (-Pro - Pro. '. Thr - Pro - Ala - contained in the CD8 molecule, see Fig. 2) two polypeptide fragments. The specificity of the cleavage was verified by analysis of the amino acid sequence at the amino terminus of the smaller cleavage product. The result was, as expected, the sequence Thr - Pro - Ala-Pro - Thr - Ile.
Пример 7. Специфическое расщепление растворимого, полученного из надосадочных жидкостей культуры слияния протеинов при помощи игазы. Example 7. Specific cleavage of a soluble protein obtained from supernatants of a protein fusion culture using igase.
Слияние протеинов, состоящее из холератоксина B нижняя часть и части β- области (позиции 1097 - 1160; J Pohlmer, Nature 325, 458- 462, 1987) предвестника IgA-протеазы из N. gonorrhoeae VSII получали в растворимой форме из надосадочных жидкостей культуры рекомбинантных E. coli-клеток. Чтобы можно было отделять друг от друга обе части протеинов, в переходную область между холератоксином B - нижней частью и β-областью при помощи методов генной технологии была введена искусственная последовательность расщепления для игазы (Pro - Pro. ' . Thr - Pro-). Для этого олигонуклеотиды Tк006 и Tк007 были введены между ограничительными точками пересечения EcoRI и SacII в переходной области (см. фиг. 3). Протеин слияния собрали из 2 л надосадочной жидкости, выращенной в течение 12 ч при 37oC бактериальной культуры осаждением при помощи сульфата аммония и затем диализом относительно 5 л PBS - буферного раствора. Для расщепления его при концентрации 50 μ г/мл в PBS - буферном растворе при отношении фермент/субстрат 1/50 вес/вес) инкубировали с очищенной игазой в течение 2 ч при 37oC. Иммунный анализ показал, что появляющийся при полном расщеплении более крупный фрагмент расщепления по своему молекулярному весу и по своей реакции с антисывороткой соответствовал природному холератоксину B - нижней части.Protein fusion consisting of choleratoxin B lower part and part of the β-region (positions 1097 - 1160; J Pohlmer, Nature 325, 458- 462, 1987) of the N. gonorrhoeae VSII IgA protease precursor was obtained in soluble form from recombinant culture supernatants E. coli cells. In order to separate both parts of the proteins from each other, an artificial cleavage sequence for igase (Pro - Pro. '. Thr - Pro-) was introduced into the transition region between the choleratoxin B - the lower part and the β-region using genetic technology methods. For this, the Tk006 and Tk007 oligonucleotides were introduced between the restriction intersection points of EcoRI and SacII in the transition region (see Fig. 3). The fusion protein was collected from 2 L of supernatant grown for 12 hours at 37 ° C of the bacterial culture by precipitation with ammonium sulfate and then dialysis against 5 L of PBS buffer. To cleave it at a concentration of 50 μg / ml in PBS - buffer solution at an enzyme / substrate ratio of 1/50 weight / weight), incubated with purified igase was incubated for 2 hours at 37 ° C. Immunoassay showed that more a large fragment of the cleavage in its molecular weight and in its reaction with antiserum corresponded to natural choleratoxin B - the lower part.
Пример 8. Специфическое расщепление слияний протеинов на поверхности грамотрицательных бактерий при помощи игазы
Секреторную систему экспрессии использовали для того, чтобы слияния протеинов ТКВ 49 и ТКВ 59, состоящие из холератоксина в нижней части и IgA-протеазы β- области на поверхности рекомбинантных салмонелл, экспонировать наружу. Кодирующий ТКВ 49 гибридный ген содержал в переходной области между областью токсина и β- областью оригинальную последовательность расщепления (c) (-Pro - Pro. ' . Ala - Pro -) для игазы. Напротив, в ген для ТкВ 59 вводили искусственный ДНК - фрагмент, состоящий из олигонуклеотидов Тк 006 и Тк 007 между ограничительными точками пересечения EcoRI и SacII, который кодировал последовательность расщепления (-Pro - Pro. ' . Thr - Pro -) (см. фиг. 3). Если неповрежденные бактерии, которые несли такие сцепленные с их поверхностью слияния протеинов, инкубировали с очищенной игазой, то можно было наблюдать специфическое расщепление на точках пересечения игазы. В иммунных анализах было показано, что появляющиеся при расщеплении небольшие фрагменты расщепления по своему размеру и по реакции с антисывороткой соответствовали природному холератоксину B нижней части.Example 8. Specific cleavage of protein fusions on the surface of gram-negative bacteria using igase
The secretory expression system was used to expose the fusion of the
Пример 9. Example 9
Очищение активной игазы из надосадочных жидкостей культуры рекомбинантных E. coli-клеток. Purification of active Igase from supernatants of a culture of recombinant E. coli cells.
