[go: up one dir, main page]

RU2670071C1 - Pet21a-prochym recombinate plasmid, providing synthesis of chemeric b bos taurus proximosin protein, as well as escherichia coli bl21 (de3) plyse pet21a-prochym - producer of chemeric b bos taurus proximosin protein - Google Patents

Pet21a-prochym recombinate plasmid, providing synthesis of chemeric b bos taurus proximosin protein, as well as escherichia coli bl21 (de3) plyse pet21a-prochym - producer of chemeric b bos taurus proximosin protein Download PDF

Info

Publication number
RU2670071C1
RU2670071C1 RU2017123395A RU2017123395A RU2670071C1 RU 2670071 C1 RU2670071 C1 RU 2670071C1 RU 2017123395 A RU2017123395 A RU 2017123395A RU 2017123395 A RU2017123395 A RU 2017123395A RU 2670071 C1 RU2670071 C1 RU 2670071C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
prochymosin
bos taurus
protein
pet21a
recombinant
Prior art date
Application number
RU2017123395A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Николаевич Щербаков
Андрей Павлович Рудометов
Вадим Валентинович Ельчанинов
Светлана Валерьевна Беленькая
Анастасия Викторовна Кригер
Александр Алексеевич Ильичев
Original Assignee
Федеральное бюджетное учреждение науки "Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии "Вектор" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФБУН ГНЦ ВБ "Вектор" Роспотребнадзора)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное бюджетное учреждение науки "Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии "Вектор" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФБУН ГНЦ ВБ "Вектор" Роспотребнадзора) filed Critical Федеральное бюджетное учреждение науки "Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии "Вектор" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФБУН ГНЦ ВБ "Вектор" Роспотребнадзора)
Priority to RU2017123395A priority Critical patent/RU2670071C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2670071C1 publication Critical patent/RU2670071C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14Hydrolases (3)
    • C12N9/48Hydrolases (3) acting on peptide bonds (3.4)
    • C12N9/50Proteinases, e.g. Endopeptidases (3.4.21-3.4.25)
    • C12N9/64Proteinases, e.g. Endopeptidases (3.4.21-3.4.25) derived from animal tissue
    • C12N9/6421Proteinases, e.g. Endopeptidases (3.4.21-3.4.25) derived from animal tissue from mammals
    • C12N9/6478Aspartic endopeptidases (3.4.23)
    • C12N9/6483Chymosin (3.4.23.4), i.e. rennin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/64General methods for preparing the vector, for introducing it into the cell or for selecting the vector-containing host
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/70Vectors or expression systems specially adapted for E. coli
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12YENZYMES
    • C12Y304/00Hydrolases acting on peptide bonds, i.e. peptidases (3.4)
    • C12Y304/23Aspartic endopeptidases (3.4.23)
    • C12Y304/23004Chymosin (3.4.23.4), i.e. rennin

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.SUBSTANCE: group of inventions relates to a recombinant plasmid providing the synthesis of a chimeric protein of B Bos Taurus prochymosin, and a recombinant strain of E. coli, a producer of chimeric protein of B Bos Taurus prochymosin in E. coli cells. Recombinant pET21a-ProChym plasmid of 6504 base pairs (bp) contains the following structural elements essential to its functioning and expression of the target protein: a bacteriophage T7 promoter that provides efficient transcription of the controlled mRNA; a recombinant gene of B Bos Taurus prochymosin encoding the target chimeric protein; T7 terminator, which is the untranslated termination region of the transcription of the bacterial operon providing an effective termination of transcription; the sequence of the T7 expression tag, added to the composition of the nucleotide sequence of the gene of B Bos Taurus prochymosin to the N-terminus, to increase the yield of the target protein; a bla sequence encoding a beta-lactamase protein, which is a selective marker for the transformation of E. coli strains; a ColE1 sequence that replicates the plasmid in E. coli strains. Recombinant gene of B Bos Taurus prochymosin has the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 from the nucleotide at position 5205 bp. to the nucleotide at position 6347 bp, encoding the target chimeric protein of B Bos Taurus prochymosin with the complete amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, embedded at the FauND I and Sfr274 I restriction sites into the region of the pET21a polylinker containing the T7 phage RNA polymerase promoter and terminator. Proposed recombinant strain of Escherichia coli BL21 (DE3) pLysE pET21a-ProChym is obtained by transformation with the recombinant plasmid pET21a-ProChym and deposited in the Collection of bacteria, bacteriophages and fungi of the State Research Center of Virology and Biotechnology VECTOR of the Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Well-Being under registration number B-1362.EFFECT: group of inventions provides high production of pro-chymosin.2 cl, 5 dwg, 6 ex, 2 tbl

Description

Изобретение относится к генетической конструкции (плазмиде), обеспечивающей синтез химерного белка прохимозина В Bos Taurus, предназначенного для гидролиза пептидной связи Phe105-Met106 в молекуле каппа-казеина при изготовлении сыров твердых и полутвердых сортов и рекомбинантному штамму Е. coli - продуценту химерного белка прохимозина В Bos Taurus и может быть использовано в области биотехнологии и пищевой промышленности.The invention relates to a genetic construct (plasmid) for the synthesis of the chimeric protein prochymosin B of Bos Taurus, intended for hydrolysis of the peptide bond Phe105-Met106 in the kappa-casein molecule in the manufacture of cheese of hard and semi-solid varieties and the recombinant E. coli strain - producer of the chimeric protein prochymosin B Bos Taurus and can be used in the field of biotechnology and food industry.

Производство сыра - наиболее рентабельная сфера в молочной промышленности. Ключевой стадией производства сыра является свертывание молока, с использованием молокосвертывающих ферментных препаратов (МФП). Свертывание молока в данном процессе условно разделяется на две, частично перекрывающиеся фазы - первичную или ферментативную и вторичную - агрегационную. Во время первичной фазы, под действием молокосвертывающего фермента, в молекуле каппа-казеина (к-казеина) происходит разрыв связи Phe105-Met106. В результате образуются два фрагмента - пара-κ-CN (остатки 1-105), N-терминальный гидрофобный участок, и гидрофильный С-терминальный казеинмакропептид (остатки 106-169). Гидрофобный пара-κ-казеин остается в мицелле, а гидрофильный анионный казеинмакропептид "отходит" в сыворотку. Таким образом, в ходе первой фазы свертывания, под действием химозина (или других молокосвертывающих ферментов) стабильность мицелл нарушается, за счет удаления с их поверхности гликомакропептидного участка к-казеина [1, 2, 3, 4].Cheese production is the most profitable sector in the dairy industry. A key stage in the production of cheese is the coagulation of milk using milk-clotting enzyme preparations (MFPs). Coagulation of milk in this process is conditionally divided into two partially overlapping phases - primary or enzymatic and secondary - aggregation. During the primary phase, under the action of a milk-clotting enzyme, a Phe105-Met106 bond is broken in a kappa-casein (k-casein) molecule. As a result, two fragments are formed - para-κ-CN (residues 1-105), an N-terminal hydrophobic region, and a hydrophilic C-terminal casein macropeptide (residues 106-169). The hydrophobic para-κ-casein remains in the micelle, and the hydrophilic anionic casein-macropeptide "leaves" the serum. Thus, during the first phase of coagulation, under the action of chymosin (or other milk-clotting enzymes), the stability of micelles is impaired due to the removal of the glycomacropeptide site of k-casein from their surface [1, 2, 3, 4].

В результате устранения стабилизирующего "волоскового" слоя, мицеллы получают возможность сблизиться настолько, что начинается их агрегация - наступает вторичная фаза свертывания. В конечном итоге, агрегация дестабилизированных мицелл приводит к формированию молочного сгустка. Таким образом, специфический гидролиз связи Phe105-Met106 обеспечивает образование молочного сгустка со свойствами необходимыми при изготовлении сыров [3, 4].As a result of elimination of the stabilizing “hair” layer, micelles get the opportunity to get closer so much that their aggregation begins - the secondary phase of coagulation begins. Ultimately, the aggregation of destabilized micelles leads to the formation of a milk clot. Thus, the specific hydrolysis of the Phe105-Met106 bond provides the formation of a milk clot with the properties necessary for the manufacture of cheeses [3, 4].

В природе существует множество ферментов, обладающих протеолитической активностью. Однако, классическим МФП, обеспечивающим максимальный выход и высокое качество сыра, считается сычужный фермент (СФ). Основным действующим агентом СФ является химозин - фермент, относящийся к классу аспарагиновых протеаз (ЕС 3.4.23.4). Объемы производства сыров ежегодно увеличиваются, вследствие повышения спроса на этот продукт. Увеличение объемов производства сыров неразрывно связано с увеличением потребности в молокосвертывающих препаратах. В связи с этим, начиная со второй половины XX века, наблюдается мировой дефицит сычужного фермента.In nature, there are many enzymes with proteolytic activity. However, rennet (SF) is considered a classic MFP that provides maximum yield and high quality cheese. The main active agent of SF is chymosin, an enzyme belonging to the class of aspartic proteases (EC 3.4.23.4). Cheese production volumes increase annually due to increased demand for this product. The increase in cheese production is inextricably linked to an increase in the need for milk-clotting preparations. In this regard, starting from the second half of the 20th century, there is a global shortage of rennet.

Проблема дефицита СФ связана с острой нехваткой сырья для его производства - сычугов телят-молокопоек. Это обусловлено тем, что в условиях снижения поголовья скота, из-за резкого возрастания его продуктивности, экономически нецелесообразно забивать молодняк, питающийся молоком. Эпидемия "скрэпи" - прионового заболевания сельскохозяйственных животных - привела к дополнительному сокращению сырьевой базы натуральных МСФ. Мировой дефицит СФ инициировал поиски его заменителей среди природных молокосвертывающих протеиназ животного, растительного и микробного происхождения, которые продолжаются и в настоящее время.The problem of SF deficiency is associated with an acute shortage of raw materials for its production - the abomasum of milk calves. This is due to the fact that in conditions of a decrease in the number of livestock, due to a sharp increase in its productivity, it is economically inexpedient to slaughter young animals that feed on milk. The scrapie epidemic - a prion disease of farm animals - has led to an additional reduction in the raw material base of natural MSF. The global deficiency of SF has initiated the search for its substitutes among the natural milk-clotting proteinases of animal, plant and microbial origin, which continue to this day.

