RU2693251C1 - Method for extracting and purifying recombinant protein, an analogue of a human kappa-casein fragment having cytotoxic activity towards human cancer cells - Google Patents
Method for extracting and purifying recombinant protein, an analogue of a human kappa-casein fragment having cytotoxic activity towards human cancer cells Download PDFInfo
- Publication number
- RU2693251C1 RU2693251C1 RU2018139992A RU2018139992A RU2693251C1 RU 2693251 C1 RU2693251 C1 RU 2693251C1 RU 2018139992 A RU2018139992 A RU 2018139992A RU 2018139992 A RU2018139992 A RU 2018139992A RU 2693251 C1 RU2693251 C1 RU 2693251C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- protein
- nacl
- sepharose
- buffer
- solution containing
- Prior art date
Links
- 102000007056 Recombinant Fusion Proteins Human genes 0.000 title claims abstract description 12
- 108010008281 Recombinant Fusion Proteins Proteins 0.000 title claims abstract description 12
- 101000793859 Homo sapiens Kappa-casein Proteins 0.000 title claims abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 18
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 title claims description 13
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 title claims description 13
- 230000001472 cytotoxic effect Effects 0.000 title claims description 10
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 87
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims abstract description 71
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims abstract description 71
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 claims abstract description 67
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims abstract description 44
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 claims abstract description 37
- 229920002684 Sepharose Polymers 0.000 claims abstract description 23
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000010828 elution Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000001042 affinity chromatography Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000005277 cation exchange chromatography Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract 3
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- 239000008351 acetate buffer Substances 0.000 claims description 20
- QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 2-amino-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol;hydron;chloride Chemical compound Cl.OCC(N)(CO)CO QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 12
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 8
- 238000004255 ion exchange chromatography Methods 0.000 claims description 6
- 102100021935 C-C motif chemokine 26 Human genes 0.000 claims description 5
- 101000897493 Homo sapiens C-C motif chemokine 26 Proteins 0.000 claims description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 abstract description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 abstract 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 41
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 11
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 10
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 9
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 9
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 8
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 7
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 7
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- UCSJYZPVAKXKNQ-HZYVHMACSA-N streptomycin Chemical compound CN[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@](C=O)(O)[C@H](C)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](NC(N)=N)[C@H](O)[C@@H](NC(N)=N)[C@H](O)[C@H]1O UCSJYZPVAKXKNQ-HZYVHMACSA-N 0.000 description 6
- 229920000936 Agarose Polymers 0.000 description 5
- JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N Penicillin G Chemical compound N([C@H]1[C@H]2SC([C@@H](N2C1=O)C(O)=O)(C)C)C(=O)CC1=CC=CC=C1 JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N 0.000 description 5
- 239000012091 fetal bovine serum Substances 0.000 description 5
- JVIPLYCGEZUBIO-UHFFFAOYSA-N 2-(4-fluorophenyl)-1,3-dioxoisoindole-5-carboxylic acid Chemical compound O=C1C2=CC(C(=O)O)=CC=C2C(=O)N1C1=CC=C(F)C=C1 JVIPLYCGEZUBIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920001425 Diethylaminoethyl cellulose Polymers 0.000 description 4
- 230000006907 apoptotic process Effects 0.000 description 4
- 238000001262 western blot Methods 0.000 description 4
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 description 3
- 206010006187 Breast cancer Diseases 0.000 description 3
- 102000011632 Caseins Human genes 0.000 description 3
- 108010076119 Caseins Proteins 0.000 description 3
- 239000007760 Iscove's Modified Dulbecco's Medium Substances 0.000 description 3
- VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N Nickel(2+) Chemical compound [Ni+2] VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229930182555 Penicillin Natural products 0.000 description 3
- 239000012980 RPMI-1640 medium Substances 0.000 description 3
- 108060008682 Tumor Necrosis Factor Proteins 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 201000008274 breast adenocarcinoma Diseases 0.000 description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 3
- 238000011097 chromatography purification Methods 0.000 description 3
- 239000012531 culture fluid Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 3
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001453 nickel ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 3
- 229940049954 penicillin Drugs 0.000 description 3
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 3
- 229960005322 streptomycin Drugs 0.000 description 3
- 102000003390 tumor necrosis factor Human genes 0.000 description 3
- 235000021246 κ-casein Nutrition 0.000 description 3
- APKFDSVGJQXUKY-KKGHZKTASA-N Amphotericin-B Natural products O[C@H]1[C@@H](N)[C@H](O)[C@@H](C)O[C@H]1O[C@H]1C=CC=CC=CC=CC=CC=CC=C[C@H](C)[C@@H](O)[C@@H](C)[C@H](C)OC(=O)C[C@H](O)C[C@H](O)CC[C@@H](O)[C@H](O)C[C@H](O)C[C@](O)(C[C@H](O)[C@H]2C(O)=O)O[C@H]2C1 APKFDSVGJQXUKY-KKGHZKTASA-N 0.000 description 2
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 description 2
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 description 2
- ZDXPYRJPNDTMRX-VKHMYHEASA-N L-glutamine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(N)=O ZDXPYRJPNDTMRX-VKHMYHEASA-N 0.000 description 2
- 229930182816 L-glutamine Natural products 0.000 description 2
- 241000124008 Mammalia Species 0.000 description 2
- 108010015078 Pregnancy-Associated alpha 2-Macroglobulins Proteins 0.000 description 2
- 101710162629 Trypsin inhibitor Proteins 0.000 description 2
- 229940122618 Trypsin inhibitor Drugs 0.000 description 2
- 125000000539 amino acid group Chemical group 0.000 description 2
- APKFDSVGJQXUKY-INPOYWNPSA-N amphotericin B Chemical compound O[C@H]1[C@@H](N)[C@H](O)[C@@H](C)O[C@H]1O[C@H]1/C=C/C=C/C=C/C=C/C=C/C=C/C=C/[C@H](C)[C@@H](O)[C@@H](C)[C@H](C)OC(=O)C[C@H](O)C[C@H](O)CC[C@@H](O)[C@H](O)C[C@H](O)C[C@](O)(C[C@H](O)[C@H]2C(O)=O)O[C@H]2C1 APKFDSVGJQXUKY-INPOYWNPSA-N 0.000 description 2
- 229960003942 amphotericin b Drugs 0.000 description 2
- 229940098773 bovine serum albumin Drugs 0.000 description 2
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 2
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 2
- 231100000433 cytotoxic Toxicity 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 239000002158 endotoxin Substances 0.000 description 2
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 2
- 235000020256 human milk Nutrition 0.000 description 2
- 210000004251 human milk Anatomy 0.000 description 2
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 2
- 229920006008 lipopolysaccharide Polymers 0.000 description 2
- YBYRMVIVWMBXKQ-UHFFFAOYSA-N phenylmethanesulfonyl fluoride Chemical compound FS(=O)(=O)CC1=CC=CC=C1 YBYRMVIVWMBXKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000001890 transfection Methods 0.000 description 2
- LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K tripotassium phosphate Chemical compound [K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])([O-])=O LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000002753 trypsin inhibitor Substances 0.000 description 2