Рекомбинантные E. coli C600 - клетки, которые содержат плазмиду pEX1070 (патент ФРГ 3622221.6) с модифицированным геном IgА-протеазы, выделяют активную игазу в надосадочную жидкость культуры. Фильтрованием через мембрану можно было накапливать фермент в надосадочной жидкости культуры и затем осаждать из раствора сульфатом аммония (0,42 г/мл). После центрифугирования осадок растворяли в Биорекс-буферном растворе (50 ммоль фосфата калия, pH 7, 0, 8,6% глицерина) (1 мл буферного раствора на 1 л надосадочной жидкости культуры), уравновешивали диализом относительно 2 л буферного раствора и затем подвергали катионообменной хроматографии (Биорекс 70). Связанную IgA-протеазу в одной стадии элюировали отмывающим буферным раствором (500 ммоль фосфата калия, pH 7,0, 8,6% глицерина) с колонки и фракционировали. Затем содержащие IgA-протеазу фракции анализировали электрофорезом на SDS-полиакриламидгеле (12,5%). В этой точке очистки получали среднюю степень чистоты > 90%. Для получения игазы в чистой форме осуществляли гельфильтрацию с Сефакрилом HR300 в Биорекс-буферном растворе, сопровождаемую последующей катионообменной хроматографией (см. выше). Активность игазы проверяли инкубированием с IgA-антителами и разделением образующихся продуктов расщепления в SDS - полиакриламидгеле. Recombinant E. coli C600 cells that contain the plasmid pEX1070 (German patent 3622221.6) with a modified IgA protease gene secrete active Igase into the culture supernatant. By filtering through a membrane, the enzyme could be accumulated in the supernatant of the culture and then precipitated from the solution with ammonium sulfate (0.42 g / ml). After centrifugation, the precipitate was dissolved in a Biorex buffer solution (50 mmol of potassium phosphate, pH 7, 0, 8.6% glycerol) (1 ml of buffer solution per 1 L of culture supernatant), balanced by dialysis against 2 L of buffer solution, and then subjected to cation exchange chromatography (Biorex 70). The bound IgA protease in one step was eluted with a wash buffer (500 mmol potassium phosphate, pH 7.0, 8.6% glycerol) from the column and fractionated. The fractions containing the IgA protease were then analyzed by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (12.5%). At this point of purification, an average degree of purity> 90% was obtained. To obtain Igase in pure form, gel filtration was performed with Sephacryl HR300 in a Biorex buffer solution, followed by subsequent cation exchange chromatography (see above). Igase activity was checked by incubation with IgA antibodies and separation of the resulting cleavage products in SDS - polyacrylamide gel.