Наиболее близкие химозину коагулянты, такие как говяжий пепсин, некоторые микробные, растительные и микрофунгиальные протеазы, применяются в настоящее время в качестве его заменителей при производстве определенных видов сыров. Однако, в отличие от натурального химозина, почти все его известные аналоги имеют повышенный уровень неспецифической протеолитической активности, а некоторые часто превосходят химозин и по термостабильности, что приводит к более глубокому гидролизу казеинов, снижению выхода сыра и ухудшению его органолептических характеристик [6, 7, 8, 9].The coagulants closest to chymosin, such as beef pepsin, some microbial, plant, and microfungal proteases, are currently used as substitutes for certain types of cheese. However, unlike natural chymosin, almost all of its known analogues have an increased level of nonspecific proteolytic activity, and some often outperform chymosin in thermal stability, which leads to deeper hydrolysis of caseins, a decrease in cheese yield and a decrease in its organoleptic characteristics [6, 7, 8, 9].

Современное решение проблемы дефицита СФ - это не только поиск новых сырьевых источников, но и создание технологий производства рекомбинантного химозина. Широкое использование рекомбинантного химозина в качестве МСФ связано с рядом преимуществ этого фермента по сравнению с другими протеазами. К ним относятся: возможность крупномасштабного производства фермента; низкая неспецифическая протеолитическая активность; предсказуемость реакции коагуляции; отсутствие компонентов тканей сельскохозяйственных животных; наличие сертификатов кошерности.A modern solution to the problem of SF deficiency is not only the search for new raw material sources, but also the creation of technologies for the production of recombinant chymosin. The widespread use of recombinant chymosin as an MSF is associated with a number of advantages of this enzyme compared to other proteases. These include: the possibility of large-scale production of the enzyme; low non-specific proteolytic activity; predictability of coagulation reaction; lack of tissue components of farm animals; availability of kosher certificates.

Рекомбинантный химозин является одним из первых рекомбинантных ферментов, получившим широкое распространение в промышленности. В настоящее время описано несколько подходов по получения рекомбинантного химозина.Recombinant chymosin is one of the first recombinant enzymes to be widely used in industry. Currently, several approaches to the preparation of recombinant chymosin are described.

Известна международная заявка на изобретение (WO 2009/027572, А1, МПК C12N 9/64; C12N 15/69; C12N 15/81, опубл. 05.03.2009 г.) [14] в котором описан способ получения активного химозина буйвола, без процесса аутокаталитической промежуточной активации, опосредованной низким значением рН, для коагуляции молока. Для этого ген химозина буйвола был встроен в ДНК дрожжей Pichia pastoris. При культивировании химозин секретируется во внеклеточную среду в активной форме. Таким образом, авторы заявляют, что использование этого рекомбинантного химозина буйвола, который не подвергается процессу активации с помощью рН, является дополнительным преимуществом по сравнению с предшествующим уровнем техники, избегая промежуточного процесса активации для получения сырных масс.Known international application for the invention (WO 2009/027572, A1, IPC C12N 9/64; C12N 15/69; C12N 15/81, published 05.03.2009) [14] which describes a method for producing active buffalo chymosin, without the process of autocatalytic intermediate activation, mediated by a low pH, for coagulation of milk. For this, the buffalo chymosin gene was integrated into the DNA of Pichia pastoris yeast. During cultivation, chymosin is secreted into the extracellular medium in active form. Thus, the authors declare that the use of this recombinant buffalo chymosin, which is not subjected to the activation process using pH, is an additional advantage compared with the prior art, avoiding the intermediate activation process to obtain cheese masses.

Недостатком генетической конструкции данного изобретения может быть то, что авторы используют природный ген Bubalus arnee bubalus. При переносе гена в другой организм реципиент из-за отличий в механизмах транскрипции, трансляции и посттрансляционных модификаций (высших и низших эукариот) может значительно снизиться выход продукта и его стабильность [10, 11]. Оценить это в данном изобретении не предоставляется возможным, т.к. не описан выход целевого продукта. Так же в генетической конструкции отсутствуют какие-либо аминокислотные метки (например, 6×His), которые дают возможность получать высокоочищенный продукт. В данном изобретении, авторы, для определения молокосвертывающей активности, используют культуральный супернатант, не учитывая, что при ферментации в культуральную среду наряду с целевым белком, могут секретироваться и дрожжевые протеазы и другие белки. Данное обстоятельство не позволяет точно оценить специфичность получаемого химозина. В изобретении не раскрыто использование данного продукта в стандартизированных условиях производства сыра. В нашем изобретении получен химозин со степенью чистоты 98% (Фигура 5, Б), который используют для определения ферментативных свойств указанного конечного продукта.The disadvantage of the genetic design of this invention may be that the authors use the natural gene Bubalus arnee bubalus. When a gene is transferred to another organism, the recipient due to differences in the mechanisms of transcription, translation, and post-translational modifications (higher and lower eukaryotes) can significantly decrease the yield of the product and its stability [10, 11]. To evaluate this in this invention is not possible, because the yield of the target product is not described. Also, in the genetic construct there are no amino acid tags (for example, 6 × His) that make it possible to obtain a highly purified product. In this invention, the authors, to determine the milk-clotting activity, use the culture supernatant, noting that when fermented into the culture medium, yeast proteases and other proteins can be secreted along with the target protein. This fact does not allow to accurately assess the specificity of the obtained chymosin. The invention does not disclose the use of this product under standardized cheese production conditions. In our invention obtained chymosin with a degree of purity of 98% (Figure 5, B), which is used to determine the enzymatic properties of the specified final product.

Активный рекомбинантный химозин, используемый для сыроделия, получают путем активации прохимозина. Поэтому для встройки в вектор экспрессии используют последовательность прохимозина [12, 13].The active recombinant chymosin used for cheese making is obtained by activation of prochymosin. Therefore, for insertion into the expression vector, the prochymosin sequence is used [12, 13].

Наиболее близким аналогом (прототипом) является препарат рекомбинантного химозина и способ его получения (заявка США №20070166785, А1, МПК С12Р 21/06, С07Н 21/04, опубл. 19.07.2007 г.) [15]. В данном изобретении описывается получение рекомбинантного прохимозина Bos taurus в системе Escherichia coli, которое включает стадию амплификации природного гена прохимозина Bos taurus, его встройку в экспрессионный вектор рЕТ21b, трансформацию полученной рекомбинантной плазмидой клеток Е. coli, ферментирование указанной Е. coli для получения прохимозина, методы очистки, ренатурации и активации прохимозина для определения его молокосвертывающей активности.The closest analogue (prototype) is the preparation of recombinant chymosin and a method for its preparation (US application No. 20070166785, A1, IPC C12P 21/06, C07H 21/04, publ. 19.07.2007) [15]. The present invention describes the preparation of recombinant Bos taurus prochymosin in the Escherichia coli system, which includes the step of amplifying the natural Bos taurus prochymosin gene, its incorporation into the pET21b expression vector, transformation of the E. coli recombinant cell plasmid obtained, fermentation of the indicated E. coli to obtain prochymosin, methods purification, renaturation and activation of prochymosin to determine its milk-clotting activity.

Недостатком генетической конструкции в прототипе и, как следствие, продуцента - рекомбинантного химозина, так же как и в описанном выше аналоге (WO, 2009/027572), является неоптимизированный под выбранную систему экспрессии ген прохимозина, что особенно отражается при переносе гена из эукариотической клетки в прокариотическую вследствие чего снижается выход продукта и его стабильность [10, 11]. В заявляемом техническом решении ген прохимозина был оптимизирован (Codon Optimization OnLine) для экспрессии в прокариотических клетках. Помимо этого в прототипе не приведены данные о конечной чистоте продукта в результате чего в конечном продукте могут оставаться бактериальные белки, что может повлиять на характеристики продукта.The disadvantage of the genetic design in the prototype and, as a consequence, the producer, recombinant chymosin, as well as in the analogue described above (WO, 2009/027572), is the prochymosin gene that is not optimized for the selected expression system, which is especially reflected when the gene is transferred from a eukaryotic cell to prokaryotic due to which the yield of the product and its stability are reduced [10, 11]. In the claimed technical solution, the prochymosin gene was optimized (Codon Optimization OnLine) for expression in prokaryotic cells. In addition, the prototype does not provide data on the final purity of the product, as a result of which bacterial proteins may remain in the final product, which may affect the characteristics of the product.

Техническим результатом заявленного изобретения является создание генетической конструкции и на ее основе рекомбинантного штамма Escherichia coli - продуцента прохимозина В Bos taurus, который обеспечивает более высокую продукцию прохимозина (до 40% от общего белка клетки) с чистотой до 98% (пример 4, фигура 5, А, Б).The technical result of the claimed invention is the creation of a genetic construct and on its basis a recombinant strain of Escherichia coli - producer of prochymosin B Bos taurus, which provides higher production of prochymosin (up to 40% of the total protein of the cell) with a purity of up to 98% (example 4, figure 5, A, B).

Указанный технический результат достигается созданием рекомбинантной плазмиды рЕТ21а- ProChym размером 6504 пар оснований (п.о.), характеризующейся физической и генетической картой, представленной на фиг. 4, обеспечивающей синтез химерного белка прохимозина В Bos taurus размером 41 кДа в клетках Escherichia coli BL21(DE3)pLysE, содержащей рекомбинантный ген белка прохимозина В Bos taurus, имеющий нуклеотидную последовательность SEQ ID NO: 1 (см. фиг. 1 и приложение) от нуклеотида в положении 5205 п.о. до нуклеотида в положении 6347 п.о., кодирующий целевой химерный белок прохимозин В Bos taurus с полной аминокислотной последовательностью SEQ ID NO: 2 (см. фиг. 3 и приложение), встроенный по сайтам рестрикции FauND I и Sfr274 I в область полилинкера вектора рЕТ21а, содержащего промотор и терминатор РНК-полимеразы фага Т7.The indicated technical result is achieved by creating a recombinant plasmid pET21-ProChym with a size of 6504 base pairs (bp), characterized by the physical and genetic map shown in FIG. 4, providing synthesis of the 41 kDa prochymosin B chimeric protein B Bos taurus in Escherichia coli BL21 (DE3) pLysE cells containing the recombinant Bos taurus prochymosin B protein gene having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 (see FIG. 1 and Appendix) from nucleotide at position 5205 bp to the nucleotide at 6347 bp, encoding the target chimeric protein prochymosin B of Bos taurus with the full amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 (see Fig. 3 and Appendix), inserted at the restriction sites FauND I and Sfr274 I in the region of the vector polylinker pET21a containing the promoter and terminator of RNA polymerase of phage T7.