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 2
- DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N β‐Mercaptoethanol Chemical compound OCCS DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WEEMDRWIKYCTQM-UHFFFAOYSA-N 2,6-dimethoxybenzenecarbothioamide Chemical compound COC1=CC=CC(OC)=C1C(N)=S WEEMDRWIKYCTQM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FMYBFLOWKQRBST-UHFFFAOYSA-N 2-[bis(carboxymethyl)amino]acetic acid;nickel Chemical compound [Ni].OC(=O)CN(CC(O)=O)CC(O)=O FMYBFLOWKQRBST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 238000009010 Bradford assay Methods 0.000 description 1
- 101000972324 Cynodon dactylon Leaf protein Proteins 0.000 description 1
- 102000004127 Cytokines Human genes 0.000 description 1
- 108090000695 Cytokines Proteins 0.000 description 1
- 108010013369 Enteropeptidase Proteins 0.000 description 1
- 102100029727 Enteropeptidase Human genes 0.000 description 1
- 102000015212 Fas Ligand Protein Human genes 0.000 description 1
- 108010039471 Fas Ligand Protein Proteins 0.000 description 1
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 description 1
- 101001012451 Homo sapiens Enteropeptidase Proteins 0.000 description 1
- 102000004083 Lymphotoxin-alpha Human genes 0.000 description 1
- 108090000542 Lymphotoxin-alpha Proteins 0.000 description 1
- 206010027476 Metastases Diseases 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 101100010166 Mus musculus Dok3 gene Proteins 0.000 description 1
- 102000008300 Mutant Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010021466 Mutant Proteins Proteins 0.000 description 1
- 102000002933 Thioredoxin Human genes 0.000 description 1
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 1
- 208000009956 adenocarcinoma Diseases 0.000 description 1
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 1
- 230000003110 anti-inflammatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000001857 anti-mycotic effect Effects 0.000 description 1
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 1
- 239000002543 antimycotic Substances 0.000 description 1
- 239000002246 antineoplastic agent Substances 0.000 description 1
- 229940041181 antineoplastic drug Drugs 0.000 description 1
- 230000001640 apoptogenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 231100000673 dose–response relationship Toxicity 0.000 description 1
- 210000000981 epithelium Anatomy 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 102000037865 fusion proteins Human genes 0.000 description 1
- 108020001507 fusion proteins Proteins 0.000 description 1
- 229960004198 guanidine Drugs 0.000 description 1
- PJJJBBJSCAKJQF-UHFFFAOYSA-N guanidinium chloride Chemical compound [Cl-].NC(N)=[NH2+] PJJJBBJSCAKJQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000005260 human cell Anatomy 0.000 description 1
- 229910052588 hydroxylapatite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000015788 innate immune response Effects 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000006166 lysate Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009401 metastasis Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- VMGAPWLDMVPYIA-HIDZBRGKSA-N n'-amino-n-iminomethanimidamide Chemical compound N\N=C\N=N VMGAPWLDMVPYIA-HIDZBRGKSA-N 0.000 description 1
- 230000000771 oncological effect Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229940056360 penicillin g Drugs 0.000 description 1
- XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;hydroxide;triphosphate Chemical compound [OH-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 1
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 1
- 239000013612 plasmid Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 229910000160 potassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011009 potassium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 230000002797 proteolythic effect Effects 0.000 description 1
- 239000012521 purified sample Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- BOLDJAUMGUJJKM-LSDHHAIUSA-N renifolin D Natural products CC(=C)[C@@H]1Cc2c(O)c(O)ccc2[C@H]1CC(=O)c3ccc(O)cc3O BOLDJAUMGUJJKM-LSDHHAIUSA-N 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000004007 reversed phase HPLC Methods 0.000 description 1
- 102200082402 rs751610198 Human genes 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 230000003248 secreting effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 238000002415 sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000527 sonication Methods 0.000 description 1
- 229960002385 streptomycin sulfate Drugs 0.000 description 1
- -1 sulfopropyl Chemical group 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 108060008226 thioredoxin Proteins 0.000 description 1
- 229940094937 thioredoxin Drugs 0.000 description 1
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N tris Chemical compound OCC(N)(CO)CO LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07K—PEPTIDES
- C07K1/00—General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
- C07K1/14—Extraction; Separation; Purification
- C07K1/16—Extraction; Separation; Purification by chromatography
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
- B01D15/08—Selective adsorption, e.g. chromatography
- B01D15/26—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by the separation mechanism
- B01D15/38—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by the separation mechanism involving specific interaction not covered by one or more of groups B01D15/265 and B01D15/30 - B01D15/36, e.g. affinity, ligand exchange or chiral chromatography
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Peptides Or Proteins (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к биотехнологии, генетической и белковой инженерии, конкретно, к способу выделения и очистки рекомбинантного белка, аналога фрагмента каппа-казеина человека (рекомбинантного белка EL1), обладающего цитотоксической активностью по отношению к раковым клеткам человека.The invention relates to biotechnology, genetic and protein engineering, specifically, to a method for isolating and purifying a recombinant protein, an analogue of a human kappa-casein fragment (recombinant EL1 protein), which has cytotoxic activity against human cancer cells.
Снижение смертности людей от злокачественных образований является важной задачей современной медицины. Одним из направлений при решении данной задачи является разработка и внедрение современных противоопухолевых средств. Особого внимания заслуживает создание препаратов, индуцирующих апоптоз раковых клеток. В настоящее время несколько таких белковых препаратов уже применяются в клиниках для терапии некоторых онкологических заболеваний. В основном это препараты на основе фактора некроза опухолей (ФНО) и других белков семейства ФНО (TRIAL, FasL).Reducing mortality from malignant tumors is an important task of modern medicine. One of the directions in solving this problem is the development and implementation of modern anticancer drugs. The development of drugs that induce apoptosis of cancer cells deserves special attention. Currently, several such protein drugs are already used in clinics for the treatment of certain oncological diseases. These are mainly drugs based on the tumor necrosis factor (TNF) and other proteins of the TNF family (TRIAL, FasL).
Известен способ выделения и очистки рекомбинантного белка ФНО-бета, включающий культивирование штамма-продуцента E.coli SG20050/pLT 21, разрушение клеток ультразвуком, удаление клеточного дебриса, хроматографическую очистку на колонках с диэтиламиноэтилцеллюлозой (ДЕАЕ-целлюлозой) и гидроксилапатитом и дополнительную стадию очистки продукта на гидроксилапатите в градиенте концентрации калия фосфорнокислого однозамещенного при значениях рН 7,0-7,2 (Патент RU 2132385 C1, оп. 27.06.1999).There is a method for isolation and purification of recombinant TNF-beta protein, including cultivation of E.coli producer strain SG20050 / pLT 21, sonication of cells, removal of cell debris, chromatographic purification on columns with diethylaminoethylcellulose (DEAE-cellulose) and hydroxylapate and an additional stage of the stage. on hydroxyapatite in the concentration gradient of potassium phosphate monosubstituted at pH values of 7.0-7.2 (Patent RU 2132385 C1, op. 06.26.1999).
