RU2698460C1 - Method of producing recombinant β-1,4-galactosidase bgaa from streptococcus pneumoniae - Google Patents
Method of producing recombinant β-1,4-galactosidase bgaa from streptococcus pneumoniae Download PDFInfo
- Publication number
- RU2698460C1 RU2698460C1 RU2019109117A RU2019109117A RU2698460C1 RU 2698460 C1 RU2698460 C1 RU 2698460C1 RU 2019109117 A RU2019109117 A RU 2019109117A RU 2019109117 A RU2019109117 A RU 2019109117A RU 2698460 C1 RU2698460 C1 RU 2698460C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chromatography
- bgaa
- galactosidase
- metal chelate
- buffer
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K38/00—Medicinal preparations containing peptides
- A61K38/16—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
- A61K38/43—Enzymes; Proenzymes; Derivatives thereof
- A61K38/46—Hydrolases (3)
- A61K38/47—Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2), e.g. cellulases, lactases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/14—Hydrolases (3)
- C12N9/24—Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2)
- C12N9/2402—Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2) hydrolysing O- and S- glycosyl compounds (3.2.1)
- C12N9/2468—Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2) hydrolysing O- and S- glycosyl compounds (3.2.1) acting on beta-galactose-glycoside bonds, e.g. carrageenases (3.2.1.83; 3.2.1.157); beta-agarase (3.2.1.81)
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Zoology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Gastroenterology & Hepatology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Enzymes And Modification Thereof (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Peptides Or Proteins (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области биотехнологии, а именно к способам производства терапевтических препаратов, выделения и очистки рекомбинантных белков, в частности к получению высокоочищенного препарата рекомбинантной β-1,4-галактозидазы (BgaA). Основными сферами применения полученной предлагаемым способом бактериальной β-1,4-галактозидазы BgaA является включение ее в технологический процесс получения ряда медицинских лекарственных препаратов, а также биомедицинские исследования в области гликобиологии.The invention relates to the field of biotechnology, and in particular to methods for the production of therapeutic drugs, isolation and purification of recombinant proteins, in particular the production of a highly purified recombinant β-1,4-galactosidase (BgaA) preparation. The main areas of application of the bacterial β-1,4-galactosidase BgaA obtained by the proposed method are its inclusion in the technological process of obtaining a number of medical drugs, as well as biomedical research in the field of glycobiology.
Изобретение решает задачу создания способа получения в промышленных объемах высокоочищенной ферментативно активной рекомбинантной β-1,4-галактозидазы BgaA, пригодной для использования на стадии ремоделирования для получения терапевтически функциональных препаратов гликопротеинов с заданными свойствами, для разработки инструментов для высокочувствительного анализа гликановых цепей гликопротеинов тканей растений, животных и микроорганизмов. Изобретение относится также к способу получения препарата рекомбинантной β-1,4-галактозидазы BgaA, имеющего более высокую степень чистоты по сравнению с коммерческими препаратами, гомогенного по целевому продукту, с более низким содержанием эндотоксинов, белков и ДНК продуцента в сравнении с коммерческими препаратами.The invention solves the problem of creating a method for producing in industrial volumes of highly purified enzymatically active recombinant β-1,4-galactosidase BgaA, suitable for use at the remodeling stage to obtain therapeutically functional preparations of glycoproteins with desired properties, to develop tools for highly sensitive analysis of glycan chains of plant tissue glycoproteins, animals and microorganisms. The invention also relates to a method for producing a recombinant β-1,4-galactosidase BgaA preparation having a higher degree of purity compared to commercial preparations, homogeneous in the target product, with a lower content of endotoxins, proteins and producer DNA in comparison with commercial preparations.
ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙDESCRIPTION OF DRAWINGS
Фиг. 1. Схема строения N-гликозилированного человеческого гликопротеина. Названия сахарных остатков расположены под соответствующими им символами. Линии - связи между сахарными остатками, числа наверху - специфичность связи. Стрелки - связи, которые потенциально расщепляются гликозидазами, обозначенными вверху схемы;FIG. 1. The structure of the N-glycosylated human glycoprotein. The names of the sugar residues are located under their respective symbols. The lines are the bonds between sugar residues, the numbers above are the specificity of the bond. Arrows are bonds that are potentially cleaved by glycosidases, indicated at the top of the diagram;
Фиг. 2. Плазмидная карта рМТ1620 (экспрессионный вектор на основе pET15b для получения стрептококковой β-галактозидазы BgaA)FIG. 2. Plasmid map pMT1620 (expression vector based on pET15b to obtain streptococcal β-galactosidase BgaA)
Обозначения:Designations:
Т7 promoter - промотор Т7 РНК-полимеразы; N-terminal His-tagged BGAA_STRPN - ген белка His-тэгированного (N-конец) BGAA_STRPN, составной частью которого являются последовательности 20 аминокислотных остатков, содержащих гексагистидиновый тэг, и 2053 аминокислотных остатков (без сигнального пептида, G5 домена и якорного пептида) β-галактозидазы (bgaA) Streptococcus pneumoniae; Т7 terminator - терминатор Т7 РНК-полимеразы; AmpR promoter - промотер гена устойчивости к ампициллину; AmpR - ген устойчивости к ампициллину; ori - ориджин репликации; lacI -ген лактозного репрессора; lacI promoter - промотор гена лактозного репрессора; NdeI - сайт узнавания эндонуклеазы рестрикции NdeI; BamHI - сайт узнавания эндонуклеазы рестрикции BamHIT7 promoter - T7 promoter of RNA polymerase; N-terminal His-tagged BGAA_STRPN is a protein gene of His-tagged (N-terminus) BGAA_STRPN, which consists of sequences of 20 amino acid residues containing a hexahistidine tag and 2053 amino acid residues (without signal peptide, G5 domain and anchor peptide) β- galactosidase (bgaA) Streptococcus pneumoniae; T7 terminator - terminator of T7 RNA polymerase; AmpR promoter - promoter of the ampicillin resistance gene; AmpR - ampicillin resistance gene; ori - origin of replication; lacI gene of a lactose repressor; lacI promoter - lactose repressor gene promoter; NdeI — NdeI restriction endonuclease recognition site; BamHI - BamHI restriction endonuclease recognition site
Фиг. 3. Динамика накопления биомассы при культивировании штамма-продуцента E. coli 12746 в объеме 15 л по предлагаемой схеме. По оси абсцисс - часы культивирования, по оси ординат - значения параметров культивирования.FIG. 3. The dynamics of biomass accumulation during cultivation of the producer strain E. coli 12746 in a volume of 15 l according to the proposed scheme. The abscissa shows the cultivation hours, the ordinate shows the cultivation parameters.
Фиг. 4. Параметры культивирования штамма-продуцента E. Coli ВКПМ 12746 в объеме 15 л по предлагаемой схеме. По оси абсцисс - часы культивирования, по оси ординат - значения параметров культивирования.FIG. 4. The cultivation parameters of the producer strain E. Coli VKPM 12746 in a volume of 15 l according to the proposed scheme. The abscissa shows the cultivation hours, the ordinate shows the cultivation parameters.
Фиг. 5. Анализ накопления белка β-галактозидазы BgaA методом электрофореза в восстанавливающих условиях в 8% ПААГ при культивировании штамма-продуцента E. Coli ВКПМ В-12746 в объеме 15 л по предлагаемой схеме. По оси абсцисс - часы культивирования, по оси ординат - накопление белка. Маркер - маркеры молекулярного веса, Обр. 1 - 2,5 час роста, Обр. 2 - 3 час роста, Обр. 3-4 час роста, Обр. 4 - 6 часов роста, СО - стандартный образец β-галактозидазы BgaA.FIG. 5. Analysis of the accumulation of protein of β-galactosidase BgaA by electrophoresis in reducing conditions in 8% PAAG during cultivation of the producer strain E. Coli VKPM B-12746 in a volume of 15 l according to the proposed scheme. The abscissa shows the cultivation hours, the ordinate shows the accumulation of protein. Marker - molecular weight markers, Arr. 1 - 2.5 hours of growth, Arr. 2 - 3 hours of growth, Arr. 3-4 hours of growth, Arr. 4 - 6 hours of growth, CO - a standard sample of β-galactosidase BgaA.
Фиг. 6. Результат выделения BgaA. Анализ электрофорезом в 4 - 20% градиентном ПААГ. Сравнение коммерческого препарата β-галактозидазы и полученного препарата BgaA.FIG. 6. The result of the allocation of BgaA. Analysis by electrophoresis in 4 - 20% gradient PAAG. Comparison of the commercial preparation of β-galactosidase and the resulting preparation BgaA.
Дорожка 1 - маркеры молекулярной массы Thermo Scientific;Lane 1 — Thermo Scientific molecular weight markers;
Дорожки 2-4 - очищенный препарат BgaA с различным количеством внесенного в лунку препарата.Lanes 2-4 — Purified BgaA preparation with varying amounts of drug added to the well.
Дорожка 5 - коммерческая β-галактозидаза;Lane 5 - commercial β-galactosidase;
Фиг. 7. Сравнение хроматографических профилей β-галактозидазы из Streptococcus pneumoniae, рекомб, E.coli, Calbiochem, и β-галактозидазы BgaA МБЦ «Генериум» при помощи гель-фильтрации. Линия 1 - Плацебо; Линия 2 - Коммерческая β-галактозидаза из S. Pneumoniae, рекомб, E.coli, Calbiochem, 3 - β-галактозидаза BgaA МБЦ «Генериум»; Линия 4 - Стандарты молекулярных весов. Колонка: Superdex200 Increase 10/300 GL, GE Healthcare; Скорость потока: 0,75 мл/мин; Объем инжекции: 100 мкл; Время и параметры регистрации хроматограммы: 40 мин, tкол=30°С; tобр=5°С; λ=280/214 нм; ПФ: 0,02 М NaH2PO4 0,3 М NaCl рН=7.0.FIG. 7. Comparison of the chromatographic profiles of β-galactosidase from Streptococcus pneumoniae, recomb, E. coli, Calbiochem, and β-galactosidase BgaA MBC "Generium" using gel filtration. Line 1 - Placebo; Line 2 - Commercial β-galactosidase from S. Pneumoniae, recomb, E. coli, Calbiochem, 3 - β-galactosidase BgaA MBC "Generium"; Line 4 - Molecular Weight Standards. Column: Superdex200 Increase 10/300 GL, GE Healthcare; Flow rate: 0.75 ml / min; Volume of injection: 100 μl; The time and parameters of the registration of the chromatogram: 40 min, t count = 30 ° C; t arr = 5 ° C; λ = 280/214 nm; PF: 0.02 M NaH 2 PO 4 0.3 M NaCl pH = 7.0.
Фиг. 8. Результат анализа ГФ ВЭЖХ. Анализ фракций с промежуточных серий и готовая форма промышленной серии BgaA.FIG. 8. The result of the analysis of GF HPLC. Analysis of fractions from the intermediate series and the finished form of the industrial series BgaA.
Линия 1 - Плацебо для фракции Q Sepharose FF; Линия 2 - Фракция элюата с Q Sepharose FF; Линия 3 - плацебо для ГФ BgaA; Линия 4 - ГФ BgaA; Линия 5 - Стандарты молекулярных весов. Колонка: Superdex200 Increase 10/300 GL, GE Healthcare; Скорость потока: 0,75 мл/мин; Объем инжекции: 100 мкл; Время и параметры регистрации хроматограммы: 40 мин, tкол=30°С; tобр=5°С; λ=280/214 нм; ПФ: 0,02 М NaH2PO4 0,3 М NaCl рН=7.0.Line 1 - Placebo for the Q Sepharose FF fraction; Line 2 - Eluate fraction with Q Sepharose FF; Line 3 - placebo for GF BgaA; Line 4 - GF BgaA; Line 5 - Molecular Weight Standards. Column: Superdex200 Increase 10/300 GL, GE Healthcare; Flow rate: 0.75 ml / min; Volume of injection: 100 μl; The time and parameters of the registration of the chromatogram: 40 min, t count = 30 ° C; t arr = 5 ° C; λ = 280/214 nm; PF: 0.02 M NaH2PO4 0.3 M NaCl pH = 7.0.
Отсутствие отечественных коммерчески доступных препаратов полноразмерной рекомбинантной β-1,4-галактозидазы BgaA из Streptococcus pneumoniae, экспрессированных в E.coli, и чрезвычайно высокая стоимость препаратов у зарубежных производителей, таких как QA-Bio, NEB, Calbiochem, делает коммерчески невыгодным использование этих препаратов при производстве лекарственных препаратов. Препараты данных фирм производятся не в соответствии со стандартами «Надлежащей производственной практики»/«Good Manufacturing Practice» (GMP) и предназначены только для аналитических исследований.The lack of domestic commercially available preparations of the full-sized recombinant β-1,4-galactosidase BgaA from Streptococcus pneumoniae expressed in E. coli, and the extremely high cost of drugs from foreign manufacturers such as QA-Bio, NEB, Calbiochem, makes the use of these drugs commercially unprofitable in the production of drugs. The products of these companies are not manufactured in accordance with the Good Manufacturing Practice (GMP) standards and are intended only for analytical research.
