[go: up one dir, main page]

RU2729357C1 - Recombinant plasmid dna pf267 coding hybrid polypeptide containing proinsulin lisprum, and a strain of bacteria escherichia coli - producer of hybrid polypeptide containing proinsulin lispro - Google Patents

Recombinant plasmid dna pf267 coding hybrid polypeptide containing proinsulin lisprum, and a strain of bacteria escherichia coli - producer of hybrid polypeptide containing proinsulin lispro Download PDF

Info

Publication number
RU2729357C1
RU2729357C1 RU2019116104A RU2019116104A RU2729357C1 RU 2729357 C1 RU2729357 C1 RU 2729357C1 RU 2019116104 A RU2019116104 A RU 2019116104A RU 2019116104 A RU2019116104 A RU 2019116104A RU 2729357 C1 RU2729357 C1 RU 2729357C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
proinsulin
hybrid polypeptide
lispro
sequence
plasmid dna
Prior art date
Application number
RU2019116104A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виталий Феликсович Латыпов
Игорь Александрович Корнаков
Светлана Эдуардовна Робустова
Оксана Сергеевна Хомутова
Петр Петрович Родионов
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "ФАРМ-ХОЛДИНГ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "ФАРМ-ХОЛДИНГ" filed Critical Закрытое акционерное общество "ФАРМ-ХОЛДИНГ"
Priority to RU2019116104A priority Critical patent/RU2729357C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2729357C1 publication Critical patent/RU2729357C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/575Hormones
    • C07K14/62Insulins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/11DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
    • C12N15/62DNA sequences coding for fusion proteins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/70Vectors or expression systems specially adapted for E. coli

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Endocrinology (AREA)
  • Diabetes (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: biotechnology.
SUBSTANCE: invention relates to biotechnology, specifically to recombinant production of therapeutic proteins, and can be used to produce recombinant proinsulin lisprum human. Recombinant proinsulin is obtained in a hybrid polypeptide, in which the human HGS protein fragment sequence, substrate of tyrosine kinase is connected through peptide linker with sequence GlyHis6GlySerArg with amino acid sequence of proinsulin of lisprum human, with arginine as site of proteolysis between C-peptide and chain A. For this purpose recombinant plasmid DNA pF267 and strain-producer Escherichia coli BL21/pF267 are used.
EFFECT: invention provides synthesis of a hybrid polypeptide with an expression level of not less than 4_5 % of the crude weight of the cell biomass, enables increasing the proportion of insulin in the hybrid protein to 49_5 % and improving the purification efficiency of the end product by eliminating the closely related Arg0-A-lyspro admixture.
3 cl, 5 ex, 7 dwg

Description

Область техникиTechnology area

Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к генетической инженерии. Изобретение предлагает рекомбинантную плазмидную ДНК для получения рекомбинантного инсулина лизпро и может быть использовано для приготовления лекарственных препаратов, в частности, инсулинов и их аналогов для лечения сахарного диабета.The invention relates to the field of biotechnology, in particular to genetic engineering. The invention provides a recombinant plasmid DNA for the production of recombinant insulin lispro and can be used for the preparation of drugs, in particular, insulins and their analogues for the treatment of diabetes mellitus.

Краткое описание изобретенияBrief description of the invention

Изобретение относится к биотехнологии. Данное изобретение может быть использовано для получения рекомбинантного проинсулина лизпро, имеющего в своем составе цепь B, С- пептид и цепь А. Предложена рекомбинантная плазмидная ДНК, содержащая гибридный tac-промотор, терминатор рибосомного оперона Е. coli, искусственный ген, кодирующий гибридный полипептид, состоящий из короткой лидерной последовательности фрагмента человеческого белка HGS, субстрата тирозин киназы, пептидного линкера GlyHis6GlySerArg, сайта протеолиза «Арг», цепи B, сайта протеолиза «Арг Арг», С-пептида, сайта протеолиза «Арг» и цепи А.The invention relates to biotechnology. This invention can be used to obtain a recombinant proinsulin lispro, which contains a B chain, a C-peptide and a chain A. The proposed recombinant plasmid DNA containing a hybrid tac-promoter, the terminator of the ribosomal operon of E. coli , an artificial gene encoding a hybrid polypeptide, consisting of a short leader sequence of a fragment of the human HGS protein, a substrate tyrosine kinase, a peptide linker GlyHis6GlySerArg, an Arg proteolysis site, a B chain, an Arg proteolysis site, a C-peptide, an Arg proteolysis site and a chain A.

Также предложен штамм Escherichia coli - продуцент гибридного полипептида с последовательностью проинсулина лизпро, трансформированный рекомбинантной плазмидной ДНК согласно изобретению, и гибридный полипептид, состоящий из короткой лидерной последовательности фрагмента человеческого белка HGS, субстрата тирозин киназы, пептидного линкера GlyHis6GlySerArg, сайта протеолиза «Арг», цепи B, сайта протеолиза «Арг Арг», С-пептида, сайта протеолиза «Арг» и цепи А. При этом, биосинтез гибридного полипептида индуцируется изопропилтиогалактопиранозидом, уровень его биосинтеза составляет не ниже 4,5% от массы влажного осадка клеточной биомассы.Also proposed is a strain of Escherichia coli - a producer of a hybrid polypeptide with a proinsulin lispro sequence, transformed with a recombinant plasmid DNA according to the invention, and a hybrid polypeptide consisting of a short leader sequence of a fragment of the human HGS protein, a substrate tyrosine kinase, a peptide linker GlyHis6 ArgGlySer B, Arg proteolysis site, C-peptide, Arg proteolysis site and chain A. In this case, the biosynthesis of the hybrid polypeptide is induced by isopropylthiogalactopyranoside, the level of its biosynthesis is not less than 4.5% of the wet sediment mass of the cell biomass.

Настоящее изобретение позволяет получать гибридный полипептид с высокой долей инсулина лизпро (до 49,5%) и повысить эффективность очистки целевого продукта за счет элиминации близкородственной примеси Арг0-А-лизпро. Изобретение направлено на получение высокопродуктивного бактериального штамма - продуцента инсулинового аналога лизпро, использование которого может значительно удешевить процесс производства аналога инсулина - инсулина лизпро.The present invention makes it possible to obtain a hybrid polypeptide with a high proportion of insulin lispro (up to 49.5%) and to increase the purification efficiency of the target product due to the elimination of a closely related impurity Arg 0 -A-lispro. The invention is aimed at obtaining a highly productive bacterial strain - the producer of the insulin analogue of lispro, the use of which can significantly reduce the cost of the production process of the analogue of insulin - insulin lispro.

Предшествующий уровень техникиPrior art

В настоящее время сахарный диабет представляет собой серьезнейшую медицинскую и социально-экономическую проблему во всем мире. Число больных сахарным диабетом 1 типа постоянно растет, и эффективная заместительная инсулинотерапия как основной способ терапии инсулинозависимого сахарного диабета, имеет, в связи с этим, особое значение (1). Экономические потери, связанные с диабетом составляют в России около 3,12 млрд. долларов США в год. К 2030 году эта сумма может увеличиться до 3,35 млрд. (2).Diabetes mellitus is currently the most serious medical and socio-economic problem around the world. The number of patients with type 1 diabetes mellitus is constantly growing, and effective insulin replacement therapy, as the main method of therapy for insulin-dependent diabetes mellitus, is of particular importance in this regard (1). The economic losses associated with diabetes in Russia amount to about US $ 3.12 billion per year. By 2030, this amount may increase to 3.35 billion (2).

Эффективная заместительная инсулинотерапия, как основной способ терапии инсулинозависимого сахарного диабета, имеет, в связи с этим, особое значение. Природные и рекомбинантные инсулины уже не способны в полной мере удовлетворить потребности клиницистов и пациентов. Современная медицина требует применения более совершенных противодиабетических препаратов, таких как генно-инженерные аналоги человеческого инсулина.Effective insulin replacement therapy, as the main method of therapy for insulin-dependent diabetes mellitus, is of particular importance in this regard. Natural and recombinant insulins are no longer able to fully meet the needs of clinicians and patients. Modern medicine requires the use of more advanced antidiabetic drugs, such as genetically engineered analogues of human insulin.

Инсулин Лизпро - это первый разработанный и произведенный аналог инсулина. Молекулярная структура инсулина лизпро идентична таковой человеческого инсулина за исключением позиций 28 и 29 бета-цепи молекулы, где лизин и пролин расположены в обратном порядке (Фиг. 1).Insulin Lizpro is the first insulin analogue developed and produced. The molecular structure of insulin lispro is identical to that of human insulin with the exception of positions 28 and 29 of the beta chain of the molecule, where lysine and proline are located in reverse order (Fig. 1).

По сравнению с Лизпро рекомбинантный инсулин имеет два главных недостатка - относительно медленное начало действия (обычно требуется инъекция за 30-40 минут до приема пищи), и увеличенная продолжительность действия, в связи с чем, существует риск развития гиперинсулинемии. Естественный и рекомбинантный инсулины не способны нормализовать пики глюкозы крови после принятия пищи без риска гипогликемии (3).In comparison with Lizpro, recombinant insulin has two main disadvantages - a relatively slow onset of action (usually an injection is required 30-40 minutes before a meal), and an increased duration of action, therefore, there is a risk of hyperinsulinemia. Natural and recombinant insulins are unable to normalize post-meal blood glucose peaks without the risk of hypoglycemia (3).

По сравнению с рекомбинантным инсулином, Лизпро демонстрирует профиль глюкозы в крови, значительно более близкий к физиологическому профилю (4). Обратное расположение лизина и пролина позволяет молекуле Лизпро диссоциировать в два раза быстрее. В результате переход в активную форму происходит в два раза быстрее, чем сходный процесс у рекомбинантных инсулинов. При подкожном введении физиологический эффект Лизпро возникает уже через 10-15 минут после инъекции. Те же самые особенности молекулы Лизпро ведут к ускорению достижения пика активности препарата, который возникает приблизительно через 1,5 часа после инъекции, в то время как у обычных инсулинов это время составляет 3-4 часа. Продолжительность действия инсулина Лизпро составляет 3-4 часа (6-8 часов в случае обычного инсулина). В результате кривая активности инсулина Лизпро оказывается практически идентичной кривой активности эндогенного инсулина, поступающего в кровоток после приема пищи. Благодаря этому у пациентов снижается как частота развития осложнений самого сахарного диабета, так и риск развития такого осложнения инсулинотерапии как гипогликемия, которая наблюдается при использовании инсулина Лизпро на 30% реже по сравнению с рекомбинантными инсулинами (4).Compared to recombinant insulin, Lispro exhibits a blood glucose profile much closer to the physiological profile (4). The reverse arrangement of lysine and proline allows the Lyspro molecule to dissociate twice as fast. As a result, the transition to the active form occurs two times faster than a similar process in recombinant insulins. When administered subcutaneously, the physiological effect of Lizpro occurs within 10-15 minutes after injection. The same features of the Lizpro molecule lead to an acceleration in reaching the peak of drug activity, which occurs approximately 1.5 hours after injection, while for ordinary insulins this time is 3-4 hours. The duration of action of Lizpro insulin is 3-4 hours (6-8 hours in the case of regular insulin). As a result, the curve of insulin activity of Lispro turns out to be almost identical to the curve of activity of endogenous insulin entering the bloodstream after a meal. Due to this, in patients, both the incidence of complications of diabetes mellitus itself and the risk of developing such complications of insulin therapy as hypoglycemia, which is observed with the use of insulin Lizpro 30% less frequently compared with recombinant insulins, decrease in patients (4).