Указанный технический результат достигается также созданием рекомбинантного штамма Escherichia coli BL21(DE3)pLysE рЕТ21а- ProChym - продуцента химерного белка прохимозина В Bos taurus E.coli, полученного трансформацией рекомбинантной плазмидой рЕТ21а- ProChym по п. 1 и депонированного в Коллекции бактерий, бактериофагов и грибов ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора под регистрационным номером В-1362.The indicated technical result is also achieved by the creation of a recombinant strain of Escherichia coli BL21 (DE3) pLysE pET21-ProChym, a producer of the chimeric protein prochymosin B of Bos taurus E. coli obtained by transformation of the recombinant plasmid pET21-ProChym according to claim 1 and deposited in the Collection of bacteria, bacteriophages and fungi and fungi FBUN SSC WB "Vector" Rospotrebnadzor under registration number V-1362.

Заявляемый штамм Escherichia coli BL21(DE3)pLysE/ рЕТ21а- ProChym - продуцент рекомбинантного прохимозина В Bos taurus, обеспечивающего специфический гидролиз пептидной связи Phe105-Met106 в молекуле к-казеина и предназначенного для использования при изготовлении сыров твердых и полутвердых сортов, получают следующим образом.The inventive strain Escherichia coli BL21 (DE3) pLysE / pET21-ProChym is a producer of recombinant prochymosin B Bos taurus, which provides specific hydrolysis of the Phe105-Met106 peptide bond in the casein molecule and is intended for use in the manufacture of hard and semi-hard cheeses, as follows.

При разработке штамма продуцента рекомбинантного прохимозина, была выбрана последовательность Bos taurus В (Swiss-ProtID:P00794). Выбор последовательности прохимозина В, а не препрохимозина или химозина объяснятся следующим. Химозин синтезируется в организме животных в форме препрохимозина. Препрохимозин - это белок, состоящий из 365 аминокислотных остатков, 16 из которых являются гидрофобной лидерной последовательностью, которая играет важную роль в секреции химозина через клеточную мембрану, для экспрессии в прокариотической системе она не требуется [16]. В проведенных ранее исследованиях было установлено, что экспрессия зрелого химозина ведет к наработке продукта, не обладающего молокосвертывающей активностью (МА) [17]. Существуют две альтернативные формы химозина - химозин А и В. Эти формы отличаются друг от друга одним аминокислотным остатком, аспартатом или глицином в положении 244 соответственно, при этом химозин В встречается чаще и имеет более стабильную структуру (Фиг 1) [18].When developing a recombinant prochymosin producer strain, the sequence Bos taurus B (Swiss-ProtID: P00794) was selected. The choice of the sequence of prochymosin B rather than preprochymosin or chymosin is explained as follows. Chymosin is synthesized in the body of animals in the form of preprochymosin. Preprochymosin is a protein consisting of 365 amino acid residues, 16 of which are a hydrophobic leader sequence, which plays an important role in the secretion of chymosin through the cell membrane; it is not required for expression in the prokaryotic system [16]. In previous studies, it was found that the expression of mature chymosin leads to the production of a product that does not have milk clotting activity (MA) [17]. There are two alternative forms of chymosin - chymosin A and B. These forms differ from each other by one amino acid residue, aspartate or glycine at position 244, respectively, while chymosin B is more common and has a more stable structure (Fig 1) [18].

Для обеспечения высокого и стабильного выхода целевого продукта была проведена оптимизация кодонного состава выбранной последовательности прохимозина В Bos taurus для экспрессии в E.coli. В ходе теоретического дизайна проведена замена кодонов, используемых в клетках эукариот на кодоны, используемые прокариотами. В состав нуклеотидной последовательности гена на N-конец добавлена последовательность экспрессионного тага Т7. Оптимизированная последовательность была синтезирована.To ensure a high and stable yield of the target product, the codon composition of the selected sequence of prochymosin B Bos taurus for expression in E. coli was optimized. In the course of theoretical design, codons used in eukaryotic cells were replaced by codons used by prokaryotes. The sequence of the T7 expression tag was added to the nucleotide sequence of the gene at the N-terminus. The optimized sequence has been synthesized.

В качестве вектора экспрессии выбрана плазмида рЕТ21а. После клонирования синтезированной последовательности в составе вектора, полученной рекомбинантной плазмидой была проведена трансформация бактериальных клеток ТОР10 для наработки плазмидной ДНК.Plasmid pET21a was selected as the expression vector. After cloning the synthesized sequence in the vector obtained by the recombinant plasmid, the transformation of TOP10 bacterial cells was carried out to produce plasmid DNA.

В качестве продуцента выбран штамм E.coli BL21(DE3)pLysE. Выбор штамма-реципиента обусловлен тем, что он несет ген РНК-полимеразы фага Т7, которая необходима для обеспечения эффективной транскрипции целевых генов, находящихся в векторной конструкции под контролем промотора фага Т7, а также тем, что данный штамм дефектен по синтезу протеаз, что существенно повышает выход синтезируемых гетерологичных белков.The E. coli strain BL21 (DE3) pLysE was selected as the producer. The choice of the recipient strain is due to the fact that it carries the T7 phage RNA polymerase gene, which is necessary to ensure efficient transcription of the target genes in the vector construct under the control of the T7 phage promoter, as well as the fact that this strain is defective in protease synthesis, which is essential increases the yield of synthesized heterologous proteins.

При культивировании штамм E.coli BL21(DE3)pLysE/pET21a-ProChym, обеспечивает синтез рекомбинантного, ферментативно-активного прохимозина В Bos taurus на уровне 40% от общего бактериального белка (см. Фигура 5, А).When cultured, the E. coli strain BL21 (DE3) pLysE / pET21a-ProChym provides the synthesis of recombinant, enzymatically active prochymosin B of Bos taurus at a level of 40% of the total bacterial protein (see Figure 5, A).

Благодаря оптимизации кодоного состава и добавлению последовательности тага Т7 увеличивается выход целевого белка, так как в исследованиях было показано что прохимозин нарабатывается в небольших количествах без добавления данного региона [17]. На С-конце гена заложен фрагмент, кодирующий шесть гистидинов (6×His), для возможности вести очистку и концентрирование целевого белка с помощью металл-хелатной хроматографии.By optimizing the codon composition and adding the T7 tag sequence, the yield of the target protein increases, since studies have shown that prochymosin is produced in small quantities without adding this region [17]. At the C-terminus of the gene, a fragment encoding six histidines (6 × His) is laid, in order to be able to purify and concentrate the target protein using metal chelate chromatography.

Изобретение иллюстрируется следующими графическими фигурами. На фиг. 1 приведена нуклеотидная последовательность гена химерного белка прохимозина ProChym. На фиг. 2 представлена структура аминокислотной последовательности препрохимозина В Bos taurus (Swiss-ProtID:P00794). На фиг. 3 приведена аминокислотная последовательность химерного белка прохимозина В Bos taurus, кодируемого геном ProChym. На фиг. 4 изображена физическая и генетическая карта рекомбинантной плазмиды рЕТ21a-ProChym, содержащая последовательность химерного бкелка прохимозина Bos taurus. На фиг. 5А, Б представлены фотографии электрофоретического разделения: (фиг. 5, А) - лизата клеток E.coli BL21(DE3)pLysE/pET21a-ProChym в 12% ПААГ (1 - отрицательный контроль (культура Е. coli BL21(DE3)pLysE без плазмиды); 2 - лизат клеток Е. coli BL21(DE3)pLysE рЕТ21а- ProChym; 3 - лизат дебриса Е. coli BL21(DE3)pLysE рЕТ21а- ProChym после гомогенизирования и отделения от растворимой фракции; 4 - маркер молекулярной массы); (фиг. 5, Б) - электрофорез в ПААГ препарата химерного белка прохимозина В Bos taurus (1 - образец рекомбинантного химозина В Bos taurus транслируемого в BL21(DE3)pLysE без пропептида, 2 - образец рекомбинантного химерного белка прохимозина В Bos taurus (получен с использованием заявляемой плазмиды и штамма-продуцента), 3 - маркер молекулярной массы).The invention is illustrated by the following graphic figures. In FIG. 1 shows the nucleotide sequence of the gene of the chimeric protein prochymosin ProChym. In FIG. 2 shows the amino acid sequence structure of the preprochymosin B of Bos taurus (Swiss-ProtID: P00794). In FIG. Figure 3 shows the amino acid sequence of the chimeric protein prochymosin B of Bos taurus encoded by the ProChym gene. In FIG. 4 depicts the physical and genetic map of the recombinant plasmid pET21a-ProChym containing the sequence of the chimeric bkel of prochymosin Bos taurus. In FIG. 5A, B are photographs of electrophoretic separation: (Fig. 5, A) - E. coli BL21 (DE3) pLysE / pET21a-ProChym cell lysate in 12% PAG (1 - negative control (culture of E. coli BL21 (DE3) pLysE without plasmids); 2 - E. coli BL21 (DE3) pLysE pET21-ProChym cell lysate; 3 - E. coli BL21 (DE3) pLysE pETys-ProChym debris lysate after homogenization and separation from the soluble fraction; 4 - molecular weight marker); (Fig. 5, B) - PAGE electrophoresis of the preparation of the chimeric protein prochymosin B Bos taurus (1 - sample of recombinant chymosin B Bos taurus translated into BL21 (DE3) pLysE without propeptide, 2 - sample of the recombinant chimeric protein prochymosin B taurus (obtained from using the inventive plasmid and producer strain), 3 - molecular weight marker).