Подробные характеристики β-1,4-галактозидазы BgaA, принадлежащей к большому семейству галактозидаз (лактаз, β-галактозид-галактогидралаз), которые действуют на N/O-гликозильные соединения и отщепляют концевой нередуцированный остаток β-D-галактозы в β-галактозидах, включая лактозу, с образованием свободных моносахаридов, либо переносят остаток β-D-галактозы на молекулу лактозы или других β-D-галактозидов с образованием галактоолигосахаридов, даны в публикациях А.А. Костеневич, Л.И. Сапунова, Бактериальные β-галактозидазы, биохимическое и генетическое разнообразие // Труды БГУ. -2013 - Т. 8. 4.1 - с. 52-63, А.Е. Браунштейн, Номенклатура ферментов / Рекомендации Международного биохимического союза по номенклатуре и классификации ферментов, а также по единицам ферментов и символам кинетики ферментативных реакций, // - 1979 - ВИНИТИ. - с. 320, Panesar P.S.et al, Microbial production, immobilization and applications of β-D-galactosidase, // J. Chem. Technol. Biotechnol. - 2006. - V. 81 - p. 530-543, Ah-Reum Park, Deok-Kun Oh, Galacto-oligosaccharide production using microbial β-galactosidase: current state and perspectives, // - 2010 - Appl Microbiol Biotechnol - V. 85 - p. 1279-1286).Detailed characteristics of β-1,4-galactosidase BgaA belonging to the large family of galactosidases (lactases, β-galactoside-galactohydralases) that act on N / O-glycosyl compounds and cleave the terminal unreduced β-D-galactose residue in β-galactosides, including lactose, with the formation of free monosaccharides, or the remainder of β-D-galactose is transferred to a molecule of lactose or other β-D-galactosides with the formation of galactooligosaccharides, given in A.A. Kostenevich, L.I. Sapunova, Bacterial β-galactosidases, biochemical and genetic diversity // Transactions of BSU. 2013 - T. 8. 4.1 - p. 52-63, A.E. Braunstein, Enzyme Nomenclature / Recommendations of the International Biochemical Union on the nomenclature and classification of enzymes, as well as on units of enzymes and symbols of the kinetics of enzymatic reactions, // - 1979 - VINITI. - with. 320, Panesar P. S. et al, Microbial production, immobilization and applications of β-D-galactosidase, // J. Chem. Technol. Biotechnol. - 2006. - V. 81 - p. 530-543, Ah-Reum Park, Deok-Kun Oh, Galacto-oligosaccharide production using microbial β-galactosidase: current state and perspectives, // - 2010 - Appl Microbiol Biotechnol - V. 85 - p. 1279-1286).
Эти ферменты широко распространены в природе и представляют большой интерес для биотехнологической и фармацевтической промышленности, их гидролитическая активность в течение десятилетий применяется в пищевой промышленности для уменьшения содержания лактозы в молочных продуктах, чтобы обойти лактозную непереносимость, преобладающую в более чем половине населения мира (Alejandro Vian, Alfonso V. Carrascosa, Jose L. Garcia, Estrella Cortes, Structure of the b-Galactosidase Gene from Thermus sp.Strain T2: Expression in Escherichia coli and Purification in a Single Step of an Active Fusion Protein, // Applied and Environmental Microbiolology - 1998, V. 64 - N.6 - p. 2187-2191).These enzymes are widely distributed in nature and are of great interest to the biotechnological and pharmaceutical industries; their hydrolytic activity has been used for decades in the food industry to reduce the lactose content in dairy products in order to bypass the lactose intolerance prevailing in more than half of the world's population (Alejandro Vian, Alfonso V. Carrascosa, Jose L. Garcia, Estrella Cortes, Structure of the b-Galactosidase Gene from Thermus sp.Strain T2: Expression in Escherichia coli and Purification in a Single Step of an Active Fusion Protein, // Applied and Environmental Microbiolology - 1998, V. 64 - N.6 - p. 2187-21 91).
Некоторые из β-галактозидаз были очищены, секвенированы и широко охарактеризованы. Препараты β-галактозидаз, имеющиеся в продаже, получают главным образом из дрожжей Kluyveromyces fragilis, Kluyveromyces lactis и Candida pseudotropicalis, грибов Aspergillus niger и Aspergillus oryzae и Bacillus stearothermophilus (Parmjit S. Panesar, Reeba Panesar, Ram S. Singh, John F Kennedy and Harish Kumar, Review.Microbial production, immobilization and applications of β-D-galactosidase // Journal of Chemical Technology and Biotechnology- 2006 - V.81 - p. 530-543).Some of the β-galactosidases have been purified, sequenced and widely characterized. Commercially available β-galactosidase preparations are mainly obtained from the yeast Kluyveromyces fragilis, Kluyveromyces lactis and Candida pseudotropicalis, Aspergillus niger and Aspergillus oryzae and Bacillus stearothermophilus (Parmjit S. Panesar, Reeba Panesar and John Harish Kumar, Review.Microbial production, immobilization and applications of β-D-galactosidase // Journal of Chemical Technology and Biotechnology-2006 - V.81 - p. 530-543).
Известны работы по выделению и клонированию генов, ответственных за синтез β-галактозидазы у различных бактерий. Наиболее изучен ген β-галактозидазы Е. coli - lacZ, который кодирует ферментный белок-тетрамер (540 кДа), состоящий из идентичных субъединиц (A. Kalnins et al, lacZ Sequence of the gene of Escherichia coli // EMBO J. - 1983. - V. 2, N. 4. - p. 593-597).Known work on the isolation and cloning of genes responsible for the synthesis of β-galactosidase in various bacteria. The most studied β-galactosidase gene of E. coli - lacZ, which encodes an enzyme tetramer protein (540 kDa), consisting of identical subunits (A. Kalnins et al, lacZ Sequence of the gene of Escherichia coli // EMBO J. - 1983. - V. 2, N. 4. - p. 593-597).
Несмотря на многолетнюю историю применения β-галактозидаз в различных отраслях промышленности и научных исследованиях, не все β-галактозидазы могут служить в качестве инструментов для анализа и ремоделирования гликанов, а также для получения олигосахаридов из природных материалов или субстратов для гликозилтрансфераз. Например, фермент из Escherichia coli используется во многих областях биохимии, но не для гликоконъюгатов (Reinhard Zeleny, Friedrich Altmann and Werner Praznik, A Capillary Electrophoretic Study on the Specificity of β-Galactosidases from Aspergillus oryzae, Escherichia coli, Streptococcus pneumoniae, and Canavalia ensiformis (Jack Bean) // Analitical Biochemistry - 1997 - V. 246. - p. 96-101).Despite the long history of the use of β-galactosidases in various industries and scientific research, not all β-galactosidases can serve as tools for the analysis and remodeling of glycans, as well as for the preparation of oligosaccharides from natural materials or substrates for glycosyl transferases. For example, an enzyme from Escherichia coli is used in many fields of biochemistry, but not for glycoconjugates (Reinhard Zeleny, Friedrich Altmann and Werner Praznik, A Capillary Electrophoretic Study on the Specificity of β-Galactosidases from Aspergillus oryzae, Escherichia coli, Streptococcus pneumonia (Jack Bean) // Analitical Biochemistry - 1997 - V. 246. - p. 96-101).
В работе Kyoko Kojima, Masao Iwamori, Sei-Ichi Takasaki, Shirou Nozawa, Rihachi Iizuka, Yoshitaka Nagalt, Diplococcal β- Galactosidase with a Specificity Reacting to β 1-4 Linkage but Not to β-1-3 Linkage as a Useful Exoglycosidase for the Structural Elucidation of Glycolipids, // Analytical Biochemistrty - 1987 - V. 165 - p. 465-469, было показано, что фермент β-1,4-галактозидаза BgaA из Streptococcus pneumoniae (ранее Diplococcus pneumoniae) имеет довольно строгую специфичность для связей β-1-4 и, следовательно, может служить для удаления или выяснения положения галактозного остатка, кроме того, в публикации Dominique Н. Limoli, Julie A. Sladek, Lindsey A. Fuller, Anirudh К. Singh and Samantha J. King, BgaA acts as an adhesin to mediate attachment of some pneumococcal strains to human epithelial cells,// Microbiology - 2011 - V.157 - p. 2369-2381 было сообщено, что в отличие от других β-галактозидаз, основная роль BgaA заключается не в метаболизме лактозы, а в дегликозилировании гликоконъюгатов человека. Необычно высокая специфичность фермента BgaA для β-1,4-гликозидных связей и более чем 10-кратная высокая специфичность для N-ацетилгалактозамина (Ga1β1-4GlcNAc), чем для лактозы (Zeleny, R, F. Altmann, and W. Praznik, A capillary electrophoretic study on the specificity of β-galactosidases from Aspergillus oryzae, Escherichia coli, Streptococcus pneumoniae, and Canavalia ensiformis (jack bean) // Anal. Biochem - 1997 - V.246 - p - 96-101), позволяют считать фермент BgaA идеальным кандидатом для атаки полисахаридов, конъюгированных с поверхностными компонентами эукариотических клеток (Yang, Y, and R. Orlando, Simplifying the exoglycoside digestion / MALDI-MS procedure for sequencing N-linked carbohydrate side chains, // Anal. Chem - 1996 - V. 68 - p. 570-572, Vanessa S. Terra, Karen A. Homer, Susmitha G. Rao, Peter W. Andrew and Hasan Yesilkaya, Characterization of Novel - Galactosidase Activity That Contributes to Glycoprotein Degradation and Virulence in Streptococcus pneumoniae. // Infection and Immunity - 2010 - V. 78 - N. 1 - p. 348-357), что делает фермент BgaA чрезвычайно привлекательным для использования его в области гликобиологии. В работе Amanda М. Burnaugh, Laura J. Frantz, and Samantha J. King, Growth of Streptococcus pneumoniae on Human Glycoconjugates Is Dependent upon the Sequential Activity of Bacterial Exoglycosidases // Journal of Bactereology - 2008 - V. 230 - N. 1 - p. 221-230 было продемонстрировано, что BgaA может совместно с нейраминидазой NanA и β-N-ацетилглюкозаминидазой StH последовательно удалять сахара на N-связанных гликанах гликоконъюгатов человека (Фиг. 1).By Kyoko Kojima, Masao Iwamori, Sei-Ichi Takasaki, Shirou Nozawa, Rihachi Iizuka, Yoshitaka Nagalt, Diplococcal β-Galactosidase with a Specificity Reacting to β 1-4 Linkage but Not to β-1-3 Linkage as a Useful Exoglycosidase for the Structural Elucidation of Glycolipids, // Analytical Biochemistrty - 1987 - V. 165 - p. 465-469, it was shown that the enzyme β-1,4-galactosidase BgaA from Streptococcus pneumoniae (formerly Diplococcus pneumoniae) has a rather strict specificity for β-1-4 bonds and, therefore, can serve to remove or determine the position of the galactose residue, in addition, Dominique N. Limoli, Julie A. Sladek, Lindsey A. Fuller, Anirudh K. Singh and Samantha J. King, BgaA acts as an adhesin to mediate attachment of some pneumococcal strains to human epithelial cells, // Microbiology - 2011 - V.157 - p. 2369-2381 it was reported that, unlike other β-galactosidases, the main role of BgaA is not in lactose metabolism, but in the deglycosylation of human glycoconjugates. Unusually high specificity of the BgaA enzyme for β-1,4-glycosidic bonds and more than 10-fold high specificity for N-acetylgalactosamine (Ga1β1-4GlcNAc) than for lactose (Zeleny, R, F. Altmann, and W. Praznik, A capillary electrophoretic study on the specificity of β-galactosidases from Aspergillus oryzae, Escherichia coli, Streptococcus pneumoniae, and Canavalia ensiformis (jack bean) // Anal. Biochem - 1997 - V.246 - p - 96-101), allow the BgaA enzyme to be considered an ideal candidate for attacking polysaccharides conjugated to the surface components of eukaryotic cells (Yang, Y, and R. Orlando, Simplifying the exoglycoside digestion / MALDI-MS procedure for sequencing N-linked carbohydrate side chains, // Anal. Chem - 19 96 - V. 68 - p. 570-572, Vanessa S. Terra, Karen A. Homer, Susmitha G. Rao, Peter W. Andrew and Hasan Yesilkaya, Characterization of Novel - Galactosidase Activity That Contributes to Glycoprotein Degradation and Virulence in Streptococcus pneumoniae. // Infection and Immunity - 2010 - V. 78 - N. 1 - p. 348-357), which makes the BgaA enzyme extremely attractive for use in glycobiology. Amanda M. Burnaugh, Laura J. Frantz, and Samantha J. King, Growth of Streptococcus pneumoniae on Human Glycoconjugates Is Dependent upon the Sequential Activity of Bacterial Exoglycosidases // Journal of Bactereology - 2008 - V. 230 - N. 1 - p. 221-230, it has been demonstrated that BgaA can, together with NanA neuraminidase and StH β-N-acetylglucosaminidase StH, sequentially remove sugars on N-linked glycans of human glycoconjugates (Fig. 1).