Известен способ выделения и очистки рекомбинантных противоопухолевых белков TRAIL человека, заключающийся в следующем. Разрушенную клеточную массу осаждают центрифугированием при 28000 об/мин в течение 40 мин. Растворимую фракцию наносят на хроматографическую колонку с никелевой агарозой (Ni-NTA High Performance). Слитные белки Trx-DR5-A или Trx-DR5-B элюируют в буфере, содержащем 25 мМ NaH2PO4, 500 мМ NaCl, 500 мМ имидазола (рН 7.4). Очищенные препараты диализуют против буфера, содержащего 50 мМ Tris/HCl (рН 8.0), 80 мМ NaCl и 1 мМ ДТТ при 4°С в течение 18 часов. После диализа белки Trx-DR5-A или Trx-DR5-B расщепляют рекомбинантной легкой цепью человеческой энтеропептидазы в течение 18 часов при комнатной температуре. После расщепления остаточную активность энтеропептидазы удаляют на колонке с STI (soybean trypsin inhibitor, соевый ингибитор трипсина)-агарозой. Мутантные белки DR5-A или DR5-B отделяют от тиоредоксина на колонке с никелевой агарозой. На последней стадии препараты диализуют против буфера, содержащего 50 мМ фосфата натрия (рН 7.5) и 150 мМ NaCl, после чего стерилизуют через фильтр и хранят при 4°С для дальнейшего использования (патент RU 2405038 C1, оп. 27.11.2010).A known method for the isolation and purification of recombinant antitumor proteins TRAIL person, consisting in the following. The destroyed cell mass is precipitated by centrifugation at 28000 rpm for 40 minutes. The soluble fraction is applied to a chromatographic column with nickel agarose (Ni-NTA High Performance). Trx-DR5-A or Trx-DR5-B fusion proteins are eluted in a buffer containing 25 mM NaH 2 PO 4 , 500 mM NaCl, 500 mM imidazole (pH 7.4). Purified preparations were dialyzed against a buffer containing 50 mM Tris / HCl (pH 8.0), 80 mM NaCl and 1 mM DTT at 4 ° C for 18 hours. After dialysis, the Trx-DR5-A or Trx-DR5-B proteins are cleaved with the recombinant light chain of human enteropeptidase for 18 hours at room temperature. After cleavage, the residual activity of enteropeptidase is removed on a column with STI (soybean trypsin inhibitor, soybean trypsin inhibitor) agarose. Mutant proteins DR5-A or DR5-B are separated from thioredoxin on a nickel agarose column. At the last stage, the preparations are dialyzed against a buffer containing 50 mM sodium phosphate (pH 7.5) and 150 mM NaCl, then sterilized through a filter and stored at 4 ° C for further use (patent RU 2405038 C1, op. 27.11.2010).
Известен способ получения гибридного белка TNFRl-Fc, включающий культивирование клеток НЕК293, последовательно трансформированных введением вектора pFIG-hTNFr и вектора psiRNA-h7SK-miR7 в жидкой питательной среде с последующим выделением и очисткой белка TNFRl-Fc с помощью аффинной хроматографии на G сефарозе (Amersham). Для этого колонки объемом 5 мл уравновешивают рабочим буфером, содержащим 25 мМ трис-HCl, рН 7.5, 150 мМ NaCl, пропускают полученные супернатанты через колонку со скоростью 1 мл/мин, затем промывают колонки рабочим буфером (10 V колонки) и элюируют белок 0,1М раствором глицина рН 2,5 в пробирки, содержащие 100 мМ раствор трис-HCl, рН 9,0 (патент RU 2625010 C1, оп. 11.07.2017).A method of obtaining a hybrid protein TNFRl-Fc, including the cultivation of HEK293 cells sequentially transformed by the introduction of the pFIG-hTNFr vector and the psiRNA-h7SK-miR7 vector in a liquid nutrient medium, followed by isolation and purification of the TNFRl-Fc protein using affinity chromatography on a GH-ROS (using a GH-Fc protein) (by purification using TNFRl-Fc using GHG 293) ). For this, 5 ml columns are equilibrated with working buffer containing 25 mM Tris-HCl, pH 7.5, 150 mM NaCl, the resulting supernatants are passed through the column at a rate of 1 ml / min, then the columns are washed with working buffer (10 V columns) and
Однако препараты на основе противовоспалительных цитокинов вызывают серьезные побочные эффекты, что ограничивает их применение, поэтому поиск новых белков, способных подавлять рост и вызывать апоптотическую гибель раковых клеток является актуальной задачей.However, drugs based on anti-inflammatory cytokines cause serious side effects, which limits their use, therefore, the search for new proteins that can inhibit the growth and cause apoptotic death of cancer cells is an important task.
Ранее был обнаружен и исследован природный пептид, названный лактаптином, обладающий цитотоксическим действием на раковые клетки (патент RU 2317304 C1, оп. 20.02.2008). Этот пептид, являющийся фрагментом каппа-казеина из человеческого молока, имеет молекулярную массу около 8,6 кДа и содержит установленную последовательность из 74 аминокислотных остатков, в которую входит протеолитический фрагмент каппа-казеина с 63 по 123 аминокислотный остаток. Известный белок обладает апоптотической активностью в отношении культур клеток аденокарциномы молочной железы MCF-7 (Некипелая В.В. и др. Лактаптин - пептид человеческого молока, индуцирующий апоптоз клеток аденокарциномы MCF-7 (Докл. АН. - 2008, - Т. 419. - С. 268-2712)).A natural peptide called lactaptin, which has a cytotoxic effect on cancer cells, was previously discovered and studied (patent RU 2317304 C1, op. 02/20/2008). This peptide, which is a fragment of kappa-casein from human milk, has a molecular weight of about 8.6 kDa and contains an established sequence of 74 amino acid residues, which includes a proteolytic fragment of kappa-casein from 63 to 123 amino acid residue. The known protein possesses apoptotic activity against the cultures of MCF-7 breast adenocarcinoma cells (Necipelae VV and others. Lactaptin is a human milk peptide inducing apoptosis of MCF-7 adenocarcinoma cells (Dokl. AN. - 2008, - T. 419. - p. 268-2712)).
Основным недостатком препарата на основе природного каппа-казеина человека является дороговизна и ограниченность источника сырья для его производства.The main disadvantage of the drug based on natural human kappa-casein is the high cost and limited source of raw materials for its production.
Позднее был получен ряд рекомбинантных аналогов природного белка (Semenov D.V. et al., The Protein Journal. - 2010. - Vol. 29. - N. 3. - P. 174-180; патент ЕАПО 023475, оп. 30.06.2016; патент ЕАПО 023387, оп. 31.05.2016) и показано, что рекомбинантные аналоги лактаптина индуцируют апоптоз раковых клеток человека в культуре и тормозят рост и метастазирование опухолей животных и человека в системе in vivo.Later, a series of recombinant analogues of the natural protein was obtained (Semenov DV et al., The Protein Journal. - 2010. - Vol. 29. - N. 3. - P. 174-180; patent EAPO 023475, op. 06/30/2016; patent EAPO 023387, op. 31.05.2016) and it has been shown that recombinant analogs of lactaptin induce apoptosis of human cancer cells in culture and inhibit the growth and metastasis of animal and human tumors in the in vivo system.
Наиболее близким к заявляемому способу - прототипом, является способ выделения и очистки аналога лактаптина, рекомбинантного белка RL2, в системе Е.coli, заключающийся в следующем.The closest to the claimed method is a prototype, is a method of isolation and purification of the analogue of lactaptin, recombinant protein RL2, in the system of E. coli, which consists in the following.
Культуральную среду, полученную со стадии культивирования клеток-продуцентов E.coli XL-blu/pFK2, очищают с помощью аффинной хроматографии на никелевой агарозе Ni-NTA (никель нитрилотриуксусной кислоте). Для этого, на хроматографическую колонку с Ni-NTA агарозой, уравновешенную буфером А, содержащем 50 мМ Na-фосфатный буфер рН 8.0, 300 мМ NaCl, 10 мМ имидазол, 1 мМ фенилметилсульфонил фторид, 10 мМ 2-меркаптоэтанол, наносят лизат индуцированных клеток со скоростью потока 1 мл/мин. Для удаления неспецифически сорбирующихся белков E.coli элюируют 20 мл буфера А, содержащего 50 мМ имидазола. Рекомбинантный пептид RL2 элюируют 10 мл буфера Б, содержащего 250 мМ имидазола, а затем проводят дополнительную элюцию в денатурирующих условиях 10 мл буфера В, содержащего 50 мМ Трис-HCl рН 8.0, 6 М гуанидин-HCl. Полученные белковые фракции дважды диализуют в течение 18 ч при 5°С против раствора, содержащего 150 мМ NaCl и Трис-HCl рН 7.5. Фракции, содержащие рекомбинантный белок RL2, концентрируют ионообменной хроматографией на диэтиламиноэтилцеллюлозе (ДЕАЕ-целлюлозе). Общий выход RL2 составляет 150 мкг из 500 мл культуры клеток Escherichia coli (патент RU 2401307 С1, оп. 10.10.2010)The culture medium obtained from the stage of culturing E. coli XL-blu / pFK2 producing cells is purified using Ni-NTA (Nickel Nitrilotriacetic Acid) nickel agarose affinity chromatography. To this end, a chromatographic column with Ni-NTA agarose, equilibrated with buffer A, containing 50 mM Na-phosphate buffer pH 8.0, 300 mM NaCl, 10 mM imidazole, 1 mM phenylmethylsulfonyl fluoride, 10 mM 2-mercaptoethanol, is applied to the lysate of induced cells with
Недостатками прототипа являются низкая специфическая активность и недостаточная чистота целевого продукта из-за загрязнения со-выделяемыми липополисахаридами (LPS) бактерий-продуцентов, которые могут вызывать неспецифические иммунные реакции при введении млекопитающим.The disadvantages of the prototype are low specific activity and insufficient purity of the target product due to contamination with co-secreted lipopolysaccharides (LPS) of producing bacteria, which can cause nonspecific immune responses when administered to mammals.