Для лучшего понимания сущности предлагаемого изобретения ниже приведены примеры его осуществления. Все стандартные генно-инженерные и микробиологические манипуляции, а также амплификацию и секвенирование ДНК проводили по известным методикам (Маниатис Т., Фрич Э, Сэмбрук Дж. Молекулярное клонирование, М.: Мир, 1984 [19]; Клонирование ДНК. Методы. Под ред. Д. Гловера, Пер. с англ., Москва, Мир, 1988 [20]; Saiki R.K., Gelfand D.H., Stoffel S., Sharf S.J., Higuehi R., Horn G.T., Mullis K.B., Eriich H.A. Science, 1988. V. 239, №4839, p. 487-491; Sanger F., Nicklen S., Coulson A.R. Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 1977, V. 74, p. 5463-5467) [21].For a better understanding of the essence of the invention, the following are examples of its implementation. All standard genetic engineering and microbiological manipulations, as well as amplification and DNA sequencing, were carried out according to known methods (Maniatis T., Fritsch E, Sambrook J. Molecular cloning, M .: Mir, 1984 [19]; DNA cloning. Methods. Ed. D. Glover, Translated from English, Moscow, Mir, 1988 [20]; Saiki RK, Gelfand DH, Stoffel S., Sharf SJ, Higuehi R., Horn GT, Mullis KB, Eriich HA Science, 1988. V 239, No. 4839, p. 487-491; Sanger F., Nicklen S., Coulson AR Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 1977, V. 74, p. 5463-5467) [21].

Пример 1. Синтез, встройка и анализ фрагмента ДНК, включающего полную кодирующую последовательность гена прохимозина В Bos taurus.Example 1. Synthesis, insertion and analysis of a DNA fragment comprising the complete coding sequence of the prochymosin B Bos taurus gene.

Заявляемая плазмида содержит следующие существенные для ее функционирования и экспрессии целевого белка структурные элементы:The inventive plasmid contains the following structural elements essential for its functioning and expression of the target protein:

- промотер бактериофага Т7, обеспечивающий эффективную транскрипцию контролируемой мРНК; рекомбинантный ген, кодирующий целевой химерный белок (ген прохимозина В Bos taurus); нетранслируемую область терминации транскрипции бактериального оперона, обеспечивающую эффективное окончание транскрипции;- promoter of the bacteriophage T7, providing efficient transcription of controlled mRNA; recombinant gene encoding the target chimeric protein (prochymosin B Bos taurus gene); the untranslated region of the transcription termination of the bacterial operon, which ensures the efficient termination of transcription;

- бактериальный оперон blа, кодирующий белок бета-лактамазу, являющуюся селективным маркером для трансформации штаммов Е. coli;- bla bacterial operon encoding beta-lactamase protein, which is a selective marker for the transformation of E. coli strains;

- бактериальный участок инициации репликации типа ColEl, обеспечивающий репликацию плазмиды в штаммах Е. coli.- a bacterial site for the initiation of replication of the ColEl type, which ensures replication of the plasmid in E. coli strains.

Выбранная нуклеотидная последовательность гена прохимозина В Bos taurus (Swiss-ProtID:P00794) была синтезирована на автоматическом синтезаторе ABI 3400 DNA/RNA Synthesizer. Синтезированный ген был клонирован в составе клонирующего вектора pGH («ДНК синтез», г. Москва). Для получения гена прохимозина Bos taurus проводили ПНР с использованием олигонуклеотидных праймеров, соответствующих начальной части pET21a+proChym-(S) (содержит пропептид и таг Т7 обеспечивающий повышенный уровень экспрессии целевого белка) и концевой рЕТ21а+Chym (В) с помощью высокоточной ДНК-полимеразы AmpliTaq Gold фирмы Thermo Fisher Scientific (США) (таблица 1).The selected nucleotide sequence of the prochymosin B Bosta gene (Swiss-ProtID: P00794) was synthesized on an ABI 3400 DNA / RNA Synthesizer. The synthesized gene was cloned into the pGH cloning vector (DNA Synthesis, Moscow). To obtain the Bos taurus prochymosin gene, PNR was performed using oligonucleotide primers corresponding to the initial part of pET21a + proChym- (S) (contains the propeptide and tag T7 providing an increased level of expression of the target protein) and terminal pET21a + Chym (B) using high-precision DNA polymerase AmpliTaq Gold from Thermo Fisher Scientific (USA) (Table 1).

ПЦР проводили с использованием ПЦР-амплификатора «БИС» фирмы ООО БИС-Н (Россия). Реакционная смесь объемом 50 мкл, содержащая 2 мкг ДНК (плазмиды pGH с геном химозина), 10 пкМ каждого праймера (pET21a+proChym-(S) и рЕТ21а+Chym(B), 67 мМ трис-HCl (рН 8,8), 15 мМ сульфата аммония, 2,5 мМ хлористого магния, 0,01% Твин-20, смесь дезоксинуклеотидтрифосфатов (дАТФ, дЦТФ, дТТФ, дГТФ по 2,5 мМ) и 1 ед. ДНК-полимеразы AmpliTaq Gold фирмы Thermo Fisher Scientific (США); реакцию осуществляли при следующих параметрах: 50 с - 96°С, 30 с - 60°С, 1 мин - 72°С (30 циклов).PCR was performed using a BIS PCR amplifier BIS-N LLC (Russia). A 50 μl reaction mixture containing 2 μg DNA (pGH plasmid with the chymosin gene), 10 pM of each primer (pET21a + proChym- (S) and pET21a + Chym (B), 67 mM Tris-HCl (pH 8.8), 15 mM ammonium sulfate, 2.5 mM magnesium chloride, 0.01% Tween-20, a mixture of deoxynucleotide triphosphates (dATP, dTTP, dTTP, dTTP 2.5 mM each) and 1 unit of AmpliTaq Gold DNA polymerase from Thermo Fisher Scientific ( USA); the reaction was carried out at the following parameters: 50 s - 96 ° C, 30 s - 60 ° C, 1 min - 72 ° C (30 cycles).

Figure 00000001
Figure 00000001

По окончанию реакционную смесь разделяли электрофорезом в 1% агарозном геле и выявляли продукт реакции - единичный фрагмент размером 1.1 т.п.н. Фрагмент выделяли из геля с помощью набора «Gel Extraction Kit» фирмы Qiagen (Германия). Затем выделенный ПЦР-продукт и предварительно наработанную и очищенную плазмиду рЕТ21а обрабатывали эндонуклеазами рестрикции FauND I и Sfr274I («СибЭнзим», г. Новосибирск).At the end, the reaction mixture was separated by electrophoresis on a 1% agarose gel, and the reaction product, a single fragment of 1.1 kb, was detected. The fragment was isolated from the gel using a set of "Gel Extraction Kit" company Qiagen (Germany). Then, the isolated PCR product and previously prepared and purified plasmid pET21a were treated with restriction endonucleases FauND I and Sfr274I (SibEnzyme, Novosibirsk).

Реакцию гидролиза проводили в условиях рекомендованных производителем. С целью очистки рестрицированного вектора плазмидную ДНК наносили на 1%-й агарозный гель и выделяли из геля с использованием набора «Gel Extraction Kit» фирмы Qiagen (Германия). Реакцию лигирования проводили с использованием ДНК-лигазы бактериофага Т4 («СибЭнзим», г. Новосибирск). Реакция проводилась при +4°С в течение ночи. Полученной лигазной смесью трансформировали (как описано в примере 2) химически компетентные клетки Е. coli штамм ТОР10.The hydrolysis reaction was carried out under conditions recommended by the manufacturer. To purify the restriction vector, plasmid DNA was applied to a 1% agarose gel and isolated from the gel using the Gel Extraction Kit from Qiagen (Germany). The ligation reaction was carried out using T4 bacteriophage DNA ligase (SibEnzyme, Novosibirsk). The reaction was carried out at + 4 ° C during the night. The obtained ligase mixture was transformed (as described in example 2) chemically competent cells of E. coli strain TOP 10.

После трансформации клоны отбирали на агаризованнной среде LB, содержащей антибиотик ампициллин (50 мг/мл). Плазмидную ДНК из колоний выделяли методом щелочного лизиса. Для анализа наличия вставки гена прохимозина в рекомбинантной плазмиде использовали ПЦР со специфичными праймерами (таблица 1, праймеры 1 и 2). Разделение продуктов амплификации проводили в 1%-м агарозном геле с последующим окрашиванием бромистым этидием (0,5 мкг/мл). Положительные колонии, вносили в 5 мл среды LB с ампициллином (50 мкг/мл) и растили в течение ночи при 37°С при 170 об/мин. Затем плазмидную ДНК выделяли из бактериальных клеток с помощью коммерческих наборов DNA mini kit фирмы «Qiagen» согласно рекомендациям производителя. Первичную структуру полученных плазмид подтверждали секвенированием. Секвенирование проводили по методу Сэнгера в ЦКП «Геномика» СО РАН (г. Новосибирск).After transformation, clones were selected on LB agar medium containing the antibiotic ampicillin (50 mg / ml). Plasmid DNA was isolated from the colonies by alkaline lysis. To analyze the presence of the prochymosin gene insert in the recombinant plasmid, PCR with specific primers was used (table 1, primers 1 and 2). The amplification products were separated on a 1% agarose gel, followed by staining with ethidium bromide (0.5 μg / ml). Positive colonies were added to 5 ml of LB medium with ampicillin (50 μg / ml) and grown overnight at 37 ° C at 170 rpm. Then plasmid DNA was isolated from bacterial cells using commercial Qiagen DNA mini kit kits according to the manufacturer's recommendations. The primary structure of the obtained plasmids was confirmed by sequencing. Sequencing was carried out according to the Sanger method in the Genomics Center of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences (Novosibirsk).

Секвенирование плазмидной ДНК положительных клонов в районе встройки гена прохимозина В коровы позволило отобрать клоны с отсутствием дефектов встраиваемых генов (вставки, делеции, замены), после чего из отобранных клонов была наработана и выделена плазмидная ДНК.Sequencing of plasmid DNA of positive clones in the region of the insertion of the prochymosin B gene of a cow allowed selection of clones with no defects in the inserted genes (insertion, deletion, substitution), after which plasmid DNA was generated and isolated from the selected clones.