Впервые фермент BgaA был очищен из фильтрата культуры Streptococcus 6646 и охарактеризован в работах Takao Kiyohara, Tadao Terao, Kohei Shioiri-Nakano and Toshiaki Osawa, Purification and Characterization of β-N-Acetylhexosaminidases and β-Galactosidase from Streptococcus 6646 K1, // - J. Biochem - 1976 - V. 80 - p. 9-17, и Lowrie R. Glasgows, S. James, C. Paulson and Robert L. Hill, Systematic Purification of Five Glycosidases from Streptococcus (Diplococcus) pneumoniae", // The Journal of Biological Chemistry-1977 - V. 252 - N. 23 - p. 8615-3623. В исследовании Dorothea Zahner and Regine Hakenbeck, The Streptococcus pneumoniae Beta-Galactosidase Is a Surface Protein // Journal of Bacteriology - 2000, - V. 182 - N. 20 - p. 5919-5921, был идентифицирован ген, кодирующий β-галактозидазу BgaA из S. Pneumoniae. В отличие от типичных галактозидаз, которые обычно представляют собой цитоплазматические белки, ген BgaA S. Pneumoniae кодирует связанную с поверхностью β-1,4-галактозидазу, состоящую из 2 235 аминокислотных остатков с молекулярным весом более 200 кДа. Полный сиквенс генома S. Pneumoniae представлен в работе Herve Tettelin et al, Complete Genome Sequence of a Virulent Isolate of Streptococcus pneumonia // - Science - 2001 - V. 293 - p. 498-506. В исследовании Anirudh K. Singh et al, Unravelling the Multiple Functions of the, Architecturally Intricate Streptococcus pneumoniae β-galactosidase BgaA, // PLOS Pathogens/ www.plospathogens.org - 2014 - V. 10 - I.9 - e1004364, благодаря детальному структурному и функциональному анализу, раскрыта сложная архитектура и разнообразие функций BgaA.For the first time, the BgaA enzyme was purified from the filtrate of Streptococcus 6646 culture and characterized by Takao Kiyohara, Tadao Terao, Kohei Shioiri-Nakano and Toshiaki Osawa, Purification and Characterization of β-N-Acetylhexosaminidases and β-Galactosidase from Streptococidus 6646 Streptococidus Biochem - 1976 - V. 80 - p. 9-17, and Lowrie R. Glasgows, S. James, C. Paulson and Robert L. Hill, Systematic Purification of Five Glycosidases from Streptococcus (Diplococcus) pneumoniae ", // The Journal of Biological Chemistry-1977 - V. 252 - N. 23 - p. 8615-3623. In a study by Dorothea Zahner and Regine Hakenbeck, The Streptococcus pneumoniae Beta-Galactosidase Is a Surface Protein // Journal of Bacteriology - 2000, - V. 182 - N. 20 - p. 5919-5921 , a gene encoding BgaA β-galactosidase from S. Pneumoniae has been identified. Unlike typical galactosidases, which are usually cytoplasmic proteins, S. Pneumoniae BgaA gene encodes a surface linked β-1,4-galactosidase consisting of 2,235 amino acid residues with a molecular weight of more than 200 k A. The complete sequence of the S. Pneumoniae genome is presented by Herve Tettelin et al, Complete Genome Sequence of a Virulent Isolate of Streptococcus pneumonia // - Science - 2001 - V. 293 - p. 498-506. In the study by Anirudh K. Singh et al, Unravelling the Multiple Functions of the, Architecturally Intricate Streptococcus pneumoniae β-galactosidase BgaA, // PLOS Pathogens / www.plospathogens.org - 2014 - V. 10 - I.9 - e1004364, due to detailed structural and functional analysis, a complex BgaA architecture and variety of features.
В настоящее время исследованы полные геномные последовательности семи штаммов S. Pneumoniae: S. Pneumoniae АТСС 700669, S. Pneumoniae G54, S. Pneumoniae CGSP14, S. Pneumoniae Hungary 19A-6, S. PneumoniaeD39, S. Pneumoniae R6 и S. Pneumoniae TIGR4, доступны в публичных базах данных (Lanie, J.A, W.L. Ng, K.M. Kazmierczak, Т.M. Andrzejewski, Т.М. Davidsen, K.J. Wayne, Н. Tettelin, J.I. Glass, and M.E. Winkler. Genome sequence of Avery's virulent serotype 2 strain D 39 of Streptococcus pneumoniae and comparison with that of unencapsulated laboratory strain R6. // - J. Bacteriol. - 2007. - V. 189. - p. 38-51).The complete genomic sequences of seven S. Pneumoniae strains have been studied: S. Pneumoniae ATCC 700669, S. Pneumoniae G54, S. Pneumoniae CGSP14, S. Pneumoniae Hungary 19A-6, S. PneumoniaeD39, S. Pneumoniae R6 and S. Pneumoniae TIGR4 , available in public databases (Lanie, JA, WL Ng, KM Kazmierczak, T.M. Andrzejewski, T.M. Davidsen, KJ Wayne, N. Tettelin, JI Glass, and ME Winkler. Genome sequence of Avery's
В работе Jae Кар Jeong, Ohsuk Kwon, Yun Mi Lee, 1 Doo-Byoung Oh, Jung Mi Lee, Seonghun Kim, Eun-Hye Kim, Tu Nhat Le, Dong-Kwon Rhee, and Hyun Ah Kang, Characterization of the Streptococcus pneumoniae BgaC Protein as a Novel Surface - Galactosidase with Specific Hydrolysis Activity for the Gal1-3GlcNAc Moiety of Oligosaccharides. // -Journal of Bacteriology. - 2009. - V. 191. - N. 9.- p. 3011-3023 сообщается еще об одной β-галактозидазе BgaC Streptococcus pneumoniae, которая представляет собой так же поверхностно-ассоциированную β-галактозидазу с высокой специфической гидролизной активностью для Gal1-3GlcNAc-фрагмента олигосахаридов, для β-1,3-гликозидной связи без каких-либо модификаций, состоящую из 595 аминокислотных остатков с молекулярным весом около 70 кДа. В патенте Kang et al. Recombinant beta-Galactosidase derived from Streptococcus Pneumoniae, // US 0287463 A1., - 2011, раскрыто получение рекомбинантной β-галактозидазы BgaC с молекулярным весом 69 кДа, экспрессируемой в растворимой фракции клеток Е. Coli с дальнейшим разрушением клеток ультразвуком и последующим центрифугированием и получением целевого белка очищением супернатанта аффинной хроматографией на колонке с Ni-NTA агарозой. Данная β-1-3 галактозидаза обладает чрезвычайно узкой субстратной специфичностью и не применяется для ремоделирования гликоконьюгатов. Получение β-1-4 галактозидазы из Bacteroides fragilis раскрыто в патенте Sharon T.Wong - Madden, Ellen P.Guthrie et al, Isolation and compositionof novel glycosidases, // US 7094563 B2, - 2006, фермент выделяли из грубого лизата клеток Bacteroides fragilis хроматографической очисткой на DEAE Sepharose FF в режиме проскока с последующей хроматографией на Phenyl Sepharose FF, диализом активных фракций, последующей хроматографией на Heparin-Sepharose и диализом активных фракций, хроматографией на Mono Q с финальной хроматографией на Heparin TSK.Jae Car Jeong, Ohsuk Kwon, Yun Mi Lee, 1 Doo-Byoung Oh, Jung Mi Lee, Seonghun Kim, Eun-Hye Kim, Tu Nhat Le, Dong-Kwon Rhee, and Hyun Ah Kang, Characterization of the Streptococcus pneumoniae BgaC Protein as a Novel Surface - Galactosidase with Specific Hydrolysis Activity for the Gal1-3GlcNAc Moiety of Oligosaccharides. // -Journal of Bacteriology. - 2009. - V. 191. - N. 9.- p. 3011-3023 another BgaC Streptococcus pneumoniae β-galactosidase is reported, which is also a surface-associated β-galactosidase with high specific hydrolysis activity for the Gal1-3GlcNAc fragment of oligosaccharides, for a β-1,3-glycosidic bond without any or modifications, consisting of 595 amino acid residues with a molecular weight of about 70 kDa. In the patent Kang et al. Recombinant beta-Galactosidase derived from Streptococcus Pneumoniae, // US 0287463 A1., - 2011, discloses the preparation of a recombinant B-Galactosidase BgaC with a molecular weight of 69 kDa expressed in a soluble fraction of E. Coli cells with further destruction of the cells by ultrasound and subsequent centrifugation and obtaining target protein by purification of the supernatant by affinity chromatography on a column of Ni-NTA agarose. This β-1-3 galactosidase has an extremely narrow substrate specificity and is not used for remodeling of glycoconjugates. The preparation of β-1-4 galactosidase from Bacteroides fragilis is disclosed in Sharon T. Wong - Madden, Ellen P. Guthrie et al, Isolation and compositionof novel glycosidases, // US 7094563 B2, - 2006, the enzyme was isolated from a coarse cell lysate of Bacteroides fragilis chromatographic purification on DEAE Sepharose FF in slip mode followed by chromatography on Phenyl Sepharose FF, dialysis of active fractions, subsequent chromatography on Heparin-Sepharose and dialysis of active fractions, chromatography on Mono Q with final chromatography on Heparin TSK.
Хотя в настоящее время доступны некоторые коммерческие препараты β-1,4 галактозидаз, как произведенные из природных источников, так и рекомбинантные, экспрессированные в Е. Coli, существует потребность в новых в гораздо более чистых препаратах β-1,4 галактозидаз со строго определенной субстратной специфичностью и воспроизводимой энзиматической активностью.Although some commercial β-1,4 galactosidase preparations, both from natural sources and recombinant ones expressed in E. Coli, are currently available, there is a need for new, much cleaner β-1,4 galactosidases with a strictly defined substrate specificity and reproducible enzymatic activity.
В публикации S. Campuzano, В. Serra, D. Llull, J.L. Garcia, E. Garcia, P. Garcia, Cloning, Expression, and Characterization of a Peculiar Choline-Binding-Galactosidase from Streptococcus mitis, // Applied and Environmental Microbiology, - 2009. - V.75, - N.18. - p.5972-5980, описан наиболее близкий к заявленному изобретению способ получения ортологичной β-1,4 галактозидазы из Streptococcus mitis. Геномный фрагмент ДНК Streptococcus mitis, несущий ген SMT1224, кодирующий β-галактозидазу, идентифицировали, клонировали и экспрессировали в Escherichia coli. Этот ген кодирует белок длиной 2411 аминокислот с предсказанной молекулярной массой 268 кДа. Рекомбинантный белок содержит N-концевой сигнальный пептид и С-концевой холинсвязывающий домен. Холинсвязывающая способность белка облегчает его очистку с использованием аффинной хроматографии на DEAE-целлюлозе, хотя полная очистка целевого белка была достигнута путем конструирования в виде фьюжен белка с полигистидиновой последовательностью.In S. Campuzano, B. Serra, D. Llull, J.L. Garcia, E. Garcia, P. Garcia, Cloning, Expression, and Characterization of a Peculiar Choline-Binding-Galactosidase from Streptococcus mitis, // Applied and Environmental Microbiology, - 2009. - V.75, - N.18. - p. 5972-5980, describes the closest to the claimed invention a method for producing orthologous β-1,4 galactosidase from Streptococcus mitis. A Streptococcus mitis genomic DNA fragment carrying the SMT1224 gene encoding β-galactosidase was identified, cloned and expressed in Escherichia coli. This gene encodes a 2411 amino acid protein with a predicted molecular weight of 268 kDa. The recombinant protein contains an N-terminal signal peptide and a C-terminal choline binding domain. The choline binding capacity of the protein facilitates its purification using affinity chromatography on DEAE cellulose, although complete purification of the target protein was achieved by constructing a fusion protein with a polyhistidine sequence.
Вариант рекомбинантного белка с холинсвязывающим доменом очищали с помощью аффинной хроматографии на DEAE-целлюлозе, активные фракции, полученные после DEAE-аффинной хроматографии, объединяли, диализовали и концентрировали 10 раз в диализном мешке с полиэтиленгликолем 6000. Концентрированный раствор фермента доочищали гель - фильтрационной хроматографией на колонке Sephacryl S-300. Данным способом получали 0.36 мг целевого белка с 1 л культуральной жидкости.A variant of the recombinant protein with a choline-binding domain was purified using DEAE-cellulose affinity chromatography, the active fractions obtained after DEAE-affinity chromatography were combined, dialyzed and concentrated 10 times in a dialysis bag with
Вариант рекомбинантного белка с полигистидиновой последовательностью экспрессированный в E.coli МС4100 (pHGM02), очищали за одну стадию аффинной хроматографией на IMAC картриджах (Bio-Rad) с выходом 0,004 г на 1 л культуральной жидкости.A variant of the recombinant protein with a polyhistidine sequence expressed in E. coli MC4100 (pHGM02) was purified in one step by affinity chromatography on IMAC cartridges (Bio-Rad) with a yield of 0.004 g per 1 liter of culture fluid.