В связи с этим разработка и внедрение современных методов терапии сахарного диабета является одним из наиболее приоритетных направлений медицины и фармацевтической промышленности.In this regard, the development and implementation of modern methods of therapy for diabetes mellitus is one of the most priority areas of medicine and the pharmaceutical industry.

В настоящее время наиболее перспективной является технология получения инсулина и инсулиновых аналогов с использованием методов экспрессии гена проинсулина человека в клетках Escherichia coli в составе гибридных белков в виде нерастворимых "телец включения" (5). Структура одноцепочечного предшественника (гибридного полипептида), экспрессируемого в известных штаммах-продуцентах инсулина человека, представляет собой лидерный пептид, сайт протеолиза «Арг» или «Лиз» или «Лиз Арг», цепь B, сайт протеолиза «Арг Арг», С-пептид, сайт протеолиза «Лиз Арг», цепь А (Фиг. 2).Currently, the most promising technology is the production of insulin and insulin analogs using methods of expression of the human proinsulin gene in Escherichia coli cells as part of fusion proteins in the form of insoluble inclusion bodies (5). The structure of a single-chain precursor (hybrid polypeptide) expressed in known human insulin-producing strains is a leader peptide, Arg or Lys or Lys Arg proteolysis site, B chain, Arg Arg proteolysis site, C-peptide , Lys Arg proteolysis site, chain A (Fig. 2).

Необходимость включать лидерные пептиды в состав гибридного полипетипда связана с низкой стабильностью проинсулина в клетках Escherichia coli, время полужизни которого составляет 2 минуты (4). В качестве лидерных последовательностей, защищающих проинсулин от протеолитической деградации, используют глутатион-трансферазу (6), иммуноглобулин IgG, связывающий домен белка А из S.aureus (7), интерлейкин-2 (8) и др.The need to include leader peptides in the hybrid polypeptide is associated with the low stability of proinsulin in Escherichia coli cells , the half-life of which is 2 minutes (4). Glutathione transferase (6), immunoglobulin IgG, the binding domain of protein A from S. aureus (7), interleukin-2 (8), etc. are used as leader sequences that protect proinsulin from proteolytic degradation.

Технологические схемы получения инсулина лизпро и инсулина человека идентичны и характеризуются следующими этапами: наращивание биомассы клеток штамма-продуцента, выделение телец включения, денатурация гибридного полипептида, ренатурация гибридного полипептида. Следующим этапом технологического процесса является ферментативный гидролиз гибридного полипептида с использованием смеси двух ферментов: трипсина и карбоксипептидазы B. Под действием трипсина осуществляется гидролиз пептидной связи гибридного полипептида преимущественно после аргинина, под действием карбоксипептидазы B происходит отщепление положительно заряженные аминокислоты с C-конца инсулина или его аналога (лизин и аргинин). В результате совместного гидролиза трипсином и карбоксипептидазой B образуется нативный инсулин или инсулиновый аналог лизпро.Technological schemes for obtaining insulin lispro and human insulin are identical and are characterized by the following stages: increasing the biomass of cells of the producer strain, isolation of inclusion bodies, denaturation of the hybrid polypeptide, renaturation of the hybrid polypeptide. The next stage of the technological process is enzymatic hydrolysis of the hybrid polypeptide using a mixture of two enzymes: trypsin and carboxypeptidase B. Under the action of trypsin, the peptide bond of the hybrid polypeptide is hydrolyzed mainly after arginine; under the action of carboxypeptidase B, positively charged amino acids are cleaved from the C-terminus of insulin or its analog (lysine and arginine). As a result of joint hydrolysis with trypsin and carboxypeptidase B, native insulin or insulin analogue lispro is formed.

Наиболее близкими по технической сущности к предлагаемому изобретению являются рекомбинантные плазмиды ДНК pPINS07 (9), pLP-3.1 (10), pHINS11 (11) и pHILP07 (12), обеспечивающие синтез гибридных полипептидов, имеющих в своем составе IgG-связывающий домен стафилококкового белка А (pPINS07, pLP-3.1) и N-концевой фрагмент гамма-интерферона человека (pHINS11). The closest in technical essence to the proposed invention are recombinant DNA plasmids pPINS07 (9), pLP-3.1 (10), pHINS11 (11) and pHILP07 (12), providing the synthesis of hybrid polypeptides containing the IgG-binding domain of staphylococcal protein A (pPINS07, pLP-3.1) and the N-terminal fragment of human interferon gamma (pHINS11).

Патент РФ №2144957 описывает штамм E.coli JM109/pPINS07, обеспечивающий синтез гибридного полипептида с уровнем экспрессии не ниже 25-30%. Рекомбинатная плазмидная ДНК pPINS07 детерминирует синтез гибридного полипептида, в котором единственный IgG-связывающий домен стафилококкового белка А соединен через пептидный линкер His6GlySerArg с аминокислотной последовательностью проинсулина человека. Преимущества предложенного конструкта заключаются в высоком уровне экспрессии гибридного полипептида и в его эффективной ренатурации (рефолдинге) и, как следствие, высоком выходе правильно свернутого полипептида. Рекомбинантная плазмидная ДНК pLP-3.1, полученная методом сайт-направленного мутагенеза плазмиды pPINS07, экспрессирует гибридный белок, в котором единственный IgG-связывающий домен стафилококкового белка А соединен через пептидный линкер His6GlySerArg с аминокислотной последовательностью проинсулина лизпро (10).RF patent No. 2144957 describes the E. coli JM109 / pPINS07 strain, providing the synthesis of a hybrid polypeptide with an expression level of at least 25-30%. The recombinant plasmid DNA pPINS07 determines the synthesis of a hybrid polypeptide in which a single IgG-binding domain of staphylococcal protein A is linked via a peptide linker His 6 GlySerArg to the amino acid sequence of human proinsulin. The advantages of the proposed construct are the high level of expression of the hybrid polypeptide and its efficient renaturation (refolding) and, as a consequence, the high yield of the correctly folded polypeptide. Recombinant plasmid DNA pLP-3.1, obtained by site-directed mutagenesis of plasmid pPINS07, expresses a fusion protein in which a single IgG-binding domain of staphylococcal protein A is linked via the His 6 GlySerArg peptide linker to the amino acid sequence of proinsulin lispro (10).

Существенным недостатком рекомбинантных плазмид pPINS07 и pLP-3.1 является то, что они кодируют белок с низкой долей инсулина и инсулина лизпро, соответственно, составляющего около 33%.A significant drawback of the recombinant plasmids pPINS07 and pLP-3.1 is that they encode a protein with a low proportion of insulin and insulin lispro, respectively, about 33%.

Патент РФ №2354702 описывает рекомбинантную плазмидную ДНК pHINS11 и штамм E.coli JM109/ pHINS11. Данная рекомбинантная плазмидная ДНК детерминирует синтез гибридного полипептида, в котором N-концевой фрагмент гамма-интерферона человека соединен через пептидный линкер HisProGlySerHisHisHisHisGlySerArg с аминокислотной последовательностью проинсулина человека и обеспечивает его высокую экспрессию. Использование этих конструкций в технологическом процессе позволяет получать высокоочищенный инсулин человека с чистотой не ниже 98% и активностью не менее 27,5 МЕ/мг. Для данного штамма-продуцента характерен высокий уровень биосинтеза гибридного полипептида и более высокая доля инсулина в гибридном полипептиде (до 38%) по сравнению с рекомбинантной плазмидной ДНК pPINS07 (до 33%), при этом стадия ренатурации продуцируемого гибридного полипептида является недостаточно эффективной (11).RF patent No. 2354702 describes the recombinant plasmid DNA pHINS11 and the E. coli strain JM109 / pHINS11. This recombinant plasmid DNA determines the synthesis of a hybrid polypeptide in which the N-terminal fragment of human interferon gamma is connected via a peptide linker HisProGlySerHisHisHisHisGlySerArg with the amino acid sequence of human proinsulin and ensures its high expression. The use of these structures in the technological process makes it possible to obtain highly purified human insulin with a purity of at least 98% and an activity of at least 27.5 IU / mg. This producer strain is characterized by a high level of biosynthesis of the hybrid polypeptide and a higher proportion of insulin in the hybrid polypeptide (up to 38%) compared to the recombinant plasmid DNA pPINS07 (up to 33%), while the stage of renaturation of the hybrid polypeptide produced is not efficient enough (11) ...

Описана также рекомбинантная плазмидная ДНК pHILP07, полученная методом сайт-направленного мутагенеза плазмиды pHINS11, с экспрессией гибридного полипептида, в котором N-концевой фрагмент гамма-интерферона человека соединен через пептидный линкер HisProGlySerHisHisHisHisGlySerArg с аминокислотной последовательностью проинсулина лизпро (12).Also described is a recombinant plasmid DNA pHILP07, obtained by site-directed mutagenesis of plasmid pHINS11, with the expression of a hybrid polypeptide, in which the N-terminal fragment of human interferon gamma is connected through a peptide linker HisProGlySerHisHisHisHisGlySerArg with the amino acid sequence proprogram 12.

Общим недостатком гибридных полипептидов в описанных патентах является сайт протеолиза «Лиз Арг» между С-пептидом и А-цепью, допускающий образование близкородственной примеси Арг0-А-лизпро.A common disadvantage of the hybrid polypeptides in the described patents is the "Lys Arg" proteolysis site between the C-peptide and the A-chain, allowing the formation of a closely related impurity Arg0-A-lispro.

В целом же, к недостаткам использованных ранее генетических конструкций для экспрессии гибридного полипептида относятся:In general, the disadvantages of previously used genetic constructs for the expression of a hybrid polypeptide include:

1. Низкий выход конечного продукта - инсулина лизпро или самого инсулина. Это связанно с тем, что лидерные пептиды представляют собой достаточно протяженные аминокислотные последовательности и составляют от 40 до 60% массы гибридного полипептида.1. Low yield of the final product - insulin lispro or insulin itself. This is due to the fact that leader peptides are rather extended amino acid sequences and make up from 40 to 60% of the mass of the hybrid polypeptide.

2. Образование близкородственной примеси Арг0-А-лизпро в результате гидролиза трипсином пептидной связи в положении после лизина между С-пептидом и А-цепью (фиг. 2).2. Formation of a closely related impurity Arg 0 -A-lispro as a result of trypsin hydrolysis of the peptide bond in the position after lysine between the C-peptide and the A-chain (Fig. 2).

Задачей предлагаемого изобретения является конструирование рекомбинантной плазмидной ДНК, обеспечивающий высокий уровень индуцируемой экспрессии гибридного полипептида с высокой долей инсулина лизпро и модифицированным сайтом протеолиза между С-пептидом и А-цепью с целью предотвращения возможности образования близкородственной примеси Арг0-А-лизпро при ферментативном гидролизе гибридного полипептида.The objective of the present invention is to construct a recombinant plasmid DNA that provides a high level of inducible expression of a hybrid polypeptide with a high proportion of insulin lispro and a modified proteolysis site between the C-peptide and the A-chain in order to prevent the formation of a closely related impurity Arg0-A-lispro during enzymatic hydrolysis of the hybrid polypeptide ...

Поставленная задача решается конструированием рекомбинантной плазмидной ДНК pF267 и штамма Escherichia coli BL21/pF267, трансформированного с ее помощью и обеспечивающего синтез гибридного полипептида с уровнем экспрессии не ниже 4,5% от сырого веса клеточной биомассы.The problem is solved by constructing the recombinant plasmid DNA pF267 and the Escherichia coli BL21 / pF267 strain, transformed with it and providing the synthesis of a hybrid polypeptide with an expression level of at least 4.5% of the wet weight of the cell biomass.