Пример 2. Получение рекомбинантного штамма Escherichia coli BL21(DE3) PLysE/pET21a- ProChymExample 2. Obtaining a recombinant strain of Escherichia coli BL21 (DE3) P LysE / pET21a- ProChym

Полученной рекомбинантной плазмидой рЕТ21a-ProChym была проведена трансформация клеток Е. coli BL21(DE3) pLysE с использованием хлористого кальция. Культуру клеток подращивали до ODλ600=0.5. о.е. 1,5 мл суспензии центрифугировали 6000 об/мин 2 мин на центрифуге "Eppendorf 5415 R". Осадок клеток суспензировали в 700 мкл 0,2М СаСl2, инкубировали при 4°С в течение 15 мин, затем клетки осаждали центрифугированием 4000 об/мин 3 мин. Осадок клеток суспензировали в 100 мкл 0,2М СаСl2. К суспензии клеток добавляли 50-70 нг плазмидной ДНК, инкубировали 30 мин при 4°С, затем в течение 5 мин при 37°С. К суспензии клеток добавляли 1 мл среды LB и инкубировали при 37°С в течение 1 часа. 100 мкл культуры рассевали на чашку Петри с агаризованной средой с добавлением ампициллина до концентрации 100 мкг/мл. Остаток культуры осаждали центрифугированием 4000 об/мин 3 мин, отбирали супернатант, суспендировали в 100 мкл LB и высевали на чашку с агаризованной средой LB, содержащей 100 мкг/мл ампициллина. Чашки помещали в термостат 37°С и инкубировали в течении ночи. На следующий день были идентифицированы отдельные колонии BL21 (DE3)pLysE/pET21a- ProChym.The obtained recombinant plasmid pET21a-ProChym was used to transform E. coli BL21 (DE3) pLysE cells using calcium chloride. The cell culture was grown to OD λ600 = 0.5. father 1.5 ml of the suspension was centrifuged at 6000 rpm for 2 min in an Eppendorf 5415 R centrifuge. The cell pellet was suspended in 700 μl of 0.2 M CaCl 2 , incubated at 4 ° C for 15 min, then the cells were precipitated by centrifugation at 4000 rpm for 3 min. The cell pellet was suspended in 100 μl of 0.2 M CaCl 2 . 50-70 ng of plasmid DNA was added to the cell suspension, incubated for 30 min at 4 ° C, then for 5 min at 37 ° C. 1 ml of LB medium was added to the cell suspension and incubated at 37 ° C for 1 hour. 100 μl of culture was scattered on a Petri dish with agar medium supplemented with ampicillin to a concentration of 100 μg / ml. The remainder of the culture was precipitated by centrifugation at 4000 rpm for 3 min, the supernatant was taken, suspended in 100 μl of LB and plated on a plate with agarized LB medium containing 100 μg / ml of ampicillin. The dishes were placed in a 37 ° C thermostat and incubated overnight. The next day, individual BL21 (DE3) pLysE / pET21a- ProChym colonies were identified.

Штамм E. coli BL21 (DE3) pLysE, несущий рекомбинантную плазмиду рЕТ21a-ProChym, - продуцент рекомбинантного прохимозина В Bos taurus характеризуются следующими признаками: высокой физиологической стабильностью (снижение активности продуцируемого фермента после 50 генераций не превышает 20%) и высоким выходом активного продукта.The strain E. coli BL21 (DE3) pLysE carrying the recombinant plasmid pET21a-ProChym is a producer of recombinant prochymosin. Bos taurus is characterized by the following features: high physiological stability (the decrease in the activity of the enzyme produced after 50 generations does not exceed 20%) and a high yield of the active product.

Клетки хорошо растут на обычно используемых питательных средах.. При выращивании на жидких LB- и YT-средах образуется интенсивная ровная мутность.Cells grow well on commonly used culture media. When grown on liquid LB and YT media, intense even turbidity forms.

Физиолого-биохимические признакиPhysiological and biochemical characteristics

Оптимальная температура культивирования - от 30 до 37°С, оптимум рН - 7,6. Источником азота служат органические соединения (в виде триптона, дрожжевого экстракта).The optimum cultivation temperature is from 30 to 37 ° C, the optimum pH is 7.6. The source of nitrogen is organic compounds (in the form of tryptone, yeast extract).

Существенным при использовании данных штаммов является их чувствительность к канамицину (до 25 мкг/мл). Проявляют устойчивость к ампициллину (до 100 мкг/мл), обусловленную наличием плазмид рЕТ21а-Chym.Significant when using these strains is their sensitivity to kanamycin (up to 25 μg / ml). Resistant to ampicillin (up to 100 μg / ml) due to the presence of pET21a-Chym plasmids.

Один из отобранных клонов обозначали как Escherichia coli BL21(DE3) pLysE/pET21a- ProChym, выращивали его в 5 мл жидкой среды LB, содержащей 100 мг/л ампиницилина до ODλ600=5,0, добавляли к культуре равный объем стерильного 30% глицерина, разливали по 500 мкл в стерильные 1.5 мл пробирки, заморозили и храним при - 70°С.One of the selected clones was designated as Escherichia coli BL21 (DE3) pLysE / pET21a- ProChym, grown in 5 ml of LB liquid medium containing 100 mg / l ampinicillin to OD λ600 = 5.0, an equal volume of sterile 30% glycerol was added to the culture , poured into 500 μl into sterile 1.5 ml tubes, frozen and stored at - 70 ° C.

Пример 3. Наработка биомассы BL21 (DE3) pLysE/ рЕТ21а- ProChym и выделение рекомбинантного прохимозина В Bos taurusExample 3. The accumulation of biomass BL21 (DE3) pLysE / pET21-ProChym and the selection of recombinant prochymosin In Bos taurus

Полученные клоны Е. coli штамма BL21 (DE3) pLysE после трансформации рекомбинантной плазмидой рЕТ21a- ProChym наращивали в 5 мл среды YT×2 в течение ночи. Полученную ночную культуру добавляли по 1,5 мл в колбы объемом 750 мл содержащих 150 мл среды YT×2 и растили до плотности ODλ600=0,8. После этого в культуры вносили ИПТГ до конечной концентрации 1 мкМ для индукции промотора фага Т7 и продолжали культивирование в течение 5 часов при температуре 37°С, 170 об/мин. Биомассу бактериальных клеток осаждали центрифугированием (7000 об/мин), затем биомассу гомогенизировали в лизирующем буфере с использованием ультразвукового гомогенизатора Soniprep 150 Plus. Дебрис отделяли центрифугированием при 16000 rpm в течение 15 мин, 4°С.The obtained E. coli clones of strain BL21 (DE3) pLysE after transformation with recombinant plasmid pET21a- ProChym were expanded in 5 ml of YT × 2 medium overnight. The resulting overnight culture was added 1.5 ml to 750 ml flasks containing 150 ml of YT × 2 medium and grown to a density OD λ600 = 0.8. After that, IPTG was added to the cultures to a final concentration of 1 μM to induce the T7 phage promoter and cultivation was continued for 5 hours at a temperature of 37 ° C, 170 rpm. The biomass of bacterial cells was besieged by centrifugation (7000 rpm), then the biomass was homogenized in a lysis buffer using a Soniprep 150 Plus ultrasonic homogenizer. Debris was separated by centrifugation at 16,000 rpm for 15 min, 4 ° C.

Биомассу бактериальных клеток осаждали центрифугированием (7000 об/мин, 9000 g). Осадок суспендировали в лизирующем буфере (20 мМ Трис, 300 мМ NaCl, 0.1% Twin 20, рН=8,0) с использованием ультразвукового гомогенизатора Soniprep 150 Plus. Дебрис (осадок, формируемый в результате центрифугирования суспензии гомогенизированной ткани и содержащий полуразрушенные клетки) отделяли центрифугированием при 16000 rpm (31000 g) в течение 15 мин, при 4°С.The biomass of bacterial cells was besieged by centrifugation (7000 rpm, 9000 g). The pellet was suspended in lysis buffer (20 mM Tris, 300 mM NaCl, 0.1% Twin 20, pH = 8.0) using a Soniprep 150 Plus ultrasonic homogenizer. Debris (a precipitate formed by centrifuging a suspension of homogenized tissue and containing dilapidated cells) was separated by centrifugation at 16,000 rpm (31,000 g) for 15 min at 4 ° C.

После разделения обе фракции были проанализированы в 12% ПААГ на наличие целевого белка. Результаты показали, что весь целевой белок находится в нерастворимой фракции (Фигура 5, А).After separation, both fractions were analyzed in 12% PAG for the presence of the target protein. The results showed that the entire target protein is in the insoluble fraction (Figure 5, A).

Пример 4. Очистка рекомбинатного прохимозина В Bos taurusExample 4. Purification of Recombinant Prochymosin In Bos taurus

Так как в примере 3 было показано, что целевой белок находится в тельцах включения, для последующей очистки дебрис растворяли в базовом буфере (20 мМ Трис, 300 мМ NaCl, рН=8), содержащем 8М мочевину.Since in Example 3 it was shown that the target protein is in inclusion bodies, for subsequent purification, debris was dissolved in a base buffer (20 mM Tris, 300 mM NaCl, pH = 8) containing 8 M urea.

Поскольку в нуклеотидную последовательность С-терминальных участков рекомбинантного белка был заложен фрагмент 6×His, его очистку проводили с помощью металл-хелатной хроматографии на Ni-NTA агарозе.Since a 6 × His fragment was inserted into the nucleotide sequence of the C-terminal regions of the recombinant protein, it was purified using metal-chelate chromatography on Ni-NTA agarose.

