BG60508B2 - Dna sequences encoding erythropoietin - Google Patents
Dna sequences encoding erythropoietin Download PDFInfo
- Publication number
- BG60508B2 BG60508B2 BG096060A BG9606092A BG60508B2 BG 60508 B2 BG60508 B2 BG 60508B2 BG 096060 A BG096060 A BG 096060A BG 9606092 A BG9606092 A BG 9606092A BG 60508 B2 BG60508 B2 BG 60508B2
- Authority
- BG
- Bulgaria
- Prior art keywords
- dna
- epo
- dna sequence
- erythropoietin
- cells
- Prior art date
Links
- OXCMYAYHXIHQOA-UHFFFAOYSA-N potassium;[2-butyl-5-chloro-3-[[4-[2-(1,2,4-triaza-3-azanidacyclopenta-1,4-dien-5-yl)phenyl]phenyl]methyl]imidazol-4-yl]methanol Chemical compound [K+].CCCCC1=NC(Cl)=C(CO)N1CC1=CC=C(C=2C(=CC=CC=2)C2=N[N-]N=N2)C=C1 OXCMYAYHXIHQOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 220
- 229940105423 erythropoietin Drugs 0.000 title claims abstract description 97
- 108090000394 Erythropoietin Proteins 0.000 title claims abstract description 96
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 title claims abstract description 96
- 102000003951 Erythropoietin Human genes 0.000 title claims abstract description 94
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims abstract description 150
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 claims abstract description 80
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 claims abstract description 80
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 claims abstract description 80
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 claims abstract description 74
- 239000013612 plasmid Substances 0.000 claims abstract description 59
- 241000282693 Cercopithecidae Species 0.000 claims abstract description 52
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 37
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 claims abstract description 25
- 210000003743 erythrocyte Anatomy 0.000 claims abstract description 13
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 claims description 125
- 102000053602 DNA Human genes 0.000 claims description 122
- 101000987586 Homo sapiens Eosinophil peroxidase Proteins 0.000 claims description 63
- 102000044890 human EPO Human genes 0.000 claims description 61
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 54
- 239000002299 complementary DNA Substances 0.000 claims description 53
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 claims description 28
- 108020004705 Codon Proteins 0.000 claims description 23
- 101000920686 Homo sapiens Erythropoietin Proteins 0.000 claims description 21
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 20
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 12
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 12
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 10
- 210000004978 chinese hamster ovary cell Anatomy 0.000 claims description 9
- 210000005253 yeast cell Anatomy 0.000 claims description 6
- 230000034659 glycolysis Effects 0.000 claims description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 108020005202 Viral DNA Proteins 0.000 claims description 4
- 108020004682 Single-Stranded DNA Proteins 0.000 claims description 3
- 108010054147 Hemoglobins Proteins 0.000 claims description 2
- 102000001554 Hemoglobins Human genes 0.000 claims description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000003550 marker Substances 0.000 claims description 2
- 210000001995 reticulocyte Anatomy 0.000 claims description 2
- 108700026244 Open Reading Frames Proteins 0.000 claims 4
- 125000003275 alpha amino acid group Chemical group 0.000 claims 1
- 210000002798 bone marrow cell Anatomy 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 103
- 238000011282 treatment Methods 0.000 abstract description 18
- 208000007502 anemia Diseases 0.000 abstract description 11
- 239000013604 expression vector Substances 0.000 abstract description 10
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 abstract description 6
- 206010021143 Hypoxia Diseases 0.000 abstract description 5
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 abstract description 3
- 230000007954 hypoxia Effects 0.000 abstract description 3
- 108020004511 Recombinant DNA Proteins 0.000 abstract description 2
- 102100031939 Erythropoietin Human genes 0.000 description 120
- 238000007745 plasma electrolytic oxidation reaction Methods 0.000 description 118
- 108010092408 Eosinophil Peroxidase Proteins 0.000 description 115
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 98
- 239000000047 product Substances 0.000 description 82
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 61
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 51
- 238000009396 hybridization Methods 0.000 description 49
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 46
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 32
- 101100007328 Cocos nucifera COS-1 gene Proteins 0.000 description 29
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 description 29
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 description 29
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 27
- 108020004999 messenger RNA Proteins 0.000 description 26
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 21
- 238000003127 radioimmunoassay Methods 0.000 description 21
- FBOZXECLQNJBKD-ZDUSSCGKSA-N L-methotrexate Chemical compound C=1N=C2N=C(N)N=C(N)C2=NC=1CN(C)C1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(O)=O)C=C1 FBOZXECLQNJBKD-ZDUSSCGKSA-N 0.000 description 20
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 20
- 229960000485 methotrexate Drugs 0.000 description 20
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 19
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 19
- 229920002477 rna polymer Polymers 0.000 description 19
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 19
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 description 19
- 125000000539 amino acid group Chemical group 0.000 description 18
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 18
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 18
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 17
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 17
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 16
- 235000014680 Saccharomyces cerevisiae Nutrition 0.000 description 16
- 230000001900 immune effect Effects 0.000 description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 description 15
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 15
- 230000003612 virological effect Effects 0.000 description 15
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 14
- 102000040430 polynucleotide Human genes 0.000 description 14
- 108091033319 polynucleotide Proteins 0.000 description 14
- 239000002157 polynucleotide Substances 0.000 description 14
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 14
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 13
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 13
- 239000012531 culture fluid Substances 0.000 description 13
- 108091034117 Oligonucleotide Proteins 0.000 description 12
- 108010022394 Threonine synthase Proteins 0.000 description 12
- 238000011161 development Methods 0.000 description 12
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 12
- 210000004962 mammalian cell Anatomy 0.000 description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 description 12
- 101150002621 EPO gene Proteins 0.000 description 11
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 11
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 10
- 230000027455 binding Effects 0.000 description 10
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 10
- FDGQSTZJBFJUBT-UHFFFAOYSA-N hypoxanthine Chemical compound O=C1NC=NC2=C1NC=N2 FDGQSTZJBFJUBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 10
- 230000010076 replication Effects 0.000 description 10
- 108091008146 restriction endonucleases Proteins 0.000 description 10
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 9
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 9
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 9
- 108020005187 Oligonucleotide Probes Proteins 0.000 description 9
- JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N [3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-hydroxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methyl [5-(6-aminopurin-9-yl)-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-yl] hydrogen phosphate Polymers Cc1cn(C2CC(OP(O)(=O)OCC3OC(CC3OP(O)(=O)OCC3OC(CC3O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)C(COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3CO)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)O2)c(=O)[nH]c1=O JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 9
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 9
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 9
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 9
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 9
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 9
- 102000004419 dihydrofolate reductase Human genes 0.000 description 9
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 9
- 239000002751 oligonucleotide probe Substances 0.000 description 9
- 230000014616 translation Effects 0.000 description 9
- IQFYYKKMVGJFEH-XLPZGREQSA-N Thymidine Chemical compound O=C1NC(=O)C(C)=CN1[C@@H]1O[C@H](CO)[C@@H](O)C1 IQFYYKKMVGJFEH-XLPZGREQSA-N 0.000 description 8
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 8
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 8
- 230000004044 response Effects 0.000 description 8
- 108091029865 Exogenous DNA Proteins 0.000 description 7
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 7
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 7
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000010188 recombinant method Methods 0.000 description 7
- 241000894007 species Species 0.000 description 7
- 238000013518 transcription Methods 0.000 description 7
- 230000035897 transcription Effects 0.000 description 7
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 7
- KDCGOANMDULRCW-UHFFFAOYSA-N 7H-purine Chemical compound N1=CNC2=NC=NC2=C1 KDCGOANMDULRCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 101100333654 Homo sapiens EPO gene Proteins 0.000 description 6
- 241000124008 Mammalia Species 0.000 description 6
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 6
- 201000000760 cerebral cavernous malformation Diseases 0.000 description 6
- OPTASPLRGRRNAP-UHFFFAOYSA-N cytosine Chemical compound NC=1C=CNC(=O)N=1 OPTASPLRGRRNAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 6