Задачей изобретения является разработка способа выделения и очистки рекомбинантного белка EL1, аналога фрагмента каппа-казеина человека, продуцируемого эукариотическими клетками НЕК293Т, обладающего высокой цитотоксической активностью по отношению к раковым клеткам человека.The objective of the invention is to develop a method for the isolation and purification of recombinant EL1 protein, an analogue of the human kappa-casein fragment produced by eukaryotic HEK293T cells, which has a high cytotoxic activity against human cancer cells.
Технический результат: повышение специфической активности и чистоты целевого продукта.Technical result: increased specific activity and purity of the target product.
Поставленная задача достигается предлагаемым способом, заключающимся в следующем.The task is achieved by the proposed method, which consists in the following.
Культуральную среду, полученную от клеток эмбрионального почечного эпителия человека (НЕК293Т) концентрируют и очищают с помощью ионообменной хроматографии на сульфопропил сефарозе (SP-сефарозе), для чего к образцу культуральной среды добавляют два объема 50-100 мМ ацетатного буфера рН 5.5 и наносят на хроматографическую колонку, уравновешенную первым буферным раствором, содержащим 50-75 мМ NaCl, 50 мМ Na-ацетатный буфер рН 6.0. После нанесения образца сорбент промывают первым буферным раствором. Для удаления неспецифически сорбирующихся белков культуральной среды, проводят последовательную элюцию сначала вторым буферным раствором, содержащим 150-175 мМ NaCl, 50 мМ Na-ацетатный буфер рН 6.0, затем третьим буферным раствором, содержащим 50-75 мМ NaCl, 50 мМ Na-ацетатный буфер рН 5.5 и далее четвертым буферным раствором, содержащим 50-75 мМ NaCl, 50 мМ Tris-HCl рН 7.0. Фракцию положительно заряженных белков, предположительно содержащую рекомбинантный белок EL1, элюируют пятым буферным раствором, содержащим 300-400 мМ NaCl, 50 мМ Tris-HCl рН 7.0.The culture medium obtained from human embryonic renal epithelium (HEK293T) cells is concentrated and purified using sulfopropyl sepharose ion exchange chromatography (SP-Sepharose), for which two volumes of 50-100 mM acetate buffer pH 5.5 are added to the culture medium sample and applied to the chromatographic column equilibrated with the first buffer solution containing 50-75 mM NaCl, 50 mM Na-acetate buffer pH 6.0. After applying the sample, the sorbent is washed with the first buffer solution. To remove non-specifically sorbed proteins of the culture medium, they are sequentially eluted first with a second buffer solution containing 150-175 mM NaCl, 50 mM Na-acetate buffer pH 6.0, then a third buffer solution containing 50-75 mM NaCl, 50 mM Na-acetate buffer pH 5.5 and then the fourth buffer solution containing 50-75 mm NaCl, 50 mm Tris-HCl pH 7.0. The fraction of positively charged proteins, presumably containing recombinant EL1 protein, is eluted with a fifth buffer solution containing 300-400 mM NaCl, 50 mM Tris-HCl pH 7.0.
Фракции, содержащие рекомбинантный белок EL1, далее очищают на хроматографической колонке с сорбентом IMAC сефарозой (Immobilized metal ion affinity chromatography), с ионами никеля, и уравновешенной пятым буферным раствором. Не связавшиеся с сорбентом белки элюируют пятым буферным раствором.The fractions containing the recombinant EL1 protein are further purified on a chromatographic column with an IMAC sorbent Sepharose (Immobilized metal ion affinity chromatography), with nickel ions, and equilibrated with a fifth buffer solution. The proteins not bound to the sorbent are eluted with a fifth buffer solution.
Для удаления слабо связанных с сорбентом белков проводят элюцию сначала шестым буферным раствором, содержащим 20-25 мМ имидазол, 50 мМ Tris-HCl рН 7.0, а затем седьмым буферным раствором, содержащим 500-600 мМ NaCl, 50 мМ Na-ацетатный буфер рН 6.0. Элюцию прочно связанных с сорбентом белков проводят восьмым буферным раствором, содержащим 300-400 мМ имидазола. Фракцию, содержащую белок, с электрофоретической подвижностью, соответствующей 16 кДа (финальная стадия очистки) далее двукратно диализуют против раствора 150 мМ NaCl в течение 18 ч при 5°С. На всех этапах очистки все полученные фракции анализируют методом электрофореза в 12% полиакриламидном геле (ПААГ) по Лэммли (Laemmli U.K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. // Nature. - 1970. - V.227. - P. 680-685). Выход целевого продукта составляет 17 мкг из 100 мл культуральной жидкости от клеток-продуцентов НЕК293Т.To remove proteins weakly bound to the sorbent, the elution is carried out first with a sixth buffer solution containing 20-25 mM imidazole, 50 mM Tris-HCl pH 7.0, and then a seventh buffer solution containing 500-600 mM NaCl, 50 mM Na-acetate buffer pH 6.0 . The elution of proteins strongly bound to the sorbent is carried out with an eighth buffer solution containing 300-400 mM imidazole. The fraction containing the protein with an electrophoretic mobility corresponding to 16 kDa (the final purification step) was then dialysed twice against a solution of 150 mM NaCl for 18 hours at 5 ° C. At all stages of purification, all the fractions obtained are analyzed by electrophoresis on a 12% polyacrylamide gel (PAG) according to Laemmli (Nature. - 1970. - V.227. -. P. 680-685). The yield of the target product is 17 μg from 100 ml of culture fluid from the cell-producers HEK293T.
Определяющими отличиями предлагаемого способа от прототипа, являются:The defining differences of the proposed method from the prototype are:
1). В качестве клеток-продуцентов используют клетки НЕК293Т, экспрессирующие рекомбинантный белок EL1, что позволяет повысить качество целевого продукта за счет повышения его цитотокической ативности.one). HEK293T cells expressing the recombinant EL1 protein are used as producer cells, which makes it possible to improve the quality of the target product by increasing its cytotoxic activity.
2) Первую стадию хроматографической очистки рекомбинантного белка EL1 от компонентов культуральной среды осуществляют с помощью катионообменной хроматографии на SP-сефарозе, а вторую стадию очистки осуществляют с помощью никель-аффинной хроматографии на IMAC- сефарозе, что позволяет повысить качество целевого продукта.2) The first stage of chromatographic purification of recombinant EL1 protein from components of the culture medium is carried out using cation-exchange chromatography on SP-Sepharose, and the second stage of purification is carried out using Nickel-affinity chromatography on IMAC-Sepharose, which improves the quality of the target product.