Пример 10. Конструирование плазмиды для экспрессии не содержащего метионина интерлейкина 3
Конструирование осуществляют с применением носителя экспрессии pPZO7-mgLac (WO 88/09373). Для этого носитель экспрессии pPZO7-mgILac расщепляют при помощи NCOl и выступающие концы удаляют с Mung bean - нуклеазой. Затем дополнительно расщепляют носитель с BamHI. Оптимизированную аминоконцевую область слитого протеина получают на уровне ДНК через следующие олигонуклеотиды:
Первичный 1A :
Первичный 1B :
Оба олигонуклеотида добавляют вместе в эквимолярных количествах и вводят приблизительно в 100-кратном избытке в расщепленный, как описано выше, носитель pPZO7-mgILac. После перевязывания сделанные обычным путем компетентными клетки E. coli K12 трансформируют. Известными методами выделяют из клеток ДНК, расщепляют при помощи SalL/BamH1 и перевязывают с ДНК - фрагментом, который содержит кодирующую область интерлейкина 3 без сигнальной последовательности (описано ниже).Example 10. Construction of a plasmid for the expression of methionine-free interleukin 3
Construction is carried out using an expression carrier pPZO7-mgLac (WO 88/09373). For this, the pPZO7-mgILac expression carrier is cleaved with NCOl and the protruding ends are removed with a Mung bean nuclease. Then, the BamHI carrier is further cleaved. The optimized amino-terminal region of the fusion protein is obtained at the DNA level through the following oligonucleotides:
Primary 1A:
Primary 1B:
Both oligonucleotides are added together in equimolar amounts and introduced in approximately a 100-fold excess into the pPZO7-mgILac cleaved, as described above. After ligation, the E. coli K12 cells made in the usual way competent are transformed. Known methods are used to isolate DNA from cells, cleave with SalL / BamH1 and bind to DNA, a fragment that contains the coding region of interleukin 3 without a signal sequence (described below).
Получение кодирующей области интерлейкина 3 с областью распознавания для IgA-протеазы на уровне ДНК осуществляют через известную технику PCR, причем проводят PCR-реакцию с с-ДНК интерлейкина 3 в качестве шаблона и с нижеописанными первичными:
Первичный 2A:
Первичный 2B
5,TTCGTTGGATCCCTAAAAGATCGCGAGGCTCAAAGT 3,
Получающийся PCR-фрагмент дополнительно перерезают ферментами Sall и BamH1 и его можно вставлять непосредственно в вышеописанный носитель ДНК и связывать ковалентно при помощи лигазы.Obtaining the coding region of interleukin 3 with a recognition region for IgA protease at the DNA level is carried out using the known PCR technique, and the PCR reaction is carried out with the c-DNA of interleukin 3 as a template and with the primary described below:
Primary 2A:
Primary 2B
5 , TTCGTTGGATCCCTAAAAGATCGCGAGGCTCAAAGT 3 ,
The resulting PCR fragment is further cut with Sall and BamH1 enzymes and can be inserted directly into the above-described DNA carrier and bound covalently using ligase.
После трансформации ДНК в соответствующего хозяина, например E. coli K12 C600, можно синтезировать IL 3 в E. coli в форме Rb'S и затем выделять. Как описано для G - CSF, осуществляют денатурирование и ренатурирование протеина и расщепляют ренатурированный протеин при помощи IgA-протеазы. Полученный таким путем не содержащий метионина IL 3 после дальнейших стадий очистки можно применять для терапии. After transformation of the DNA into an appropriate host, for example E. coli K12 C600, IL 3 can be synthesized in E. coli in the form of Rb'S and then isolated. As described for G-CSF, the protein is denatured and renatured, and the renatured protein is cleaved using an IgA protease. The methionine-free IL 3 obtained in this way after further purification steps can be used for therapy.
Пример 11 Конструирование плазмида для экспрессии не содержащего метионина интерлейкина 2
Конструирование можно осуществлять с применением носителя экспрессии pPZO7 - mgllac (WO 88/09373), который после включения первичных 1A и 1B, как описано в примере 10, расщепляли с Sall/BamH1. Получение кодирующей области интерлейкина 2 с областью распознавания IgA-протеазы на уровне ДНК осуществляют методом PCR, причем проводят PCR - реакцию с с-ДНК интерлейкина 2 в качестве шаблона и первичными 3A и 3B, которые также кодируют область распознавания для IgA-протеазы.Example 11 Construction of a plasmid for the expression of methionine-free interleukin 2
Construction can be carried out using the pPZO7 expression carrier, mgllac (WO 88/09373), which, after incorporation of primary 1A and 1B, as described in Example 10, was digested with Sall / BamH1. Obtaining the coding region of interleukin 2 with the recognition region of IgA protease at the DNA level is carried out by PCR, and PCR is carried out with the c-DNA of interleukin 2 as a template and primary 3A and 3B, which also encode the recognition region for IgA protease.