- UYTPUPDQBNUYGX-UHFFFAOYSA-N guanine Chemical compound O=C1NC(N)=NC2=C1N=CN2 UYTPUPDQBNUYGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- RWQNBRDOKXIBIV-UHFFFAOYSA-N thymine Chemical compound CC1=CNC(=O)NC1=O RWQNBRDOKXIBIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 5
- 102000003886 Glycoproteins Human genes 0.000 description 5
- 108090000288 Glycoproteins Proteins 0.000 description 5
- 241000699670 Mus sp. Species 0.000 description 5
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 5
- 238000012217 deletion Methods 0.000 description 5
- 230000037430 deletion Effects 0.000 description 5
- 230000010437 erythropoiesis Effects 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 5
- 229960002743 glutamine Drugs 0.000 description 5
- 238000005534 hematocrit Methods 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 5
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 5
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 5
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 5
- 238000011160 research Methods 0.000 description 5
- 239000012679 serum free medium Substances 0.000 description 5
- 239000004017 serum-free culture medium Substances 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 5
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 5
- DWRXFEITVBNRMK-UHFFFAOYSA-N Beta-D-1-Arabinofuranosylthymine Natural products O=C1NC(=O)C(C)=CN1C1C(O)C(O)C(CO)O1 DWRXFEITVBNRMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 101150074155 DHFR gene Proteins 0.000 description 4
- 238000001712 DNA sequencing Methods 0.000 description 4
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZDXPYRJPNDTMRX-VKHMYHEASA-N L-glutamine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(N)=O ZDXPYRJPNDTMRX-VKHMYHEASA-N 0.000 description 4
- 238000012300 Sequence Analysis Methods 0.000 description 4
- IXKSXJFAGXLQOQ-XISFHERQSA-N WHWLQLKPGQPMY Chemical compound C([C@@H](C(=O)N[C@@H](CC=1C2=CC=CC=C2NC=1)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N1CCC[C@H]1C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CC(O)=O)C(=O)N1CCC[C@H]1C(=O)N[C@@H](CCSC)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC(O)=CC=1)C(O)=O)NC(=O)[C@@H](N)CC=1C2=CC=CC=C2NC=1)C1=CNC=N1 IXKSXJFAGXLQOQ-XISFHERQSA-N 0.000 description 4
- 229960000723 ampicillin Drugs 0.000 description 4
- AVKUERGKIZMTKX-NJBDSQKTSA-N ampicillin Chemical compound C1([C@@H](N)C(=O)N[C@H]2[C@H]3SC([C@@H](N3C2=O)C(O)=O)(C)C)=CC=CC=C1 AVKUERGKIZMTKX-NJBDSQKTSA-N 0.000 description 4
- 239000000427 antigen Substances 0.000 description 4
- 230000000890 antigenic effect Effects 0.000 description 4
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 description 4
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 description 4
- IQFYYKKMVGJFEH-UHFFFAOYSA-N beta-L-thymidine Natural products O=C1NC(=O)C(C)=CN1C1OC(CO)C(O)C1 IQFYYKKMVGJFEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000003636 conditioned culture medium Substances 0.000 description 4
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- LOKCTEFSRHRXRJ-UHFFFAOYSA-I dipotassium trisodium dihydrogen phosphate hydrogen phosphate dichloride Chemical compound P(=O)(O)(O)[O-].[K+].P(=O)(O)([O-])[O-].[Na+].[Na+].[Cl-].[K+].[Cl-].[Na+] LOKCTEFSRHRXRJ-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 4
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 4
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 4
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 4
- 230000028993 immune response Effects 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 238000000099 in vitro assay Methods 0.000 description 4
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 4
- 229930182817 methionine Natural products 0.000 description 4
- 125000001360 methionine group Chemical group N[C@@H](CCSC)C(=O)* 0.000 description 4
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 4
- 239000002953 phosphate buffered saline Substances 0.000 description 4
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 4
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 4
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 4
- 229940104230 thymidine Drugs 0.000 description 4
- 229930024421 Adenine Natural products 0.000 description 3
- GFFGJBXGBJISGV-UHFFFAOYSA-N Adenine Chemical compound NC1=NC=NC2=C1N=CN2 GFFGJBXGBJISGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 108091026890 Coding region Proteins 0.000 description 3
- 239000006144 Dulbecco’s modified Eagle's medium Substances 0.000 description 3
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N L-alanine Chemical compound C[C@H](N)C(O)=O QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N 0.000 description 3
- 229930182816 L-glutamine Natural products 0.000 description 3
- FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N L-methionine Chemical compound CSCC[C@H](N)C(O)=O FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000283973 Oryctolagus cuniculus Species 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 3
- -1 [Asn 2 Chemical class 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 229960000643 adenine Drugs 0.000 description 3
- 235000004279 alanine Nutrition 0.000 description 3
- SQVRNKJHWKZAKO-UHFFFAOYSA-N beta-N-Acetyl-D-neuraminic acid Natural products CC(=O)NC1C(O)CC(O)(C(O)=O)OC1C(O)C(O)CO SQVRNKJHWKZAKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 210000001185 bone marrow Anatomy 0.000 description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 229940104302 cytosine Drugs 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 230000007850 degeneration Effects 0.000 description 3
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 3
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 3
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 3
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 3
- 239000003797 essential amino acid Substances 0.000 description 3
- 235000020776 essential amino acid Nutrition 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 229940088597 hormone Drugs 0.000 description 3
- 239000005556 hormone Substances 0.000 description 3
- 238000003018 immunoassay Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- 102000005962 receptors Human genes 0.000 description 3
- 108020003175 receptors Proteins 0.000 description 3
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 3
- 229940113082 thymine Drugs 0.000 description 3
- YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N (+)-Biotin Chemical compound N1C(=O)N[C@@H]2[C@H](CCCCC(=O)O)SC[C@@H]21 YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N 0.000 description 2
- 108091032973 (ribonucleotides)n+m Proteins 0.000 description 2
- 102000040650 (ribonucleotides)n+m Human genes 0.000 description 2
- QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 2-amino-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol;hydron;chloride Chemical compound Cl.OCC(N)(CO)CO QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000032467 Aplastic anaemia Diseases 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 2
- 101100348617 Candida albicans (strain SC5314 / ATCC MYA-2876) NIK1 gene Proteins 0.000 description 2
- 102100024423 Carbonic anhydrase 9 Human genes 0.000 description 2
- 108020004638 Circular DNA Proteins 0.000 description 2
- 241000699802 Cricetulus griseus Species 0.000 description 2
- 108010067770 Endopeptidase K Proteins 0.000 description 2
- 108700007698 Genetic Terminator Regions Proteins 0.000 description 2
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 description 2
- 208000032843 Hemorrhage Diseases 0.000 description 2
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 2
- 101000910338 Homo sapiens Carbonic anhydrase 9 Proteins 0.000 description 2
- UGQMRVRMYYASKQ-UHFFFAOYSA-N Hypoxanthine nucleoside Natural products OC1C(O)C(CO)OC1N1C(NC=NC2=O)=C2N=C1 UGQMRVRMYYASKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102000008070 Interferon-gamma Human genes 0.000 description 2
- 108010074328 Interferon-gamma Proteins 0.000 description 2
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 241001529936 Murinae Species 0.000 description 2
- 241001494479 Pecora Species 0.000 description 2
- 108091005804 Peptidases Proteins 0.000 description 2
- 102000003946 Prolactin Human genes 0.000 description 2
- 108010057464 Prolactin Proteins 0.000 description 2
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CZPWVGJYEJSRLH-UHFFFAOYSA-N Pyrimidine Chemical compound C1=CN=CN=C1 CZPWVGJYEJSRLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102100037486 Reverse transcriptase/ribonuclease H Human genes 0.000 description 2
- 101100007329 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) COS1 gene Proteins 0.000 description 2
- MUMGGOZAMZWBJJ-DYKIIFRCSA-N Testostosterone Chemical compound O=C1CC[C@]2(C)[C@H]3CC[C@](C)([C@H](CC4)O)[C@@H]4[C@@H]3CCC2=C1 MUMGGOZAMZWBJJ-DYKIIFRCSA-N 0.000 description 2
- 241000473945 Theria <moth genus> Species 0.000 description 2
- 108090000631 Trypsin Proteins 0.000 description 2
- 102000004142 Trypsin Human genes 0.000 description 2
- ISAKRJDGNUQOIC-UHFFFAOYSA-N Uracil Chemical compound O=C1C=CNC(=O)N1 ISAKRJDGNUQOIC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000251539 Vertebrata <Metazoa> Species 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 238000001261 affinity purification Methods 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 125000003295 alanine group Chemical group N[C@@H](C)C(=O)* 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 2
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 description 2
- 208000020832 chronic kidney disease Diseases 0.000 description 2
- 208000022831 chronic renal failure syndrome Diseases 0.000 description 2
- 238000010367 cloning Methods 0.000 description 2
- 210000000805 cytoplasm Anatomy 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 2
- 231100000673 dose–response relationship Toxicity 0.000 description 2
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 2
- 238000009585 enzyme analysis Methods 0.000 description 2
- 239000013613 expression plasmid Substances 0.000 description 2
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 2
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 2
- 229940044627 gamma-interferon Drugs 0.000 description 2
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 2
- ZDXPYRJPNDTMRX-UHFFFAOYSA-N glutamine Natural products OC(=O)C(N)CCC(N)=O ZDXPYRJPNDTMRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 2
- 150000002402 hexoses Chemical class 0.000 description 2
- 210000004408 hybridoma Anatomy 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000960 hypophysis hormone Substances 0.000 description 2