Колонку, содержащую Ni-NTA агарозу, уравновешивали базовым буфером: 20 мМ Трис, 300 мМ NaCl, 8М мочевина, рН=8,0. Дебрис после дезинтеграции растворяли в базовом буфере с 8 М мочевиной и наносили на колонку. Промывали колонку 10 объемами промывочного буфера (базовый буфер с 8 М мочевиной + 20 мМ имидазола). Десорбцию связанных с сорбентом белков, проводили базовым буфером со ступенчато (шаг 50 мМ) повышающейся (20-300 мМ) концентрацией имидазола. Было установлено, что рекомбинантный прохимозин элюируется при концентрации имидазола 250 мМ. Количественный анализ показал, что на 1 литр культуральной среды нарабатывается 1.5 г прохимозина (Фигура 5). При этом масса очищенного прохимозина составляет от 30 до 40% общей массы клеток BL21 (DE3) pLysE/ рЕТ21а- ProChym. Чистоту белка контролировали с помощью электрофореза в 12%-м полиакриламидном геле (фиг. 5, А).A column containing Ni-NTA agarose was equilibrated with basic buffer: 20 mM Tris, 300 mM NaCl, 8M urea, pH = 8.0. After disintegration, the debris was dissolved in a base buffer with 8 M urea and applied to the column. The column was washed with 10 volumes of wash buffer (base buffer with 8 M urea + 20 mM imidazole). The desorption of proteins associated with the sorbent was carried out with a base buffer with a stepwise (step 50 mM) increasing (20-300 mm) concentration of imidazole. It was found that recombinant prochymosin elutes at an imidazole concentration of 250 mM. Quantitative analysis showed that 1.5 g of prochymosin is produced per 1 liter of culture medium (Figure 5). In this case, the mass of purified prochymosin is from 30 to 40% of the total mass of BL21 (DE3) pLysE / pET21-ProChym cells. Protein purity was monitored by electrophoresis on a 12% polyacrylamide gel (Fig. 5A).

Пример 5 Реанатурация и активация рекомбинантного прохимозина В Bos tauruExample 5 Resuscitation and Activation of Recombinant Prochymosin In Bos tauru

Рефолдинг целевого белка, элюированного с металл-хелатного сорбента, и его очистку от мочевины и имидазола проводили диализом. Диализ проводили в две стадии: однократно против буфера содержащего 50 мМ Трис, 300 мМ NaCl, рН=10.25, не более 5 часов. Затем четырехкратно против раствора, содержащего 50 мм Трис, рН=7,5.Refolding of the target protein eluted from the metal-chelate sorbent and its purification from urea and imidazole were performed by dialysis. Dialysis was carried out in two stages: once against a buffer containing 50 mM Tris, 300 mM NaCl, pH = 10.25, not more than 5 hours. Then four times against a solution containing 50 mm Tris, pH = 7.5.

После диализа была определена концентрация образцов используемых для определения молокосвертывающей активности. Так же для сравнения был взят ранее полученный рекомбинантный химозин В Bos taurus транслируемый в BL21 (DE3) pLysE без про пептида, то есть не требующий активации.After dialysis, the concentration of samples used to determine milk coagulation activity was determined. Also, for comparison, the previously obtained recombinant chymosin B Bos taurus, translated into BL21 (DE3) pLysE without a propeptide, i.e., without activation, was taken.

№1. Рекомбинантный прохимозин с=0.2 мг/млNo. 1. Recombinant prochymosin c = 0.2 mg / ml

№2. Рекомбинантный химозин с=0.8 мг/млNo. 2. Recombinant chymosin c = 0.8 mg / ml

Для подтверждения наличия специфической ферментативной активности был проведен анализ молокосвертывающей активности. Для этого фермент необходимо было перевести в активную форму.To confirm the presence of specific enzymatic activity, an analysis of milk coagulation activity was carried out. For this, the enzyme had to be converted to the active form.

Активацию прохимозина проводили путем ступенчатого понижения и повышения рН. Все операции выполняли в пластиковой посуде, при комнатной температуре. Для контроля исходной молокосвертывающей активности (МА) рекомбинантного прохимозина, отбирали аликвоту неактивированного фермента.The activation of prochymosin was carried out by stepwise lowering and increasing the pH. All operations were performed in plastic dishes at room temperature. To control the initial milk clotting activity (MA) of recombinant prochymosin, an aliquot of the inactive enzyme was selected.

Для активации в образец рекомбинантного прохимозина, при постоянном перемешивании, вносили 2,0М НСl до рН 3,0. Останавливали перемешивание и инкубировали смесь при рН 3,0 в течение 2 часов. По истечении времени инкубации, доводили рН образца до 6,2, используя 0,5М NaOH. В активированном таким способом образце определяли МА.To activate recombinant prochymosin in the sample, with constant stirring, 2.0 M Hcl was added to pH 3.0. Stirring was stopped and the mixture was incubated at pH 3.0 for 2 hours. After the incubation time, the pH of the sample was adjusted to 6.2 using 0.5 M NaOH. In a sample activated in this way, MA was determined.

Пример 6 Определение молокосвертывающей активности рекомбинантного активированного химозина (после активации прохимозин переходит в химозин)Example 6 Determination of the milk-clotting activity of recombinant activated chymosin (after activation, prochymosin passes into chymosin)

Для определения МА использовали стандартизированный сухой молочный субстрат ("Субстрат СТ.3"), выпускаемый ВНИИМС (г. Углич). Для подготовки к работе 25,0 гр. субстрата растворяли в 230 мл 0,01N СаСl2 в течение 1 ч при комнатной температуре и постоянном перемешивании. Доводили рН полученной смеси до 6,5, используя 1,0М NaOH. Конечный объем раствора доводили до 250 мл 0,01 N СаСl2.To determine the MA used a standardized dry milk substrate ("Substrate ST.3"), manufactured by VNIIMS (Uglich). To prepare for work 25.0 gr. the substrate was dissolved in 230 ml of 0.01N CaCl 2 for 1 h at room temperature with constant stirring. The pH of the resulting mixture was adjusted to 6.5 using 1.0 M NaOH. The final volume of the solution was adjusted to 250 ml of 0.01 N CaCl 2 .

Активность исследуемых образцов определяли относительно отраслевого контрольного образца сычужного фермента (ОКО СФ), аттестованного по МА, выпускаемого ОАО "Московский завод сычужного фермента". Для подготовки к работе, к 1,0 г ОКО СФ добавляли 80 мл дистиллированной воды, перемешивали 30 минут при 20-25°С, доводили объем смеси до 100 мл и выдерживали на водяной бане при 35°С в течение 15 мин. Перед определением МА исследуемые образцы выдерживали 15 минут при 35°С.The activity of the test samples was determined relative to the industry control sample of rennet (OKO SF), certified by MA, produced by OJSC "Moscow rennet plant". To prepare for work, 80 ml of distilled water was added to 1.0 g of OKO SF, stirred for 30 minutes at 20-25 ° С, the mixture volume was brought up to 100 ml and kept in a water bath at 35 ° С for 15 min. Before determining the MA, the test samples were kept for 15 minutes at 35 ° C.

Определение МА проводили при 35°С. В сухую стеклянную пробирку вносили 2,5 мл раствора стандартизированного субстрата и прогревали при 35°С в течение 5 минут. В пробирку с субстратом добавляли 0,25 мл исследуемого образца, включали секундомер, содержимое пробирки сразу же тщательно перемешивали. Продолжительность свертывания субстрата отмечали по секундомеру с момента внесения образца до появления первых хлопьев коагуляции субстрата. Появление хлопьев проверяли путем периодического нанесения стеклянной палочкой капли реакционной смеси на стенку пробирки.The determination of MA was carried out at 35 ° C. 2.5 ml of a standardized substrate solution was added to a dry glass tube and heated at 35 ° C for 5 minutes. 0.25 ml of the test sample was added to the test tube with the substrate, the stopwatch was turned on, the contents of the tube were immediately thoroughly mixed. The duration of coagulation of the substrate was noted by a stopwatch from the moment the sample was introduced until the first flakes of coagulation of the substrate appeared. The appearance of flakes was checked by periodically applying a drop of the reaction mixture with a glass rod to the wall of the tube.

Figure 00000002
Figure 00000002

Молокосвертывающую активность исследуемых образцов выражали в условных единицах на 1 мл препарата (усл. ед./мл) и рассчитывали по формуле:The milk clotting activity of the test samples was expressed in arbitrary units per 1 ml of the drug (conventional units / ml) and was calculated by the formula:

МА=0,01*А*Т1/Т2, где:MA = 0.01 * A * T1 / T2, where:

А - аттестованная молокосвертывающая активность ОКО СФ в условных единицах;A - certified milk-clotting activity of OKO SF in arbitrary units;

Т1 - продолжительность свертывания субстрата с ОКО СФ;T1 - the duration of coagulation of the substrate with OKO SF;

Т2 - продолжительность свертывания субстрата с исследуемым образцом.T2 - the duration of coagulation of the substrate with the test sample.

Для перевода условных единиц МА в международные молокосвертывающие единицы (IMCU) использовали понижающий коэффициент 129,1. Результаты исследования представлены в таблице 2.To convert the conventional units of MA into international milk-clotting units (IMCU), a reduction factor of 129.1 was used. The results of the study are presented in table 2.

Сравнительная ферментативная активность показала, что рекомбинатный прохимозин после активации проявляет высокую молокосвертывающую активность (примеры 3 и 4).Comparative enzymatic activity showed that recombinant prochymosin after activation exhibits high milk-clotting activity (examples 3 and 4).

Источники научно-технической и патентной информацииSources of scientific, technical and patent information

1. Horne, D.S. Casein structure, self-assembly and gelation / D.S. Horne // Current Opinion in Colloid and Interface Sci. - 2002. - V 7. - P. 456-461.1. Horne, D.S. Casein structure, self-assembly and gelation / D.S. Horne // Current Opinion in Colloid and Interface Sci. - 2002. - V 7. - P. 456-461.

2. Green, M.L. Studies on the mechanism of clotting of milk / M.L. Green // Neth. Milk Dairy J. - 1973. - V 27. - P. 278-285.2. Green, M.L. Studies on the mechanism of clotting of milk / M.L. Green // Neth. Milk Dairy J. - 1973. - V 27. - P. 278-285.

3. Cheese Chemistry, Physics and Microbiology, Third edition, Volume I: General Aspects. Rennet-induced Coagulation of Milk / D.S. Horne, J.M. Banks.; P.F. Fox, P.L.H. McSweeney, T.M. Cogan, T.P. Guinee, eds. - London, UK: Elsevier Academic Press, 2004. - P. 47-70.3. Cheese Chemistry, Physics and Microbiology, Third edition, Volume I: General Aspects. Rennet-induced Coagulation of Milk / D.S. Horne, J.M. Banks .; P.F. Fox, P.L.H. McSweeney, T.M. Cogan, T.P. Guinee, eds. - London, UK: Elsevier Academic Press, 2004 .-- P. 47-70.