Первичный 3A :
Первичный 3B :
5,TTCGTTGGATCCTCAAGTTAGTGTTGAGATGATGCTTT 3,
Полученный таким путем PCR - фрагмент дополнительно перерезают ферментами Sall и BamH1 и его можно непосредственно вставлять в вышеописанный носитель ДНК. Дальнейшее происходит, как описано при IL 3. В предыдущем примере было описано, как соответствующим применением точки распознавания IgA-протеазы и последующим способом можно получать не содержащие метионина терапевтические протеины, которые начинаются с последовательности кислот Ala - Pro. Другие протеины, которые аналогично вышеописанным примерам можно получать без метионина, а именно при применении олигонуклеотидов, которые содержат область распознавания для IgA-протеазы и область, которая по аналогии соответствует 5' или 3' концу опубликованной последовательности и может быть получена через PCR-увеличение. Ниже приведены другие соответствующие терапевтические протеины, которые в зрелой встречающейся в природе форме начинаются с Ala - Pro и поэтому могут быть получены аналогичным образом по способу изобретения.Primary 3A:
Primary 3B:
5 , TTCGTTGGATCCTCAAGTTAGTGTTGAGATGATGCTTT 3 ,
The PCR fragment obtained in this way is further cut with Sall and BamH1 enzymes and can be directly inserted into the above-described DNA carrier. Further occurs as described in IL 3. In the previous example, it was described how, using the IgA protease recognition point and the subsequent method, methionine-free therapeutic proteins that start with the Ala-Pro acid sequence can be obtained by the following method. Other proteins, which, similarly to the examples described above, can be obtained without methionine, namely, using oligonucleotides that contain a recognition region for an IgA protease and a region that, by analogy, corresponds to the 5 'or 3' end of a published sequence and can be obtained via PCR magnification. The following are other relevant therapeutic proteins which, in a mature, naturally occurring form, start with Ala-Pro and therefore can be obtained in a similar manner by the method of the invention.
Cathepsin L (EC 3.4.22.15), Mason, R. W. et al, Biochem. J. 240, 373 - 377, 1986. Cathepsin L (EC 3.4.22.15), Mason, R. W. et al, Biochem. J. 240, 373 - 377, 1986.
Эритропоэтин, Lai, P.H. et al. J. Biol. Chem. 261, 3116 - 3121, 1986. Erythropoietin, Lai, P.H. et al. J. Biol. Chem. 261, 3116 - 3121, 1986.
Интерлейкин - 1 бета, Zsebo, K.M. et al. BLood 71, 962 - 968, 1988. Interleukin - 1 beta, Zsebo, K.M. et al. BLood 71, 962-968, 1988.
Остеонектин, Fisher, L.N. et al. J. Biol. Chem 262, 9702 - 9708, 1987. Osteonectin, Fisher, L.N. et al. J. Biol. Chem 262, 9702-9708, 1987.
Тип IV коллагеназы, Collier I.E. et al. J. Biol, Chem 263, 6579 - 6587, 1988. Type IV Collagenase, Collier I.E. et al. J. Biol, Chem 263, 6579 - 6587, 1988.
Далее, таким путем можно получать протеины, которые в зрелой форме начинаются последовательностью аминокислот Ser, Pro. В качестве примера здесь следует назвать
Альфа-1 антитрипсин, Hill, R.E. et аl., Nature 311, 175 - 177, 1984.Further, in this way it is possible to obtain proteins that in mature form begin with the sequence of amino acids Ser, Pro. An example here is
Alpha-1 Antitrypsin, Hill, RE et al., Nature 311, 175-177, 1984.
Atrial natriuretic factor, Kambayashi, J. et al., FEBS Lett. 259, 341 - 345, 1990. Atrial natriuretic factor, Kambayashi, J. et al., FEBS Lett. 259, 341 - 345, 1990.