- 230000001146 hypoxic effect Effects 0.000 description 2
- 238000005462 in vivo assay Methods 0.000 description 2
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 2
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 2
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 2
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 2
- NPAGDVCDWIYMMC-IZPLOLCNSA-N nandrolone Chemical compound O=C1CC[C@@H]2[C@H]3CC[C@](C)([C@H](CC4)O)[C@@H]4[C@@H]3CCC2=C1 NPAGDVCDWIYMMC-IZPLOLCNSA-N 0.000 description 2
- 229960004719 nandrolone Drugs 0.000 description 2
- 229930014626 natural product Natural products 0.000 description 2
- 239000013642 negative control Substances 0.000 description 2
- 230000009871 nonspecific binding Effects 0.000 description 2
- 239000000813 peptide hormone Substances 0.000 description 2
- 125000002467 phosphate group Chemical group [H]OP(=O)(O[H])O[*] 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 229940097325 prolactin Drugs 0.000 description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 2
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 210000005084 renal tissue Anatomy 0.000 description 2
- 238000010839 reverse transcription Methods 0.000 description 2
- 230000028327 secretion Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- QZAYGJVTTNCVMB-UHFFFAOYSA-N serotonin Chemical compound C1=C(O)C=C2C(CCN)=CNC2=C1 QZAYGJVTTNCVMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013605 shuttle vector Substances 0.000 description 2
- SQVRNKJHWKZAKO-OQPLDHBCSA-N sialic acid Chemical compound CC(=O)N[C@@H]1[C@@H](O)C[C@@](O)(C(O)=O)OC1[C@H](O)[C@H](O)CO SQVRNKJHWKZAKO-OQPLDHBCSA-N 0.000 description 2
- 208000007056 sickle cell anemia Diseases 0.000 description 2
- 238000002741 site-directed mutagenesis Methods 0.000 description 2
- 238000002415 sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis Methods 0.000 description 2
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 2
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 2
- UCSJYZPVAKXKNQ-HZYVHMACSA-N streptomycin Chemical compound CN[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@](C=O)(O)[C@H](C)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](NC(N)=N)[C@H](O)[C@@H](NC(N)=N)[C@H](O)[C@H]1O UCSJYZPVAKXKNQ-HZYVHMACSA-N 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 2
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- 239000012588 trypsin Substances 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 2
- 238000001262 western blot Methods 0.000 description 2
- OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 100676-05-9 Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC1C(O)C(O)C(O)C(OC2C(OC(O)C(O)C2O)CO)O1 OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NVKAWKQGWWIWPM-ABEVXSGRSA-N 17-β-hydroxy-5-α-Androstan-3-one Chemical compound C1C(=O)CC[C@]2(C)[C@H]3CC[C@](C)([C@H](CC4)O)[C@@H]4[C@@H]3CC[C@H]21 NVKAWKQGWWIWPM-ABEVXSGRSA-N 0.000 description 1
- ASJSAQIRZKANQN-CRCLSJGQSA-N 2-deoxy-D-ribose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)CC=O ASJSAQIRZKANQN-CRCLSJGQSA-N 0.000 description 1
- UPXRTVAIJMUAQR-UHFFFAOYSA-N 4-(9h-fluoren-9-ylmethoxycarbonylamino)-1-[(2-methylpropan-2-yl)oxycarbonyl]pyrrolidine-2-carboxylic acid Chemical compound C1C(C(O)=O)N(C(=O)OC(C)(C)C)CC1NC(=O)OCC1C2=CC=CC=C2C2=CC=CC=C21 UPXRTVAIJMUAQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- PHQXWZGXKAFWAZ-ZLIFDBKOSA-N Ala-Trp-Lys Chemical compound C1=CC=C2C(C[C@H](NC(=O)[C@@H](N)C)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(O)=O)=CNC2=C1 PHQXWZGXKAFWAZ-ZLIFDBKOSA-N 0.000 description 1
- RBOBTTLFPRSXKZ-BZSNNMDCSA-N Asn-Phe-Tyr Chemical compound [H]N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CC1=CC=CC=C1)C(=O)N[C@@H](CC1=CC=C(O)C=C1)C(O)=O RBOBTTLFPRSXKZ-BZSNNMDCSA-N 0.000 description 1
- 241000271566 Aves Species 0.000 description 1
- 108091032955 Bacterial small RNA Proteins 0.000 description 1
- 108010017384 Blood Proteins Proteins 0.000 description 1
- 102000004506 Blood Proteins Human genes 0.000 description 1
- 208000019838 Blood disease Diseases 0.000 description 1
- 101000984722 Bos taurus Pancreatic trypsin inhibitor Proteins 0.000 description 1
- 101100455752 Caenorhabditis elegans lys-3 gene Proteins 0.000 description 1
- 102100032392 Circadian-associated transcriptional repressor Human genes 0.000 description 1
- 101710130150 Circadian-associated transcriptional repressor Proteins 0.000 description 1
- 108020004635 Complementary DNA Proteins 0.000 description 1
- 201000003883 Cystic fibrosis Diseases 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N D-mannopyranose Chemical compound OC[C@H]1OC(O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N 0.000 description 1
- HMFHBZSHGGEWLO-SOOFDHNKSA-N D-ribofuranose Chemical compound OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H]1O HMFHBZSHGGEWLO-SOOFDHNKSA-N 0.000 description 1
- 230000004543 DNA replication Effects 0.000 description 1
- 108090000204 Dipeptidase 1 Proteins 0.000 description 1
- 238000002965 ELISA Methods 0.000 description 1
- 102100031780 Endonuclease Human genes 0.000 description 1
- 108010042407 Endonucleases Proteins 0.000 description 1
- 241001524679 Escherichia virus M13 Species 0.000 description 1
- 206010073306 Exposure to radiation Diseases 0.000 description 1
- 241001526050 Fascicularia Species 0.000 description 1
- 241000287227 Fringillidae Species 0.000 description 1
- 208000023661 Haematological disease Diseases 0.000 description 1
- 108010085686 Hemoglobin C Proteins 0.000 description 1
- 208000031220 Hemophilia Diseases 0.000 description 1
- 208000009292 Hemophilia A Diseases 0.000 description 1
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 1
- MDCTVRUPVLZSPG-BQBZGAKWSA-N His-Asp Chemical compound OC(=O)C[C@@H](C(O)=O)NC(=O)[C@@H](N)CC1=CNC=N1 MDCTVRUPVLZSPG-BQBZGAKWSA-N 0.000 description 1
- 101000958041 Homo sapiens Musculin Proteins 0.000 description 1
- 101001104566 Homo sapiens Proteasome assembly chaperone 3 Proteins 0.000 description 1
- 102000003839 Human Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108090000144 Human Proteins Proteins 0.000 description 1
- 102000008100 Human Serum Albumin Human genes 0.000 description 1
- 108091006905 Human Serum Albumin Proteins 0.000 description 1
- 108090000723 Insulin-Like Growth Factor I Proteins 0.000 description 1
- 102000014150 Interferons Human genes 0.000 description 1
- 108010050904 Interferons Proteins 0.000 description 1
- 108091092195 Intron Proteins 0.000 description 1
- HNDVDQJCIGZPNO-YFKPBYRVSA-N L-histidine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CN=CN1 HNDVDQJCIGZPNO-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 1
- 108091036060 Linker DNA Proteins 0.000 description 1
- 239000006137 Luria-Bertani broth Substances 0.000 description 1
- KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N Lysine Natural products NCCCCC(N)C(O)=O KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004472 Lysine Substances 0.000 description 1
- 241000282553 Macaca Species 0.000 description 1
- 241000282567 Macaca fascicularis Species 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N Maltose Natural products O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)OC(O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N 0.000 description 1
- 208000019255 Menstrual disease Diseases 0.000 description 1
- LMKSBGIUPVRHEH-FXQIFTODSA-N Met-Ala-Asn Chemical compound CSCC[C@H](N)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@H](C(O)=O)CC(N)=O LMKSBGIUPVRHEH-FXQIFTODSA-N 0.000 description 1
- ULNXMMYXQKGNPG-LPEHRKFASA-N Met-Ala-Pro Chemical compound C[C@@H](C(=O)N1CCC[C@@H]1C(=O)O)NC(=O)[C@H](CCSC)N ULNXMMYXQKGNPG-LPEHRKFASA-N 0.000 description 1
- 102000016943 Muramidase Human genes 0.000 description 1
- 108010014251 Muramidase Proteins 0.000 description 1
- OVRNDRQMDRJTHS-CBQIKETKSA-N N-Acetyl-D-Galactosamine Chemical compound CC(=O)N[C@H]1[C@@H](O)O[C@H](CO)[C@H](O)[C@@H]1O OVRNDRQMDRJTHS-CBQIKETKSA-N 0.000 description 1
- 108010062010 N-Acetylmuramoyl-L-alanine Amidase Proteins 0.000 description 1
- MBLBDJOUHNCFQT-UHFFFAOYSA-N N-acetyl-D-galactosamine Natural products CC(=O)NC(C=O)C(O)C(O)C(O)CO MBLBDJOUHNCFQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SQVRNKJHWKZAKO-PFQGKNLYSA-N N-acetyl-beta-neuraminic acid Chemical compound CC(=O)N[C@@H]1[C@@H](O)C[C@@](O)(C(O)=O)O[C@H]1[C@H](O)[C@H](O)CO SQVRNKJHWKZAKO-PFQGKNLYSA-N 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 101100395023 Neurospora crassa (strain ATCC 24698 / 74-OR23-1A / CBS 708.71 / DSM 1257 / FGSC 987) his-7 gene Proteins 0.000 description 1
- 108010061100 Nucleoproteins Proteins 0.000 description 1
- 102000011931 Nucleoproteins Human genes 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 102000004316 Oxidoreductases Human genes 0.000 description 1
- 108090000854 Oxidoreductases Proteins 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000282520 Papio Species 0.000 description 1
- 241001504519 Papio ursinus Species 0.000 description 1
- 229930182555 Penicillin Natural products 0.000 description 1
- JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N Penicillin G Chemical compound N([C@H]1[C@H]2SC([C@@H](N2C1=O)C(O)=O)(C)C)C(=O)CC1=CC=CC=C1 JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N 0.000 description 1
- 108010038988 Peptide Hormones Proteins 0.000 description 1
- 102000015731 Peptide Hormones Human genes 0.000 description 1
- 108010021757 Polynucleotide 5'-Hydroxyl-Kinase Proteins 0.000 description 1
- 102000008422 Polynucleotide 5'-hydroxyl-kinase Human genes 0.000 description 1
- 208000005107 Premature Birth Diseases 0.000 description 1
- VCYJKOLZYPYGJV-AVGNSLFASA-N Pro-Arg-Leu Chemical compound [H]N1CCC[C@H]1C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(O)=O VCYJKOLZYPYGJV-AVGNSLFASA-N 0.000 description 1
- VGFFUEVZKRNRHT-ULQDDVLXSA-N Pro-Trp-Glu Chemical compound C1C[C@H](NC1)C(=O)N[C@@H](CC2=CNC3=CC=CC=C32)C(=O)N[C@@H](CCC(=O)O)C(=O)O VGFFUEVZKRNRHT-ULQDDVLXSA-N 0.000 description 1
- 239000004365 Protease Substances 0.000 description 1
- 102100041010 Proteasome assembly chaperone 3 Human genes 0.000 description 1
- 108010076504 Protein Sorting Signals Proteins 0.000 description 1
- 108091034057 RNA (poly(A)) Proteins 0.000 description 1
- PYMYPHUHKUWMLA-LMVFSUKVSA-N Ribose Natural products OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-LMVFSUKVSA-N 0.000 description 1
- 102100030852 Run domain Beclin-1-interacting and cysteine-rich domain-containing protein Human genes 0.000 description 1