4. Осинцев, A.M Теоретическое и экспериментальное исследование процессов, лежащих в основе свертывания молока / A.M. Осинцев. - Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. - Кемерово, 2003. - 120 С.4. Osintsev, A.M. Theoretical and experimental study of the processes underlying the coagulation of milk / A.M. Osintsev. - Kemerovo Technological Institute of the Food Industry. - Kemerovo, 2003 .-- 120 S.

5. Harboe M., Broe M.L., Qvist K.B. In: Technology of Cheesemaking. Law BA, Tamime AY, Eds., John Wiley & Sons., 2010, Ch. 3. The Production, Action and Application of Rennet and Coagulants, pp. 98-129. DOI: 10.1002/9781444323740. ch3.5. Harboe M., Broe M.L., Qvist K.B. In: Technology of Cheesemaking. Law BA, Tamime AY, Eds., John Wiley & Sons., 2010, Ch. 3. The Production, Action and Application of Rennet and Coagulants, pp. 98-129. DOI: 10.1002 / 9781444323740. ch3.

6. Jacob M., Jaros D., Rhom H. Recent advances in milk clotting enzymes. International Journal of Dairy Technology, 2011, vol. 64, no. 1, pp. 14-33. DOI: 10.1111/j.1471-0307.2010.00633.x.6. Jacob M., Jaros D., Rhom H. Recent advances in milk clotting enzymes. International Journal of Dairy Technology, 2011, vol. 64, no. 1, pp. 14-33. DOI: 10.1111 / j.1471-0307.2010.00633.x.

7. Shah M.A., Mir S.A., Paray M.A. Plant proteases as milk-clotting enzymes in cheesemaking: a review. Dairy Science and Technology, 2014, vol. 94, no. 1, pp. 5-16. DOI: 10.1007/s13594-013-0144-3.7. Shah M.A., Mir S.A., Paray M.A. Plant proteases as milk-clotting enzymes in cheesemaking: a review. Dairy Science and Technology, 2014, vol. 94, no. 1, pp. 5-16. DOI: 10.1007 / s13594-013-0144-3.

8. Ельчанинов B.B., Уманский M.C., Белов A.H., Коваль А.Д., Шелепов В.Г. Молокосвертывающий фермент из сычугов северного оленя. 1. Выделение и краткая характеристика Сыроделие и маслоделие, 2005, №4, стр. 13-16.8. Elchaninov B.B., Umansky M.C., Belov A.H., Koval A.D., Shelepov V.G. Reindeer rennet milk-clotting enzyme. 1. The selection and a brief description of Cheesemaking and butter, 2005, No. 4, pp. 13-16.

9. Lebedev L.R., Kosogova Т.А., Teplyakova T.V., Kriger A.V., Elchaninov V.V., Belov A.N., Koval' A.D. Study of technological properties of milk-clotting enzyme from Irpex lacteus (Irpex lacteus (Fr.) Fr.). Foods and Raw Materials, 2016, vol. 4, no. 2, pp. 58-65. DOI: 10.21179/2308-4057-2016-2-58-65.9. Lebedev L.R., Kosogova T.A., Teplyakova T.V., Kriger A.V., Elchaninov V.V., Belov A.N., Koval 'A.D. Study of technological properties of milk-clotting enzyme from Irpex lacteus (Irpex lacteus (Fr.) Fr.). Foods and Raw Materials, 2016, vol. 4, no. 2, pp. 58-65. DOI: 10.21179 / 2308-4057-2016-2-58-65.

10. Feng Z. et al. Codon optimization of the calf prochymosin gene and its expression in Kluyveromyces lactis // World Journal of Microbiology and Biotechnology. - 2010. - T. 26. - №.5. - P. 895-901.10. Feng Z. et al. Codon optimization of the calf prochymosin gene and its expression in Kluyveromyces lactis // World Journal of Microbiology and Biotechnology. - 2010. - T. 26. - No. 5. - P. 895-901.

11. Menzella H.G. Comparison of two codon optimization strategies to enhance recombinant protein production in Escherichia coli // Microbial cell factories. - 2011. - Т. 10. - №.1. - P. 15.11. Menzella H.G. Comparison of two codon optimization strategies to enhance recombinant protein production in Escherichia coli // Microbial cell factories. - 2011. - T. 10. - No. 1. - P. 15.

12. Marston F.A.O. et al. Purification of calf prochymosin (prorennin) synthesized in Escherichia coli // Nature Biotechnology. - 1984. - T. 2. - №.9. - P. 800-804.12. Marston F.A.O. et al. Purification of calf prochymosin (prorennin) synthesized in Escherichia coli // Nature Biotechnology. - 1984. - T. 2. - No. 9. - P. 800-804.

13. Yonezawa M. et al. Role of the amino-terminal amino acid sequences determining the in vitro refolding process of prochymosin polypeptide // Journal of biotechnology. - 1993. - T. 28. - №.1. - P. 85-97.13. Yonezawa M. et al. Role of the amino-terminal amino acid sequences determining the in vitro refolding process of prochymosin polypeptide // Journal of biotechnology. - 1993. - T. 28. - No. 1. - P. 85-97.

14. WO 2009/027572, A1, МПК C12N 9/64; C12N 15/69; C12N 15/81, опубл. 05.03.2009 г.14. WO 2009/027572, A1, IPC C12N 9/64; C12N 15/69; C12N 15/81, publ. 03/05/2009

15. Заявка США №20070166785, A1, МПК С12Р 21/06, С07Н 21/04, опубл. 19.07.2007 г. (прототип).15. Application US No. 20070166785, A1, IPC C12P 21/06, C07H 21/04, publ. 07/19/2007 (prototype).

16. Rao S. Extraction and purification of chymosin from buffalo calves. PhD thesis, Natl. Dairy Res. Inst., Karnal, India, 1984.16. Rao S. Extraction and purification of chymosin from buffalo calves. PhD thesis, Natl. Dairy Res. Inst., Karnal, India, 1984.

17. Рудометов А.П. Сравнение экспрессии нуклеотидной последовательности химозина и прохимозина теленка в Е. coli BL21 и оценка молокосвертывающей активности полученных рекомбинантных белков / А.П. Рудометов, С.В. Беленькая, Е.А. Колосова и др. // Международный научно-исследовательский журнал. - 2016. - №10 (52) Часть 4. - С. 37-40.17. Rudometov A.P. Comparison of the expression of the nucleotide sequence of chymosin and calf prochymosin in E. coli BL21 and evaluation of the milk-clotting activity of the obtained recombinant proteins / A.P. Rudometov, S.V. Belenkaya, E.A. Kolosova et al. // International Research Journal. - 2016. - No. 10 (52) Part 4. - S. 37-40.

18. Pitts J.Е., Dhanraj V., Dealwis C.G., Mountafounis D., Nugent P., Orphrayoon P. Multidisciplinary cycles for protein engineering: Site directed mutagenesis and X-ray structural studies of aspartic proteinases // Scand JClin Lab Invest. 1992. 52(suppl. 210). P. 39-50.18. Pitts J.E., Dhanraj V., Dealwis CG, Mountafounis D., Nugent P., Orphrayoon P. Multidisciplinary cycles for protein engineering: Site directed mutagenesis and X-ray structural studies of aspartic proteinases // Scand JClin Lab Invest . 1992.52 (suppl. 210). P. 39-50.

19. Маниатис Т., Фрич Э, Сэмбрук Дж. Молекулярное клонирование, М.: Мир, 1984; Клонирование ДНК. Методы. Под ред. Д. Гловера, Пер. с англ., Москва, Мир, 1988.19. Maniatis T., Fritsch E, Sambrook J. Molecular Cloning, M .: Mir, 1984; DNA cloning. Methods Ed. D. Glover, Per. from English., Moscow, Mir, 1988.

20. Saiki R.K., Gelfand D.H., Stoffel S., Sharf S.J., Higuehi R., Horn G.T., Mullis K.B., Eriich H.A. Science, 1988. V. 239, №4839, p. 487-491.20. Saiki R.K., Gelfand D.H., Stoffel S., Sharf S.J., Higuehi R., Horn G.T., Mullis K.B., Eriich H.A. Science, 1988. V. 239, No. 4839, p. 487-491.

21. Sanger F., Nicklen S., Coulson A.R. Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 1977, V. 74, p. 5463-5467.21. Sanger F., Nicklen S., Coulson A.R. Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 1977, V. 74, p. 5463-5467.