Описание фигурDescription of figures

На Фиг. 1 показана молекулярная структура Лизпро (источник: US FDA, NDA 21-017).FIG. 1 shows the molecular structure of Lispro (source: US FDA, NDA 21-017).

На Фиг. 2 показана структура одноцепочечного предшественника (гибридного полипептида) в штаммах продуцентах инсулина.FIG. 2 shows the structure of a single-chain precursor (hybrid polypeptide) in insulin-producing strains.

На Фиг. 3 представлена структура последовательности ДНК, полученной методом химического синтеза.FIG. 3 shows the structure of a DNA sequence obtained by chemical synthesis.

На Фиг. 4 показано расположение праймеров Pr237 и Pr238 на плазмиде pF173 для сайт-направленного мутагенеза сайта протеолиза между С-пептидом и А-цепью.FIG. 4 shows the arrangement of primers Pr237 and Pr238 on plasmid pF173 for site-directed mutagenesis of the proteolysis site between the C-peptide and the A-chain.

На Фиг. 5 представлено расположение праймеров Pr072 и Pr073 на плазмиде pF265 для сайт-направленного мутагенеза последовательности цепи B инсулина.FIG. 5 shows the arrangement of primers Pr072 and Pr073 on plasmid pF265 for site-directed mutagenesis of the insulin B chain sequence.

На Фиг. 6 показана первичная структура EcoRI/HindIII-фрагмента плазмиды pF267, кодирующая гибридный полипептид. Подчеркнуты инициирующий и терминирующие кодоны, обозначены сайты узнавания рестриктаз.FIG. 6 shows the primary structure of the EcoRI / HindIII fragment of plasmid pF267 encoding the fusion polypeptide. Initiating and terminating codons are underlined, restriction endonuclease recognition sites are indicated.

На Фиг. 7 показана физическая карта рекомбинантной плазмиды pF265. Указаны сайты эндонуклеаз рестрикции, pBR322 ori - участок инициации репликации плазмиды, Ptac - гибридный промотор транскрипции, rrnB - терминатор транскрипции рибосомного оперона Е. coli, Лидерный пептид - MetLeuTyrTyrGluGlyLeuGlnAsp, фрагмент человеческого белка HGS, субстрата тирозин киназы (TKS), и пептидный линкер GlyHis6GlySerArg, Пролизпро - проинсулин лизпро, LacI - транскрипционный репрессор, регулирующий транскрипцию Tac-промотора.FIG. 7 shows a physical map of the recombinant plasmid pF265. Restriction endonuclease sites are indicated, pBR322 ori - plasmid replication initiation site, Ptac - hybrid transcription promoter, rrnB - transcription terminator of E. coli ribosomal operon, Leader peptide - MetLeuTyrTyrGluGlyTyrTyrGluGlyTyrTyrGluGlyTyrTyrGluGlyTyrTyrGluGlyLeuGlnAspyr , Prolizpro is proinsulin lispro, LacI is a transcriptional repressor that regulates transcription of the Tac promoter.

Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention

Согласно изобретению, предложена рекомбинантная плазмидная ДНК pF267, кодирующая гибридный полипептид, в котором последовательность фрагмента человеческого белка HGS, субстрата тирозин киназы, соединена через пептидный линкер GlyHis6GlySerArg с аминокислотной последовательностью проинсулина лизпро,According to the invention, there is provided a recombinant plasmid DNA pF267 encoding a hybrid polypeptide in which the sequence of a fragment of the human protein HGS, a substrate of tyrosine kinase, is connected via a peptide linker GlyHis6GlySerArg to the amino acid sequence of proinsulin lispro,

с аргинином в качестве сайта протеолиза между С-пептидом и цепью А, с молекулярной массой 1,4 МДа (4537 п.о.),with arginine as a proteolysis site between C-peptide and chain A, with a molecular weight of 1.4 MDa (4537 bp),

содержащаяcontaining

- BglII/XhoI фрагмент плазмиды pBR322, включающий ген β-лактамазы (bla), определяющий устойчивость бактериальных клеток к ампициллину;- BglII / XhoI fragment of plasmid pBR322, including the β-lactamase gene (bla), which determines the resistance of bacterial cells to ampicillin;

- участок инициации репликации (ori);- replication initiation site (ori);

- ROP ген, регулирующий копийность плазмиды;- ROP gene regulating the copy number of the plasmid;

- XhoI/EcoRI фрагмент, представляющий собой гибридный Tac-промотор транскрипции;- XhoI / EcoRI fragment, which is a hybrid Tac transcription promoter;

- EcoRI/HindIII фрагмент, содержащий искусственный ген, в котором последовательность короткого лидерного пептида MetLeuTyrTyr GluGlyLeuGlnAsp соединена через пептидный линкер GlyHis6GlySerArg с аминокислотной последовательностью проинсулина лизпро;- EcoRI / HindIII fragment containing an artificial gene, in which the sequence of the short leader peptide MetLeuTyrTyr GluGlyLeuGlnAsp is connected via a peptide linker GlyHis6GlySerArg to the amino acid sequence of proinsulin lispro;

- HindIII/BglII фрагмент, содержащий терминатор оперона рибосомальных РНК rrnB, транскрипционный репрессор LacI, регулирующий транскрипцию Tac-промотора, уникальные сайты узнавания рестрикционными эндонуклеазами со следующими координатами: EcoRI - 115, BamHI - 176, SpeI - 438, HindIII - 444, BglII - 1872, NdeI - 2476, AatII - 4468.- HindIII / BglII fragment containing the terminator of the ribosomal RNA operon rrnB, transcriptional repressor LacI, which regulates transcription of the Tac promoter, unique recognition sites by restriction endonucleases with the following coordinates: EcoRI - 115, BamHI - 176, SpeI - 438, HindlII - 444, 1872, NdeI - 2476, AatII - 4468.

При этом, данная рекомбинантная плазмидная ДНК может иметь размер 4537 п.о.Moreover, this recombinant plasmid DNA can have a size of 4537 bp.

Кроме того, предложен штамм Escherichia coli BL21/pF267 - продуцента гибридного полипептида с последовательностью проинсулина лизпро, трансформированный рекомбинантной плазмидной ДНК согласно изобретению.In addition, the proposed strain of Escherichia coli BL21 / pF267 - the producer of a hybrid polypeptide with a proinsulin lispro sequence, transformed with the recombinant plasmid DNA according to the invention.

Также предложен гибридный полипептид, в котором последовательность фрагмента человеческого белка HGS, субстрата тирозин-киназы, соединена через пептидный линкер с последовательностью GlyHis6GlySerArg с аминокислотной последовательностью проинсулина человека, с аргинином в качестве сайта протеолиза между С-пептидом и цепью А, полученный с помощью рекомбинантной плазмидной ДНК согласно изобретению.Also proposed is a hybrid polypeptide, in which the sequence of a fragment of the human protein HGS, a substrate of tyrosine kinase, is connected via a peptide linker with the sequence GlyHis6GlySerArg with the amino acid sequence of human proinsulin, with arginine as a proteolysis site between the C-peptide and the A chain, obtained using a recombinant plasmid DNA according to the invention.

Общим недостатком гибридных полипептидов в патентах, описанных в предшествующем уровне техники, является то, что получаемый гибридный полипептид включает сайт протеолиза «Лиз Арг» между С-пептидом и А-цепью, допускающий образование близкородственной примеси Арг0-А-лизпро.A common disadvantage of hybrid polypeptides in the patents described in the prior art is that the resulting hybrid polypeptide includes a "Lys Arg" proteolysis site between the C-peptide and the A-chain, allowing for the formation of a closely related impurity Arg0-A-lispro.

Авторы настоящего изобретения установили, что при существенном сокращении размера гибридного полипептида за счет использования короткой лидерной последовательности, состоящей из 31 аминокислоты, и изменении сайта протеолиза между С-пептидом и А-цепью на «Арг» можно достичь высоких выходов целевого гибридного полипептида.The present inventors have found that by significantly reducing the size of the hybrid polypeptide by using a short leader sequence of 31 amino acids and changing the proteolysis site between the C-peptide and the A-chain to "Arg", high yields of the target hybrid polypeptide can be achieved.

В составе лидерного пептида имеется короткая последовательность фрагмента человеческого белка HGS, субстрата тирозин киназы, образующая выраженную пространственную структуру типа «альфа-спираль». Наличие N-концевого альфа-спирального участка в лидерном пептиде положительно влияет на уровень ренатурации гибридного полипептида.The leader peptide contains a short sequence of a fragment of the human protein HGS, a substrate of tyrosine kinase, which forms a pronounced spatial structure of the "alpha-helix" type. The presence of the N-terminal alpha-helical region in the leader peptide has a positive effect on the level of renaturation of the hybrid polypeptide.

Настоящее изобретение позволяет получать гибридный полипептид с высокой долей инсулина лизпро (до 49,5%) и повысить эффективность очистки целевого продукта за счет элиминации близкородственной примеси Арг0-А-лизпро. Изобретение направлено на получение высокопродуктивного бактериального штамма - продуцента инсулинового аналога лизпро, использование которых может значительно упростить процесс производства инсулиновых аналога инсулина лизпро и снизить затраты на очистку целевого продукта.The present invention makes it possible to obtain a hybrid polypeptide with a high proportion of insulin lispro (up to 49.5%) and to increase the purification efficiency of the target product due to the elimination of a closely related impurity Arg 0 -A-lispro. The invention is aimed at obtaining a highly productive bacterial strain - producer of the insulin analogue of lispro, the use of which can significantly simplify the production process of the insulin analogue of insulin lispro and reduce the cost of purifying the target product.

Исходной плазмидой для создания экспрессионного вектора pF267 послужила плазмида pF019, представляющая собой рекомбинантный вектор pBR322 (13), в которой методами молекулярного клонирования был полностью удален ген устойчивости к тетрациклину (пример 1).The initial plasmid for the creation of the pF267 expression vector was the pF019 plasmid, which is a recombinant pBR322 vector (13), in which the tetracycline resistance gene was completely removed by molecular cloning (example 1).

На следующем этапе синтезировали фрагмент ДНК размером 1,6 кб, содержащий следующие элементы и сайты рестрикции (Фиг. 3):At the next stage, a 1.6 kb DNA fragment was synthesized containing the following elements and restriction sites (Fig. 3):

- Tac промотер и Lac оператор для контроля экспрессии гибридного полипептида (14), фланкированный сайтами рестрикции XhoI и EcoRI.- Tac promoter and Lac operator to control the expression of a hybrid polypeptide (14), flanked by XhoI and EcoRI restriction sites.

- Терминатор транскрипции rnnB оперона штамма K-12 ER3413 (REGION: 4143199..4143361), перед которым расположен сайт рестрикции HindIII.- The transcription terminator of the rnnB operon of the strain K-12 ER3413 (REGION: 4143199..4143361), in front of which is a HindIII restriction site.

- LacI ген штамма K-12 ER3413 (REGION: 365804 to 367006) с сайтом рестрикции BglII на 3’-конце. Введение LacI гена в экспрессионную конструкцию решает задачу контроля экспрессии гибридного полипептида при использовании широкого круга штаммов-хозяев, включая BL21, характеризующийся повышенной стабильностью рекомбинантных полипептидов за счет удаления клеточных протеаз lon и ompT.- LacI gene of strain K-12 ER3413 (REGION: 365804 to 367006) with a BglII restriction site at the 3 'end. The introduction of the LacI gene into an expression construct solves the problem of controlling the expression of a hybrid polypeptide using a wide range of host strains, including BL21, which is characterized by increased stability of recombinant polypeptides due to the removal of cell proteases lon and ompT.