Другими примерами для протеинов, которые в своей зрелой форме начинаются с Thr - Pro и могут быть соответственно терапевтическими, являются, например, Complement factor B, Campell R.D. et al., Proc. Nat. Acad. Sci 80, 4464 - 4468, 1983. Other examples for proteins that, in their mature form, start with Thr-Pro and can be therapeutic, for example, are, for example, Complement factor B, Campell R.D. et al., Proc. Nat. Acad Sci 80, 4464 - 4468, 1983.
Аполипопротеин A, Eaton, D. L. et al. Proc. Nat. Acad Sci. 84, 3224 - 3228, 1987. Apolipoprotein A, Eaton, D. L. et al. Proc. Nat. Acad Sci. 84, 3224 - 3228, 1987.
Ниже приведены данные о депонировании для упомянутого микроорганизма. The following is the deposit data for the microorganism mentioned.
Claims (19)
а для обработки экспрессированного слитого белка используют JgA-протеазу при весовом соотношении фермента к субстрату от 1:1 до 100:1 и pH от 6,5 до 8,5.1. A method of obtaining a polypeptide of interest by expression and subsequent enzymatic cleavage of a fusion protein, comprising transforming a host cell with a recombinant expression vector containing a hybrid DNA fragment encoding a fusion protein with the general formula AP, where A is either methionine or any amino acid a sequence, B is any amino acid sequence, P is a transition region, including or forming, when combined with a specific protease cleavage site, not contained in the floor of the desired polypeptide, culturing transformants in a medium that expresses the recombinant product, treating it with a protease whose cleavage site is integrated into the amino acid sequence of the fusion protein, and isolating the part corresponding to the polypeptide of interest, characterized in that the cleavage site of the specific protease in the fusion protein is represented by the amino acid sequence selected from the group that includes
and for the treatment of expressed fusion protein, a JgA protease is used at a weight ratio of the enzyme to substrate of from 1: 1 to 100: 1 and a pH of from 6.5 to 8.5.
A' - P' - B'
где A' соответствует кодону метионина;
B' соответствует нуклеотидной последовательности, кодирующей G-CSG, имеющий N-концевую последовательность Thr - Pro;
P' соответствует нуклеотидной последовательности, кодирующей переходную область с C-концевой последовательностью Pro-Pro.10. Hybrid DNA that encodes a fusion protein described by the General structural formula
A '- P' - B '
where A 'corresponds to the codon of methionine;
B 'corresponds to a nucleotide sequence encoding a G-CSG having the N-terminal sequence of Thr - Pro;
P 'corresponds to the nucleotide sequence encoding the transition region with the C-terminal sequence of Pro-Pro.
A' - P' - B',
где A' соответствует нуклеотидной последовательности, кодирующей MS2-полимеразу;
B' соответствует нуклеотидной последовательности, кодирующей фрагмент (1195-1505) β-области предшественника JgA-протеазы N gonorrhoeae MSII, имеющий N-концевую последовательность Thr-Pro;
P' соответствует нуклеотидной последовательности, кодирующей переходную область из 12 аминокислот с C-концевой последовательностью Pro-Pro.12. Hybrid DNA encoding a fusion protein described by the General structural formula
A '- P' - B ',
where A 'corresponds to the nucleotide sequence encoding MS2 polymerase;
B 'corresponds to the nucleotide sequence encoding a fragment (1195-1505) of the β region of the JgA protease precursor N gonorrhoeae MSII having the N-terminal sequence of Thr-Pro;
P 'corresponds to the nucleotide sequence encoding the transition region of 12 amino acids with the C-terminal sequence of Pro-Pro.
A' - P' - B',
где A' соответствует нуклеотидной последовательности, кодирующей B-субъединицу холерного токсина;
B' соответствует нуклеотидной последовательности, кодирующей фрагмент (1097-1160) β-области предшественника JgA-протеазы N.gonorrhoeae MSII, имеющий N-концевую последовательность Thr-Pro;
P' соответствует нуклеотидной последовательности, кодирующей переходную область из 11 аминокислот с C-концевой последовательностью Pro-Pro.14. Hybrid DNA encoding a fusion protein described by the General structural formula
A '- P' - B ',
where A 'corresponds to the nucleotide sequence encoding the B-subunit of cholera toxin;
B 'corresponds to the nucleotide sequence encoding a fragment (1097-1160) of the β region of the JgA protease precursor N..gonorrhoeae MSII having the N-terminal sequence of Thr-Pro;
P 'corresponds to the nucleotide sequence encoding the transition region of 11 amino acids with the C-terminal sequence of Pro-Pro.