- MTCFGRXMJLQNBG-UHFFFAOYSA-N Serine Natural products OCC(N)C(O)=O MTCFGRXMJLQNBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000013738 Sleep Initiation and Maintenance disease Diseases 0.000 description 1
- 102000013275 Somatomedins Human genes 0.000 description 1
- LKAJKIOFIWVMDJ-IYRCEVNGSA-N Stanazolol Chemical compound C([C@@H]1CC[C@H]2[C@@H]3CC[C@@]([C@]3(CC[C@@H]2[C@@]1(C)C1)C)(O)C)C2=C1C=NN2 LKAJKIOFIWVMDJ-IYRCEVNGSA-N 0.000 description 1
- AYFVYJQAPQTCCC-UHFFFAOYSA-N Threonine Natural products CC(O)C(N)C(O)=O AYFVYJQAPQTCCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004473 Threonine Substances 0.000 description 1
- AUYYCJSJGJYCDS-LBPRGKRZSA-N Thyrolar Chemical class IC1=CC(C[C@H](N)C(O)=O)=CC(I)=C1OC1=CC=C(O)C(I)=C1 AUYYCJSJGJYCDS-LBPRGKRZSA-N 0.000 description 1
- 229920004890 Triton X-100 Polymers 0.000 description 1
- 241000269368 Xenopus laevis Species 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 239000000048 adrenergic agonist Substances 0.000 description 1
- 238000005377 adsorption chromatography Methods 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- HMFHBZSHGGEWLO-UHFFFAOYSA-N alpha-D-Furanose-Ribose Natural products OCC1OC(O)C(O)C1O HMFHBZSHGGEWLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003098 androgen Substances 0.000 description 1
- 229940030486 androgens Drugs 0.000 description 1
- 230000008485 antagonism Effects 0.000 description 1
- 239000005557 antagonist Substances 0.000 description 1
- 125000000637 arginyl group Chemical group N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)* 0.000 description 1
- 238000000376 autoradiography Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 208000005980 beta thalassemia Diseases 0.000 description 1
- 102000006635 beta-lactamase Human genes 0.000 description 1
- 238000010364 biochemical engineering Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229960002685 biotin Drugs 0.000 description 1
- 235000020958 biotin Nutrition 0.000 description 1
- 239000011616 biotin Substances 0.000 description 1
- QUXQUIHALSYBKJ-UHFFFAOYSA-N bis(2-methoxycarbonylphenyl) oxalate Chemical compound C(C(=O)OC1=C(C=CC=C1)C(=O)OC)(=O)OC1=C(C=CC=C1)C(=O)OC QUXQUIHALSYBKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
- 210000000601 blood cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000009534 blood test Methods 0.000 description 1
- 230000037396 body weight Effects 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 description 1
- 238000012511 carbohydrate analysis Methods 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000006143 cell culture medium Substances 0.000 description 1
- 230000007910 cell fusion Effects 0.000 description 1
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 1
- 239000013592 cell lysate Substances 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 239000006285 cell suspension Substances 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 230000036755 cellular response Effects 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000002512 chemotherapy Methods 0.000 description 1
- 229960005091 chloramphenicol Drugs 0.000 description 1
- WIIZWVCIJKGZOK-RKDXNWHRSA-N chloramphenicol Chemical compound ClC(Cl)C(=O)N[C@H](CO)[C@H](O)C1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1 WIIZWVCIJKGZOK-RKDXNWHRSA-N 0.000 description 1
- 238000013375 chromatographic separation Methods 0.000 description 1
- 230000002759 chromosomal effect Effects 0.000 description 1
- 210000000349 chromosome Anatomy 0.000 description 1
- 238000004440 column chromatography Methods 0.000 description 1
- 238000010668 complexation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000000287 crude extract Substances 0.000 description 1
- 239000012228 culture supernatant Substances 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000151 cysteine group Chemical group N[C@@H](CS)C(=O)* 0.000 description 1
- 230000001086 cytosolic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000005547 deoxyribonucleotide Substances 0.000 description 1
- 125000002637 deoxyribonucleotide group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 description 1
- OZRNSSUDZOLUSN-LBPRGKRZSA-N dihydrofolic acid Chemical compound N=1C=2C(=O)NC(N)=NC=2NCC=1CNC1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(O)=O)C=C1 OZRNSSUDZOLUSN-LBPRGKRZSA-N 0.000 description 1
- 208000035475 disorder Diseases 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000002526 effect on cardiovascular system Effects 0.000 description 1
- 238000000635 electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 108010036027 erythrogenin Proteins 0.000 description 1
- 230000000913 erythropoietic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012869 ethanol precipitation Methods 0.000 description 1
- 210000003527 eukaryotic cell Anatomy 0.000 description 1
- 210000003722 extracellular fluid Anatomy 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 238000001641 gel filtration chromatography Methods 0.000 description 1
- 238000010353 genetic engineering Methods 0.000 description 1
- 125000000404 glutamine group Chemical group N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)* 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- PJJJBBJSCAKJQF-UHFFFAOYSA-N guanidinium chloride Chemical compound [Cl-].NC(N)=[NH2+] PJJJBBJSCAKJQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZJYYHGLJYGJLLN-UHFFFAOYSA-N guanidinium thiocyanate Chemical compound SC#N.NC(N)=N ZJYYHGLJYGJLLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 208000014951 hematologic disease Diseases 0.000 description 1
- 208000018706 hematopoietic system disease Diseases 0.000 description 1
- 230000011132 hemopoiesis Effects 0.000 description 1
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- HNDVDQJCIGZPNO-UHFFFAOYSA-N histidine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CN=CN1 HNDVDQJCIGZPNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003054 hormonal effect Effects 0.000 description 1
- 102000046949 human MSC Human genes 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002169 hydrotherapy Methods 0.000 description 1
- 210000000987 immune system Anatomy 0.000 description 1
- 238000002649 immunization Methods 0.000 description 1
- 230000003053 immunization Effects 0.000 description 1
- 230000002163 immunogen Effects 0.000 description 1
- 229940027941 immunoglobulin g Drugs 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000012678 infectious agent Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 206010022437 insomnia Diseases 0.000 description 1
- 229940047124 interferons Drugs 0.000 description 1
- 238000007918 intramuscular administration Methods 0.000 description 1
- 238000001990 intravenous administration Methods 0.000 description 1
- 238000004255 ion exchange chromatography Methods 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000001948 isotopic labelling Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 229960000318 kanamycin Drugs 0.000 description 1
- 229930027917 kanamycin Natural products 0.000 description 1
- SBUJHOSQTJFQJX-NOAMYHISSA-N kanamycin Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CN)O[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O[C@@H]2[C@@H]([C@@H](N)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)[C@H](N)C[C@@H]1N SBUJHOSQTJFQJX-NOAMYHISSA-N 0.000 description 1
- 229930182823 kanamycin A Natural products 0.000 description 1
- 229960004184 ketamine hydrochloride Drugs 0.000 description 1
- 210000003292 kidney cell Anatomy 0.000 description 1
- 208000017169 kidney disease Diseases 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 1
- 125000003588 lysine group Chemical group [H]N([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(N([H])[H])C(*)=O 0.000 description 1
- 229960000274 lysozyme Drugs 0.000 description 1
- 239000004325 lysozyme Substances 0.000 description 1
- 235000010335 lysozyme Nutrition 0.000 description 1
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000011987 methylation Effects 0.000 description 1
- 238000007069 methylation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000010369 molecular cloning Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 231100000219 mutagenic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003505 mutagenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 1
- 210000005170 neoplastic cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000001613 neoplastic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 108091027963 non-coding RNA Proteins 0.000 description 1
- 102000042567 non-coding RNA Human genes 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 1
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 1
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 229940046166 oligodeoxynucleotide Drugs 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 210000001672 ovary Anatomy 0.000 description 1
- 238000012261 overproduction Methods 0.000 description 1
- 229940094443 oxytocics prostaglandins Drugs 0.000 description 1
- 210000003681 parotid gland Anatomy 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000007170 pathology Effects 0.000 description 1
- 229940049954 penicillin Drugs 0.000 description 1
- 210000001322 periplasm Anatomy 0.000 description 1
- 239000008194 pharmaceutical composition Substances 0.000 description 1
- 239000000546 pharmaceutical excipient Substances 0.000 description 1
- COLNVLDHVKWLRT-UHFFFAOYSA-N phenylalanine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CC=CC=C1 COLNVLDHVKWLRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- COLNVLDHVKWLRT-QMMMGPOBSA-N phenylalanine group Chemical group N[C@@H](CC1=CC=CC=C1)C(=O)O COLNVLDHVKWLRT-QMMMGPOBSA-N 0.000 description 1
- HKOOXMFOFWEVGF-UHFFFAOYSA-N phenylhydrazine Chemical compound NNC1=CC=CC=C1 HKOOXMFOFWEVGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940067157 phenylhydrazine Drugs 0.000 description 1
- JOVOSQBPPZZESK-UHFFFAOYSA-N phenylhydrazine hydrochloride Chemical compound Cl.NNC1=CC=CC=C1 JOVOSQBPPZZESK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940038531 phenylhydrazine hydrochloride Drugs 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 230000035790 physiological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 230000036470 plasma concentration Effects 0.000 description 1
- 239000013600 plasmid vector Substances 0.000 description 1
- 230000008488 polyadenylation Effects 0.000 description 1
- 230000000581 polycythemic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 230000035935 pregnancy Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000009465 prokaryotic expression Effects 0.000 description 1