Данные схемы очистки являются неприемлемыми для масштабного производства препарата, так как авторы получали препарат с низким выходом и только для аналитических целей. Кроме того, авторы не сообщают об уровне содержания в препарате бактериальных эндотоксинов. Удаление бактериальных эндотоксинов является принципиальным и необходимым требованием, как с точки зрения российских, так и международных стандартов (ГФ XIII, Document Q AS/ 11.452 FINAL July 2012). Однако часто остается технически трудновыполнимой задачей, поэтому содержание бактериальных эндотоксинов в промежуточных продуктах, применяемых при производстве ЛС, является критическим параметром. При оценке качества таких промежуточных продуктов, как гликозидазы, помимо соответствия субстратной специфичности, активности, особо должны оцениваться такие потенциально опасные контаминанты, как бактериальные эндотоксины, клеточная ДНК, в том числе потенциально онкогенная, также количество белков хозяина штамма-продуцента и гомогенность препарата. И, как правило, при производстве препаратов из природных источников существуют трудности с получением чистых препаратов. Обычно они загрязнены примесями других гликозидаз, протеаз.These purification schemes are unacceptable for large-scale production of the drug, since the authors received the drug with a low yield and only for analytical purposes. In addition, the authors did not report the level of bacterial endotoxins in the preparation. The removal of bacterial endotoxins is a fundamental and necessary requirement, both from the point of view of Russian and international standards (GF XIII, Document Q AS / 11.452 FINAL July 2012). However, it often remains a technically difficult task, therefore, the content of bacterial endotoxins in the intermediate products used in the manufacture of drugs is a critical parameter. When assessing the quality of intermediates such as glycosidases, in addition to substrate specificity and activity, potentially hazardous contaminants such as bacterial endotoxins, cellular DNA, including potentially oncogenic, the amount of host proteins of the producer strain and the homogeneity of the drug should be specially evaluated. And, as a rule, in the production of drugs from natural sources, there are difficulties in obtaining pure drugs. Usually they are contaminated with impurities of other glycosidases, proteases.
Для решения задачи получения высокоочищенной BgaA в промышленных объемах авторы изобретения предлагают новый способ получения рекомбинантной β-1,4 галактозидазы BgaA из Streptococcus pneumoniae, включающий синтез оптимизированной для трансляции в E.coli последовательности ДНК, кодирующий белок BgaA, нуклеотидная последовательность которого приведена в составе SEQ ID NO1, конструирование экспрессионного плазмидного вектора, кодирующего химерный белок с N-концевой химеризацией, составленного пептидными последовательностями шести гистидинов, сайт узнавания тромбина а также 2053 аминокислотных остатков (без сигнального пептида, G5 домена и якорного пептида) β-1,4-галактозидазы (BgaA) Streptococcus pneumoniae с молекулярным весом 231 кДа (аминокислотная последовательность представлена SEQ ID NO 2), получение рекомбинантного белка продукцией в E.coli, и далее хроматографичекую очистку белка из растворимой фракции клеточного лизата, где первые две стадии проводят на одном и том же Ni+ металлохелатном сорбенте при разных разных условиях элюции, псевдоаффинной хроматографии в режиме проскока на Blue Sepharose анионобменной хроматографии на Toyopearl Giga Cap Q- 650М, гидрофобной хроматографии в режиме проскока на Butyl Capto, концентрирующей анионобменной хроматографию на Q Sepharose FF с последующей гель-фильтрацией на Superdex 200 с выходом высокоочищенного активного препарата BgaA, пригодного для использования на производстве ЛС и гликобиологических исследований, не менее 0,01 г с литра бактериальной культуры.To solve the problem of obtaining highly purified BgaA in industrial volumes, the inventors propose a new method for producing recombinant β-1,4 galactosidase BgaA from Streptococcus pneumoniae, including the synthesis of a DNA sequence optimized for translation into E. coli that encodes a BgaA protein, the nucleotide sequence of which is shown in SEQ ID NO1, construction of an expression plasmid vector encoding a chimeric protein with N-terminal chimerization composed of peptide sequences of six histidines, recognition site t rhombin and 2053 amino acid residues (without signal peptide, G5 domain and anchor peptide) β-1,4-galactosidase (BgaA) Streptococcus pneumoniae with a molecular weight of 231 kDa (amino acid sequence represented by SEQ ID NO 2), obtaining a recombinant protein with products in E .coli, and then chromatographic purification of the protein from the soluble fraction of the cell lysate, where the first two stages are carried out on the same Ni + metal chelate sorbent under different different elution conditions, pseudo-affinity chromatography in slip mode on Blue Sepharose anion exchange chromat graphs on Toyopearl Giga Cap Q-650M, hydrophobic slip chromatography on Butyl Capto, concentration anion exchange chromatography on Q Sepharose FF followed by gel filtration on Superdex 200 with the release of a highly purified active drug BgaA, suitable for use in the manufacture of drugs and glycobiological studies, not less than 0.01 g per liter of bacterial culture.
Основным техническим результатом изобретения является получение в промышленных масштабах высокоочищенного активного препарата ферментативно активной рекомбинантной β-1,4-галактозидазы BgaA, с содержащей минимальные остаточные концентрации белков и ДНК клетки хозяина, что делает ее пригодной для использования на стадии ремоделирования в производстве терапевтически функциональных препаратов гликопротеинов с заданными свойствами, а также для разработки инструментов высокочувствительного анализа гликановых цепей гликопротеинов тканей растений, животных и микроорганизмов.The main technical result of the invention is the production on an industrial scale of a highly purified active preparation of an enzymatically active recombinant β-1,4-galactosidase BgaA containing minimal residual concentrations of proteins and DNA of the host cell, which makes it suitable for use at the remodeling stage in the production of therapeutically functional glycoprotein preparations with desired properties, as well as for the development of tools for highly sensitive analysis of glycan chains of tissue glycoproteins second plants, animals and microorganisms.
Для осуществления изобретения был создан штамм генно-инженерно-модифицированного микроорганизма E.coli ВКПМ В- 12746: реципиентного штамма-хозяина BL21(DE3) плазмидами pLysS, несущей ген Т7 лизоцима, являющегося ингибитором Т7 РНК полимеразы, рМТ1620 (pET15b-BGAA_STRPN), несущей ген белка BGAA_STRPN, составной частью которого являются последовательности 20 аминокислотных остатков, содержащих гексагистидиновый тэг, и 2053 аминокислотных остатков (без сигнального пептида, G5 домена и якорного пептида) β-галактозидазы BgaA Streptococcus pneumoniae с расчетной молекулярной массой 231 кДа. (Фиг. 2).To carry out the invention, a strain of a genetically modified microorganism E.coli VKPM B-12746 was created: the recipient host strain BL21 (DE3) with plasmids pLysS carrying the T7 lysozyme gene, which is an inhibitor of T7 RNA polymerase, pMT1620 (pET15b-BGAA_STRPN), BGAA_STRPN protein gene, of which a sequence of 20 amino acid residues containing a hexahistidine tag and 2053 amino acid residues (without signal peptide, G5 domain and anchor peptide) of β-galactosidase BgaA Streptococcus pneumoniae with an estimated molecular weight of 231 kD but. (Fig. 2).
Рефолдинг продукта не требуется, так как он синтезируется в бактериальной цитоплазме преимущественно в растворенном состоянии при культивировании E.coli ВКПМ В-12746 с уровнем биосинтеза вариантов целевого белка не менее 10 мг/л культуральной жидкости.Refolding of the product is not required, since it is synthesized in the bacterial cytoplasm mainly in the dissolved state during the cultivation of E. coli VKPM B-12746 with the level of biosynthesis of variants of the target protein of at least 10 mg / l of culture fluid.
Высокоэффективное извлечение целевого белка BgaA из клеток достигается в результате процедуры лизиса бактериальных клеток с использованием гомогенизатора высокого давления.Highly efficient extraction of the target BgaA protein from cells is achieved as a result of bacterial cell lysis using a high pressure homogenizer.
Получение активного, хроматографически гомогенного с низким содержанием бактериальных эндотоксинов, ДНК и белков хозяина препарата BgaA достигается благодаря схеме хроматографической очистки, которая, в совокупности с применением некоторых стандартных приемов очистки белков (анионобменная хроматография на высокомолекулярном анионообменном сорбенте, гидрофобная хроматография в режиме проскока, концентрирующая анионобменная хроматография и полирующая гель - фильтрация), включает в себя две стадии хроматографии на одном и том же Ni+ металлхелатном сорбенте в разных условиях элюции и далее псевдоаффинную хроматографию в режиме проскока с использованием матрицы сорбента, к которой ковалентно пришит Cibacron Blue 3G, анионный антрахиноновый краситель. Обычно подобный сорбент используют для очистки альбумина и интерферона как в лабораторном, так и в технологическом масштабе. Также используется для выделения групп ферментов и удаления альбумина, так как синий краситель связывает многие белки, такие как альбумин, интерферон, липопротеины и факторы свертывания крови. Он также связывает несколько ферментов, включая киназы, дегидрогеназы и большинство ферментов, требующих аденилсодержащих кофакторов, например, NAD+. В заявленном изобретении использовали данный тип сорбента для удаления некоторых клеточных белков E.coli, в связи с неожиданным открытием авторами того факта, что при очистке β-галактозидаза BgaA, не сорбируясь, проходит через сорбент, в то время как клеточные белки задерживаются. Обычно данный сорбент не используется в подобных целях. Таким образом, в отличие от известных ранее методов, технический результат достигается введением в схему очистки от клеточных белков стадии псевдоаффинной хроматографии на сорбентах с ковалентно связанным Cibacron Blue 3G.The preparation of an active, chromatographically homogeneous with a low content of bacterial endotoxins, DNA and host proteins BgaA preparation is achieved through a chromatographic purification scheme, which, in combination with some standard methods of protein purification (anion exchange chromatography on high molecular weight anion exchange sorbent, hydrophobic chromatography in slip mode, concentrating anion exchange chromatography and polishing gel - filtration), includes two stages of chromatography on the same Ni + met an allhelate sorbent under different elution conditions and then pseudo-affinity chromatography in slip mode using a sorbent matrix to which Cibacron Blue 3G, an anion anthraquinone dye, is covalently attached. Typically, such a sorbent is used to purify albumin and interferon both on a laboratory and technological scale. It is also used to isolate enzyme groups and remove albumin, as the blue dye binds many proteins, such as albumin, interferon, lipoproteins and blood coagulation factors. It also binds several enzymes, including kinases, dehydrogenases, and most enzymes requiring adenyl-containing cofactors, such as NAD +. In the claimed invention, this type of sorbent was used to remove some cellular proteins of E. coli, due to the unexpected discovery by the authors of the fact that, when purified, β-galactosidase BgaA passes through the sorbent without adsorption, while the cellular proteins are retained. Usually this sorbent is not used for such purposes. Thus, in contrast to previously known methods, the technical result is achieved by introducing into the scheme of purification from cellular proteins the pseudo-affinity chromatography stage on sorbents with covalently bound Cibacron Blue 3G.