Синтезированный фрагмент ДНК и плазмиду pF019 инкубировали с эндонуклеазами рестрикции XhoI и BglII в течение 3-х часов при 37°C. Соответствующие ДНК-фрагменты выделяли из агарозного геля с использованием набора Quiagen и лигировали с помощью T4 ДНК лигазы. После электропорации XL1-Blue штамма E.coli выделенные из выросших колоний плазмидные ДНК тестировали с помощью ПЦР и секвенирования.The synthesized DNA fragment and plasmid pF019 were incubated with restriction endonucleases XhoI and BglII for 3 hours at 37 ° C. The corresponding DNA fragments were isolated from the agarose gel using the Quiagen kit and ligated with T4 DNA ligase. After electroporation of the XL1-Blue strain of E. coli, plasmid DNA isolated from the grown colonies were tested by PCR and sequencing.

Таким образом, был получен экспрессионный вектор pF20 на основе плазмиды pBR322, содержащий Тас промотер, rnnB терминатор и LacI ген, кодирующий транскрипционный репрессор Тас промотера, а также сайты рестрикции EcoRI и HindIII для последующей вставки гена, кодирующего гибридный полипептид.Thus, an expression vector pF20 was obtained based on the plasmid pBR322, containing the Tac promoter, the rnnB terminator and the LacI gene encoding the transcriptional repressor Tac promoter, as well as EcoRI and HindIII restriction sites for subsequent insertion of the gene encoding the hybrid polypeptide.

ДНК последовательность гибридного полипептида, содержащую в качестве лидерного пептида IgG-связывающий домен белка А из Staphylococcus aureus, пептидный линкер His6GlySerArg и проинсулина человека, вырезали из плазмиды pPIN07 (9) с помощью эндонуклеаз рестрикции EcoRI/HindIII и вставляли по соответствующим сайтам рестрикции в экпрессионный вектор pF20 описанным выше способом, при этом в получающемся векторе появлялся сайт рестрикции BamHI, образованный кодирующей последовательностью двух аминокислот пептидного линкера GlySer (GGATCC). В результате получали рекомбинантную плазмидную ДНК pF100.The DNA sequence of the hybrid polypeptide containing the IgG-binding domain of protein A from Staphylococcus aureus , the peptide linker His6GlySerArg and human proinsulin as a leader peptide, was excised from the plasmid pPIN07 (9) using EcoRI / HindIII restriction endonucleases and inserted at the appropriate restriction sites into the restriction vector pF20 in the manner described above, wherein a BamHI restriction site formed by the coding sequence of two amino acids of the peptide linker GlySer (GGATCC) appeared in the resulting vector. As a result, a recombinant plasmid DNA pF100 was obtained.

На следующим этапе получали рекомбинантную плазмидную ДНК pF173 после замены ДНК последовательности IgG-связывающего домена белка А из Staphylococcus aureus ДНК последовательностью, кодирующей более короткий лидерный пептид MetLeuTyrTyrGluGlyLeuGlnAsp, представляющий собой фрагмент человеческого белка HGS, субстрата тирозин киназы (TKS), регулируемой фактором роста гепатоцитов (пример 2).At the next stage, recombinant plasmid DNA pF173 was obtained after replacing the DNA sequence of the IgG-binding domain of protein A from Staphylococcus aureus with a DNA sequence encoding a shorter leader peptide MetLeuTyrTyrGluGlyLeuGlnAsp, which is a fragment of the human protein HGS, a substrate (TKS) kinase example 2).

Аминокислотная последовательность LeuTyrTyrGluGlyLeuGlnAsp локализована в альфа-спиральном участке белка TKS (№ 3D структуры в базе данных PDB: 3F1I). Наличие альфа-спирального участка в лидерном пептиде способствует эффективной ренатурации гибридного полипептида.The amino acid sequence of LeuTyrTyrGluGlyLeuGlnAsp is located in the alpha-helical region of the TKS protein (3D structure no. In the PDB database: 3F1I). The presence of an alpha-helical region in the leader peptide facilitates efficient renaturation of the hybrid polypeptide.

Методом сайт-направленного мутагенеза в плазмиде pF173 удаляли кодон «aag» в положении 373-375, соответствующий аминокислоте лизин сайта протеолиза «Лиз Арг» между С-пептидом и А-цепью проинсулина. В результате получали рекомбинантную плазмидную ДНК pF265, экспрессирующую проинсулин человека в составе гибридного полипептида (пример 3).By the method of site-directed mutagenesis in the plasmid pF173, the codon "aag" at position 373-375 corresponding to the amino acid lysine of the proteolysis site "Lys Arg" between the C-peptide and the A-chain of proinsulin was removed. As a result, a recombinant plasmid DNA pF265 was obtained expressing human proinsulin as part of a hybrid polypeptide (example 3).

Рекомбинантную плазмидную ДНК pF267 получали методом сайт-направленного мутагенеза рекомбинантной плазмидной ДНК pF265, в которой последовательность «ccgaag», кодирующая аминоксилоты пролин и лизин, заменили на последовательность «aagccg», кодирующую аминокислоты лизин и пролин (пример 4).Recombinant plasmid DNA pF267 was obtained by site-directed mutagenesis of recombinant plasmid DNA pF265, in which the sequence "ccgaag" encoding the amino acids proline and lysine was replaced by the sequence "aagccg" encoding the amino acids lysine and proline (example 4).

Полученная в результате описанных молекулярно-генетических манипуляций рекомбинантная плазмидная ДНК pF267, кодирующая гибридный полипептид с аминокислотной последовательностью проинсулина лизпро, характеризуется следующими признаками: The recombinant plasmid DNA pF267 obtained as a result of the described molecular genetic manipulations, encoding a hybrid polypeptide with the amino acid sequence of proinsulin lispro, is characterized by the following features:

имеет молекулярную массу 1,4 МДа (4537 п.о.);has a molecular weight of 1.4 MDa (4537 bp);

состоит из следующих структурных элементов (Фиг.7):consists of the following structural elements (Fig. 7):

- BglII/XhoI фрагмент плазмиды pBR322, включающий ген β-лактамазы (bla), определяющий устойчивость бактериальных клеток к ампициллину;- BglII / XhoI fragment of plasmid pBR322, including the β-lactamase gene (bla), which determines the resistance of bacterial cells to ampicillin;

- участок инициации репликации (ori); - replication initiation site (ori);

- ROP ген, регулирующий копийность плазмиды; - ROP gene regulating the copy number of the plasmid;

- XhoI/EcoRI фрагмент, представляющий собой гибридный Tac-промотор транскрипции;- XhoI / EcoRI fragment, which is a hybrid Tac transcription promoter;

- EcoRI/HindIII фрагмент, содержащий искусственный ген, в котором последовательность короткого лидерного пептида MetLeuTyrTyrGluGlyLeuGlnAsp соединена через пептидный линкер GlyHis6GlySerArg с аминокислотной последовательностью проинсулина лизпро;- EcoRI / HindIII fragment containing an artificial gene, in which the sequence of the short leader peptide MetLeuTyrTyrGluGlyLeuGlnAsp is connected via a peptide linker GlyHis6GlySerArg to the amino acid sequence of lispro proinsulin;

- HindIII/BglII фрагмент, содержащий терминатор оперона рибосомальных РНК rrnB, а также- HindIII / BglII fragment containing the ribosomal RNA operon terminator rrnB, and

- транскрипционный репрессор LacI, регулирующий транскрипцию Tac-промотора;- transcriptional repressor LacI, which regulates the transcription of the Tac promoter;

содержит уникальные сайты узнавания рестрикционными эндонуклеазами, имеющими следующие координаты: EcoRI - 115, BamHI - 176, SpeI - 438, HindIII - 444, BglII - 1872, NdeI - 2476, AatII - 4468.contains unique recognition sites by restriction endonucleases with the following coordinates: EcoRI - 115, BamHI - 176, SpeI - 438, HindIII - 444, BglII - 1872, NdeI - 2476, AatII - 4468.

Преимуществами предложенной рекомбинантной плазмидной ДНК конструкции являются высокая доля инсулина лизпро в гибридном полипептиде (до 49,5%), наличие в составе лидерного пептида последовательности, образующей пространственную структуру типа «альфа-спирали» для улучшения эффективности ренатурации гибридного полипептида, модификация сайта протеолиза между С-пептидом и А-цепью, исключающая образование близкородственной примеси Арг0-А-лизпро при ферментативном гидролизе гибридного полипептида.The advantages of the proposed recombinant plasmid DNA construct are the high proportion of insulin lispro in the hybrid polypeptide (up to 49.5%), the presence in the leader peptide of a sequence that forms a spatial structure of the "alpha-helix" type to improve the efficiency of renaturation of the hybrid polypeptide, modification of the proteolysis site between C -peptide and A-chain, excluding the formation of a closely related impurity Arg0-A-lispro during enzymatic hydrolysis of the hybrid polypeptide.

Для получения штамма-продуцента гибридного полипептида с проинсулином лизпро электрокомпетентные клетки штамма реципиента Escherichia coli BL21 трансформировали рекомбинантной плазмидной ДНК pF267 методом электропорации согласно описанной методике (15) и высевали на LB-агар, содержащий 100 мкг/мл ампициллина.To obtain a producer strain of a hybrid polypeptide with proinsulin lispro, electrocompetent cells of the recipient strain Escherichia coli BL21 were transformed with recombinant plasmid DNA pF267 by electroporation according to the described method (15) and plated on LB agar containing 100 μg / ml ampicillin.

Полученный штамм-продуцент Escherichia coli BL21/pF267 характеризуется следующими признаками:The resulting Escherichia coli BL21 / pF267 producer strain is characterized by the following features:

Морфологические признаки: Клетки мелкие, палочковидной формы, грамотрицательные, неспороносные, размером 1x3,5 мкм, подвижные, с хорошо различимыми тельцами включения после индукции синтеза гибридного полипептида.Morphological features: Cells are small, rod-shaped, gram-negative, non-spore-bearing, 1x3.5 µm in size, motile, with well-distinguishable inclusion bodies after induction of hybrid polypeptide synthesis.

Культуральные признаки: при росте на агаризованной среде LB колонии круглые, гладкие, полупрозрачные, блестящие, серые; край ровный, диаметр колоний 1-3 мм, консистенция пастообразная. Рост в жидких средах (LB, минимальная среда с глюкозой) характеризуется ровным помутнением.Cultural traits: when growing on agar medium LB colonies are round, smooth, translucent, shiny, gray; the edge is even, the diameter of the colonies is 1-3 mm, the consistency is pasty. Growth in liquid media (LB, glucose minimal media) is characterized by even haze.

Физиолого-биохимические признаки: клетки растут при температуре 4-42°C, оптимум рН 6,8-7,6. В качестве источника азота используют как минеральные соли аммония, так и органические соединения: аминокислоты, пептон, триптон, дрожжевой экстракт. В качестве источника углерода при росте на минимальной среде используют глицерин, углеводы, аминокислоты.Physiological and biochemical signs: cells grow at a temperature of 4-42 ° C, the optimum pH is 6.8-7.6. As a source of nitrogen, both mineral ammonium salts and organic compounds are used: amino acids, peptone, tryptone, yeast extract. Glycerin, carbohydrates, amino acids are used as a carbon source for growth on a minimal medium.