- 108010090894 prolylleucine Proteins 0.000 description 1
- 150000003180 prostaglandins Chemical class 0.000 description 1
- 235000019419 proteases Nutrition 0.000 description 1
- 238000000734 protein sequencing Methods 0.000 description 1
- 238000001243 protein synthesis Methods 0.000 description 1
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002510 pyrogen Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000008593 response to virus Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000004007 reversed phase HPLC Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 210000003705 ribosome Anatomy 0.000 description 1
- 210000000468 rubriblast Anatomy 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000003248 secreting effect Effects 0.000 description 1
- 125000003607 serino group Chemical group [H]N([H])[C@]([H])(C(=O)[*])C(O[H])([H])[H] 0.000 description 1
- 229940076279 serotonin Drugs 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 210000000278 spinal cord Anatomy 0.000 description 1
- 210000000952 spleen Anatomy 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 229960000912 stanozolol Drugs 0.000 description 1
- 150000003431 steroids Chemical class 0.000 description 1
- 229960005322 streptomycin Drugs 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229960003604 testosterone Drugs 0.000 description 1
- 238000011287 therapeutic dose Methods 0.000 description 1
- 238000011285 therapeutic regimen Methods 0.000 description 1
- 125000000341 threoninyl group Chemical group [H]OC([H])(C([H])([H])[H])C([H])(N([H])[H])C(*)=O 0.000 description 1
- 229940036555 thyroid hormone Drugs 0.000 description 1
- 239000005495 thyroid hormone Substances 0.000 description 1
- 230000005026 transcription initiation Effects 0.000 description 1
- 230000002103 transcriptional effect Effects 0.000 description 1
- 238000001890 transfection Methods 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- 230000009261 transgenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008733 trauma Effects 0.000 description 1
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 1
- 125000001493 tyrosinyl group Chemical group [H]OC1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])C([H])(N([H])[H])C(*)=O 0.000 description 1
- 229940035893 uracil Drugs 0.000 description 1
- 230000029812 viral genome replication Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
- Peptides Or Proteins (AREA)
Abstract
Еритропоетинът се прилага при диагностика и лечение на различни форми на анемия и хипоксия, тъй като повишава продуцирането на червени кръвни телца. За получаването му се използват рекомбинантни днк методи. По тях се получават днк последователности, кодиращи част или цялата последователност на човешки или маймунски еритропоетин. С получените от тях плазмиди или експресионни вектори се трансформират или трансфектират прокариотни или еукариотни клетки гостоприемници. При експресията се продуцират полипептиди, проявяващи биологичните свойства на природния еритропоетин. 31 претенцииErythropoietin is used in the diagnosis and treatment of various forms of anemia and hypoxia, as it increases the production of red blood cells. Recombinant DNA methods are used to obtain it. They yield DNA sequences encoding part or all of the human or monkey erythropoietin sequence. Plasmids or expression vectors obtained from them are used to transform or transfect prokaryotic or eukaryotic host cells. Upon expression, polypeptides exhibiting the biological properties of natural erythropoietin are produced. 31 claims
Description
Област на приложениеField of application
Изобретението се отнася общо до манипулиране на генетични материали и, по-специално, до рекомбинантни методи, правещи възможно получаването на полипептити, имащи част или всичките първични структурни конформации и/или едно или повече от биологичните свойства на естествените еритропоетини.The invention generally relates to the manipulation of genetic materials and, in particular, to recombinant methods that make it possible to obtain polypeptites having part or all of the primary structural conformations and / or one or more of the biological properties of natural erythropoietins.
Предшестващо състояние на техникатаBACKGROUND OF THE INVENTION
А. Манипулиране на генетични материалиA. Manipulation of genetic materials
Генетичните материали могат да бъдат широко дефинирани като химически вещества, които програмират за и ръководят получаването на елементи на клетки и вируси и насочват реакциите на клетки и вируси. Една дълговерижна полимерна субстанция, известна като дезоксирибонуклеинова киселина (ДНК), съставлява генетичния материал на всички живи клетки и вируси, с изключение на някои от последните, които са програмирани чрез рибонуклеинови киселини (РНК). Повтарящите се единици в ДНК полимерите са четири различни нуклеотиди, всеки от които се състои от пурин (аденин или гуанин) или от пиримидин (тимин или цитозин), свързани с дезоксирибоза, към която е прикрепена една фосфатна група. Свързването на нуклеотидите в линейна полимерна форма става чрез прикрепване на 5‘-фосфата на единия нуклеотид към 3‘-хидроксилната група на друг. Функционалната ДНК се явява във форма на стабилни двойноверижни асоциации от единични нуклеотидни вериги (известни като дезоксирибонуклеотиди), които асоциации се получават посредством водородно свързване между пуриновата и пири мидиновата база, т. е. „допълнителни“ асоциации, съществуващи между аденин (А) и тимин (Т) или гуанин (G) и цитозин (С). За удобство, нуклеотидите се означават с имената на техните съставни пуринови или пиримидинови бази, а допълнителните асоциации от нуклеотиди в двойноверижна ДНК (т.е. А-Т и G-С) се наричат базови двойки. Рибонуклеиновата киселина е полинуклеотид, съдържащ аденин, гуанин, цитозин и урацил, а не тимин, свързани с рибоза и една фосфатна група.Genetic materials can be broadly defined as chemicals that program for and guide the production of cell and virus elements and guide cell and virus responses. A long-chain polymer substance, known as deoxyribonucleic acid (DNA), constitutes the genetic material of all living cells and viruses, with the exception of some of which are programmed by ribonucleic acids (RNA). The repeating units in DNA polymers are four different nucleotides, each consisting of purine (adenine or guanine) or pyrimidine (thymine or cytosine) linked to a deoxyribose to which a phosphate group is attached. Binding of nucleotides in a linear polymeric form is accomplished by attaching the 5′-phosphate of one nucleotide to the 3′-hydroxyl group of another. Functional DNA is in the form of stable double-stranded associations of single nucleotide chains (known as deoxyribonucleotides), which are obtained by hydrogen bonding between the purine and pyridine bases, i.e., "additional" associations existing between adenine (A) thymine (T) or guanine (G) and cytosine (C). Conveniently, nucleotides are referred to by the names of their constituent purine or pyrimidine bases, and additional nucleotide associations in double stranded DNA (i.e., AT and G-C) are referred to as base pairs. Ribonucleic acid is a polynucleotide containing adenine, guanine, cytosine and uracil, not thymine associated with ribose and a phosphate group.
Казано по-накратко, програмиращата функция на ДНК се проявява чрез един процес, при който специфични ДНК нуклеотидни секвенции (гени) са транскрибирани в сравнително нестабилни информационни РНК (иРНК) полимери. От своя страна иРНК служи като матрица при образуването на структурни, регулаторни и каталитични протеини от аминокиселините. Този иРНК транслационен процес включва малки РНК вериги (тРНК), които транспортират и подреждат отделни аминокиселини по протежение на веригата на иРНК за образуване на полипептиди с правилна аминокиселинна секвенция. Информацията на иРНК, произхождаща от ДНК и осигуряваща основата на тРНК и ориентирането на всяка една от двадесетте аминокиселини за експресия на полипептиди е във формата на тройка кодони - триплет, образуващ групировки от последователности от три нуклеотидни бази. В известен смисъл, образуването на протеин е последната форма на експресия на програмираната генетична информация, осигурена от нуклеотидната секвенция на един ген.In short, the programming function of DNA is manifested by a process in which specific DNA nucleotide sequences (genes) are transcribed into relatively unstable RNA polymers. In turn, mRNA serves as a template for the formation of structural, regulatory and catalytic proteins from amino acids. This mRNA translation process involves small RNA strands (mRNAs) that transport and arrange individual amino acids along the mRNA strand to form polypeptides with the correct amino acid sequence. The mRNA information originating from the DNA providing the mRNA base and the orientation of each of the twenty amino acids for expression of the polypeptides is in the form of a triplet codon, a triplet forming groups of three nucleotide base sequences. In a sense, protein formation is the latest expression of programmed genetic information provided by the nucleotide sequence of a gene.
Промотерна ДНК секвенция обикновено предхожда един ген в ДНК полимера и осигурява място за иници2 иране на транскрипцията в иРНК. Регулаторна ДНК секвенция, също обикновено предхождаща един ген в даден ДНК полимер, свързва протеини, които определят честотата (или скоростта) на започване на транскрипцията. Колективно означавани като промотер/регулаторна или контролна ДНК секвенция, тези секвенции, които предхождат определени гени (или серии от гени) в един функционален ДНК полимер съдействат за определяне дали транскрипцията (или евентуално експресията) на един ген ще се осъществи. ДНК последователности, които следват един ген в даден ДНК полимер и подават сигнал за завършване на транскрипцията в иРНК се наричат транскрипционни „терминаторни“ последователности.A promoter DNA sequence typically precedes a single gene in the DNA polymer and provides a site for initiation of transcription in mRNA. A regulatory DNA sequence, also typically preceding one gene in a given DNA polymer, binds proteins that determine the frequency (or rate) of transcription initiation. Collectively referred to as a promoter / regulatory or control DNA sequence, those sequences that precede certain genes (or series of genes) into a functional DNA polymer help determine whether transcription (or possibly expression) of a gene will take place. DNA sequences that follow a single gene in a given DNA polymer and signal the completion of transcription in mRNA are called transcriptional "terminator" sequences.