Представленный в изобретении пример иллюстрирует использование двух Ni2+ металлохелатных хроматографий на IMAC Sepharose 6 FF с разными условиями элюирования целевого белка, что позволило максимально отделить целевой белок от мажорных контаминирующих примесей клеточных белков, имеющих сродство к IMAC Sepharose. Данный технический результат имеет одно из решающих значений для качества дальнейшей очистки за счет снижения нагрузки контаминирующими белками на все последующие сорбенты. На рынке доступны и другие сорбенты, которые также могут быть использованы для металлохелатной хроматографии в предложенном способе, например, можно использовать IMAC Sepharose High Performance. Сорбент Chelating Sepharose Fast Flow является менее предпочтительным, так как обладает более низкой емкостью и меньшим аффинитетом белка интереса. Для обеих стадий хроматографии приемлемым является единый уравновешивающий буфер, рН которого варьирует в диапазоне 7,5 - 7,8. Элюцию на первой стадии проводят содержащим NaCl натрий -ацетатным буфером, имеющим рН в диапазоне 4,2-4,3 единицы, на второй стадии целевой белок элюируют 150 мМ - 200 мМ имидазола. Предпочтительный рН буфера отмывки, применяемого на второй стадии металлхелатной хроматографии, находится в диапазоне 6,5-6,6.The example presented in the invention illustrates the use of two Ni 2+ metal chelate chromatographs on
Введение в схему очистки стадии псевдоаффинной хроматографии на сорбенте с ковалентно связанным Cibacron Blue 3G в режиме проскока является еще одной ключевой стадией, позволяющей значительно очистить целевой белок от контаминирующих примесей, коэлюирующихся с целевым белком на всех предыдущих стадиях. На рынке помимо использованной авторами изобретения Blue Sepharose 6 Fastp Flow доступен и ряд сорбентов, подходящих для использования в заявленном изобретении: Capto Blue (high sub), Capto Blue и другие с аналогичными свойствами. Предпочтительный состав уравновешивающего буфера на данной стадии 20 mM Tris-HCl, 80 мМ NaCl, 5% изопропанол, рН 8.2-8.3.The introduction of the pseudo-affinity chromatography stage of the sorbent with covalently bound Cibacron Blue 3G in the slip mode is another key stage, which allows one to significantly purify the target protein from contaminants that coelute with the target protein in all previous stages. In addition to the
После проведения двух металлхелатных хроматографий и псевдоаффинной хроматографии в режиме проскока доочистка белка может быть проведена с использованием различных видов хроматографии, рутинно применяемых в очистке белков: гидрофобной, анионобменной, концентрирующей хроматографии и полирующей гель-фильтрации. Выбор сорбентов и условий может быть проведен специалистом на основании общих знаний уровня техники и рекомендаций производителей сорбентов. В заявленном изобретении авторы привели примеры применения конкретных марок сорбентов в конкретные условия применения, однако со сменой сорбента условия могут быть изменены в соответствии с рекомендациями производителя и общими правилами. Наиболее предпочтительными сорбентами для последующей анионобменной хроматографии являются сорбенты TOYOPEARL GigaCap Q-650M (Toson) и MacroCap Q (GE), оптимизированные для сорбции и очистки белков с большим молекулярным весом. Предпочтительный рН уравновешивающего буфера для этой стадии находится в диапазоне 7,5-7,7. Солевой состав буфера элюции представляет собой градиент от 5 мМ до 260 мМ NaCl в стартовом буфере. Предлагаемые условия посадки и съема целевого белка позволяют максимально очистить целевой белок от контаминирующих примесей клеточных белков и эндотоксинов. Применение гидрофобной хроматографии в режиме проскока позволяет удалить контаминирующие примеси гидрофобных белков и липополисахаридов. В качестве сорбента для предколонки можно использовать целый ряд присутствующих на рынке сорбентов: Butyl Capto, Butyl Sepharose High Performance Capto Butyl ImpRes, SuperButyl-550C и др. В качестве концентрирующего сорбента помимо Q Sepharose FF, фигурирующей в примере осуществления данного изобретения, могут быть использованы Capto Q, Capto Q ImpRes, Capto Q XP. Данные сорбенты обладают большей емкостью, что следует учитывать при выборе концентрации соли в элюирующем буфере. Предпочтительный рН уравновешивающего буфера находится в диапазоне 7,5-7,7. Состав предпочтительного буфера элюции для данной стадии- 350 mM - 360 мМ NaCl в 20 mM Tris - HCl, рН 7,5-7,7. Заключительная стадия гель-фильтрационной хроматографии является полирующей, позволяющей получить гомогенный препарат в буфере готовой формы. Предпочтительным является использование преднабитой колонки HiLoad Superdex 200 26/600 (GE), возможно использование также Superdex 200, HiPrep 26/60 Sephacryl S-400 HR, сорбент Sephacryl S-400 HR. Предпочтительный буфер для готовой формы - 20 mM Tris HCl, 0.05 М NaCl, 1 mM EDTA рН 7.5-7,6.After two metal chelate chromatography and pseudo-affinity chromatography in slip mode, protein purification can be carried out using various types of chromatography routinely used in protein purification: hydrophobic, anion exchange, concentration chromatography and polishing gel filtration. The choice of sorbents and conditions can be carried out by a specialist on the basis of general knowledge of the prior art and the recommendations of sorbent manufacturers. In the claimed invention, the authors gave examples of the use of specific brands of sorbents in specific application conditions, however, with the change of sorbent, the conditions can be changed in accordance with the manufacturer's recommendations and general rules. The most preferred sorbents for subsequent anion exchange chromatography are TOYOPEARL GigaCap Q-650M (Toson) and MacroCap Q (GE) sorbents, optimized for sorption and purification of high molecular weight proteins. The preferred pH of the equilibration buffer for this step is in the range of 7.5-7.7. The salt composition of the elution buffer is a gradient from 5 mM to 260 mM NaCl in the start buffer. The proposed conditions for planting and removal of the target protein allow maximum purification of the target protein from contaminating impurities of cellular proteins and endotoxins. The use of hydrophobic chromatography in slip mode allows you to remove contaminating impurities of hydrophobic proteins and lipopolysaccharides. As a sorbent for a pre-column, one can use a number of sorbents on the market: Butyl Capto, Butyl Sepharose High Performance Capto Butyl ImpRes, SuperButyl-550C, etc. As a concentrating sorbent, in addition to Q Sepharose FF, which is used in an example embodiment of the present invention, Capto Q, Capto Q ImpRes, Capto Q XP. These sorbents have a larger capacity, which should be considered when choosing the concentration of salt in the elution buffer. The preferred pH of the equilibration buffer is in the range of 7.5-7.7. The composition of the preferred elution buffer for this step is 350 mM — 360 mM NaCl in 20 mM Tris — HCl, pH 7.5-7.7. The final stage of gel filtration chromatography is polishing, allowing you to get a homogeneous preparation in the buffer of the finished form. It is preferable to use the pre-packed column HiLoad Superdex 200 26/600 (GE), it is also possible to use Superdex 200,
Материалы и методыMaterials and methods
Для экспрессии BgaA получают генно-инженерные конструкции (ГИК) рМТ1620. Для получения ГИК, кодирующих BgaA, была разработана схема клонирования на базе вектора pET-15b (Novagen), предполагающая получение полной версии, имеющей 6×His-tag на N-конце. Для получения соответствующей ГИК в компании TOP Gene Technologies был заказан синтетический ген, кодирующий BgaA (геномная последовательность бактерии Streptococcus pneumoniae, кодирующая 2053 аминокислотных остатков (без сигнального пептида, одного из двух G5 доменов и якорного пептида) β-1,4-галактозидазы (BgaA) Streptococcus pneumoniae, слитая на 5'-конце с частью векторной последовательности материнской плазмиды pET15b(+), кодирующей 20 аминокислотных остатков, содержащих гексагистидиновый тэг), фланкированный сайтами рестрикции NdeI, BamHI, содержащий внутренние сайты рестрикции NheI для получения «каталитического» домена и стоп-кодоны на 3'-конце последовательности (TGATAA). В TOP Gene Technologies была проведена кодон-оптимизация последовательности для экспрессии белка в E.coli, принимая во внимание требование об отсутствии в последовательности «внутренних» сайтов эндонуклеаз рестрикции NdeI, BamHI, XhoI и NheI. Кодон-оптимизация полученной последовательности BgaA проверена на сайте http://gcua.schoedl.de/sequential_v2.html. Соответствие транслируемой аминокислотной последовательности, заказанной подтверждено с помощью выравнивания в программе MEGA 6.0. Отсутствие нежелательных сайтов рестрикции подтверждено с помощью программного обеспечения CloneManager 9.0. Для получения ГИК рМТ1620 (pET15b-BGAA_STRPN) проведена наработка и рестрикционное картирование синтетического гена pAPG110-BgaA_STRPN была проведена наработка и рестрикционное картирование синтетического гена pAPG110-BgaA_STRPN. Согласно разработанной схеме было проведено клонирование фрагмента, кодирующего стрептококковую BgaA из плазмиды pAPG110-BgaA_STRPN, в векторную плазмиду pET15b по сайтам рестрикции NdeI, BamHI. Полученные в ходе рестрикции фрагменты очищали и использовали для лигирования. Лигазной смесью трансформировали химически компетентные клетки E.coli XL10-GOLD. Клетки высевали для получения трансформированных клонов.For the expression of BgaA, genetic engineering constructs (HECs) of pMT1620 are obtained. To obtain GICs encoding BgaA, a cloning scheme based on the pET-15b vector (Novagen) was developed, which implies the receipt of the full version with 6 × His-tag at the N-terminus. To obtain the corresponding GIC, TOP Gene Technologies ordered a synthetic gene encoding BgaA (the genomic sequence of the bacterium Streptococcus pneumoniae encoding 2053 amino acid residues (without a signal peptide, one of two G5 domains and an anchor peptide) β-1,4-galactosidase (BgaA ) Streptococcus pneumoniae fused at the 5'-end to a part of the vector sequence of the mother plasmid pET15b (+) encoding 20 amino acid residues containing a hexahistidine tag) flanked by NdeI restriction sites, BamHI, containing internal Nhe restriction sites I to obtain a "catalytic" domain and stop codons at the 3'-end of the sequence (TGATAA). TOP Gene Technologies performed codon optimization for protein expression in E. coli, taking into account the requirement that there are no NdeI, BamHI, XhoI, and NheI restriction endonuclease sites in the sequence. The codon optimization of the obtained BgaA sequence was verified at http://gcua.schoedl.de/sequential_v2.html. The correspondence of the translated amino acid sequence ordered is confirmed by alignment in the MEGA 6.0 program. The absence of unwanted restriction sites was confirmed using CloneManager 9.0 software. To obtain the GIC pMT1620 (pET15b-BGAA_STRPN), the run time and restriction mapping of the synthetic gene pAPG110-BgaA_STRPN were run and the restriction mapping of the synthetic gene pAPG110-BgaA_STRPN was performed. According to the developed scheme, the fragment encoding streptococcal BgaA from plasmid pAPG110-BgaA_STRPN was cloned into the vector plasmid pET15b at the NdeI, BamHI restriction sites. The fragments obtained during restriction were purified and used for ligation. Chemically competent E. coli XL10-GOLD cells were transformed with a ligase mixture. Cells were seeded to obtain transformed clones.
Затем выделяли плазмидную ДНК и проводили рестрикционное картирование с использованием эндонуклеазы рестрикции BglII. Образец плазмидной ДНК передавали на секвенирование в "Евроген". Полученная последовательность была выровнена с «теоретической» последовательностью рМТ1620.Plasmid DNA was then isolated and restriction mapping was performed using BglII restriction endonuclease. A plasmid DNA sample was transferred for sequencing to Eurogen. The resulting sequence was aligned with the "theoretical" sequence pMT1620.
Для проведения аналитической экспрессии плазмидную ДНК ГИК рМТ1620 трансформировали в штаммы BL21(DE3) pLysS. На основании аналитической экспрессии отбирали клоны-суперпродуценты BgaA. Затем получали штамм-суперпродуцент BgaA. Штамм был депонирован во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов (ВКПМ) под инвентарным номером - ВКПМ В-12746.For analytical expression, plasmid DNA GIC pMT1620 was transformed into strains BL21 (DE3) pLysS. BgaA super-producing clones were selected based on analytical expression. Then received a strain of superproducer BgaA. The strain was deposited in the All-Russian collection of industrial microorganisms (VKPM) under inventory number - VKPM V-12746.
Для получения целевого белка BgaA проводили препаративную экспрессию путем культивирования E.Coli ВКПМ В-12746 в полноценной питательной среде с относительным содержанием растворенного кислорода не менее 10% при температуре 37оС, значении рН - 6,5-7,5. Длительность процесса культивирования составляет 5-7 часов.To obtain the target BgaA protein, preparative expression was carried out by culturing E.Coli VKPM B-12746 in a complete nutrient medium with a relative dissolved oxygen content of at least 10% at a temperature of 37 ° C and a pH value of 6.5-7.5. The duration of the cultivation process is 5-7 hours.
Индукцию экспрессии целевого продукта на этапе биосинтеза обеспечивали внесением раствора Изопропил-β-D-1-тиогалактопиранозида до конечной концентрации 1 мМ в питательной среде на 2,5-3,0 ч роста по достижении оптической плотности культуры 2,5-5,0 о.еInduction of the expression of the target product at the stage of biosynthesis was provided by introducing a solution of Isopropyl-β-D-1-thiogalactopyranoside to a final concentration of 1 mM in a nutrient medium for 2.5-3.0 hours of growth to achieve an optical density of the culture of 2.5-5.0 about .е
В течение первого этапа клетки активно растут благодаря обогащенной культуральной среде. Присутствие в среде глюкозы подавляет экспрессию рекомбинантного белка, а, следовательно, снижает нагрузку на клетку штамма-продуцента, что приводит к увеличению количества накапливаемой биомассы.During the first stage, cells grow actively due to the enriched culture medium. The presence of glucose in the medium inhibits the expression of the recombinant protein, and, therefore, reduces the load on the cell of the producer strain, which leads to an increase in the amount of accumulated biomass.
Непосредственно перед внесением индуктора в среду добавляли глицерин, который служит источником углерода и энергии, не подавляя экспрессию рекомбинантного белка. Это приводит к увеличению количества накапливаемого рекомбинантного белка β-галактозидазы.Immediately before introducing the inducer, glycerin was added to the medium, which serves as a source of carbon and energy, without inhibiting the expression of the recombinant protein. This leads to an increase in the amount of accumulated recombinant β-galactosidase protein.