A' - P' - B',
где A' соответствует нуклеотидной последовательности, кодирующей B-субъединицу холерного токсина;
B' соответствует нуклеотидной последовательности, кодирующей фрагмент (1097-1505) β-области предшественника JgA-протеазы N.gonorrhoeae MSII, имеющий N-концевую последовательность Thr-Pro;
P' соответствует нуклеотидной последовательности, кодирующей переходную область с C-концевой последовательностью Pro-Pro.16. Hybrid DNA encoding a fusion protein described by the General structural formula
A '- P' - B ',
where A 'corresponds to the nucleotide sequence encoding the B-subunit of cholera toxin;
B 'corresponds to the nucleotide sequence encoding a fragment (1097-1505) of the β region of the JgA protease precursor N..gonorrhoeae MSII having the N-terminal sequence of Thr-Pro;
P 'corresponds to the nucleotide sequence encoding the transition region with the C-terminal sequence of Pro-Pro.
A' - P' - B',
где A' соответствует нуклеотидной последовательности, кодирующей B-субъединицу холерного токсина;
B' соответствует нуклеотидной последовательности, кодирующей фрагмент (1097-1505) β-области предшественника JgA-протеазы N.gonorrhoeae MSII, имеющий N-концевую последовательность Ala-Pro;
P' соответствует нуклеотидной последовательности, кодирующей переходную область с C-концевой последовательностью Pro-Pro.18. Hybrid DNA encoding a fusion protein described by the General structural formula
A '- P' - B ',
where A 'corresponds to the nucleotide sequence encoding the B-subunit of cholera toxin;
B 'corresponds to the nucleotide sequence encoding a fragment (1097-1505) of the β region of the JgA protease precursor N..gonorrhoeae MSII having the N-terminal sequence of Ala-Pro;
P 'corresponds to the nucleotide sequence encoding the transition region with the C-terminal sequence of Pro-Pro.
17.05.90 по пп.1-9, 12-19;
10.12.90 по пп. 10 и 11.Priority on points:
05.17.90 according to claims 1-9, 12-19;
12/10/90 according to 10 and 11.
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEP4015922.1 | 1990-05-17 | ||
DE4015922A DE4015922A1 (en) | 1990-05-17 | 1990-05-17 | METHOD FOR ENZYMATIC PROCESSING OF PROTEINS USING IGA PROTEASES (IGASE) |
DEP4039415.8 | 1990-12-10 | ||
DE4039415A DE4039415A1 (en) | 1990-02-03 | 1990-12-10 | Recombinant proteins without N-terminal methionine gp. - which are G-CSF derivs. useful to treat cancer and in bone marrow transplants, etc. |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU95121597 Division | 1991-02-01 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2120475C1 true RU2120475C1 (en) | 1998-10-20 |
Family
ID=25893307
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5052908A RU2120475C1 (en) | 1990-05-17 | 1991-02-01 | Method of synthesis of polypeptide, hybrid dna (variants), fusion protein (variants) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2120475C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2585494C2 (en) * | 2014-09-17 | 2016-05-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научный центр Институт иммунологии" Федерального медико-биологического агентства России | Recombinant protein rec-mp, containing sequence of myelopeptides for treating secondary immunodeficiency conditions |
RU2662991C2 (en) * | 2013-03-12 | 2018-07-31 | Биокон Лтд. | Fusion immunomodulatory proteins and methods for making same |
US10385348B2 (en) | 2012-04-30 | 2019-08-20 | Biocon Limited | Epidermal growth factor receptor targeted/immunomodulatory fusion proteins and methods of use for them |
-
1991
- 1991-02-01 RU SU5052908A patent/RU2120475C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. EP 0254090 A, C12 N 15/00, 1988-прототип. 2. J. Bricker et al., Proc.Nat. Acad. Sci, USA, 80, 2681-2685, 1983. 3. J.Pohlner et al., Nature 325, 458/462, 1987. * |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10385348B2 (en) | 2012-04-30 | 2019-08-20 | Biocon Limited | Epidermal growth factor receptor targeted/immunomodulatory fusion proteins and methods of use for them |