Фокус на микробиологичните разработки през последното десетилетие са опитите за производство на индустриално и фармацевтично значими вещества чрез използване на микроорганизми, които или нямат по начало генетично кодирана информация, включена в тяхната ДНК, относно желания продукт, или (в случая с култура от клетки на бозайници) обикновено не „изразяват“ хромозомен ген на подходящо равнище. Казано просто, ген, определящ структурата на желания полипептиден продукт, е или изолиран от „донорен“ организъм, или химически синтезиран и след това инжекционно въведен в друг микроорганизъм, който е за предпочитане саморепликиращ се едноклетъчен микроорганизъм като например бактерии, дрожди или клетки от бозайници в култура. След като това е направено веднъж, съществуващият механизъм за генна експресия в трансформирана или трансфектирана микробна клетка гостоприемник, действа за изграждане иа желания продукт, използвайки екзогенна ДНК като матрица за транскрипция на иРНК, която тогава се превежда в непрекъсната секвенция от аминокиселинни остатъци.The focus of microbiological development over the last decade has been on the attempts to produce industrially and pharmaceutically relevant substances by using microorganisms that either do not have initially genetically encoded information included in their DNA about the desired product, or (in the case of mammalian cell culture) ) do not usually "express" a chromosomal gene at the appropriate level. In simple terms, the gene that determines the structure of the desired polypeptide product is either isolated from a "donor" organism or chemically synthesized and then injected into another microorganism, which is preferably a self-replicating unicellular microorganism such as bacteria, yeast or mammalian cells in culture. Once done, the existing mechanism of gene expression in a transformed or transfected host microbial cell acts to construct the desired product, using exogenous DNA as an mRNA transcription template, which is then translated into a continuous amino acid sequence.
Тази област е богата на патентни и литературни публикации, отнасящи се до рекомбинантни ДНК методологии да изолиране, синтез, пречистване и омекотяване на генетичен материал за използването му при трансформиране на избрани организми гостоприемници. Например US 4,237,224 на Cohen и сътр. се отнася до трансформиране на едноклетъчни организми гостоприемници с хибридна вирусна или кръгова плазмидна ДНК, която включва подбрани екзогенни ДНК секвенции. Процесите в този патент включват първо получаване на един трансформационен вектор чрез ензимно разцепване на вирусна или кръгова ДНК за образуване на линейни ДНК вериги. Под чужди екзогенни или хетерогенни ДНК вериги, обикновено включващи секвенции, кодиращи за желания продукт, се получават в линейна форма чрез използване на сходни ензими. Линейната вирусна или плазмидна ДНК се инкубира с чужда ДНК в присъствието на лигиращи ензими, пригодни за създаване на възстановителен процес се оформят хибридни вектори, които включват избрания екзогенен ДНК сегмент „вплетен“ във вирусния или кръгов ДНК плазмид.This field is rich in patent and literature publications relating to recombinant DNA methodologies to isolate, synthesize, purify and soften genetic material for use in transforming selected host organisms. For example, US 4,237,224 to Cohen et al. refers to the transformation of single-celled host organisms with hybrid viral or circular plasmid DNA that includes selected exogenous DNA sequences. The processes in this patent include first obtaining a transformation vector by enzymatically cleaving viral or circular DNA to form linear DNA strands. Under foreign exogenous or heterogeneous DNA strands, typically including sequences coding for the desired product, are obtained in linear form using similar enzymes. Linear viral or plasmid DNA is incubated with foreign DNA in the presence of ligation enzymes suitable for creating the repair process, hybrid vectors are formed that include the selected exogenous DNA segment "entangled" in the viral or circular DNA plasmid.
Трансформирането на подходящи едноклетъчни организми гостоприемници с хибридния вектор приключва с образуването на многобройни копия на екзогенната ДНК в популацията на клетката гостоприемник. В някои случаи очакваният резултат е просто увеличаване на чуждата ДНК и събираният „продукт“ е ДНК. По-често целта на трансформирането е експресия чрез клетките гостоприемници на екзогенната ДНК под форма на едромащабна синтеза на изолируеми количества от търговски значим протеин или полипептидни фрагменти, кодирани чрез чуждата ДНК. Виж също например US 4,264,731, 4,273,875, 4,293,652 и ЕР 093,619, публикувана ноември 9, 1983 година.Transformation of suitable unicellular host organisms with the hybrid vector completes the formation of multiple copies of exogenous DNA in the host cell population. In some cases, the expected result is simply an increase in foreign DNA and the collected "product" is DNA. More commonly, the purpose of transformation is to express exogenous DNA through host cells in the form of large-scale synthesis of isolated amounts of commercially significant protein or polypeptide fragments encoded by foreign DNA. See also, e.g., US 4,264,731, 4,273,875, 4,293,652 and EP 093,619, published Nov. 9, 1983.
Разработването на специфични ДНК последователности за образуване на ДНК вектори се извършва по различни методики в зависимост в голяма степен от това, доколко е „чужд“ донорът на приетия гостоприемник и от големината на полипептида, който трябва да бъде изразен в гостоприемника. При риск за преопростяване може да се каже, че могат да бъдат използвани три алтернативни принципни метода: (1) изолиране на двойноверижна ДНК секвенция от геномната ДНК на донора; (2) химическо получаване на ДНК секвенция, осигуряваща код за представляващия интерес полипептид; и (3) синтеза ин витро на двойно верижна ДНК секвенция чрез ензимно обратно транскрибиране на и РНК, изолирана от донорни клетки. Последните споменати методи, които включват образуването на един ДНК комплемент на иРНК се съобщават обикновено като сДНК методи.The development of specific DNA sequences for the formation of DNA vectors is carried out by different methodologies, depending largely on how foreign the donor is to the host and the size of the polypeptide to be expressed in the host. At the risk of simplification, it can be said that three alternative principles can be used: (1) isolation of a double stranded DNA sequence from the genomic DNA of the donor; (2) the chemical preparation of a DNA sequence providing a code for the polypeptide of interest; and (3) in vitro synthesis of double stranded DNA sequencing by enzymatic reverse transcription of and RNA isolated from donor cells. The latter mentioned methods, which involve the formation of a single strand of mRNA, are commonly reported as cDNA methods.
Получаването на ДНК секвенции е често въпрос на избор, когато е известна цялата последователност от аминокиселинни остатъци на желания полипептиден продукт. Процесите за получаване на ДНК по съвместната патентна заявка US 483,451 (подадена на април 15, 1983 и отговаряща на РСТ /US83/00605, публикувана ноември 24, 1984 като W083/04053), предлагат много добро средство за получаване на такива много желани резултати като: осигуряване наличност на други кодони, обикновено установявани в генГй, които са силно изразени в гостоприемниковите клетки, избрани за експресия (например създаване на дрождеви или Е. coli предпочитани кодони); избягване на непреведени интронни секвенции обикновено съдържащи се в бозайникови геномни ДНК секвенции и РНК транскрипции на същите), които не са напълно обработени от прокариотни гостоприемникови клетки; избягване на експресията на нежелани „водещи“ полипептидни секвенции, обикновено кодирани от геномна ДНК и сДНК секвенции, но често не напълно делени он интересуващия ни полипептид от бактериални или дрождеви гостоприемникови клетки; осигуряване на точно включване на ДНК в обикновени експресионни вектори във връзка с желани промотер/регулаторни и терминаторни секвенции; и създавайки условия за правилно конструиране на гени, кодиращи за полипептидни фрагменти и аналози на желаните полипептиди.The production of DNA sequences is often a matter of choice when the entire sequence of amino acid residues of the desired polypeptide product is known. The processes for obtaining DNA according to Joint Patent Application US 483,451 (filed April 15, 1983 and corresponding to PCT / US83 / 00605, published November 24, 1984 as WO83 / 04053) provide a very good means of obtaining such highly desirable results as : providing for the availability of other codons commonly found in geneGy1 that are highly expressed in the host cells selected for expression (eg, the production of yeast or E. coli preferred codons); avoidance of untranslated intron sequences typically contained in mammalian genomic DNA sequences and RNA transcriptions thereof) that are not completely processed by prokaryotic host cells; avoiding the expression of unwanted "leader" polypeptide sequences, usually encoded by genomic DNA and cDNA sequences, but often not completely delimited by the polypeptide of interest in bacterial or yeast host cells; providing accurate incorporation of DNA into ordinary expression vectors in relation to desired promoter / regulatory and terminator sequences; and creating the conditions for the proper construction of genes encoding for polypeptide fragments and analogs of the desired polypeptides.