С 3-3,5 часа культивирования по достижении оптической плотности начинается этап биосинтеза гибридного белка. Экспрессия белка BgaA находится под контролем промотора, который дерепрессируется внесением раствора ИПТГ до конечной концентрации 0,0238 мас. %.From 3-3.5 hours of cultivation, upon reaching optical density, the stage of hybrid protein biosynthesis begins. The expression of the BgaA protein is under the control of a promoter that is depressed by introducing an IPTG solution to a final concentration of 0.0238 wt. %
Культивирование проводили в течение 5-7 ч.Cultivation was carried out for 5-7 hours
Уровень биосинтеза вариантов целевого белка BgaA составляет не менее 5 мг/л культуральной жидкости. Бактериальную биомассу собирали центрифугированием и хранили при - 70°С. Клеточную биомассу лизировали с помощью гомогенизатора высокого давления Panda Plus 2000(GEA Niro Soavi), лизат осветляли центрифугированием и проводили выделение белка BgaA из лизата путем очистки целевого белка от примесных белков двумя металлохелатными хроматографиями с разными условиями элюирования на колонках с Ni2+ IMAC Sepharose FF. Доочищали фермент последовательными хроматографиями на Blue Sepharose FF в режиме проскока, анионообменной Toyopearl Giga Cap Q- 650M, Butyl Capto в режиме проскока, хроматографией на Q Sepharose FF, концентрированием и гель-фильтрацией. На каждом этапе контроль степени очистки проводили электрофорезом в ПААГ.The level of biosynthesis of the variants of the target BgaA protein is at least 5 mg / l of culture fluid. Bacterial biomass was collected by centrifugation and stored at - 70 ° C. Cell biomass was lysed using a
Выход белка составляет не менее 0,01 мг на литр бактериальной культуры.The protein yield is at least 0.01 mg per liter of bacterial culture.
Измерения параметров различных партий полученного целевого белка BgaA показали, что в результате очистки он имеет следующие характеристики:Measurements of the parameters of various batches of the obtained target BgaA protein showed that as a result of purification it has the following characteristics:
- содержание белка (УФ-спектрофотометрия) - не менее 0,5 мг/мл;- protein content (UV spectrophotometry) - not less than 0.5 mg / ml;
- содержание бактериальных эндотоксинов (ГФ XIII, гель-тромб тест с ЛАЛ-реактивом ОФС.1.2.4.0006.15) не более 2 ЭЕ/мг;- the content of bacterial endotoxins (HF XIII, gel thrombus test with LAL reagent OFS.1.2.4.0006.15) not more than 2 EU / mg;
- Хроматографическая чистота (ГФ ВЭЖХ) не менее 94%;- Chromatographic purity (HPLC) not less than 94%;
- Ферментативная активность (Колориметрический метод, синтетический субстрат ONPG (ortho-nitrophenyl-β-D-galactopyranoside), «β-Gal Assay Kit» (Invitrogen)) не менее 13000 U/мг;- Enzymatic activity (colorimetric method, synthetic substrate ONPG (ortho-nitrophenyl-β-D-galactopyranoside), "β-Gal Assay Kit" (Invitrogen)) not less than 13000 U / mg;
- Остаточная ДНК штамма-продуцента (Количественный ПЦР в реальном времени) не более 0,015 пг/мг;- Residual DNA of the producer strain (Real-time quantitative PCR) not more than 0.015 pg / mg;
- Остаточные белки штамма-продуцента не более 4 нг/мг;- Residual proteins of the producer strain not more than 4 ng / mg;
Таким образом, показано, что с использованием предложенного в заявленном изобретении способа очистки получается препарат BgaA с хроматографической чистотой, определенной с помощью гель-фильтрационной ВЭЖХ - более 94%-ной гомогенности, удельная активность составляет от 13000 единиц/мг белка и выше, содержание бактериальных эндотоксинов составляет не более 2 ЕЭ /мг белка, содержание остаточной ДНК штамма-продуцента составляет не более 0,015 пг/мг белка, содержание остаточных белков штамма - продуцента составляет не более 4 нг/мг белка.Thus, it is shown that using the purification method proposed in the claimed invention, a BgaA preparation is obtained with a chromatographic purity determined by gel filtration HPLC — more than 94% homogeneity, specific activity is 13,000 units / mg or more of protein, and bacterial content endotoxins is not more than 2 EU / mg of protein, the residual DNA of the producer strain is not more than 0.015 pg / mg of protein, the residual protein content of the producer strain is not more than 4 ng / mg of protein.
Получение BgaA на основе оптимизированной синтетической последовательности ДНК с короткой последовательностью из шести гистидинов на N-конце рекомбинантного белка происходит без удаления гексагистидинового тэга, что позволяет упростить очистку и удалить из схемы очистки применение дорогостоящих препаратов для удаления тэга. Аминокислотная последовательность BgaA представлена SEQ ID NO 2. Эксперименты показали, что, несмотря на присутствие гексагистидинового тэга, обладая большим молекулярным весом (231 кДа), целевой белок BgaA плохо проникает в поры сорбента, сорбируясь на его поверхности. В то же время глубокие слои сорбента занимают примеси, обладающие разным, в том числе и более высоким сродством к сорбенту, чем целевой белок. Для удаления этих примесей, без которого невозможна эффективная очистка белка, в заявленном изобретении предложен неожиданный и оригинальный подход, заключающийся в проведении двух стадий металлохелатной хроматографии с различными условиями элюирования, позволяющие удалить примеси, мешающие дальнейшей очистке. Таким образом, авторы изобретения считают введение этих двух стадий очистки наиболее существенными для получения технического результата.Obtaining BgaA based on an optimized synthetic DNA sequence with a short sequence of six histidines at the N-terminus of the recombinant protein occurs without removing the hexahistidine tag, which simplifies the cleaning and removes the use of expensive tag removal agents from the purification scheme. The amino acid sequence of BgaA is represented by
На первой стадии хроматографии на Ni+металлхелатном сорбенте авторы изобретения применяют элюцию целевого белка буфером с низким рН и с высокой ионной силой, на второй стадии хроматографии на этом же сорбенте авторы применяют отмывки буфером со слабокислым водородным показателем среды, предпочтительно рН 6,5, и высокой ионной силой, и далее элюцию буфером, содержащим имидазол в невысокой концентрации. Применение псевдоаффинной хроматографии на Blue Sepharose в режиме проскока позволяет очистить целевой белок от примесей клеточных белков, коэлюирующихся с целевым белком на всех стадиях. Анионообменную хроматографию предпочтительно проводят на высокомолекулярном анионообменном сорбенте с высоким разрешением, оптимизированным для захвата и очистки белков с большим молекулярным весом. Далее анионообменная хроматография позволяет практически без потерь сконцентрировать целевой белок без процесса мембранных концентрирования и диафильтраци. После проведения итоговой полирующей гель-фильтрации получают высокоочищенный активный препарат BgaA, пригодный для использования на производстве ЛС и гликобиологических исследований, с выходом не менее 0,01 г с литра бактериальной культуры.At the first stage of chromatography on a Ni + metal chelate sorbent, the inventors use elution of the target protein with a low pH and high ionic strength buffer, at the second stage of chromatography at the same sorbent, the authors use washings with a buffer with a slightly acidic pH, preferably pH 6.5, and high ionic strength, and then elution with a buffer containing imidazole in a low concentration. The use of Blue Sepharose pseudo-affinity chromatography in slip mode allows purification of the target protein from impurities of cellular proteins coeluting with the target protein at all stages. Anion exchange chromatography is preferably carried out on a high molecular weight, high resolution anion exchange sorbent optimized for the capture and purification of high molecular weight proteins. Further, anion exchange chromatography allows practically without loss to concentrate the target protein without the process of membrane concentration and diafiltration. After carrying out the final polishing gel filtration, a highly purified active preparation BgaA is obtained, suitable for use in the manufacture of drugs and glycobiological studies, with a yield of at least 0.01 g per liter of bacterial culture.
Заявленный способ позволяет получить препарат рекомбинантной BgaA, имеющий более высокую степень чистоты по сравнению с коммерческими аналогами, результаты сравнения представлены в Таблице 1.The claimed method allows to obtain a recombinant BgaA preparation having a higher degree of purity compared to commercial analogues, the comparison results are presented in Table 1.
Для лучшего понимания сущности изобретения ниже следуют примеры его конкретного исполнения:For a better understanding of the invention, the following are examples of its specific implementation:
Пример 1. Микробиологический синтез белка BgaAExample 1. Microbiological synthesis of protein BgaA
Заявляемый способ реализован для штамма-продуцента E.Coli ВКПМ В-12746 при культивировании в ферментере (Biotron LiFlus SP/SL-20L, Юж. Корея) в объеме питательной среды 15 л. рН поддерживают на уровне 6,9-7,1. Культивирование ведут при температуре 37°С. Относительное содержание растворенного кислорода поддерживают на уровне 5-100% путем перемешивания со скоростью 800 об/мин и подачи воздуха с объемным расходом 15 л/мин. Перед началом процесса в охлажденную питательную среду асептически вносят 50% раствор глюкозы до конечной концентрации 0,5 мас. %. Инокулят в объеме 0,75 л, выращенный до оптической плотности, измеренной при длине волны 600 нм (ОД600), равной 1,8 о.е. (оптических единиц), вносят в ферментер со стерильной питательной средой, содержащей гидролизат казеина, дрожжевой экстракт, дигидрофосфат калия, сульфат аммония, гидрофосфат натрия.The inventive method is implemented for the producer strain E. Coli VKPM B-12746 when cultured in a fermenter (Biotron LiFlus SP / SL-20L, South Korea) in a volume of
В ходе процесса культивирования производят мониторинг основных параметров роста культуры: ОД600, рН, морфология клеток, относительное содержание растворенного кислорода. На 2,5 час культивирования, когда оптическая плотность культуры достигает 3,0 о.е, вносят последовательно стерильный 50% раствор глицерина - до конечной концентрации 0,5 мас. % и индуктор - 23,8% стерильный растворизопропил-β-D-1-тиогалактопиранозида - до конечной концентрации 0,0238 мас. % (1 мМ). Культивирование проводят на протяжении 6 часов. Конечная оптическая плотность -20,3 о.е, выход биомассы - 28 г/л. Продуктивность по целевому продукту штамма E.Coli ВКПМ В-12746 составляет 10,0 мг/л культуральной жидкости.During the cultivation process, the main parameters of culture growth are monitored: OD600, pH, cell morphology, relative dissolved oxygen content. At 2.5 hours of cultivation, when the optical density of the culture reaches 3.0 p.u., a sterile 50% glycerol solution is added successively to a final concentration of 0.5 wt. % and inducer - 23.8% sterile solution-propyl-β-D-1-thiogalactopyranoside - to a final concentration of 0.0238 wt. % (1 mmol). Cultivation is carried out for 6 hours. The final optical density is -20.3 p.u., the biomass yield is 28 g / l. The productivity of the target product of the strain E.Coli VKPM B-12746 is 10.0 mg / l of culture fluid.
На Фиг. 4. представлена динамика накопления биомассы при культивировании штамма-продуцента E.coli ВКПМ В-12746.In FIG. 4. presents the dynamics of biomass accumulation during cultivation of the producer strain E. coli VKPM B-12746.
Пример 2. Выделение и очистка белка BgaA из бактериальной биомассы. Получение промышленной серии препарата BgaA.Example 2. Isolation and purification of BgaA protein from bacterial biomass. Obtaining an industrial series of the drug BgaA.
2.1 Дезинтеграция биомассы.2.1 Disintegration of biomass.
Буфер А - 20 mM Tris-HCl, 0.5 М NaCl, рН 7.8;Buffer A - 20 mM Tris-HCl, 0.5 M NaCl, pH 7.8;
Замороженную биомассу клеток 288 г, суспендируют в 1400 мл буфера А с PMSF до 0,003% в течение 45 мин на льду и разрушают в проточном гомогенизаторе высокого давления Panda Plus 2000(GEANiro Soavi). Гомогенизатор промывают охлажденной до 0°С водой очищенной, настраивают по охлажденному до 0°С буферу А, настройка II ступени - 130 бар, настройка I ступени - 750 бар, затем лизируют суспензию клеток в этом режиме, собирая лизат в емкость, помещенную в ледяную баню, промывают гомогенизатор буфером А. Лизис повторяют еще 2 раза в том же режиме. Лизат объемом 2200 мл осветляют центрифугированием 33250 × g (JLA-16.250) при 4°С в течение 90 мин.Frozen cell biomass 288 g, suspended in 1400 ml of buffer A with PMSF up to 0.003% for 45 min on ice and destroyed in a high-pressure flow homogenizer Panda Plus 2000 (GEANiro Soavi). The homogenizer is washed with purified water cooled to 0 ° C, adjusted to buffer A cooled to 0 ° C, setting of stage II is 130 bar, setting of stage I is 750 bar, then the cell suspension is lysed in this mode, collecting the lysate in a container placed in ice the bath, the homogenizer is washed with buffer A. The lysis is repeated 2 more times in the same mode. A 2200 ml lysate is clarified by centrifugation at 33250 × g (JLA-16.250) at 4 ° C for 90 minutes.
Хроматографии проводят при 4°С, хроматографическая система Purifer 100 (GE).Chromatography is carried out at 4 ° C, chromatographic system Purifer 100 (GE).