3) Для элюции слабо- и неспецифически связанных с сорбентом белков и целевого продукта используют экспериментально подобранную оптимальную систему из восьми буферных растворов, что позволяет повысить чистоту и гомогенность целевого продукта.3) For the elution of poorly and non-specifically associated with the sorbent proteins and the target product using experimentally selected optimal system of eight buffer solutions, which allows to increase the purity and homogeneity of the target product.
Изобретение иллюстрируется следующими графическими материалами:The invention is illustrated by the following graphic materials:
На фиг. 1 приведена хроматограмма (пики 1-5) культуральной среды, кондиционированной клетками НЕК293Т, экспрессирующими рекомбинантный белок EL1 на ионообменной SP-сефарозе.FIG. 1 shows the chromatogram (peaks 1-5) of the culture medium conditioned by HEK293T cells expressing the recombinant EL1 protein on ion-exchange SP-sepharose.
На фиг. 2 приведена электрофореграмма в 12% SDS-ПААГ белков фракций, полученных выделением рекомбинантного белка EL1 ионообменной хроматографией на SP-сефарозе (пики 1-5), где дорожки: 1 -белковые маркеры, молекулярная масса в кДа приведена слева; 2 - Белки культуральной среды от клеток-продуцентов НЕК293Т, экспрессирующих белок EL1; 3 - пик 1 - белки не сорбирующиеся на SP-сефарозу; 4 - пик 2 -неспецифически сорбирующиеся белки, элюируемые раствором 150 мМ NaCl, при рН 6.0; 5 - пик 3 - белки, элюируемые 50 мМ NaCl при рН 5.5; 6-пик 4 -белки, элюируемые 50 мМ NaCl при рН 7.0; 7 - пик 5 -белки, элюируемые 300 мМ NaCl при рН 7.0.FIG. 2 shows the electrophoregram in 12% SDS-PAGE of the fractions of the proteins obtained by isolating the recombinant EL1 protein by SP-Sepharose ion exchange chromatography (peaks 1-5), where the lanes: 1 protein markers, molecular weight in kDa on the left; 2 - Proteins of the culture medium from HEK293T producing cells expressing EL1 protein; 3 - peak 1 - proteins not sorbed on SP-Sepharose; 4 -
На фиг. 3 приведена хроматограмма (пики 6-9) на IMAC-сефарозе фракции белков, предварительно элюированной пятым буферным раствором с SP-сефарозы и содержащей рекомбинантный белок EL1.FIG. 3 shows the chromatogram (peaks 6-9) on the IMAC-sepharose protein fraction, eluted previously with a fifth buffer solution from SP-sepharose and containing recombinant EL1 protein.
На фиг. 4 приведена электрофореграмма разделения в 12% SDS-ПААГ белковых фракций, полученных в результате аффинной хроматографии на IMAC-сефарозе (образцы пиков 5-9), где дорожки: 1 - белковые маркеры, (молекулярная масса в кДа приведена слева); 2 - пик 5 - фракция, элюированная с SP-сефарозы 300 мМ NaCl; 3 - пик 6 - белки, не сорбирующиеся на IMAC-Sepharose; 4 - пик 7 - белки, элюируемые 20 мМ имидазола при рН 7.0; 5 - пик 8 - белки, элюируемые 600 мМ NaCl при рН 6.0: 6 - пик 9 - белки, элюируемые 250 мМ имидазола.FIG. 4 shows the electrophoregram separation in 12% SDS-PAG of protein fractions obtained by affinity chromatography on IMAC-sepharose (samples of peaks 5-9), where the tracks: 1 - protein markers (molecular weight in kDa is shown on the left); 2 —
На фиг. 5 приведен анализ очищенного белка EL1 после стадии диализа против 150 мМ NaCl (финальная стадия очистки) на чистоту методом ОФ ВЭЖХ в градиенте от 0 до 100% ацетонитрила в 0.1% Н3РО4, пик 3 - белок EL1, пик 1 - NaCl, пики 2,4 - системные пики.FIG. 5 shows the analysis of purified EL1 protein after the dialysis stage versus 150 mM NaCl (final purification stage) for purity by the RP-HPLC method in a gradient from 0 to 100% acetonitrile in 0.1% H 3 PO 4 , peak 3 - EL1 protein, peak 1 - NaCl, 2.4 peaks are system peaks.
На фиг. 6 приведен анализ очищенного белка EL1 после стадии диализа против 150 мМ NaCl (финальная стадия очистки) на подлинность методом вестерн-блота.FIG. 6 shows the analysis of the purified EL1 protein after the dialysis stage against 150 mM NaCl (final purification stage) for authenticity by the Western blot method.
На фиг. 7 приведен анализ цитотоксической активности белка EL1 после финальной стадии очистки в отношении клеток аденокарциномы молочной железы человека MDA-MB-231.FIG. 7 shows the analysis of the cytotoxic activity of the EL1 protein after the final purification stage for human breast adenocarcinoma cells MDA-MB-231.
Для лучшего понимания сущности предлагаемого изобретения ниже следуют примеры его осуществления.For a better understanding of the essence of the invention, the following are examples of its implementation.
Пример 1. Получение трансфицированных клеток человека НЕК293Т, секретирующих рекомбинантный белок EL1.Example 1. Obtaining transfected human HEK293T cells secreting recombinant EL1 protein.
Клетки НЕК293 трансформируют сконструированной плазмидой pEL1 (Вавиловский журнал генетики и селекции. - 2017. - 21(7):764-769) при помощи кальций-фосфатной трансфекциии и выращивают 6 ч в среде IMDM (Iscove's Modified Dulbecco’s Medium) с добавлением фетальной сыворотки коров до 10%, 100 мкг/мл стрептомицина и 100 ед./мл пенициллина в атмосфере 5% CO2 при 37°С. Через 6 часов после трансфекции среду в чашках заменяют на новую и инкубируют клетки 48 часов.HEK293 cells are transformed with the constructed plasmid pEL1 (Vavilovsky Journal of Genetics and Selection. - 2017. - 21 (7): 764-769) using calcium phosphate transfection and grown for 6 hours in IMDM (Iscove's Modified Dulbecco's Medium) supplemented with fetal bovine serum up to 10%, 100 µg / ml of streptomycin and 100 units / ml of penicillin in an atmosphere of 5% CO2 at 37 ° C. 6 hours after transfection, the medium in the plates is replaced with a new one and the cells are incubated for 48 hours.
Пример 2. Выделение и очистка рекомбинантного белка EL1.Example 2. Isolation and purification of recombinant EL1 protein.