Когато цялата последователност от аминокиселинни остатъци на желания полипептид не е известна, директното получаване на ДНК секвенции не е възможно и се избира изолирането на ДНК последователности, кодиращи за полипептида, по сДНК метода, независимо от възможните недостатъци по отношение лекота на създаване на експресионни вектори, осигуряващи високо ниво на микробиална експресия. Между стандартните методи за изолиране на интересуващи ни сДНК последователности е получаването на породени от плазмиди сДНК банки, получени при обратна транскрипция на иРНК в донорни клетки, селекционирани така, че да осигуряват високо равнище на експресия на гени (например банки от сДНК, извлечени от хипо4 физни клетки, които се използват за експресия на голямо количество хормонални растежни продукти). Когато е известна значителна част от аминокиселинната последователност на полипептида, маркирани едноверижни пробни ДНК последователности, дублиращи секвенция, предполагаемо налична в сДНК матрица, могат да се използват при ДНК/ДНК хибридизационни методи, провеждани върху клонирани копия на сДНК, които са били денатурирани до едноверижна форма. Този въпрос е бил обсъден и направените изводи са посочени в US 4394443, Weissman, et al., а последните съобщения са за използването на дълги олигонуклеотидни хибридизационни сонди са в Wallace, et al., Nuc. Acids Rev., 6, pp. 3543-3557, (1979), Reyes, etal., p. N. A. S. (USA), 79, pp. 3270-3274 (1982) и Jeye, et al., Nuc. Acids Res., 11, pp. 2325-2335 (1983). До ДНК/ ДНК хибридизационни методи, използвани при диагностика, се отнася US 4358535 на Falkow, et al., а до емитиращи светлина маркери върху едноверижни полинуклеодитни сонди публикувани ЕР 0070658 и 0070687, Davis, et., „А Manual for Genetic Engineering, Advanced Bacterial Genetics“, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, N. Y. (1980), p.55-58 и 176-174, се отнасят до колония и метод за хибридизиране на плаки; и брошурата New England Nuclear Boston, Mass) за „Gene Screen“ материали за мембрани за хибридизационен трансфер, предлагаща наръчник за трансфер и хибридизация на ДНК и РНК, каталог N NEF-973.When the entire sequence of amino acid residues of the desired polypeptide is not known, direct production of DNA sequences is not possible and isolation of DNA sequences encoding the polypeptide by the cDNA method is selected, regardless of the possible disadvantages regarding the ease of creating expression vectors, providing a high level of microbial expression. Among standard methods for isolating cDNA sequences of interest is the production of plasmid-derived cDNA banks, obtained by reverse transcription of mRNA into donor cells, selected to provide a high level of gene expression (e.g., hypo4-derived cDNA banks physical cells that are used to express large amounts of hormonal growth products). When a significant portion of the amino acid sequence of a polypeptide is known, labeled single stranded DNA sequences duplicating a sequence presumably present in the cDNA template can be used in DNA / DNA hybridization methods performed on cloned copies of cDNA that have been denatured form. This issue has been discussed and the conclusions reached are set forth in US 4394443, Weissman, et al., And the latest reports are for the use of long oligonucleotide hybridization probes in Wallace, et al., Nuc. Acids Rev., 6, pp. 3543-3557, (1979), Reyes, etal., P. N. A. S. (USA), 79, pp. 3270-3274 (1982) and Jeye, et al., Nuc. Acids Res., 11, pp. 2325-2335 (1983). The DNA / DNA hybridization methods used for diagnosis include US 4358535 from Falkow, et al., And light-emitting markers on single-stranded polynucleotide probes published EP 0070658 and 0070687, Davis, et al., "A Manual for Genetic Engineering, Advanced Bacterial Genetics', Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY (1980), p.55-58 and 176-174, refer to colony and plaque hybridization method; and the New England Nuclear Boston, Mass. brochure for "Gene Screen" membrane transfer materials for hybridization transfer, offering a guide for DNA and RNA transfer and hybridization, catalog N NEF-973.
Между по-значимите скорошни успехи в методите за хибридизация за скриниране на рекомбинантни клонове е използването на белязани смесени синтетични олигонуклеотидни сонди, всяка от които е потенциално цялостен комплемент на специфичнаAmong the more significant recent advances in hybridization methods for screening recombinant clones is the use of labeled mixed synthetic oligonucleotide probes, each of which is a potentially complete complement to a specific
ДНК последователност в хибридизационната проба, включваща хетеро5 генна смес от едноверижни ДНК иA DNA sequence in a hybridization probe comprising a hetero5 gene mixture of single stranded DNA and
РНК. Тези методи са признати като особено полезни пир откриване на сДНК клонове, получени от източници, които осигуряват извънредно малко количество иРНК последовател10 ности за интересуващите ни полипептиди. Накратко, използването на строги условия на хибридизиране, насочени към избягване на неспецифично свързване, може да позволи например 15 авторадиографиране на специфичен сДНК клон при хибридизиране на мишенна ДНК до тази единична сонда в сместа, която е нейния цялостен комплемент. Виж Wallace et al., Nuc, 20 Acids Res. 9, стр. 879-897 (1981);RNA. These methods are recognized as particularly useful in detecting cDNA clones from sources that provide an extremely small amount of mRNA sequences for the polypeptides of interest. In short, the use of stringent hybridization conditions aimed at avoiding nonspecific binding may allow, for example, 15 autoradiographs of a specific cDNA clone when hybridizing target DNA to that single probe in the mixture, which is its complete complement. See Wallace et al., Nuc, 20 Acids Res. 9, pp. 879-897 (1981);
Suggs et al. P.N.A.S. САЩ, 78, стр. 6613-6617 (1981); Choo et al., Nature 299, стр. 178-180 (1982); Kurachi et al., P.N.A.S. (САЩ), 79, стр. 646125 6464 (1982); Ohkubo et al., P.N.A.S.Suggs et al. P.N.A.S. United States, 78, pp. 6613-6617 (1981); Choo et al., Nature 299, pp. 178-180 (1982); Kurachi et al., P.N.A.S. (USA), 79, pp. 646125 6464 (1982); Ohkubo et al., P.N.A.S.
(САЩ) 80, стр. 2196-2200 (1983); и Kornblihtt et al., P.N.A.S. (САЩ) 80, стр. 3218-3222 (1983). Общо взето, методът със смесена сонда по Wallace 30 et al., (1981) (виж по-горе) се разпростира от различни изследователи и до получаване на надеждни резултати при изолиране на сДНК клон като се използва 32-членен смесен пул от 35 16 бази дълги (16-мерни) олигонуклеотидни проби от еднообразни, вариращи ДНК последователности заедно с една 11-мерна за създаване двустранна позитивна конформация за на40 личност на интересуваща ни сДНК.(USA) 80, pp. 2196-2200 (1983); and Kornblihtt et al., P.N.A.S. (USA) 80, pp. 3218-3222 (1983). Generally, the mixed-probe method of Wallace 30 et al., (1981) (see above) was extended by various researchers to obtain reliable results when isolating a cDNA clone using a 32-member mixed pool of 35 16 bases long (16-dimensional) oligonucleotide probes from single, variable DNA sequences together with an 11-dimensional to create a double-stranded positive conformation for the 40 personality of cDNA of interest.
Виж Singer-Sam et al., P.N.A.S (САЩ) 80, стр. 802-806 (1983).See Singer-Sam et al., P.N.A.S (USA) 80, pp. 802-806 (1983).
Използването на геномни ДНК изолати се среща най-малко от трите 45 споменати метода за развиване на специфични ДНК последователности за използване в рекомбинантни методи.The use of genomic DNA isolates has been encountered in at least the three 45 methods mentioned for developing specific DNA sequences for use in recombinant methods.
Това се отнася особено до областта от рекомбинантни методи, насочени към осигуряване на микробиална експресия на бозайникови полипептиди, и се дължи по принцип на сложността на бозайниковата геномна ДНК. Въпреки че съществуват надеждни методи за развиване на получени от фаги банки от геномна ДНК с човешки и от други бозайници произход (виж например Down et al., Cell, 15, стр. 11571 174 (1978), отнасящи се до методи за създаване на човешки геномни банки, които обикновено се наричат „Maniatis Library; Karn et al., P.N.A.S. (САЩ) 77, стр. 5172-5176 (1980), отнасяща се до човешка геномна банка, основаваща се на алтернативен метод за рестрикционно ендонуклеозно фрагментиране; и Blattner et al., Science, 196, стр. 161-169, (1977), описващ получаването на говежда геномна банка) има сравнително малко успешни опити за използване на хибридизационни методи за изолиране на геномна ДНК при липса на обширни предварителни познания за аминокиселинните последователности на ДНК. Като пример, Fiddes et al., J. Mol. and App. Genetics, 1, стр. 3-18 (1981) описват успешното изолиране на ген, кодиращ за алфаподединица на глюкопротеин от човешки хипофизни хормони при използване на проба с пълна дължина, включваща фрагмент от 621 двойки бази от предварително изолирана сДНКпоследователност на алфаподединица. Като друг пример Das et al., P.N.A.S (САЩ), 80, стр. 1531-1535 (1983) съобщават за изолиране на човешки геномни клонове човешки HLADR при използване на синтетичен олигонуклеотид от 175 двойки бази. Anderson et al., P.N.A.S. (САЩ), 80, стр. 6838-6842 (1983) съобщава за изолиране на геномен клон за инхибитор на говежди панкреасов трипси нов инхйбитор (ВРТ1) при използване на единична проба с дължина 86 двойки бази и конструиран съгласно известната аминокиселинна последователност на BPTI. Авторите отбелязват определено слабата възможност за изолиране на иРНК, подходяща за синтез на сДНК банка поради явно ниското съдържание на иРНК в определените паротидна жлеза и източници на белодробна тъкан и затова насочват изгледите за успех към сондиране на геномна банка при използване на смес от белязани сонди, посочвайки: „По-общо, олигодезоксинуклеотидни сонди със смесени последователности за изолиране на гени на протеин с неизвестна последователност от сДНК банки. Такива сонди са обикновено смеси от 8-32 олигонуклеотида, с дължина 14-17 нуклеотида, предоставящи всички възможни комбинации от кодони за малки участъци (5-6 остатъка) на аминокиселинна последователност. При строги условия на хибридизиране, които ограничават проби с неправилни двойки бази, тези смеси са в състояние да локализират специфични генни последователности с ниска до умерена сложност в банка клонове. Независимо от това, поради тяхната малка дължина и хетерогенност, при смесените сонди често липсва специфичността, изисквана за сондиране на последователности толкова сложни като бозайниковия геном. Това прави такъв метод неизползваем при изолирането на гени на бозайникови протеини, когато липсва съответната иРНК.This relates especially to the field of recombinant methods aimed at providing microbial expression of mammalian polypeptides and is due in principle to the complexity of mammalian genomic DNA. Although reliable methods exist for the development of phage-derived genomic DNA banks of human and other mammalian origin (see, e.g., Down et al., Cell, 15, p. 11571 174 (1978), for methods for the production of human genomic banks commonly referred to as the Maniatis Library; Karn et al., PNAS (USA) 77, pp. 5172-5176 (1980), referring to a human genomic bank based on an alternative method of restriction endonuclease fragmentation; and Blattner et al., Science, 196, pp. 161-169, (1977) describing the production of a bovine genomic bank) has had relatively few successful attempts. and using hybridization methods for the isolation of genomic DNA in the absence of extensive prior knowledge of the amino acid sequences of DNA. As an example, Fiddes et al., J. Mol. and App. Genetics, 1, pp. 3-18 (1981) describe the successful isolation of a gene encoding a human pituitary hormone glycoprotein from a human pituitary hormone using a full length sample comprising a fragment of 621 base pairs from a pre-isolated cDNA sequence of an alpha subunit. As another example, Das et al., P.N.A.S (USA), 80, pp. 1531-1535 (1983) reported the isolation of human genomic clones of human HLADR using a synthetic oligonucleotide of 175 base pairs. Anderson et al., P.N.A.S. (USA), 80, pp. 6838-6842 (1983) report the isolation of a genomic clone for a bovine pancreatic trypsin new inhibitor (BPT1) using a single sample of 86 base pairs in length and constructed according to the known amino acid sequence of BPTI. The authors note the very low possibility of isolating mRNA suitable for cDNA bank synthesis due to the apparently low mRNA content of the designated parotid gland and lung tissue sources, and therefore direct the prospect of success in probing a genomic bank using a mixture of labeled probes, stating: "In general, oligodeoxynucleotide probes with mixed sequences for isolation of protein genes of unknown sequence from cDNA banks. Such probes are typically mixtures of 8-32 oligonucleotides, 14-17 nucleotides in length, providing all possible codon combinations for small portions (5-6 residues) of amino acid sequence. Under stringent hybridization conditions that limit samples with irregular base pairs, these mixtures are able to locate specific gene sequences of low to moderate complexity in bank clones. However, because of their small length and heterogeneity, mixed probes often lack the specificity required to probe sequences as complex as the mammalian genome. This makes such a method useless in isolating mammalian protein genes when the corresponding mRNA is lacking.