2.2. Хроматография на Ni2+ IMAC Sepharose FF - стадия 1.2.2. Chromatography on Ni 2+ IMAC Sepharose FF -
Супернатант 2200 мл доводят рН до 7,8 2М NaOH, фильтруют через глубинный фильтр Sartopor 2 300, разбавляют буфером А до 3000 л и наносят на колонку с Ni2+ IMAC Sepharose, объемом 300 мл, уравновешенную буфером А. После нанесения колонку промывают буфером А, целевой белок элюируют натрий - ацетатным буфером с 1 М NaCl, рН 4.3.The supernatant of 2200 ml was adjusted to pH 7.8 with 2M NaOH, filtered through a Sartopor 2,300 depth filter, diluted with buffer A to 3,000 L and applied to a 300 ml volume column equilibrated with buffer A 2 Ni IMAC Sepharose, equilibrated with buffer A. After application, the column was washed with buffer A, the target protein is eluted with sodium acetate buffer with 1 M NaCl, pH 4.3.
2.3. Хроматография на Ni2+ IMAC Sepharose FF - стадия 2.2.3. Chromatography on Ni 2+ IMAC Sepharose FF -
Элюат с Ni2+ IMAC Sepharose FF - 1 разбавляют охлажденным до 4°С 20 mM Трис-HCl буфером, рН 7,8, доводят рН до 7,8 2М NaOH и наносят на колонку с Ni2+ IMAC Sepharose FF объемом 150,0 ml, уравновешенную буфером А. После нанесения колонку промывают 20 mM натрий фосатным буфером с 1 М NaCl, рН 6.5. Целевой белок элюируют 150 мМ имидазола.The eluate with Ni 2+ IMAC Sepharose FF - 1 was diluted with 20 mM Tris-HCl buffer cooled to 4 ° C, pH 7.8, adjusted to pH 7.8 with 2M NaOH and applied to a 150 Ni 2+ IMAC Sepharose FF column, 0 ml equilibrated with buffer A. After application, the column is washed with 20 mM sodium phosphate buffer with 1 M NaCl, pH 6.5. The target protein is eluted with 150 mM imidazole.
2.4. Псевдоаффинная хроматография2.4. Pseudo-affinity chromatography
Элюат с Ni2+ IMAC Sepharose разбавляли стартовым буфером (20 mM Tris-HCl, 80 мМ NaCl, 5% изопропанол, рН 8.3) до проводимости 2,3 mSm/sm, доводят рН до 8,3, и наносят на колонку с Blue Sepharose 6 FF 50 мл, уравновешенную стартовым буфером. Целевой белок собирают в режиме проскока.The eluate with Ni 2+ IMAC Sepharose was diluted with start buffer (20 mM Tris-HCl, 80 mM NaCl, 5% isopropanol, pH 8.3) to a conductivity of 2.3 mSm / sm, adjusted to pH 8.3, and applied to a
2.5. Анионобменная хроматография2.5. Anion exchange chromatography
Проскок с Blue Sepharose 6 FF разбавляют охлажденной до 4°С водой очищенной до проводимости менее 1,0 mSm/sm, доводят рН до 7,5 и наносят на колонку с Toyopearl Giga Cap Q- 650M, объемом 50 мл, уравновешенную буфером 20 mM Tris-HCl, рН 7.5. Целевой белок элюируют градиентом от 5 до 0,25 М NaCl в стартовом буфере, собирая по фракциям.The breakthrough with
2.6. Концентрирование с предколонкой, содержащей гидрофобный сорбент. Фракции элюата, содержащие целевой белок, с Toyopearl Giga Cap Q- 650М разбавляют водой очищенной до проводимости 2,3 mSm/sm, доводят рН до 7,5 и наносят на колонки с Q Sepharose FF с предколонкой Butyl Capto, уравновешенные буфером 20 mM Tris - HCl, рН 7.5. Отмывают стартовым буфером до выхода элюата не сорбировавшихся компонентов, колонку с Butyl Capto отсоединяют, отмывают стартовым буфером и элюируют 350 mM NaCl в стартовом буфере2.6. Concentration with a pre-column containing a hydrophobic sorbent. The target protein eluate fractions with Toyopearl Giga Cap Q-650M are diluted with purified water to a conductivity of 2.3 mSm / sm, adjusted to pH 7.5 and applied to Q Sepharose FF columns with Butyl Capto pre-column equilibrated with 20 mM Tris buffer - HCl, pH 7.5. Washed with starting buffer until the eluate of the adsorbed components exited, the Butyl Capto column was disconnected, washed with starting buffer and eluted with 350 mM NaCl in the starting buffer
2.7. Полирующая гель - фильтрация.2.7. Polishing gel - filtration.
Элюат с Q Sepharose FF наносят на колонку с Superdex 200 26/600, уравновешенную буфером В - 20 mM Tris HCl, 0.05 М NaCl, 1 mM EDTA рН 7.5. Элюируют с колонки в том же буфере.The eluate with Q Sepharose FF is applied to a Superdex 200 26/600 column, equilibrated with buffer B - 20 mM Tris HCl, 0.05 M NaCl, 1 mM EDTA pH 7.5. Elute from the column in the same buffer.
2.8. Разведение, стерилизующая фильтрация и фасовка.2.8. Dilution, sterilizing filtration and packaging.
Элюат с Superdex 200 разбавляют буфером В до получения готовой формы и стерильно фильтруют через FILTER-MAX, "rapid" - 150 ml, 0.22 μm, аликвотируют и хранят при минус 20°С.The eluate with Superdex 200 is diluted with buffer B to obtain the finished form and sterilely filtered through FILTER-MAX, "rapid" - 150 ml, 0.22 μm, aliquoted and stored at minus 20 ° C.
Получено:Received:
122,46 мг, 157,0 мл, ε280=1,17, С=0.78 мг/мл,122.46 mg, 157.0 ml, ε 280 = 1.17, C = 0.78 mg / ml,
Содержание бактериальных эндотоксинов: менее 0,6ЕЭ/мл.The content of bacterial endotoxins: less than 0.6 EE / ml
Активность на синтетическом субстрате: 17061 U/мг.Activity on a synthetic substrate: 17061 U / mg.
Чистота образца по ГФ ВЭЖХ составляет: 99,5%.The purity of the sample by GF HPLC is: 99.5%.
Остаточная ДНК штамма продуцента (E.colli): ≤0,01385пг/мг.Residual DNA of producer strain (E. colli): ≤ 0.01385 pg / mg.
Остаточные белки штамма продуцента (E.colli): ≤4,0 нг/мг.Residual proteins of the producer strain (E. colli): ≤ 4.0 ng / mg.
Пример 3. Анализ активности рекомбинантной BgaAExample 3. Analysis of the activity of recombinant BgaA
Определение активности рекомбинантной β-галактозидазы BgaA проводят постановкой теста на синтетическом субстрате ONPG (ortho-nitrophenyl-β-D-galactopyranoside), используя набор «β-Gal Assay Kit» (Invitrogen). В результате гидролиза субстрата ONPG ферментом β-галактозидаза образуется продукт ortho-nitrophenol (ONP), содержание которого измеряется колориметрически при длине волны 420 нм.Determination of the activity of the recombinant BgaA β-galactosidase is carried out by setting the test on a synthetic substrate ONPG (ortho-nitrophenyl-β-D-galactopyranoside) using the β-Gal Assay Kit (Invitrogen). As a result of the hydrolysis of the ONPG substrate by the β-galactosidase enzyme, the product ortho-nitrophenol (ONP) is formed, the content of which is measured colorimetrically at a wavelength of 420 nm.
Для проведения теста готовят однократные растворы PBS и Cleavage Buffer, с помощью разбавления стоковых растворов водой очищенной (10 мл раствора «10xPBS» добавляют к 90 мл воды очищенной и 10 мл раствора «10xCleavage Buffer» добавиляют к 90 мл воды очищенной). Перед использованием вносят 270 мкл β-меркаптоэтанола в 100 мл однократного раствора Cleavage Buffer. Образцы испытуемых растворов используются в реакции с предварительным разбавлением в однократном растворе PBS в 10, 20, 40, 80 раз. Полученные разведения образцов в объеме 2 мкл вносят в лунки 96-луночного планшета, содержащие 50 мкл однократного раствора «Cleavage Buffer» с внесенным β-меркаптоэтанолом и 17 мкл субстрата ONPG. Планшет закрывают пленкой и инкубируют при температуре 37°С в течение 30 минут. Вносят в лунки по 125 мкл раствора «Stop Buffer» и измеряют оптическую плотность образцов при длине волны 420 нм. Финальный объем реакционной смеси составляет 192 мкл.For the test, prepare single PBS and Cleavage Buffer solutions by diluting the stock solutions with purified water (10 ml of 10xPBS solution is added to 90 ml of purified water and 10 ml of 10xCleavage Buffer solution is added to 90 ml of purified water). Before use, 270 μl of β-mercaptoethanol are added to 100 ml of a single Cleavage Buffer solution. Samples of test solutions are used in the reaction with preliminary dilution in a
Количество гидролизованного субстрата ONPG (нмоль) вычисляли по формуле:The amount of hydrolyzed ONPG substrate (nmol) was calculated by the formula:
(OD420)×(1.92×105нл)/(4500нл/нмоль-cm)×(1cm), где(OD420) × (1.92 × 105nl) / (4500nl / nmol-cm) × (1cm), where
OD420 - оптическая плотность раствора образцов при длине волны 420 нмOD420 - optical density of the sample solution at a wavelength of 420 nm
1.92×105 нл - объем реакционной смеси, нл1.92 × 105 nl - the volume of the reaction mixture, nl
4500 - коэффициент экстинкции субстрата4500 - substrate extinction coefficient
Для определения специфической активности β-Galactosidase, выраженной в единицах нмоль/мин/мг, количество нмоль гидролизованного ONPG, вычисленное по вышеприведенной формуле, делят на время инкубации (30 минут) и на количество белка β-галактозидазы, содержащегося в реакционной смеси.To determine the specific activity of β-Galactosidase, expressed in units of nmol / min / mg, the amount of nmol hydrolyzed ONPG calculated by the above formula is divided by the incubation time (30 minutes) and the amount of β-galactosidase protein contained in the reaction mixture.
Пример 4. Электрофоретическое разделение белковExample 4. Electrophoretic separation of proteins
Электрофорез проводят в 4-20% градиентном ПААГ в восстанавливающих условиях, окрашивают солями серебра (Thermo Scientific).Electrophoresis is carried out in a 4-20% gradient PAGE under reducing conditions, stained with silver salts (Thermo Scientific).
Пробоподготовку образцов проводят разведением образцов до концентрации ~50 мкг/мл добавлением буфера для нанесения проб (S.b) с добавлением 2 М раствора дитиотреитола (ДТТ). Прогревают в течение 5 минут при (100±2) 0С. Центрифугируют 1 мин, 13000 об/мин и наносят пробы (растворы, полученные при разведении образцов) по 10 мкл в лунку геля, маркеры молекулярной массы - 5 мкл в лунку геля.Sample preparation of samples is carried out by diluting the samples to a concentration of ~ 50 μg / ml by adding a sample buffer (S.b) with the addition of a 2 M solution of dithiothreitol (DTT). Warm up for 5 minutes at (100 ± 2) 0С. Centrifuged for 1 min, 13000 rpm and apply samples (solutions obtained by diluting the samples) of 10 μl per well of gel, molecular weight markers - 5 μl per well of gel.
Электрофорез проводят при напряжении - 400 В, силе тока - 30 мА, время - до выхода красителя. Затем окрашивают солями серебра по инструкции к набору Thermo Scientific. Результаты представлены на Фиг. 6.Electrophoresis is carried out at a voltage of 400 V, current strength of 30 mA, the time until the dye is released. Then stained with silver salts according to the instructions for the Thermo Scientific kit. The results are presented in FIG. 6.
Пример 5. Тестирование очищенных препаратов рекомбинантной BgaA в сравнении с коммерческим препаратом β-галактозидазы на содержание бактериальных эндотоксинов.Example 5. Testing purified preparations of recombinant BgaA in comparison with the commercial preparation of β-galactosidase for the content of bacterial endotoxins.
Анализ на содержание бактериальных эндотоксинов проводят методом гель-тромб теста в соответствии с ГФ XIII, гель-тромб тест с ЛАЛ-реактивом ОФС.1.2.4.0006.15. Образцы разводят водой для лал-теста («Пиротест», Россия). Используют для работы: LAL-реактив Endosafe (Charles River, USA) с чувствительностью 0,03 ЕЭ/мл; Контрольный стандартный образец эндотоксина (Charles River, USA) с содержанием 20 ЕЭ/мл. В пробирки для анализа помещают по 100 мкл образцов и по 100 мкл LAL-реактива и инкубируют в течение 60 мин при температуре 37 0С. Положительный результат: образование плотного сгустка геля. При переворачивании пробирки на 180 градусов гель не разрушается. Отрицательный результат: гель не образуется или разрушается при переворачивании пробирки.Analysis of the content of bacterial endotoxins is carried out by the method of gel-thrombus test in accordance with GF XIII, gel-thrombus test with LAL-reagent OFS.1.2.4.0006.15. Samples are diluted with water for lal test (Pirotest, Russia). Used for work: LAL-reagent Endosafe (Charles River, USA) with a sensitivity of 0.03 EU / ml; Control standard sample of endotoxin (Charles River, USA) with a content of 20 EU / ml 100 μl of samples and 100 μl of LAL reagent are placed in assay tubes and incubated for 60 min at 37 ° C. Positive result: the formation of a dense clot of gel. When the tube is turned 180 degrees, the gel does not break. Negative result: the gel does not form or breaks when the tube is turned over.