Культуральную среду, полученную от клеток-продуцентов НЕК293Т, концентрировали и очищали с помощью ионообменной хроматографии на SP-сефарозе, согласно инструкции производителя. Для этого, к образцу культуральной среды добавляли два объема 100 мМ ацетатного буфера рН 5.5 и наносили со скоростью 1 мл/мин на хроматографическую колонку, упакованную 5-ю мл SP-сефарозы (SP Sepharose Fast Flow 6) и уравновешенную буферным раствором 1, содержащим 50 мМ NaCl, 50 мМ Na-ацетатный буфер рН 6.0. После нанесения образца сорбент промывали буферным раствором 1. Для удаления неспецифически сорбирующихся белков культуральной среды проводили последовательную элюцию буферными растворами 2, 3 и 4, содержащими соответственно 150 мМ NaCl, 50 мМ Na-ацетатный буфер рН 6.0; 50 мМ NaCl, 50 мМ Na-ацетатный буфер рН 5.5 и 50 мМ NaCl, 50 мМ Tris-HCl рН 7.0. Фракцию положительно заряженных белков, предположительно содержащую рекомбинантный белок EL1, элюировали буферным раствором 5, содержащим 300 мМ NaCl, 50 мМ Tris-HCl рН 7.0.The culture medium obtained from HEK293T-producing cells was concentrated and purified by ion-exchange chromatography on SP-Sepharose, according to the manufacturer's instructions. To this end, two volumes of 100 mM acetate buffer pH 5.5 were added to the culture medium sample and applied at a rate of 1 ml / min to a chromatographic column packed with 5 ml of SP-Sepharose (SP Sepharose Fast Flow 6) and equilibrated with
Все полученные хроматографические фракции анализировали методом электрофореза в 12% ПААГ с SDS по Лэммли в восстанавливающих условиях для идентификации фракции, содержащей рекомбинантный белок EL1.All the chromatographic fractions obtained were analyzed by electrophoresis in 12% PAAG with SDS according to Laemmli under reducing conditions to identify the fraction containing the recombinant EL1 protein.
Фракции, содержащие рекомбинантный белок EL1 далее очищали методом аффинной хроматографии со скоростью 1 мл/мин. на хроматографической колонке, упакованной 5-ю мл сорбента IMAC-сефарозой (IMAC Sepharose Fast Flow 6), с ионами никеля, и уравновешенной буферным раствором 5.The fractions containing the recombinant EL1 protein were further purified by affinity chromatography at a rate of 1 ml / min. on a chromatographic column packed with 5 ml of IMAC-Sepharose sorbent (IMAC Sepharose Fast Flow 6), with nickel ions, and equilibrated with
Не связавшиеся с сорбентом белки, элюировали буферным раствором 5. Для удаления слабо связанных с сорбентом белков проводили элюцию буферными растворами 6 и 7, содержащими 20 мМ имидазол, 50 мМ Tris-НС1 рН 7.0 и 600 мМ NaCl, 50 мМ Na-ацетатный буфер рН 6.0, соответственно. Элюцию прочно связанных с сорбентом белков проводили буферным раствором 8, содержащим 250 мМ имидазола. Все фракции анализировали методом электрофореза в 12% ПААГ с SDS по Лэммли в восстанавливающих условиях. Фракцию, содержащую белок, с электрофоретической подвижностью, соответствующей 16 кДа далее диализовали против раствора 150 мМ NaCl (две смены по 18 ч при 5°С). Целевой продукт (отдиализованный образец) анализировали хроматографически методом ВЭЖХ.The proteins not bound to the sorbent were eluted with
На фиг. 5 видно, что по сравнению с градиентом без образца, на хроматографии выделяется всего один пик. Таким образом, очищенный образец содержит всего один белковый продукт. Соответствие белка с молекулярной массой около 16 кДа целевому белку - рекомбенантному белку EL1 - анализировали методом вестерн-блота с применением моноклональных антител к рекомбинантному белку RL2. На фиг. 6 видно, что на Вестерн-блоте визуализируется единственная полоса. Данная полоса соответствует белку - фрагменту каппа-казеина человека с подвижностью, соответствующей белку с молекулярной массой около 16 кДа. В качестве контрольного образца нанесен белок RL2, две полосы которого соответствуют мономерной и димерной формам фрагмента каппа-казеина. Таким образом, белок, полученный после хроматографической очистки, соответствует целевому рекомбинантному белку EL1.FIG. 5 that in comparison with the gradient without a sample, only one peak is distinguished in chromatography. Thus, the purified sample contains only one protein product. The correspondence of a protein with a molecular mass of about 16 kDa to the target protein — the recombinant protein EL1 — was analyzed by the method of western blot using monoclonal antibodies to the recombinant protein RL2. FIG. 6 that a single band is visualized on a Western blot. This band corresponds to a protein - a fragment of human kappa-casein with a mobility corresponding to a protein with a molecular mass of about 16 kDa. As a control sample, RL2 protein was applied, two bands of which correspond to the monomeric and dimeric forms of the kappa-casein fragment. Thus, the protein obtained after chromatographic purification corresponds to the target recombinant EL1 protein.
Концентрацию целевого белка в образце определяли методом Брэдфорда (Anal. Biochem. - 1976. - V. 72. - P. 248-254). Для построения калибровочной кривой использовали бычий сывороточный альбумин (Serva, США). Выход целевого продукта составил 17 мкг из 100 мл культуральной жидкости от клеток-продуцентов НЕК293Т.The concentration of the target protein in the sample was determined by the method of Bradford (Anal. Biochem. - 1976. - V. 72. - P. 248-254). Bovine serum albumin (Serva, USA) was used to build a calibration curve. The yield of the target product was 17 μg of 100 ml of culture fluid from the cells producing HEK293T.
Пример 3. Выделение и очистка рекомбинантного белка EL1.Example 3. Isolation and purification of recombinant EL1 protein.
Культуральную среду, полученную от клеток-продуцентов НЕК293Т концентрировали и очищали с помощью ионообменной хроматографии на колонке с SP-сефарозой (GE HealthCare, Швеция). Для этого, к образцу культуральной среды добавляли два объема 50 мМ ацетатного буфера рН 5.5 и наносили со скоростью 1 мл/мин на хроматографическую колонку, упакованную 5-ю мл SP-сефароза и уравновешенную буферным раствором 1, содержащим 75 мМ NaCl, 50 мМ Na-ацетатный буфер рН 6.0. После нанесения образца сорбент промывали буферным раствором 1. Для удаления неспецифически сорбирующихся белков культуральной среды проводили последовательную элюцию буферными растворами 2, 3 и 4, содержащими соответственно 175 мМ NaCl, 50 мМ Na-ацетатный буфер рН 6.0; 75 мМ NaCl, 50 мМ Na-ацетатный буфер рН 5.5 и 75 мМ NaCl, 50 мМ Tris-HCl рН 7.0. Фракцию положительно заряженных белков, предположительно содержащую рекомбинантный белок EL1, элюировали раствором 5, содержащим 400 мМ NaCl, 50 мМ Tris-HCl рН 7.0.The culture medium obtained from the HEK293T producer cells was concentrated and purified by ion exchange chromatography on a SP Sepharose column (GE HealthCare, Sweden). For this, two volumes of 50 mM acetate buffer pH 5.5 were added to the sample of culture medium and applied at a rate of 1 ml / min to a chromatographic column packed with 5 ml of SP-Sepharose and equilibrated with
Все полученные хроматографические фракции анализировали методом электрофореза в 12% ПААГ с SDS по Лэммли в восстанавливающих условиях для идентификации фракции, содержащей рекомбинантный белок EL1. Фракции, содержащие рекомбинантный белок EL1, далее очищали методом аффинной хроматографии со скоростью 1 мл/мин. на хроматографической колонке, упакованной 5-ю мл сорбента IMAC сефароза (IMAC Sepharose Fast Flow 6), с ионами никеля, и уравновешенной раствором 5.All the chromatographic fractions obtained were analyzed by electrophoresis in 12% PAAG with SDS according to Laemmli under reducing conditions to identify the fraction containing the recombinant EL1 protein. The fractions containing the recombinant protein EL1 were further purified by affinity chromatography at a rate of 1 ml / min. on a chromatographic column packed with 5 ml of IMAC Sepharose sorbent (IMAC Sepharose Fast Flow 6), with nickel ions, and balanced with
Не связавшиеся с сорбентом белки, элюировали раствором 5. Для удаления слабо связанных с сорбентом белков проводили элюцию буферными растворами 6 и 7, содержащими 30 мМ имидазол, 50 мМ Tris-HCl рН 7.0 и 500 мМ NaCl, 50 мМ Na-ацетатный буфер рН 6.0, соответственно. Элюцию прочно связанных с сорбентом белков проводили буферным раствором 8, содержащим 400 мМ имидазола. Все фракции анализировали методом электрофореза в 12% ПААГ с SDS по Лэммли в восстанавливающих условиях. Фракцию, содержащую белок, с электрофоретической подвижностью, соответствующей 16 кДа далее диализовали против раствора 150 мМ NaCl (две смены по 18 ч при 5°С). Отдиализованный образец анализировали хроматографически методом ВЭЖХ. Соответствие белка с молекулярной массой около 16 кДа целевому белку - рекомбенантному белку EL1 анализировали методом вестерн-блота с применением моноклональных антител к рекомбинантному белку RL2. Концентрацию целевого белка в образце определяли методом Брэдфорд. Для построения калибровочной кривой использовали бычий сывороточный альбумин (Serva, США). Выход целевого продукта составил 17 мкг из 100 мл культуральной жидкости от клеток-продуцентов НЕК293Т.The proteins not bound to the sorbent were eluted with
Пример 4. Оценка цитотоксической активности рекомбинантного белка EL1 по отношению к раковым клеткам человека MDA-MB-231 при помощи МТТ-теста.Example 4. Evaluation of the cytotoxic activity of the recombinant EL1 protein in relation to human cancer cells MDA-MB-231 using the MTT-test.