Устойчивость к антибиотикам: клетки штамма-продуцента проявляют устойчивость к ампициллину (до 300 мг/мл).Antibiotic resistance: cells of the producer strain are resistant to ampicillin (up to 300 mg / ml).

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.

Пример 1. Конструирование промежуточной генетической конструкции pF019Example 1. Construction of an intermediate genetic construct pF019

ПЦР-продукт размером 2.8 кб, полученный в результате амплификации плазмиды pBR322 с праймерами Pr033 (5'-ccaacgtaac agatct (BglII) aacagctcgaa ctcgag ( XhoI) ttgaagacgaaagggcctcg-3') и Pr039 (5'-ccaaccgtaac agatct ( BglII ) ctgtggaacacctacatctg-3'), вырезали из геля, очищали с использованием набора Qiagen. После инкубации с эндонуклеазой рестрикции BglII в течение 3-х часов при 37°C очищенный ДНК-фрагмент лигировали с помощью T4 ДНК лигазы и использовали для трансформации XL1-Blue штамма E.coli (Agilent Technology, 200249) методом электропорации (15). Корректность плазмидной ДНК, выделенной из колоний, выросших на среде LB с ампициллином (100 мкг/мл) подтверждали секвенированием. Описанным выше способом была получена плазмида pF019, представляющая собой фрагмент плазмиды pBR322 с полной делецией гена устойчивости к тетрациклину.The PCR product was 2.8 kb in size, the resulting plasmid pBR322 amplification with primers Pr033 (5'-ccaacgtaac agatct (BglII ) aacagctcgaa ctcgag (XhoI) ttgaagacgaaagggcctcg- 3 ') and Pr039 (5'-ccaaccgtaac agatct (BglII ) ctgtggaacacctacatctg- 3' ), excised from the gel, purified using the Qiagen kit. After incubation with restriction endonuclease Bgl II for 3 hours at 37 ° C, the purified DNA fragment was ligated using T4 DNA ligase and used to transform XL1-Blue E. coli strain (Agilent Technology, 200249) by electroporation (15). The correctness of plasmid DNA isolated from colonies grown on LB medium with ampicillin (100 μg / ml) was confirmed by sequencing. As described above, plasmid pF019 was obtained, which is a fragment of plasmid pBR322 with complete deletion of the tetracycline resistance gene.

Пример 2. Конструирование промежуточной рекомбинантной плазмидной ДНК pF173Example 2. Construction of an intermediate recombinant plasmid DNA pF173

Для введения в состав проинсулина короткого лидерного пептида были синтезированы праймеры pr096 (tcaacgtaac gaattc t atg ctg tat tat gaa ggc ctg cag gac ggc agc agc cac cac catcatcatcatggatcccg) и pr130 (tgcctggcggcagtagcgcg). Праймер pr096 имеет в своем составе сайт узнавания эндонуклеазы рестрикции EcoRI; область, кодирующую аминокислотную последовательность лидерного пептида; последовательность, соответствующую пептидному линкеру His6GlySerArg конструкции pF100.To introduce a short leader peptide into proinsulin, primers pr096 (tcaacgtaac gaattc t atg ctg tat tat gaa ggc ctg cag gac ggc agc agc cac cac catcatcatcatcatggatcccg ) and pr130 (tgcctggcggcagtagtag) were synthesized Primer pr096 contains an EcoRI restriction endonuclease recognition site; the region coding for the amino acid sequence of the leader peptide; sequence corresponding to the peptide linker His6GlySerArg construct pF100.

В состав реакционной смеси (100 мкл) для полимеразной цепной реакции (ПЦР) входили следующие компоненты:The reaction mixture (100 μl) for polymerase chain reaction (PCR) consisted of the following components:

- 10 мкл 10-кратного буфера для PFU ДНК-полимеразы,- 10 μl of 10-fold buffer for PFU DNA polymerase,

- 0.1 нг плазмидной ДНК pF100,- 0.1 ng of plasmid DNA pF100,

- 1 мкл смеси 10 мМ dNTP,- 1 μl of 10 mM dNTP mixture,

- 0.5 мкл каждого праймера (10 мкМ),- 0.5 μl of each primer (10 μM),

- 2 ед. Pfu ДНК-полимеразы,- 2 units Pfu DNA Polymerase,

- 2 ед. Taq ДНК полимеразы.- 2 units Taq DNA polymerase.

ПЦР проводили с помощью ДНК амплификатора T100 Thermal Cycler, Bio-Rad в следующих условиях: 96°С (5 мин), 30 циклов - 96°С (15 сек), 55°С (15 сек), 72°С (30 сек).PCR was carried out using a DNA amplifier T100 Thermal Cycler, Bio-Rad under the following conditions: 96 ° C (5 min), 30 cycles - 96 ° C (15 sec), 55 ° C (15 sec), 72 ° C (30 sec ).

Продукты амплификации анализировали с помощью электрофореза в агарозном геле с использованием интеркалирующего красителя GelRed, Biotium. ПЦР-продукт, соответствующий по размеру 600 п.о., вырезали из геля и очищали с помощью набора Zymoclean™ Gel DNA Recovery Kit. Электрофорез проводили в стандартном буфере TBE (Трис-борат-ЭДТА) c использованием 1%-ной агарозы. Полученную ДНК визуализировали с помощью гельдокументирующей ситемы Fusion-SL2-400.The amplification products were analyzed by agarose gel electrophoresis using the intercalating dye GelRed, Biotium. The PCR product corresponding to 600 bp was excised from the gel and purified using the Zymoclean ™ Gel DNA Recovery Kit. Electrophoresis was performed in standard TBE (Tris-borate-EDTA) buffer using 1% agarose. The resulting DNA was visualized using the Fusion-SL2-400 gel documenting system.

Вырезанный из геля ПЦР-продукт и плазмиду pF100 инкубировали с эндонуклеазами рестрикции EcoRI и HindIII в течение 3-х часов при 37°С. Соответствующие ДНК-фрагменты (330 п.о. и 4,2 кб) выделяли из агарозного геля с использованием набора Quiagen и лигировали с помощью T4 ДНК лигазы. После электропорации XL1-Blue штамма E.coli выделенные из выросших колоний плазмидные ДНК анализировали с помощью ПЦР и секвенирования.The PCR product cut from the gel and plasmid pF100 were incubated with restriction endonucleases EcoRI and HindIII for 3 hours at 37 ° C. The corresponding DNA fragments (330 bp and 4.2 kb) were isolated from the agarose gel using the Quiagen kit and ligated with T4 DNA ligase. After electroporation of the XL1-Blue strain of E. coli, plasmid DNA isolated from the grown colonies was analyzed by PCR and sequencing.

Пример 3. Конструирование промежуточной рекомбинантной плазмидной ДНК pF265 с помощью сайт-направленного мутагенеза плазмиды pF173Example 3. Construction of intermediate recombinant plasmid DNA pF265 using site-directed mutagenesis of plasmid pF173

Для модификации сайта протеолиза «Лиз Арг» между С-пептидом и А-цепью проинсулина синтезировали олигонуклеотиды Pr237 (cgtggtatcgttgaacagtg) и Pr238 (ctgcagagaaccttccagag), содержащие фосфатную группу с 5'-конца (Фиг. 3).To modify the Lys Arg proteolysis site between the C-peptide and the A-chain of proinsulin, oligonucleotides Pr237 (cgtggtatcgttgaacagtg) and Pr238 (ctgcagagaaccttccagag) containing a phosphate group from the 5'-end were synthesized (Fig. 3).

В состав реакционной смеси (100 мкл) для полимеразной цепной реакции (ПЦР) входили следующие компоненты: The reaction mixture (100 μl) for polymerase chain reaction (PCR) consisted of the following components:

- 10 мкл 10-кратного буфера для Pfu ДНК-полимеразы,- 10 μl of 10-fold buffer for Pfu DNA polymerase,

- 0,1 нг плазмидной ДНК pF173,- 0.1 ng of plasmid DNA pF173,

- 1 мкл смеси 10 мМ dNTP, - 1 μl of 10 mM dNTP mixture,

- 0,5 мкл каждого праймера (10 мкМ),- 0.5 μl of each primer (10 μM),

- 2 ед. Pfu ДНК-полимеразы, - 2 units Pfu DNA Polymerase,

- 2 ед. Taq ДНК полимеразы.- 2 units Taq DNA polymerase.

ПЦР проводили с помощью ДНК амплификатора T100 Thermal Cycler, Bio-Rad в следующих условиях: 96°С (5 мин), 30 циклов - 96°С (15 сек), 55°С (15 сек), 72°С (3 мин).PCR was carried out using a DNA amplifier T100 Thermal Cycler, Bio-Rad under the following conditions: 96 ° C (5 min), 30 cycles - 96 ° C (15 sec), 55 ° C (15 sec), 72 ° C (3 min ).

Продукты амплификации анализировали с помощью электрофореза в агарозном геле с использованием интеркалирующего красителя GelRed, Biotium. ПЦР-продукт, соответствующий по размеру плазмиде pF173 (4,5 кБ), вырезали из геля и очищали с помощью набора Zymoclean™ Gel DNA Recovery Kit. Электрофорез проводили в стандартном буфере TBE c использованием 1%-й агарозы. ДНК визуализировали с помощью гельдокументирующей ситемы Fusion-SL2-400.The amplification products were analyzed by agarose gel electrophoresis using the intercalating dye GelRed, Biotium. The PCR product corresponding in size to the plasmid pF173 (4.5 kb) was excised from the gel and purified using the Zymoclean ™ Gel DNA Recovery Kit. Electrophoresis was performed in standard TBE buffer using 1% agarose. DNA was visualized using the Fusion-SL2-400 gel documenting system.

Для получения плазмидной ДНК pF265 концы выделенного из геля ПЦР-продукта лигировали с помощью T4 ДНК-лигазы (NEB). Лигирующая смесь (10 мкл) использовали для трансформации штамма BL21 методом электропорации (15). После трансформации отбирали колонии, выращенные на среде с ампициллином, из них выделяли плазмиды и анализировали с помощью секвенирования последовательности гибридного полипептида. В результате получили рекомбинантную плазмидную ДНК pF265, экспрессирующую проинсулин в составе гибридного полипептида.To obtain plasmid DNA pF265, the ends of the PCR product isolated from the gel were ligated with T4 DNA ligase (NEB). The ligation mixture (10 μL) was used to transform the BL21 strain by electroporation (15). After transformation, the colonies grown on a medium with ampicillin were selected, plasmids were isolated from them and analyzed by sequencing the hybrid polypeptide sequence. As a result, we obtained a recombinant plasmid DNA pF265 expressing proinsulin as part of a hybrid polypeptide.

Пример 4. Получение конечной генетической конструкции рекомбинантной плазмидной ДНК pF267, экспрессирующей гибридный полипептид проинсулина ЛизпроExample 4. Obtaining the final genetic construct of the recombinant plasmid DNA pF267, expressing the hybrid proinsulin polypeptide Lispro

Рекомбинантную плазмидную ДНК pF267 получали методом сайт-направленного мутагенеза рекомбинантной плазмидной ДНК pF265. Для этого синтезировали олигонуклеотиды (праймеры) Pr072 (aagccgacccgtcgtgaagctgaag) и Pr073 (ggtgtagaagaaaccacgttc), содержащие фосфатную группу с 5'-конца. Праймер Pr072 содержал последовательность aagccg, кодирующую аминокислоты лизин и пролин (Фиг. 5).Recombinant plasmid DNA pF267 was obtained by site-directed mutagenesis of recombinant plasmid DNA pF265. For this, oligonucleotides (primers) Pr072 ( aagccg acccgtcgtgaagctgaag) and Pr073 (ggtgtagaagaaaccacgttc) containing a phosphate group from the 5'-end were synthesized. Primer Pr072 contained the aagccg sequence encoding the amino acids lysine and proline (Fig. 5).