US11028399B2 (en) | 2012-04-30 | 2021-06-08 | Biocon Limited | CTLA4/PD1 targeted/immunomodulatory fusion proteins |
US11060097B2 (en) | 2012-04-30 | 2021-07-13 | Biocon Limited | Immunotherapy methods using anti-PD-L1 antibodies in combination with EGFR1 targeted-TGF-beta immunomodulatory fusion proteins |
US12049632B2 (en) | 2012-04-30 | 2024-07-30 | Biocon Limited | Anti-EGFR1-PD1 targeted/immunomodulatory fusion protein |
RU2662991C2 (en) * | 2013-03-12 | 2018-07-31 | Биокон Лтд. | Fusion immunomodulatory proteins and methods for making same |
RU2698975C2 (en) * | 2013-03-12 | 2019-09-02 | Биокон Лтд. | Fused immunomodulatory proteins and methods for production thereof |
US10766963B2 (en) | 2013-03-12 | 2020-09-08 | Biocon Ltd. | Fusion immunomodulatory proteins and methods for making same |
RU2585494C2 (en) * | 2014-09-17 | 2016-05-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научный центр Институт иммунологии" Федерального медико-биологического агентства России | Recombinant protein rec-mp, containing sequence of myelopeptides for treating secondary immunodeficiency conditions |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2766621B2 (en) | Recombinant G-CSF | |
US5506120A (en) | Method of producing peptides or proteins as fusion proteins | |
US6072039A (en) | Hybrid polypeptide comparing a biotinylated avidin binding polypeptide fused to a polypeptide of interest | |
CA1338807C (en) | Plasmid vector with pectate lyase signal sequence | |
KR860001305B1 (en) | Expression linkers | |
JPH06505624A (en) | Purification and directional cloning of peptides | |
JPH02501112A (en) | Purification method by immunoaffinity | |
JPS62500700A (en) | Production of streptavidin-like polypeptide | |
EP0143836A1 (en) | Expression and secretion vectors and method of constructing vectors | |
JPH0648987B2 (en) | Method for producing peptide by expression of partially synthetic gene | |
JPS6296086A (en) | Composite plasmid | |
JPH10510155A (en) | Method for producing peptide using recombinant fusion protein construct | |
US4828988A (en) | Hybrid polypeptides comprising somatocrinine and alpha1 -antitrypsin, method for their production from bacterial clones and use thereof for the production of somatocrinine | |
RU2120475C1 (en) | Method of synthesis of polypeptide, hybrid dna (variants), fusion protein (variants) | |
Pschorr et al. | Production of the Immunoglobulin Variable Domain REI V via a Fusion Protein Synthesized and Secreted by Staphylococcus camosus | |
RU2108386C1 (en) | Recombinant granulocyte-colony-stimulating factor (g-csf) without additional methionine residue at n-terminus | |
JPH0728746B2 (en) | Novel plasmid, microbial cell, and method for producing human immunoglobulin G Fc region protein | |
JPH01273591A (en) | Human growth hormonal secretory plasmid, transformant using the same plasmid and method for secreting protein | |
JPS62201581A (en) | Novel plasmids, microbial cells, and methods for producing human immunoglobulin G Fc region proteins | |
JPH0588110B2 (en) | ||
JPH04148686A (en) | Production of plasmid, transformant strain and peptide precursor protein | |
JPS6387980A (en) | Plasmid vector, microbial strain and production of pepsinogen using same | |
JPH0494686A (en) | Production of polypeptide having trypsin-inhibition activity | |
JPS61212288A (en) | Production of protein | |
JPS6371182A (en) | Recombinant plasmids and recombinants containing the human lysozyme gene |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070202 |