Для оценки цитотоксической активности очищенного предложенным способом рекомбинантного белка EL1 используют клетки аденокарциномы молочной железы человека линии MDA-MB-231, полученные из коллекции клеточных культур ЗАО «Исследовательский Институт Химического Разнообразия» (г. Химки, Московская область).To assess the cytotoxic activity of the recombinant EL1 protein purified by the proposed method, human MDA-MB-231 human breast adenocarcinoma cells obtained from the Cell Culture Collection of the Research Institute of Chemical Diversity (Khimki, Moscow Region) are used.
Клетки MDA-MB-231 культивируют в среде L15 (Gibco, Life Technologies, UK) в присутствии 10% FBS, 2 мМ L-глутамина, 250 мг/мл амфотерицина В и 100 ед./мл пенициллина/стрептомицина. Клетки T98G и РС3 культивируют в среде IMDM (Gibco, Life Technologies, UK) в присутствии 10% FBS, 2 мМ L-глутамина и 100 ед./мл пенициллина/стрептомицина. Клетки культивируют при 37°С в атмосфере 5% CO2.MDA-MB-231 cells are cultured in L15 medium (Gibco, Life Technologies, UK) in the presence of 10% FBS, 2 mM L-glutamine, 250 mg / ml amphotericin B and 100 units / ml penicillin / streptomycin. T98G and PC3 cells were cultured in IMDM medium (Gibco, Life Technologies, UK) in the presence of 10% FBS, 2 mM L-glutamine and 100 units / ml penicillin / streptomycin. Cells are cultured at 37 ° C in an atmosphere of 5% CO 2 .
В качестве способа, позволяющего быстро и точно оценить цитотоксический эффект рекомбинантного белка EL1, полученного в про- или эукариотической системе экспрессии, используют МТТ-тест. Клетки высаживают на 96-луночные планшеты для культур клеток в концентрации 4-5*103 клеток/лунку в 100 мкл питательной среды RPMI-1640 (Gibco, Life Technologies, UK), содержащей 10% по объему FBS с добавлением раствора антибиотиков-антимикотиков состава: 100 ед./мл пенициллина G, 100 мкг/мл стрептомицина сульфата, 0,25 мкг/мл амфотерицина, и инкубируют в течение 24 ч при температуре 37°С в атмосфере 5% СО2.As a way to quickly and accurately assess the cytotoxic effect of the recombinant EL1 protein obtained in a pro- or eukaryotic expression system, the MTT test is used. Cells are planted on 96-well cell culture plates at a concentration of 4-5 * 10 3 cells / well in 100 μl of RPMI-1640 culture medium (Gibco, Life Technologies, UK) containing 10% by volume of FBS with the addition of antimycotic antibiotics composition: 100 units / ml penicillin G, 100 μg / ml of streptomycin sulfate, 0.25 μg / ml of amphotericin B, and incubated for 24 hours at 37 ° C in an atmosphere of 5% CO 2 .
В качестве препарата сравнения используют рекомбинантный белок RL2 - аналог фрагмента каппа-казеина человека, полученный в прокариотической системе (E.coli). Из препарата сравнения RL2 и EL1 готовят ряд последовательных разбавлений в питательной среде RPMI-1640, не содержащей FBS. Вносят по 100 мкл полученных разведений белка в лунки пластикового планшета с клетками. Через 48 час инкубации при температуре 37°С в атмосфере 5% СО2 удаляют среду из лунок и вносят в каждую лунку по 200 мкл питательной среды RPMI-1640 и 10 мкл раствора МТТ (Sigma, США) с концентрацией 5 мг/мл, после чего продолжают инкубацию в тех же условиях в течение 4 ч. Затем удаляют среду с МТТ из лунок и растворяют образовавшиеся кристаллы МТТ-формазана добавлением 150 мкл ДМСО. Оптическую плотность растворенного в ДМСО МТТ-формазана измеряют на многоканальном планшетном сканере при λ=570 нм.A recombinant protein RL2, an analogue of the human kappa-casein fragment obtained in the prokaryotic system (E.coli), is used as a reference drug. From the comparator drug RL2 and EL1, a series of consecutive dilutions are prepared in RPMI-1640 nutrient medium containing no FBS. 100 μl of the obtained protein dilutions are introduced into the wells of a plastic plate with cells. After 48 hours of incubation at 37 ° C in an atmosphere of 5% CO 2, the medium is removed from the wells and 200 μl of RPMI-1640 nutrient medium and 10 μl of MTT solution (Sigma, USA) with a concentration of 5 mg / ml are added to each well, after then continue incubation under the same conditions for 4 hours. Then remove the MTT medium from the wells and dissolve the formed MTT-formazan crystals by adding 150 μl of DMSO. The optical density of MTT formazan dissolved in DMSO is measured on a multichannel flatbed scanner at λ = 570 nm.
Результаты эксперимента представлены на фиг. 7 и свидетельствуют о том, что инкубация клеток в присутствии препарата сравнения - рекомбинантного белка RL2, полученного в системе Escherichia coli, и в присутствии рекомбинантного белка EL1, приводит к дозозависимому снижению жизнеспособности раковых клеток. Концентрация рекомбинантного очищенного белка RL2, приводящая к двукратному снижению жизнеспособности протестированных раковых клеточных линий (IC50) соответствует значению ~200 мкг/мл, в то время как IC50 для EL1, секретируемого человеческими клетками линии НЕК293Т, трансфицированными pEL1, не выше 400 нг/мл, т.е. наблюдаются по меньшей мере 500-кратные различия в IC50 для данных форм лактаптина.The results of the experiment are presented in FIG. 7 and indicate that incubation of cells in the presence of a comparator drug - recombinant RL2 protein, obtained in the Escherichia coli system, and in the presence of recombinant EL1 protein, leads to a dose-dependent decrease in the viability of cancer cells. The concentration of recombinant purified RL2 protein, resulting in a twofold decrease in the viability of the tested cancer cell lines (IC50), corresponds to ~ 200 μg / ml, while the IC50 for EL1 secreted by human cells of the HEK293T line transfected with pEL1 does not exceed 400 ng / ml, those. there are at least 500-fold differences in the IC50 for these forms of lactaptin.