В состав реакционной смеси (100 мкл) для полимеразной цепной реакции (ПЦР) входили следующие компоненты:The reaction mixture (100 μl) for polymerase chain reaction (PCR) consisted of the following components:

- 10 мкл 10-кратного буфера для PFU ДНК-полимеразы,- 10 μl of 10-fold buffer for PFU DNA polymerase,

- 0,1 нг плазмидной ДНК pF265,- 0.1 ng of plasmid DNA pF265,

- 1 мкл смеси 10 мМ dNTP,- 1 μl of 10 mM dNTP mixture,

- 0,5 мкл каждого праймера (10 мкМ),- 0.5 μl of each primer (10 μM),

- 2 ед. Pfu ДНК-полимеразы,- 2 units Pfu DNA Polymerase,

- 2 ед. Taq ДНК полимеразы.- 2 units Taq DNA polymerase.

ПЦР проводили с помощью ДНК амплификатора T100 Thermal Cycler, Bio-Rad в следующих условиях: 96°С (5 мин), 30 циклов - 96°С (15 сек), 55°С (15 сек), 72°С (3 мин).PCR was carried out using a DNA amplifier T100 Thermal Cycler, Bio-Rad under the following conditions: 96 ° C (5 min), 30 cycles - 96 ° C (15 sec), 55 ° C (15 sec), 72 ° C (3 min ).

Продукты амплификации анализировали с помощью электрофореза в агарозном геле с использованием интеркалирующего красителя GelRed, Biotium. ПЦР-продукт, соответствующий по размеру рекомбинантной плазмидной ДНК pF265 (4,5 кБ), вырезали из геля и очищали с помощью набора Zymoclean™ Gel DNA Recovery Kit. Электрофорез проводили в стандартном буфере TBE c использованием 1%-й агарозы. Полученную рекомбинантную плазмидную ДНК визуализировали с помощью гельдокументирующей ситемы Fusion-SL2-400.The amplification products were analyzed by agarose gel electrophoresis using the intercalating dye GelRed, Biotium. The PCR product corresponding in size to the recombinant plasmid DNA pF265 (4.5 kb) was excised from the gel and purified using the Zymoclean ™ Gel DNA Recovery Kit. Electrophoresis was performed in standard TBE buffer using 1% agarose. The resulting recombinant plasmid DNA was visualized using the Fusion-SL2-400 gel documenting system.

Для получения рекомбинантной плазмидной ДНК концы выделенного из геля ПЦР-продукта лигировали с помощью T4 ДНК-лигазы (NEB). Использовали лигирующую смесь (10 мкл) для трансформации штамма BL21 методом электропорации (15).To obtain recombinant plasmid DNA, the ends of the PCR product isolated from the gel were ligated with T4 DNA ligase (NEB). A ligation mixture (10 μL) was used to transform the BL21 strain by electroporation (15).

После трансформации отбирали колонии, выращенные на среде с ампициллином, из них выделяли плазмиды и анализировали с помощью секвенирования последовательности гибридного полипептида. В результате получали рекомбинантную плазмидную ДНК pF267, экспрессирующую проинсулин Лизпро в составе гибридного полипептида.After transformation, the colonies grown on a medium with ampicillin were selected, plasmids were isolated from them and analyzed by sequencing the hybrid polypeptide sequence. As a result, a recombinant plasmid DNA pF267 was obtained, expressing proinsulin Lizpro as part of a hybrid polypeptide.

Пример 5. Определение продуктивности штамма-продуцента гибридного полипептидаExample 5. Determination of the productivity of the hybrid polypeptide producer strain

Индивидуальную колонию клеток штамма E. coli BL21, содержащую рекомбинантную плазмидную ДНК pF265, инокулировали 2 мл LB среды, содержащей ампициллин в концентрации 100 мкг/мл, растили в термошейкере при 37°С в течение 22 часов при перемешивании (170 об./мин). После измерения оптической плотности OD600 ночной культуры засевали 40 мл жидкой среды LB, содержащей 100 мкг/мл ампициллина (ODстартовая600 = 0,1) и растили 1-2 часа при 37°С на шэйкере-инкубаторе при перемешивании (180 об/мин) до достижения оптической плотности OD600 = (0,8 ± 0,2). 20 мл культуры переносили в другую колбу (контроль без индукции), к оставшимся 20 мл добавляли 10 мкл 1М ИПТГ (изопропил-бета-галактопиранозид) (конечная концентрация ИПТГ - 0,5 мМ). После 4 часов инкубирования на шэйкере-инкубаторе при перемешивании (180 об/мин) клеточные культуры центрифугировали (15 мин, 3000 об/мин), определяли массу влажного осадка клеток, замораживали. Содержание гибридного полипептида в % от массы влажного осадка измеряли методом капиллярного электрофореза.An individual colony of E. coli BL21 cells containing recombinant plasmid DNA pF265 was inoculated with 2 ml of LB medium containing ampicillin at a concentration of 100 μg / ml, grown in a thermal shaker at 37 ° C for 22 hours with stirring (170 rpm) ... After measuring the optical density OD 600 of the overnight culture, 40 ml of liquid LB medium containing 100 μg / ml ampicillin (OD starting 600 = 0.1) were inoculated and grown for 1-2 hours at 37 ° C on an incubator shaker with stirring (180 rpm ) until the optical density reaches OD 600 = (0.8 ± 0.2). 20 ml of culture was transferred to another flask (control without induction), 10 μl of 1M IPTG (isopropyl-beta-galactopyranoside) (final concentration of IPTG - 0.5 mM) was added to the remaining 20 ml. After 4 hours of incubation on an incubator shaker with stirring (180 rpm), the cell cultures were centrifuged (15 min, 3000 rpm), the mass of the wet cell pellet was determined, and frozen. The content of the hybrid polypeptide in% of the wet sediment weight was measured by capillary electrophoresis.

Источники информацииSources of information

1. King H, Aubert RE, Herman WH. Global burden of diabetes, 1995-2025: prevalence, numerical estimates, and projections. Diabetes care. 1998 Sep; 21(9):1414-31. PubMed PMID: 9727886.1. King H, Aubert RE, Herman WH. Global burden of diabetes, 1995-2025: prevalence, numerical estimates, and projections. Diabetes care. 1998 Sep; 21 (9): 1414-31. PubMed PMID: 9727886.

2. Zhang P, Zhang X, Brown J, Vistisen D, Sicree R, Shaw J, et al. Global healthcare expenditure on diabetes for 2010 and 2030. Diabetes research and clinical practice. 2010 Mar; 87(3):293-301. PubMed PMID: 20171754.2. Zhang P, Zhang X, Brown J, Vistisen D, Sicree R, Shaw J, et al. Global healthcare expenditure on diabetes for 2010 and 2030. Diabetes research and clinical practice. 2010 Mar; 87 (3): 293-301. PubMed PMID: 20171754.

3. Meece JD, Campbell RK. Insulin lispro update. The Diabetes educator. 2002 Mar-Apr; 28(2):269-77. PubMed PMID: 11924304.3. Meece JD, Campbell RK. Insulin lispro update. The Diabetes educator. 2002 Mar-Apr; 28 (2): 269-77. PubMed PMID: 11924304.

4. Heller S. Insulin lispro: a useful advance in insulin therapy. Expert opinion on pharmacotherapy. 2003 Aug; 4(8):1407-16. PubMed PMID: 12877647.4. Heller S. Insulin lispro: a useful advance in insulin therapy. Expert opinion on pharmacotherapy. 2003 Aug; 4 (8): 1407-16. PubMed PMID: 12877647.

5. Баирамашвили ДИ. Генноинженерный инсулин человека: успехи и перспективы. Рос хим ж (Ж Рос об-ва им ДИ Менделеева). 2005; XLIX(1):34-45.5. Bairamashvili DI. Genetically engineered human insulin: successes and prospects. Ros chem (Zh Ros about-va im DI Mendeleev). 2005; XLIX (1): 34-45.

6. Berg H, Walter M, Mauch L, Seissler J, Northemann W. Recombinant human preproinsulin. Expression, purification and reaction with insulin autoantibodies in sera from patients with insulin-dependent diabetes mellitus. Journal of immunological methods. 1993 Sep 15; 164(2):221-31. PubMed PMID: 8370928.6. Berg H, Walter M, Mauch L, Seissler J, Northemann W. Recombinant human preproinsulin. Expression, purification and reaction with insulin autoantibodies in sera from patients with insulin-dependent diabetes mellitus. Journal of immunological methods. 1993 Sep 15; 164 (2): 221-31. PubMed PMID: 8370928.

7. Jonasson P, Nilsson J, Samuelsson E, Moks T, Stahl S, Uhlen M. Single-step trypsin cleavage of a fusion protein to obtain human insulin and its C peptide. European journal of biochemistry / FEBS. 1996 Mar 1; 236(2):656-61. PubMed PMID: 8612642.7. Jonasson P, Nilsson J, Samuelsson E, Moks T, Stahl S, Uhlen M. Single-step trypsin cleavage of a fusion protein to obtain human insulin and its C peptide. European journal of biochemistry / FEBS. 1996 Mar 1; 236 (2): 656-61. PubMed PMID: 8612642.

8. Castellanos-Serra LR, Hardy E, Ubieta R, Vispo NS, Fernandez C, Besada V, et al. Expression and folding of an interleukin-2-proinsulin fusion protein and its conversion into insulin by a single step enzymatic removal of the C-peptide and the N-terminal fused sequence. FEBS letters. 1996 Jan 8; 378(2):171-6. PubMed PMID: 8549827.8. Castellanos-Serra LR, Hardy E, Ubieta R, Vispo NS, Fernandez C, Besada V, et al. Expression and folding of an interleukin-2-proinsulin fusion protein and its conversion into insulin by a single step enzymatic removal of the C-peptide and the N-terminal fused sequence. FEBS letters. 1996 Jan 8; 378 (2): 171-6. PubMed PMID: 8549827.

9. Коробко ВГ, Болдырева ЕФ, Шингарова ЛН. Рекомбинантная плазмидная ДНК pPINS07, кодирующая гибридный полипептид, содержащий проинсулин человека, и штамм бактерий Escherichia coli - продуцент гибридного полипептида, содержащего проинсулин человека: Патент РФ №2144957; 1999.9. Korobko VG, Boldyreva EF, Shingarova LN. Recombinant plasmid DNA pPINS07, encoding a hybrid polypeptide containing human proinsulin, and a bacterial strain Escherichia coli, a producer of a hybrid polypeptide containing human proinsulin: RF Patent No. 2144957; 1999.

10. Патрушев ЛИ, Костромина ТИ, Баирамашвили ДИ, Мирошников АИ, Рекомбинантная плазмидная ДНК pLP-3.1, кодирующая полипептид проинсулина Lispro человека, и штамм бактерий Escherichia coli pLP-3.1/TG1 - продуцент рекомбинантного проинсулина Lispro2003.10. Patrushev LI, Kostromina TI, Bairamashvili DI, Miroshnikov AI, Recombinant plasmid DNA pLP-3.1 encoding human proinsulin Lispro polypeptide, and Escherichia coli bacterial strain pLP-3.1 / TG1 - producer of recombinant proinsulin Lispro2003.