Содержание эндотоксинов в конечной точке выражается в ЕЭ/мл и рассчитывается по формуле: «С»=(разведение в конечной точке)×(чувствительность LAL-реактива). Полученные результаты представлены в Таблице 2.The endotoxin content at the endpoint is expressed in EE / ml and is calculated by the formula: “C” = (dilution at the endpoint) × (sensitivity of the LAL reagent). The results obtained are presented in Table 2.
Примечания к таблице:Notes to the table:
«+» - положительный результат; «-» - отрицательный результат."+" - a positive result; "-" - negative result.
Положительный результат: образование плотного сгустка геля. При переворачивании пробирки на 180 градусов гель не разрушается. Отрицательный результат: гель не образуется или разрушается при переворачивании пробирки.Positive result: the formation of a dense clot of gel. When the tube is turned 180 degrees, the gel does not break. Negative result: the gel does not form or breaks when the tube is turned over.
Содержание эндотоксинов в конечной точке выражается в ЕЭ/мл и рассчитывается по формуле: «С»=(разведение в конечной точке)×(чувствительность LAL-реактива).The endotoxin content at the endpoint is expressed in EE / ml and is calculated by the formula: “C” = (dilution at the endpoint) × (sensitivity of the LAL reagent).
Пример 6. Тестирование хроматографической чистоты очищенных препаратов рекомбинантной BgaA в сравнении с коммерческим препаратом β-галактозидазы.Example 6. Testing the chromatographic purity of purified preparations of recombinant BgaA in comparison with the commercial preparation of β-galactosidase.
Тестирование производят методом ВЭЖХ гель-фильтрации на колонке с Superdex200 Increase 10/300 GL (GE) на хроматографической системе ВЭЖХ Alliance 2695, UV/Visible Detector 2487 (Waters). В качестве подвижной фазы используют буфер 0,02 М NaH2PO4; 0,3 M NaCl; рН=7.0. Препарат BgaA МБЦ «Генериум» и коммерческий препарат β1,4-Galactosidase, Streptococcus pneumoniae, Recombinant, E. Coli, Calbiochem Cat. №345806-50MIU Lot 2625690, 3 U/ml, 11.8 U/mg, 0,254 mg/ml, M.w. 350000 до внесения в систему разводят в 2 раза подвижной фазой. Сравнение хроматографических профилей испытуемых образцов показывает (Фиг. 7), что BgaA МБЦ «Генериум» существенно более однородна по составу, тогда как коммерческая β-галактозидаза более гетерогенна, что вызывает трудности в определении основного пика на хроматограмме коммерческого образца. Тестирование промышленных серий препарата рекомбинантной BgaA проводят таким же образом. На Фиг. 8 представлен типичный хроматографический профиль тестируемой промышленной серии BgaA.Testing is performed by HPLC gel filtration on a column with
Пример 7. Тестирование препаратов рекомбинантной BgaA в сравнении с коммерческим препаратом β-галактозидазой на остаточную ДНК штамма продуцента.Example 7. Testing of recombinant BgaA preparations in comparison with the commercial preparation β-galactosidase for residual DNA of a producer strain.
Для определения остаточной ДНК штамма продуцента используют метод количественного ПЦР в реальном времени. Для дизайна количественной полимеразной цепной реакции (The quantitative polymerase chain reaction - QPCR) была выбрана система Taqman, в которой при размножении специфической последовательности ДНКа, зонд деградируется ДНКа-полимеразой. Для детекции ДНК штамма продуцента E.coli был использован набор праймеров и зонда 16SER2.To determine the residual DNA of the producer strain, a real-time quantitative PCR method is used. For the design of the quantitative polymerase chain reaction (QPCR), the Taqman system was chosen, in which, upon propagation of a specific DNA sequence, the probe is degraded by DNA polymerase. A set of primers and a 16SER2 probe was used to detect the DNA of a producer strain of E. coli.
Подготовка образцов: Образцы были очищены с использованием набора QIAamp DNA Blood Mini Kit (Qiagen). Объем образца для выделения составлял 0,5 мл. Конечный объем при элюции - 0,1 мл. В реакцию qPCR (пробу) добавляли 0,005 мл образца. Количество повторов для каждого образца (пробы) - 3.Sample Preparation: Samples were purified using the QIAamp DNA Blood Mini Kit (Qiagen). The sample volume for isolation was 0.5 ml. The final volume during elution is 0.1 ml. 0.005 ml of the sample was added to the qPCR reaction (sample). The number of repetitions for each sample (sample) is 3.
Результаты анализа:Analysis Results:
Концентрация ДНК в образцах вычисляются по формуле:The concentration of DNA in the samples is calculated by the formula:
X - концентрация ДНК относительно белка в испытуемом образце (пг/мг белка);X is the concentration of DNA relative to the protein in the test sample (pg / mg protein);
С(белка) - концентрация белка в испытуемом образце (мг/мл); А - количество ДНК в образце, пг; Vобразца - объем образца для выделения взятый для выделения, мл (0,5 мл); Vпцр - объем элюата внесенного в ПЦР пробирку, мл (0,005 мл); Vэлюции - объем элюции, мл (0,1 мл).C (protein) is the concentration of protein in the test sample (mg / ml); A is the amount of DNA in the sample, pg; V sample - sample volume for isolation taken for isolation, ml (0.5 ml); Vпср is the volume of the eluate introduced into the PCR tube, ml (0.005 ml); Values - volume of elution, ml (0.1 ml).
Анализ каждого образца проведен в трех проворностях. Полученные результаты (А) усреднены.The analysis of each sample was carried out in three steps. The results obtained (A) are averaged.
*Если полученные значения ниже 0,27 пг в пробе, то количество ДНК ниже ПКО (Предел Количественного Определения) и принимается значение менее 0,27 пг (≤0,27 пг). Результаты анализа представлены в Таблице 3.* If the obtained values are below 0.27 pg in the sample, then the amount of DNA is below the FFP (Quantification Limit) and a value of less than 0.27 pg (≤0.27 pg) is accepted. The results of the analysis are presented in Table 3.
Claims (10)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019109117A RU2698460C1 (en) | 2019-03-28 | 2019-03-28 | Method of producing recombinant β-1,4-galactosidase bgaa from streptococcus pneumoniae |
PCT/RU2020/050060 WO2020197446A2 (en) | 2019-03-28 | 2020-03-25 | Method for obtaining recombinant beta-1,4-galactosidase bgaa from streptococcus pneumoniae |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019109117A RU2698460C1 (en) | 2019-03-28 | 2019-03-28 | Method of producing recombinant β-1,4-galactosidase bgaa from streptococcus pneumoniae |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2698460C1 true RU2698460C1 (en) | 2019-08-27 |
Family
ID=67733753
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019109117A RU2698460C1 (en) | 2019-03-28 | 2019-03-28 | Method of producing recombinant β-1,4-galactosidase bgaa from streptococcus pneumoniae |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2698460C1 (en) |
WO (1) | WO2020197446A2 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6555348B2 (en) * | 2000-05-26 | 2003-04-29 | Arla Foods Amba | Enzyme isolated from a Bifidobacterium |
RU2435856C2 (en) * | 2006-03-28 | 2011-12-10 | Класадо Инк. | Beta-galactosidase with transgalactosylation activity |
US8236520B2 (en) * | 2006-06-23 | 2012-08-07 | Korea Research Institute Of Bioscience And Biotechnology | Recombinant beta-galactosidase derived from Streptococcus pneumoniae |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5401650A (en) * | 1990-10-24 | 1995-03-28 | The Mount Sinai School Of Medicine Of The City University Of New York | Cloning and expression of biologically active α-galactosidase A |
-
2019
- 2019-03-28 RU RU2019109117A patent/RU2698460C1/en active
-
2020
- 2020-03-25 WO PCT/RU2020/050060 patent/WO2020197446A2/en active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6555348B2 (en) * | 2000-05-26 | 2003-04-29 | Arla Foods Amba | Enzyme isolated from a Bifidobacterium |
RU2435856C2 (en) * | 2006-03-28 | 2011-12-10 | Класадо Инк. | Beta-galactosidase with transgalactosylation activity |
US8236520B2 (en) * | 2006-06-23 | 2012-08-07 | Korea Research Institute Of Bioscience And Biotechnology | Recombinant beta-galactosidase derived from Streptococcus pneumoniae |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
Campuzano S., Cloning, expression, and characterization of a peculiar choline-binding beta-galactosidase from Streptococcus mitis, Appl Environ Microbiol. 2009 Sep; 75(18):5972-80, найдено онлайн 25.06.2019, найдено в Интернет: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2747876/. * |
Campuzano S., Cloning, expression, and characterization of a peculiar choline-binding beta-galactosidase from Streptococcus mitis, Appl Environ Microbiol. 2009 Sep; 75(18):5972-80, найдено онлайн 25.06.2019, найдено в Интернет: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2747876/. Zahner and Hakenberck, The Streptococcus pneumoniae Beta-Galactosidase Is a Surface Protein, J. Bacteriol, J Bacteriol., 2000 Oct; 182(20): 5919-5921, найдено онлайн, найдено в Интернет: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC94720/. * |
Zahner and Hakenberck, The Streptococcus pneumoniae Beta-Galactosidase Is a Surface Protein, J. Bacteriol, J Bacteriol., 2000 Oct; 182(20): 5919-5921, найдено онлайн, найдено в Интернет: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC94720/. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2020197446A3 (en) | 2020-11-19 |
WO2020197446A2 (en) | 2020-10-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3103874B1 (en) | Construction of new variants of dextransucrase dsr-s by genetic engineering | |
CN108026518A (en) | New E NDOS mutant enzymes | |
Li et al. | Site-specific immobilization of endoglycosidases for streamlined chemoenzymatic glycan remodeling of antibodies | |
Stojković et al. | Coliphage N4 N-acetylmuramidase defines a new family of murein hydrolases | |
Ji et al. | Purification, characterization and thermal inactivation kinetics of β-galactosidase from Lactobacillus leichmannii 313 | |
US20190359665A1 (en) | Method for the affinity purification of recombinant proteins based on the lectin activity of the crd of a galectin | |
CN114015708B (en) | A kind of α-glucosidase QsGH13 derived from deep-sea bacteria and its coding gene and application | |
WO2020040257A1 (en) | METHOD FOR SYNTHESIZING ENZYME FOR β-GLYCOSIDE OF LACTO-N-BIOSE I OR GALACTO-N-BIOSE USING MODIFIED PHOSPHORYLASE | |
JP6993637B2 (en) | Endoglycosidase that specifically cleaves fucose-containing sugar chains | |
RU2698460C1 (en) | Method of producing recombinant β-1,4-galactosidase bgaa from streptococcus pneumoniae | |
WO2019035482A1 (en) | Protein exhibiting epimerization activity | |
KR20050042780A (en) | Gene coding for the polypeptide having a degrading activity of the sulfated-fucose-containing polysaccharide | |
Seydametova et al. | Development of a quantitative assay for 2´-fucosyllactose via one-pot reaction with α1, 2-fucosidase and l-fucose dehydrogenase | |
RU2698774C1 (en) | METHOD OF PRODUCING RECOMBINANT NEURAMINIDASE NanH FROM CLOSTRIDIUM PERERINGENS | |
Campuzano et al. | Cloning, expression, and characterization of a peculiar choline-binding β-galactosidase from Streptococcus mitis | |
CN103602646B (en) | The beta-glucoside enzyme mutant that a kind of optimal reactive temperature improves and application thereof | |
Roy et al. | Cloning, sequence analysis, and characterization of a novel β-glucosidase-like activity from Pichia etchellsii | |
KR101673195B1 (en) | The Recombinant Sialic Acid-Specific Binding Lectin, PSL1b, from the Mushroom Polyporus squamosus | |
CN113564146A (en) | A thermostable beta-galactosidase and its application in lactose degradation | |
RU2693660C1 (en) | METHOD OF PRODUCING RECOMBINANT BETA-N-ACETYLGLUCOSAMINIDASE StrH FROM STREPTOCOCCUS PNEUMONIAE | |
JP4781851B2 (en) | Novel carbohydrate hydrolase that hydrolyzes αN-acetylglucosaminyl linkage | |
Faridmoayer et al. | Truncations and functional carboxylic acid residues of yeast processing α-glucosidase I | |
CN116121225B (en) | Low-temperature trehalase, coding sequence, recombinant strain and application thereof | |
CN117757831A (en) | Recombinant vector for high-yield maltotetraose amylase and application thereof | |
CN116555218A (en) | High-enzyme activity inorganic pyrophosphatase mutant and preparation method and application thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20220228 |