Предлагаемый способ позволяет получать рекомбинантный белок, обладающий высокой удельной активностью против раковых клеток, что, в свою очередь, позволяет снизить белковую нагрузку при введении в качестве лекарственного средства млекопитающим.The proposed method allows to obtain a recombinant protein with high specific activity against cancer cells, which, in turn, reduces the protein load when administered as a drug to mammals.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018139992A RU2693251C1 (en) | 2018-11-12 | 2018-11-12 | Method for extracting and purifying recombinant protein, an analogue of a human kappa-casein fragment having cytotoxic activity towards human cancer cells |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018139992A RU2693251C1 (en) | 2018-11-12 | 2018-11-12 | Method for extracting and purifying recombinant protein, an analogue of a human kappa-casein fragment having cytotoxic activity towards human cancer cells |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2693251C1 true RU2693251C1 (en) | 2019-07-01 |
Family
ID=67252211
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018139992A RU2693251C1 (en) | 2018-11-12 | 2018-11-12 | Method for extracting and purifying recombinant protein, an analogue of a human kappa-casein fragment having cytotoxic activity towards human cancer cells |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2693251C1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2322505C1 (en) * | 2006-06-30 | 2008-04-20 | Институт Молекулярной Генетики Российской Академии Наук (Имг Ран) | Isolation and purification of protein by chromatography method |
RU2401307C1 (en) * | 2009-05-15 | 2010-10-10 | Учреждение Российской академии наук Институт химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения РАН (ИХБФМ СО РАН) | RECOMBINANT PLASMID DNA pFK2 PROVIDING SYNTHESIS OF RECOMBINANT PEPTIDE BEING HUMAN KAPPA CASEIN FRAGMENT ANALOGUE, METHOD FOR PREPARING RECOMBINANT PEPTIDE, AND RECOMBINANT PEPTIDE, HUMAN KAPPA CASEIN FRAGMENT ANALOGUE EXHIBITING APOPTOTIC ACTIVITY IN RELATION TO MALIGNANT CELLS |
US20170174721A1 (en) * | 2011-03-29 | 2017-06-22 | Glaxosmithkline Llc | Buffer system for protein purification |
-
2018
- 2018-11-12 RU RU2018139992A patent/RU2693251C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2322505C1 (en) * | 2006-06-30 | 2008-04-20 | Институт Молекулярной Генетики Российской Академии Наук (Имг Ран) | Isolation and purification of protein by chromatography method |
RU2401307C1 (en) * | 2009-05-15 | 2010-10-10 | Учреждение Российской академии наук Институт химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения РАН (ИХБФМ СО РАН) | RECOMBINANT PLASMID DNA pFK2 PROVIDING SYNTHESIS OF RECOMBINANT PEPTIDE BEING HUMAN KAPPA CASEIN FRAGMENT ANALOGUE, METHOD FOR PREPARING RECOMBINANT PEPTIDE, AND RECOMBINANT PEPTIDE, HUMAN KAPPA CASEIN FRAGMENT ANALOGUE EXHIBITING APOPTOTIC ACTIVITY IN RELATION TO MALIGNANT CELLS |
US20170174721A1 (en) * | 2011-03-29 | 2017-06-22 | Glaxosmithkline Llc | Buffer system for protein purification |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
ИБРАГИМОВ А.Н. и др. Хроматографические методы очистки белков. Учебно-методическое пособие, Казань, 2013, с.21. * |
ИБРАГИМОВ А.Н. и др. Хроматографические методы очистки белков. Учебно-методическое пособие, Казань, 2013, с.21. ФОМИН А.С. и др. Генно-инженерные аналоги потенциального противоопухолевого пептида лактаптина, Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Биология, клиническая медицина, 2010, т.8, N 1, с.17-25. * |
ФОМИН А.С. и др. Генно-инженерные аналоги потенциального противоопухолевого пептида лактаптина, Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Биология, клиническая медицина, 2010, т.8, N 1, с.17-25. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11965003B2 (en) | Recombinant lectin variants | |
WO2016060996A2 (en) | Interleukin-15 compositions and uses thereof | |
Di Rosa et al. | CHI3L1 nuclear localization in monocyte derived dendritic cells | |
Francis et al. | Toxins isolated from the venom of the Brazilian coral snake (Micrurus frontalis frontalis) include hemorrhagic type phospholipases A2 and postsynaptic neurotoxins | |
Ganesan et al. | Selectivity of aggregation-determining interactions | |
RU2401307C1 (en) | RECOMBINANT PLASMID DNA pFK2 PROVIDING SYNTHESIS OF RECOMBINANT PEPTIDE BEING HUMAN KAPPA CASEIN FRAGMENT ANALOGUE, METHOD FOR PREPARING RECOMBINANT PEPTIDE, AND RECOMBINANT PEPTIDE, HUMAN KAPPA CASEIN FRAGMENT ANALOGUE EXHIBITING APOPTOTIC ACTIVITY IN RELATION TO MALIGNANT CELLS | |
Jayanthi et al. | Efficient production and purification of recombinant human interleukin-12 (IL-12) overexpressed in mammalian cells without affinity tag | |
CN113423722A (en) | Delivery constructs for transcytosis and related methods | |
Cognet et al. | Expression of recombinant proteins in a lipid A mutant of Escherichia coli BL21 with a strongly reduced capacity to induce dendritic cell activation and maturation | |
EP0444149A1 (en) | High molecular weight human angiogenic factors | |
RU2693251C1 (en) | Method for extracting and purifying recombinant protein, an analogue of a human kappa-casein fragment having cytotoxic activity towards human cancer cells | |
Shalak et al. | Characterization of p43 (ARF), a derivative of the p43 component of multiaminoacyl-tRNA synthetase complex released during apoptosis | |
CN103755814A (en) | TAT-IL-24-KDEL fusion protein as well as preparation method and application thereof | |
Zhang et al. | Expression, purification, and characterization of recombinant human β-amyloid42 peptide in Escherichia coli | |
Aronson | Chromatographic differentiation of human prothrombins | |
KR102028574B1 (en) | Anticancer composition comprising ovary cancer cell line-derived autocrine motility factor as effective component | |
Li et al. | Production and characterization of highly purified recombinant thymosin beta 4 in Escherichia coli | |
CN105793281B (en) | Modified human acidic fibroblast growth factor and compositions thereof | |
Skowron et al. | Data regarding a new, vector-enzymatic DNA fragment amplification-expression technology for the construction of artificial, concatemeric DNA, RNA and proteins, as well as biological effects of selected polypeptides obtained using this method | |
KR20190109947A (en) | METHOD FOR SOLUBLE OVEREXPRESSION and PURIFICATION OF RECOMBINANT HUMAN SERUM ALBUMIN | |
Do et al. | Soluble expression and purification of bioactive interleukin 33 in E. coli | |
Balagurunathan et al. | Enhancement of stability of recombinant streptokinase by intracellular expression and single step purification by hydrophobic interaction chromatography | |
US20170210783A1 (en) | Composition Containing SMAD Protein For Treatment Of Autoimmune Diseases, A Fusion Protein Comprising SMAD Protein, An Expression Vector And A Method For Preparing The Same | |
CN116082496B (en) | Antigen peptide and antibody for targeting phosphorylation of STAT3 protein Ser701 and application thereof | |
RU2619050C1 (en) | RECOMBINANT PLASMID pET-15b_T1_RL DNA PROVIDING SYNTHESIS OF RECOMBINANT FUSION PROTEIN CONSISTING OF TUMOR-SPECIFIC PEPTIDES AND ANTITUMOR PEPTIDE RL2, AND RECOMBINANT FUSION PROTEIN POSSESSING CYTOTOXIC ACTIVITY AGAINST CANCER CELLS AND TARGETED PROPERTIES AGAINST TUMOR TISSUE |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200228 Effective date: 20200228 |