11. Шматченко ВВ, Шматченко НА, Байдусь АН. Рекомбинантная плазмидная ДНК pHINS11, кодирующая гибридный белок - предшественник инсулина человека, клетка Escherichia coli, трансформированная рекомбинантной плазмидной ДНК pPHINS11, штамм бактерий Escherichia coli JM109/pHINS11 - продуцент гибридного белка - предшественника инсулина человека и способ получения инсулина человека2006. Available from: http://bd.patent.su/2263000-2263999/pat/servl/servletc85e.html.11. Shmatchenko VV, Shmatchenko NA, Baidus AN. Recombinant plasmid DNA pHINS11, encoding fusion protein - human insulin precursor, Escherichia coli cell transformed with recombinant plasmid DNA pPHINS11, bacterial strain Escherichia coli JM109 / pHINS11 - producer of fusion protein - human insulin precursor and a method for producing human insulin 2006. Available from: http://bd.patent.su/2263000-2263999/pat/servl/servletc85e.html.

12. Шматченко ВВ, Рекомбинантная плазмидная днк philp07, кодирующая гибридный белок с проинсулином lispro человека, клетка escherichia coli, трансформированная рекомбинантной плазмидной днк philp07, и штамм бактерий escherichia coli jm109/philp07-продуцент гибридного белка с проинсулином lispro человека 2013.12. Shmatchenko VV, Recombinant plasmid DNA philp07 encoding a fusion protein with human lispro proinsulin, escherichia coli cell transformed with recombinant plasmid DNA philp07, and bacterial strain escherichia coli jm109 / 2013 philp07-human producer of fusion protein with proine.

13. Bolivar F, Rodriguez RL, Greene PJ, Betlach MC, Heyneker HL, Boyer HW, et al. Construction and characterization of new cloning vehicles. II. A multipurpose cloning system. Gene. 1977; 2(2):95-113. PubMed PMID: 344137. Epub 1977/01/01.13. Bolivar F, Rodriguez RL, Greene PJ, Betlach MC, Heyneker HL, Boyer HW, et al. Construction and characterization of new cloning vehicles. II. A multipurpose cloning system. Gene. 1977; 2 (2): 95-113. PubMed PMID: 344137. Epub 1977/01/01.

14. de Boer HA, Comstock LJ, Vasser M. The tac promoter: a functional hybrid derived from the trp and lac promoters. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 1983 Jan;80(1):21-5. PubMed PMID: 6337371.14.de Boer HA, Comstock LJ, Vasser M. The tac promoter: a functional hybrid derived from the trp and lac promoters. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 1983 Jan; 80 (1): 21-5. PubMed PMID: 6337371.

15. Lessard JC. Transformation of E. coli via electroporation. Methods in enzymology. 2013;529:321-7. PubMed PMID: 24011058. Epub 2013/09/10.15. Lessard JC. Transformation of E. coli via electroporation. Methods in enzymology. 2013; 529: 321-7. PubMed PMID: 24011058. Epub 2013/09/10.

--->--->

ПЕРЕЧЕНЬ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙLIST OF SEQUENCES

<110> ZakrytoeAktsionernoeObshchestvo "FARM-Kholding"<110> ZakrytoeAktsionernoeObshchestvo "FARM-Kholding"

<120> Recombinant Plasmid DNA pF267 encoding Hybrid polypeptide comprising lispro proinsulin, and lispro proinsulin- comprising hybrid polypeptide producer bacterial strain Escherichia coli <120> Recombinant Plasmid DNA pF267 encoding Hybrid polypeptide comprising lispro proinsulin, and lispro proinsulin- hybrid polypeptide producer bacterial strain Escherichia coli

<140> RU 2019116104<140> RU 2019116104

<141> 2019-05-23<141> 2019-05-23

<160> 1<160> 1

<210> 1<210> 1

<211> 10<211> 10

<212> PRT<212> PRT

<213> E. coli<213> E. coli

<400> 1<400> 1

GlyHisHisHisHisHisHisGlySerArgGlyHisHisHisHisHisHisGlySerArg

<210> 2<210> 2

<211> 11<211> 11

<212> PRT<212> PRT

<213> E. coli<213> E. coli

<400> 2<400> 2

HisProGlySerHisHisHisHisGlySerArgHisProGlySerHisHisHisHisGlySerArg

<210> 3<210> 3

<211> 9<211> 9

<212> PRT<212> PRT

<213> E. coli<213> E. coli

<400> 3<400> 3

MetLeuTyrTyrGluGlyLeuGlnAspMetLeuTyrTyrGluGlyLeuGlnAsp

<210> 4<210> 4

<211> 9<211> 9

<212> PRT<212> PRT

<213> E. coli<213> E. coli

<400> 4<400> 4

HisHisHisHisHisHisGlySerArgHisHisHisHisHisHisGlySerArg

<210> 5<210> 5

<211> 8<211> 8

<212> PRT<212> PRT

<213> E. coli<213> E. coli

<400> 5<400> 5

LeuTyrTyrGluGlyLeuGlnAspLeuTyrTyrGluGlyLeuGlnAsp

<210> 6<210> 6

<211> 53<211> 53

<212> DNA<212> DNA

<213> E. coli<213> E. coli

<400> 6<400> 6

ccaacgtaacagatct 16ccaacgtaacagatct 16

aacagctcgaactcgag 17aacagctcgaactcgag 17

ttgaagacgaaagggcctcg 20ttgaagacgaaagggcctcg 20

<210> 7<210> 7

<211> 37<211> 37

<212> DNA<212> DNA

<213> E. coli<213> E. coli

<400> 7<400> 7

ccaaccgtaacagatct 17 ccaaccgtaacagatct 17

ctgtggaacacctacatctg 20ctgtggaacacctacatctg 20

<210> 8<210> 8

<211> 79<211> 79

<212> DNA<212> DNA

<213> E. coli<213> E. coli

<400> 8<400> 8

tcaacgtaacgaattct 17tcaacgtaacgaattct 17

atgctgtattatgaaggcctgcaggacggcagcagccaccac 42atgctgtattatgaaggcctgcaggacggcagcagccaccac 42

catcatcatcatggatcccg 20catcatcatcatggatcccg 20

<210> 9<210> 9

<211> 20<211> 20

<212> DNA<212> DNA

<213> E. coli<213> E. coli

<400> 9<400> 9

cgtggtatcgttgaacagtgcgtggtatcgttgaacagtg

<210> 10<210> 10

<211> 20<211> 20

<212> DNA<212> DNA

<213> E. coli<213> E. coli

<400> 10<400> 10

ctgcagagaaccttccagagctgcagagaaccttccagag

<210> 11<210> 11

<211> 25<211> 25

<212> DNA<212> DNA

<213> E. coli<213> E. coli

<400> 11<400> 11

aagccgacccgtcgtgaagctgaagaagccgacccgtcgtgaagctgaag

<210> 12<210> 12

<211> 21<211> 21

<212> DNA<212> DNA

<213> E. coli<213> E. coli

<400> 12<400> 12

ggtgtagaagaaaccacgttcggtgtagaagaaaccacgttc

<210> 13<210> 13

<211> 720<211> 720

<212> DNA<212> DNA

<213> E. coli<213> E. coli

<400> 13<400> 13

tttgtttaactttaagaaggagagaattctatgctgtattatgaa 45tttgtttaactttaagaaggagagaattct atg ctgtattatgaa 45

aaacaaattgaaattcttcctctcttaagatacgacataatactt 45aaacaaattgaaattcttcctctcttaagatacgacataatactt 45

ggcctgcaggacggcagcagccaccaccatcatcatcatggatcc 45ggcctgcaggacggcagcagccaccaccatcatcatcatggatcc 45

ccggacgtcctgccgtcgtcggtggtggtagtagtagtacctagg 45ccggacgtcctgccgtcgtcggtggtggtagtagtagtacctagg 45

cgttttgttaaccaacacctgtgcggttctcacctggttgaagct 45cgttttgttaaccaacacctgtgcggttctcacctggttgaagct 45

gcaaaacaattggttgtggacacgccaagagtggaccaacttcga 45gcaaaacaattggttgtggacacgccaagagtggaccaacttcga 45

ctgtacctggtttgcggtgaacgtggtttcttctacaccaagccg 45ctgtacctggtttgcggtgaacgtggtttcttctacaccaagccg 45

gacatggaccaaacgccacttgcaccaaagaagatgtggttcggc 45gacatggaccaaacgccacttgcaccaaagaagatgtggttcggc 45

acccgtcgtgaagctgaagacctgcaggttggtcaggttgaactg 45acccgtcgtgaagctgaagacctgcaggttggtcaggttgaactg 45

tgggcagcacttcgacttctggacgtccaaccagtccaacttgac 45tgggcagcacttcgacttctggacgtccaaccagtccaacttgac 45

ggtggtggtccgggtgctggtagcctgcaaccgctggctctggaa 45ggtggtggtccgggtgctggtagcctgcaaccgctggctctggaa 45

ccaccaccaggcccacgaccatcggacgttggcgaccgagacctt 45ccaccaccaggcccacgaccatcggacgttggcgaccgagacctt 45

ggttctctgcagcgtggtatcgttgaacagtgctgcacctctatc 45ggttctctgcagcgtggtatcgttgaacagtgctgcacctctatc 45

ccaagagacgtcgcaccatagcaacttgtcacgacgtggagatag 45ccaagagacgtcgcaccatagcaacttgtcacgacgtggagatag 45

tgctctctgtaccagctggaaaactactgcaactagtaagcttag 45tgctctctgtaccagctggaaaactactgcaac tagtaa gcttag 45

acgagagacatggtcgaccttttgatgacgttgatcattcgaatc 45acgagagacatggtcgaccttttgatgacgttgatcattcgaatc 45

<210> 14<210> 14

<211> 106<211> 106

<212> PRT<212> PRT

<213> E. coli<213> E. coli

<400> 14<400> 14

MetLeuTyrTyrGlu5MetLeuTyrTyrGlu5

GlyLeuGlnAspGlySerSerHisHisHisHisHisHisGlySer15GlyLeuGlnAspGlySerSerHisHisHisHisHisHisGlySer15

ArgPheValAsnGlnHisLeuCysGlySerHisLeuValGluAla15ArgPheValAsnGlnHisLeuCysGlySerHisLeuValGluAla15

LeuTyrLeuValCysGlyGluArgGlyPhePheTyrThrLysPro 15LeuTyrLeuValCysGlyGluArgGlyPhePheTyrThrLysPro 15

ThrArgArgGluAlaGluAspLeuGlnValGlyGlnValGluLeu 15ThrArgArgGluAlaGluAspLeuGlnValGlyGlnValGluLeu 15

GlyGlyGlyProGlyAlaGlySerLeuGlnProLeuAlaLeuGlu 15GlyGlyGlyProGlyAlaGlySerLeuGlnProLeuAlaLeuGlu 15

GlySerLeuGlnArgGlyIleValGluGlnCysCysThrSerIle 15GlySerLeuGlnArgGlyIleValGluGlnCysCysThrSerIle 15

CysSerLeuTyrGlnLeuGluAsnTyrCysAsn11CysSerLeuTyrGlnLeuGluAsnTyrCysAsn11

<---<---

Claims (11)