Claims (2)

1. Рекомбинантная плазмида pET21a-ProChym размером 6504 пар оснований (п.о.), обеспечивающая синтез химерного белка прохимозина В Bos taurus размером 41 кДа в клетках Escherichia coli BL2\(DE3)pLysE и содержащая следующие существенные для ее функционирования и экспрессии целевого белка структурные элементы: промотер бактериофага Т7, обеспечивающий эффективную транскрипцию контролируемой мРНК; рекомбинантный ген прохимозина В Bos taurus, кодирующий целевой химерный белок; Т7 терминатор, являющийся нетранслируемой областью терминации транскрипции бактериального оперона, обеспечивающей эффективное окончание транскрипции; последовательность экспрессионного тага Т7, добавленную в состав нуклеотидной последовательности гена прохимозина В Bos taurus на N-конец, для увеличения выхода целевого белка; последовательность blа, кодирующий белок бета-лактамазу, являющуюся селективным маркером для трансформации штаммов Е. coli; последовательность ColE1, обеспечивающий репликацию плазмиды в штаммах Е. coli, причем рекомбинантный ген белка прохимозина В Bos taurus имеет нуклеотидную последовательность SEQ ID NO: 1 от нуклеотида в положении 5205 п.о. до нуклеотида в положении 6347 п.о., кодирующий целевой химерный белок прохимозин В Bos taurus с полной аминокислотной последовательностью SEQ ID NO: 2, встроенный по сайтам рестрикции FauND I и Sfr274 I в область полилинкера вектора рЕТ21а, содержащего промотор и терминатор РНК-полимеразы фага Т7.1. Recombinant plasmid pET21a-ProChym with a size of 6504 base pairs (bp), providing synthesis of the chimeric protein prochymosin In Bos taurus of 41 kDa in Escherichia coli cells BL2 \ (DE3) pLysE and containing the following essential for its functioning and expression of the target protein structural elements: promoter of the bacteriophage T7, which provides efficient transcription of controlled mRNA; recombinant prochymosin B Bos taurus gene encoding the target chimeric protein; T7 terminator, which is an untranslated region of the termination of transcription of a bacterial operon, which provides an effective termination of transcription; the sequence of the expression tag T7 added to the nucleotide sequence of the prochymosin B Bos taurus gene at the N-terminus to increase the yield of the target protein; a bla sequence encoding a beta-lactamase protein, which is a selective marker for transformation of E. coli strains; the ColE1 sequence for plasmid replication in E. coli strains, the recombinant prochymosin B protein gene of Bos taurus has the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 from the nucleotide at 5205 bp. to the nucleotide at position 6347 bp, encoding the target chimeric protein prochymosin B of Bos taurus with the complete amino acid sequence SEQ ID NO: 2, inserted at the restriction sites FauND I and Sfr274 I in the polylinker region of the pET21a vector containing the promoter and RNA polymerase terminator phage T7. 2. Рекомбинантный штамм Escherichia coli BL21(DE3)pLysE рЕТ21а-ProChym - продуцент химерного белка прохимозина В Bos taurus E.coli, полученный трансформацией рекомбинантной плазмидой рЕТ21а-ProChym по п. 1 и депонированный в Коллекции бактерий, бактериофагов и грибов ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора под регистрационным номером В-1362.2. The recombinant strain Escherichia coli BL21 (DE3) pLysE pET21a-ProChym is a producer of the chimeric protein prochymosin B of E. coli ba taurus obtained by transformation of the recombinant plasmid pET21a-ProChym according to claim 1 and deposited in the collection of bacteria, bacteriophages and fungi Vector "Rospotrebnadzor under registration number B-1362.
RU2017123395A 2017-07-03 2017-07-03 Pet21a-prochym recombinate plasmid, providing synthesis of chemeric b bos taurus proximosin protein, as well as escherichia coli bl21 (de3) plyse pet21a-prochym - producer of chemeric b bos taurus proximosin protein RU2670071C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017123395A RU2670071C1 (en) 2017-07-03 2017-07-03 Pet21a-prochym recombinate plasmid, providing synthesis of chemeric b bos taurus proximosin protein, as well as escherichia coli bl21 (de3) plyse pet21a-prochym - producer of chemeric b bos taurus proximosin protein

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017123395A RU2670071C1 (en) 2017-07-03 2017-07-03 Pet21a-prochym recombinate plasmid, providing synthesis of chemeric b bos taurus proximosin protein, as well as escherichia coli bl21 (de3) plyse pet21a-prochym - producer of chemeric b bos taurus proximosin protein

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2670071C1 true RU2670071C1 (en) 2018-10-17

Family

ID=63862580

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017123395A RU2670071C1 (en) 2017-07-03 2017-07-03 Pet21a-prochym recombinate plasmid, providing synthesis of chemeric b bos taurus proximosin protein, as well as escherichia coli bl21 (de3) plyse pet21a-prochym - producer of chemeric b bos taurus proximosin protein

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2670071C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2729403C1 (en) * 2019-05-31 2020-08-06 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный университет" Recombinant plasmid pet32-trex vic, which provides for synthesis of prochymosin vicugna pacos chimeric protein, and escherichia coli bl21(de3)plyse pet32-trx vic-producer of prochymosin vicugna pacos chimeric protein
RU2769175C1 (en) * 2020-10-29 2022-03-29 Федеральное государственное учреждение «Федеральный исследовательский центр «Фундаментальные основы биотехнологии» Российской академии наук» (ФИЦ Биотехнологии РАН) Method for microbiological production of bovine chymosin using recombinant strain of pichia pastoris containing synthetic gene of chymosin variant with co-expression of hac1 factor
RU2779307C2 (en) * 2020-10-28 2022-09-06 Федеральное государственное учреждение «Федеральный исследовательский центр «Фундаментальные основы биотехнологии» Российской академии наук» (ФИЦ Биотехнологии РАН) Method for microbiological synthesis of bovine prochymosin using recombinant strain pichia pastoris containing synthetic gene of preprochymosin variant with modified signaling secretion sequence

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070166785A1 (en) * 2004-03-30 2007-07-19 Mule Veakata Madhusudhan R Recombinant calf-chymosin and a process for producing the same
WO2009027572A1 (en) * 2007-07-27 2009-03-05 Universidade De Santiago De Compostela Use of active recombinant chymosin

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070166785A1 (en) * 2004-03-30 2007-07-19 Mule Veakata Madhusudhan R Recombinant calf-chymosin and a process for producing the same
WO2009027572A1 (en) * 2007-07-27 2009-03-05 Universidade De Santiago De Compostela Use of active recombinant chymosin

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
РУДОМЕТОВ А.П. И ДР. Дизайн экспрессионной кассеты для получения химозина теленка в культуре Вacillus subtilis // Биотехнология и общество в ХХI веке, Барнаул, 15-18 сентября 2015г., c. 265-268. *
РУДОМЕТОВ А.П. И ДР. Сравнение экспрессии нуклеотидной последовательности химозина и прохимозина теленка в E.coli BL21 и оценка молокосвертывающей активности полученных рекомбинантных белков // Международный научно-исследовательский журнал, 2016, Часть 4, Октябрь, c. 37-40. *
РУДОМЕТОВ А.П. И ДР. Сравнение экспрессии нуклеотидной последовательности химозина и прохимозина теленка в E.coli BL21 и оценка молокосвертывающей активности полученных рекомбинантных белков // Международный научно-исследовательский журнал, 2016, Часть 4, Октябрь, c. 37-40. РУДОМЕТОВ А.П. И ДР. Дизайн экспрессионной кассеты для получения химозина теленка в культуре Вacillus subtilis // Биотехнология и общество в ХХI веке, Барнаул, 15-18 сентября 2015г., c. 265-268. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2729403C1 (en) * 2019-05-31 2020-08-06 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный университет" Recombinant plasmid pet32-trex vic, which provides for synthesis of prochymosin vicugna pacos chimeric protein, and escherichia coli bl21(de3)plyse pet32-trx vic-producer of prochymosin vicugna pacos chimeric protein
RU2779307C2 (en) * 2020-10-28 2022-09-06 Федеральное государственное учреждение «Федеральный исследовательский центр «Фундаментальные основы биотехнологии» Российской академии наук» (ФИЦ Биотехнологии РАН) Method for microbiological synthesis of bovine prochymosin using recombinant strain pichia pastoris containing synthetic gene of preprochymosin variant with modified signaling secretion sequence
RU2769175C1 (en) * 2020-10-29 2022-03-29 Федеральное государственное учреждение «Федеральный исследовательский центр «Фундаментальные основы биотехнологии» Российской академии наук» (ФИЦ Биотехнологии РАН) Method for microbiological production of bovine chymosin using recombinant strain of pichia pastoris containing synthetic gene of chymosin variant with co-expression of hac1 factor
RU2808458C2 (en) * 2021-09-03 2023-11-28 Федеральное государственное учреждение «Федеральный исследовательский центр «Фундаментальные основы биотехнологии» Российской академии наук» Method of autocatalytic activation of bovine prochymosin during cultivation of pichia pastoris in fermenter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2017272206B2 (en) Materials and methods for the synthesis of error-minimized nucleic acid molecules
DK2844750T3 (en) IMPROVED ENZYM VARIENTS
Yegin et al. Progress in the field of aspartic proteinases in cheese manufacturing: structures, functions, catalytic mechanism, inhibition, and engineering
Vallejo et al. Cloning and expression of buffalo active chymosin in Pichia pastoris
IE53517B1 (en) Process for the production of a polypeptide
RU2717770C2 (en) Versions of chymosin with improved milk-clotting properties
RU2670071C1 (en) Pet21a-prochym recombinate plasmid, providing synthesis of chemeric b bos taurus proximosin protein, as well as escherichia coli bl21 (de3) plyse pet21a-prochym - producer of chemeric b bos taurus proximosin protein
EP0123928A2 (en) Recombinant DNA coding for a polypeptide displaying milk clotting activity
US7404977B2 (en) Rennets
KR100961528B1 (en) Mass production method of active human epidermal growth factor in Escherichia coli
SU1732814A3 (en) Method for preparation of hybridous plasminogene activator, containing region, responsible for affinity with fibrin of tissue plasminogene activator, and region, responsible for enzyme activity of prourokinase polypertide
US11447780B2 (en) Preparation of wheat cysteine protease triticain-alpha produced in soluble form and method of producing same
Eskandari et al. Cloning, expression, purification and refolding of caprine prochymosin
JP6991423B2 (en) Glucose oxidase CnGODA and its genes and their use
RU2729403C1 (en) Recombinant plasmid pet32-trex vic, which provides for synthesis of prochymosin vicugna pacos chimeric protein, and escherichia coli bl21(de3)plyse pet32-trx vic-producer of prochymosin vicugna pacos chimeric protein
CA2942785C (en) Aspartic proteases
US5082775A (en) Efficient process for isolating insoluble heterologous protein using non-ionic detergents
JPS589687A (en) Production of polypeptide
JP5757555B2 (en) Novel acidic protease and its use
NZ275817A (en) Endothelin converting enzymes, preparation and use
Xin et al. An X-prolyl dipeptidyl aminopeptidase from Lactococcus lactis: cloning, expression in Escherichia coli, and application for removal of N-terminal Pro-Pro from recombinant proteins
Eskandari et al. Nucleotide sequence of cDNA encoding for preprochymosin in native goat (Capra hircus) from Iran
AHMADIAN et al. Bacterial expression and functional characterization of a naturally occurring exon6-less preprochymosin cDNA
WO2000011146A1 (en) Artiodactyl epimorphine
Yang et al. Cloning and Sequence analysis of preprochymosin cDNA of Xinong Saanen milk goat