1. Рекомбинантная плазмидная ДНК pF267 для экспрессии в Escherichia coli проинсулина лизпро человека в составе гибридного полипептида, имеющая карту плазмиды как показано на Фиг. 7, с молекулярной массой 1,4 МДа (4537 п.о.),1. Recombinant plasmid DNA pF267 for expression in Escherichia coli of human lispro proinsulin as part of a hybrid polypeptide having a plasmid map as shown in FIG. 7, with a molecular weight of 1.4 MDa (4537 bp), кодирующая гибридный полипептид, в котором последовательность фрагмента человеческого белка HGS, субстрата тирозин киназы, соединена через пептидный линкер GlyHis6GlySerArg с аминокислотной последовательностью проинсулина лизпро, с аргинином в качестве сайта протеолиза между С-пептидом и цепью А, включающий аминокислотную последовательность SEQ ID NO: 14, encoding a hybrid polypeptide, in which the sequence of a fragment of the human protein HGS, a substrate of tyrosine kinase, is connected through a peptide linker GlyHis6GlySerArg with the amino acid sequence of proinsulin lispro, with arginine as a proteolysis site between the C-peptide and chain A, comprising the amino acid sequence SEQ ID NO: 14, при этом плазмидная ДНК pF267 содержит:while plasmid DNA pF267 contains: - BglII/XhoI фрагмент плазмиды pBR322, включающий ген β-лактамазы (bla), определяющий устойчивость бактериальных клеток к ампициллину; - BglII / XhoI fragment of plasmid pBR322, including the β-lactamase gene (bla), which determines the resistance of bacterial cells to ampicillin; - участок инициации репликации (ori); - replication initiation site (ori); - ROP ген, регулирующий копийность плазмиды; - ROP gene regulating the copy number of the plasmid; - XhoI/EcoRI фрагмент, представляющий собой гибридный Tac-промотор транскрипции; - XhoI / EcoRI fragment, which is a hybrid Tac transcription promoter; - EcoRI/HindIII фрагмент, содержащий искусственный ген, в котором нуклеотидная последовательность соответствует SEQ ID NO:13; - EcoRI / HindIII fragment containing an artificial gene, in which the nucleotide sequence corresponds to SEQ ID NO: 13; - HindIII/BglII фрагмент, содержащий терминатор оперона рибосомальных РНК rrnB, транскрипционный репрессор LacI, регулирующий транскрипцию Tac-промотора, уникальные сайты узнавания рестрикционными эндонуклеазами со следующими координатами: EcoRI- 115, BamHI – 176, SpeI – 438, HindIII – 444, BglII – 1872, NdeI – 2476, AatII– 4468.- HindIII / BglII fragment containing the terminator of the ribosomal RNA operon rrnB, transcriptional repressor LacI, which regulates transcription of the Tac promoter, unique recognition sites by restriction endonucleases with the following coordinates: EcoRI-115, BamHI-176, SpeI-438, HindlII-444, 1872, NdeI - 2476, AatII - 4468. 2. Штамм Escherichia coli BL21/pF267 - продуцент гибридного полипептида с последовательностью проинсулина лизпро, при этом штамм получен путем трансформации клеток штамма E. coli BL21 рекомбинантной плазмидной ДНК pF267 по п. 1.2. The Escherichia coli BL21 / pF267 strain is a producer of a hybrid polypeptide with the proinsulin lispro sequence, the strain obtained by transforming the cells of the E. coli BL21 strain with the recombinant plasmid DNA pF267 according to claim 1. 3. Гибридный полипептид проинсулина лизпро человека, в котором последовательность MetLeuTyrTyrGluGlyLeuGlnAsp фрагмента человеческого белка HGS, субстрата тирозин-киназы, соединена через пептидный линкер с последовательностью GlyHis6GlySerArg с аминокислотной последовательностью проинсулина лизпро, с аргинином в качестве сайта протеолиза между С-пептидом и цепью А, включающий аминокислотную последовательность SEQ ID NO: 14.3. Hybrid polypeptide of human proinsulin lispro, in which the sequence MetLeuTyrTyrGluGlyLeuGlnAsp of the fragment of human HGS protein, a substrate of tyrosine kinase, is connected through a peptide linker with the sequence GlyHis6GlySerArg with the amino acid sequence of the proinsulin lyspro site with the amino acid sequence of the proinsulin lyspro site and the amino acid sequence of the site with arulinine lyspro as a peptide chain, including the proinsulin lyspro peptide chain as a peptide amino acid sequence of SEQ ID NO: 14.
RU2019116104A 2019-05-24 2019-05-24 Recombinant plasmid dna pf267 coding hybrid polypeptide containing proinsulin lisprum, and a strain of bacteria escherichia coli - producer of hybrid polypeptide containing proinsulin lispro RU2729357C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019116104A RU2729357C1 (en) 2019-05-24 2019-05-24 Recombinant plasmid dna pf267 coding hybrid polypeptide containing proinsulin lisprum, and a strain of bacteria escherichia coli - producer of hybrid polypeptide containing proinsulin lispro

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019116104A RU2729357C1 (en) 2019-05-24 2019-05-24 Recombinant plasmid dna pf267 coding hybrid polypeptide containing proinsulin lisprum, and a strain of bacteria escherichia coli - producer of hybrid polypeptide containing proinsulin lispro

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2729357C1 true RU2729357C1 (en) 2020-08-06

Family

ID=72086013

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019116104A RU2729357C1 (en) 2019-05-24 2019-05-24 Recombinant plasmid dna pf267 coding hybrid polypeptide containing proinsulin lisprum, and a strain of bacteria escherichia coli - producer of hybrid polypeptide containing proinsulin lispro

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2729357C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2144957C1 (en) * 1999-02-26 2000-01-27 Институт биоорганической химии им.М.М.Шемякина и Ю.А.Овчинникова РАН Recombinant plasmid dna ppins07 encoding fused polypeptide containing human proinsulin and strain of bacterium escherichia coli - producer of fused polypeptide containing human proinsulin
RU2235776C1 (en) * 2003-03-17 2004-09-10 Институт биоорганической химии им. академиков М.М.Шемякина и Ю.А.Овчинникова РАН Recombinant plasmid dna plp-3-1 encoding human polypeptide of proinsulin lyspro and strain of bacterium escherichia coli plp-3-1/tg-1 as producer of recombinant proinsulin lyspro
RU2354702C2 (en) * 2006-10-25 2009-05-10 ОАО "Национальные биотехнологии" RECOMBINANT PLASMID DNA pHINS11 CODING HYBRID PROTEIN-HUMAN INSULIN PRECURSOR, Escherichia coli CELL, TRANSFORMED WITH RECOMBINANT PLASMID DNA pHINS11, Escherichia coli BACTERIA STRAIN JM109/pHINS11 - PRODUCER OF HYBRID PROTEIN-HUMAN INSULIN PRECURSOR, AND METHOD OF OBTAINING HUMAN INSULIN

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2144957C1 (en) * 1999-02-26 2000-01-27 Институт биоорганической химии им.М.М.Шемякина и Ю.А.Овчинникова РАН Recombinant plasmid dna ppins07 encoding fused polypeptide containing human proinsulin and strain of bacterium escherichia coli - producer of fused polypeptide containing human proinsulin
RU2235776C1 (en) * 2003-03-17 2004-09-10 Институт биоорганической химии им. академиков М.М.Шемякина и Ю.А.Овчинникова РАН Recombinant plasmid dna plp-3-1 encoding human polypeptide of proinsulin lyspro and strain of bacterium escherichia coli plp-3-1/tg-1 as producer of recombinant proinsulin lyspro
RU2354702C2 (en) * 2006-10-25 2009-05-10 ОАО "Национальные биотехнологии" RECOMBINANT PLASMID DNA pHINS11 CODING HYBRID PROTEIN-HUMAN INSULIN PRECURSOR, Escherichia coli CELL, TRANSFORMED WITH RECOMBINANT PLASMID DNA pHINS11, Escherichia coli BACTERIA STRAIN JM109/pHINS11 - PRODUCER OF HYBRID PROTEIN-HUMAN INSULIN PRECURSOR, AND METHOD OF OBTAINING HUMAN INSULIN

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Winter et al. Increased production of human proinsulin in the periplasmic space of Escherichia coli by fusion to DsbA
KR100823463B1 (en) C-peptide for improved production of insulin and insulin homologues
KR960002869B1 (en) Improvement of the secretion yield of proteins with a disulfide bridge
NZ199391A (en) Chimeric polypeptides comprising a proinsulin sequence,and preparation by recombinant dna technique;production of human insulin
ES2279510T5 (en) HUMAN INSULIN GENERATION.
CN112584853B (en) Structure of novel insulin aspart and method for preparing insulin aspart
US20160168226A1 (en) Process for production of insulin and insulin analogues
WO2022052368A1 (en) Novel proinsulin glargine and method for preparing insulin glargine therefrom
Ray et al. Production of salmon calcitonin by direct expression of a glycine-extended precursor in Escherichia coli
CN101220092B (en) Structural analogue of human keratinocyte growth factor-1, its production method and application
RU2729381C1 (en) Recombinant plasmid dna pf644 coding hybrid polypeptide containing proinsulin glargine, and bacterial strain escherichia coli - producer of hybrid polypeptide containing proinsulin glargine
RU2729357C1 (en) Recombinant plasmid dna pf267 coding hybrid polypeptide containing proinsulin lisprum, and a strain of bacteria escherichia coli - producer of hybrid polypeptide containing proinsulin lispro
RU2144957C1 (en) Recombinant plasmid dna ppins07 encoding fused polypeptide containing human proinsulin and strain of bacterium escherichia coli - producer of fused polypeptide containing human proinsulin
RU2728611C1 (en) Recombinant plasmid dna pf265 coding hybrid polypeptide containing human proinsulin, and bacterial strain escherichia coli - producer of hybrid polypeptide containing human proinsulin
US20210230659A1 (en) Leader Sequence for Higher Expression of Recombinant Proteins
RU2729353C1 (en) Recombinant plasmid dna pf646 coding hybrid polypeptide containing proinsulin aspart, and strain of bacteria escherichia coli - producer of hybrid polypeptide containing proinsulin aspart
KR100368073B1 (en) Preparation of Peptides by Use of Human Glucagon Sequence as a Fusion Expression Partner
RU2447149C1 (en) RECOMBINANT PLASMID DNA pMSIN4, CODING HYBRIDE POLYPEPTIDE - HUMAN INSULIN PRECURSOR, BL21(DE3)VpMSIN4-PRODUCER STRAIN OF RECOMBINANT HUMAN INSULIN, METHOD FOR PRODUCING RECOMBINANT HUMAN INSULIN
US20110117600A1 (en) Process for obtaining aspart insulin using a pichia pastoris yeast strain
RU2729737C1 (en) Recombinant plasmid dna of pf882, which codes hybrid polypeptide containing b30-desthreonine-insulin, and strain of bacteria escherichia coli - producer of hybrid polypeptide containing 30-desthreonine-insulin
CN114933658B (en) Short peptide element and application method thereof
US10465220B2 (en) Expression process
CN101223275B (en) Method for extracellular production of target protein through co-expression of OmpF and target protein
RU2325440C1 (en) RECOMBINANT PLASMID DNA pGG-1 CODING POLYPEPTIDE OF HUMAN PROINSULIN GLARGIN AND STRAIN OF BACTERIA ESCHERICHIA COLI BGG18-PRODUCER OF RECOMBINANT PROINSULIN GLARGIN
RU2376368C2 (en) STRAIN OF BACTERIA Escherichia coli JM109/pHINS21 - PRODUCER OF HYBRID PROTEIN WITH HUMAN PROINSULIN AND METHOD FOR PRODUCTION OF HUMAN PROINSULIN

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20210316