Така че продължава да съществува нужда в тази област от подобрени методи за бързо и ефективно изолиране на сДНК клонове в случаи, когато е известно малко за аминокиселинната последователност на полипептида, за който се кодира и където „обогатени“ тъканни източници на и РНК не са лесно достъпни за използване при конструиране на банки сДНК. Такива подобрени методи могат да бъдат използвани специално, ако се прилагат за изолиране на геномни клонове при бозайници, където има оскъдна информация относно аминокиселинните последователности на полипептида, за който даденият ген кодира.Thus, there is a continuing need in the art for improved methods for the rapid and efficient isolation of cDNA clones in cases where little is known about the amino acid sequence of the polypeptide encoded and where "enriched" tissue sources of RNA and RNA are not readily available available for use in constructing cDNA banks. Such improved methods can be used especially if they are applied to isolate genomic clones in mammals where there is scarce information about the amino acid sequences of the polypeptide for which a given gene encodes.
В. Еритропоетинът като представляващ интерес полипептидB. Erythropoietin as polypeptide of interest
Еритропоезата, продуцирането на червени кръвни клетки, се извършва непрекъснато през целия живот на човека до настъпване разрушаване на клетката. Еритропоезата е твърде точно контролиран физиологически процес, осигуряващ наличието на достатъчен брой червени кръвни клетки в кръвта за правилно снабдяване на тъканите с кислород, но не толкова много, че клетките да пречат на циркулацията. Образуването на червените кръвни клетки става в костния мозък и се извършва под контрола на хормона еритропоетин.Erythropoiesis, the production of red blood cells, is carried out continuously throughout the life of a person until the destruction of the cell occurs. Erythropoiesis is a well-controlled physiological process, ensuring that there are enough red blood cells in the blood to properly supply the tissues with oxygen, but not so much that the cells interfere with circulation. The formation of red blood cells occurs in the bone marrow and is carried out under the control of the hormone erythropoietin.
Еритропоетинът, един кисел гликопротеин с молекулно тегло приблизително 34 000 далтона, може да съществува в три форми: α, β и asialo. Алфа- и бетаформите се различават слабо по въглехидратни компоненти, но имат еднакво действие, биологична активност и молекулно тегло. Азиалоформата представлява алфа- или бетаформа с отстранен краен въглехидрат (сиалова киселина). Еритропоетинът се съдържа в много ниски концентрации в плазмата, когато тялото е здраво, тъй като тъканите получават достатъчно количество кислород от наличните еритроцити. Тази нормална ниска концентрация е достатъчна да стимулира подмяната на червените кръвни клетки, които са загубени нор мално поради стареене.Erythropoietin, an acidic glycoprotein with a molecular weight of approximately 34,000 daltons, can exist in three forms: α, β and asialo. Alpha and beta forms differ slightly in carbohydrate components but have the same action, biological activity and molecular weight. The Asian form is an alpha or beta form with the final carbohydrate removed (sialic acid). Erythropoietin is found in very low plasma concentrations when the body is healthy, as tissues receive sufficient oxygen from the available erythrocytes. This normal low concentration is sufficient to stimulate the replacement of red blood cells that are normally lost due to aging.
Количеството еритропоетин в кръвообръщението се повишава при условия на хипоксия, когато транспортирането на кислород от кръвните клетки в кръвообращението е понижено. Хипоксия може да се причини от загуба на големи количества кръв при кръвоизлив, разрушаване на червени кръвни клетки при продължително излагане на радиация, намаляване на поемания кислород при големи височини, продължително безсъние или при различни форми на анемия. Като реакция на тъканите, подложени на хипоксичен стрес, еритропоетинът ще повиши продукцията на червени кръвни клетки чрез стимулиране превръщането на примитивните преходни клетки в костния мозък в проеритробласти, които впоследствие узряват, синтезират хемоглобин и се освобождават в кръвообращението като червени кръвни клетки. Когато броят на червените кръвни клетки в кръвообращението е по-голям, отколкото е необходимо за задоволяване нормалните нужди на тъканите от кислород, еритропоетинът в циркулацията намалява.The amount of erythropoietin in the bloodstream increases under conditions of hypoxia when the transport of oxygen from blood cells to the bloodstream is reduced. Hypoxia can be caused by the loss of large amounts of blood due to hemorrhage, the destruction of red blood cells upon prolonged exposure to radiation, the reduction of oxygen uptake at high altitudes, prolonged insomnia, or various forms of anemia. In response to tissues subjected to hypoxic stress, erythropoietin will increase the production of red blood cells by stimulating the conversion of primitive transitional cells into bone marrow into pro-erythroblasts, which subsequently mature, synthesize hemoglobin and release into the bloodstream. When the number of red blood cells in the bloodstream is greater than necessary to meet normal tissue needs for oxygen, erythropoietin in the circulation decreases.
Виж общо Testa et al., Exp. Hematol. 8, (Supp 8), 144-152 (1980); Tong et al., J. Biol. Chemo. 256 (24), 12666-12672 (1981); Goldwasser, J. Cell. Physiolin 110 (Supp. 1), 133-135 (1982); Finch, Blood, 60(6), 1241-1246 (1982); Sytdowski et al., Expt. Hematol. 8 (Supp., 8), 52-64 (1980); Naughton, Ann.Clin.Lab.Sci. 13 (5), 432-438 (1983); Weiss et al., Am. J. Vet. Res. 44 (10), 1839-1835 (1983); Lappin et al.. Exp. Hematol. 1 1 (7), 661-666 (1983); Baciu et al., Ann. Ν. Y. Acad Sci. 414, 66-72 (1983); Murphy et al., Acta Haematdologica Japanica 46 (7), 1380-1396 (1983); Desspyris et al., Brit. J. Haematol. 56, 295-306 (1984);See generally Testa et al., Exp. Hematol. 8, (Supp. 8), 144-152 (1980); Tong et al., J. Biol. Chemo. 256 (24), 12666-12672 (1981); Goldwasser, J. Cell. Physiolin 110 (Supp. 1), 133-135 (1982); Finch, Blood, 60 (6), 1241-1246 (1982); Sytdowski et al., Expt. Hematol. 8 (Supp. 8), 52-64 (1980); Naughton, Ann.Clin.Lab.Sci. 13 (5), 432-438 (1983); Weiss et al., Am. J. Vet. Really. 44 (10), 1839-1835 (1983); Lappin et al .. Exp. Hematol. 1 1 (7), 661-666 (1983); Baciu et al., Ann. Ν. Y. Acad Sci. 414, 66-72 (1983); Murphy et al., Acta Haematdologica Japanica 46 (7), 1380-1396 (1983); Desspyris et al., Brit. J. Haematol. 56, 295-306 (1984);
Emmannouel et al.. Am. J. Physiol. 247 (Pt 2). F 168-76 (1984).Emmannouel et al .. Am. J. Physiol. 247 (Pt 2). F 168-76 (1984).
Тъй като еритропоетинът е съществен в процеса на образуване на червени кръвни клетки, хормонът има потенциално полезно приложение както при диагностиката, така и при лечението на кръвни смущения, характеризиращи се със слабо или нарушено продуциране на червени кръвни клетки. Виж например Renna thur-Das et al., Blood, 63 (5), 1168-71 (1984) и Haddy, Am. Jour. Ped. Hematol/Oncol. 4, 191-196 (1982), отнасящи се до еритропоетин при терапия на сърповидноклетъчна анемия и Eschbach и сътр. J. Clin. Invest. 74 (2), стр. 434441 (1984), които описват терапевтичните режими при уремични овце въз основа на ин виво реакция на инфузия на богата на еритропоетин плазма и предлагат дозировка от 10 единици ЕРО/кг на ден в продължение на 15 до 40 дни като средство при анемия от типа, свързан с хронична бъбречна недостатъчност. Виж също Krane, Henry Ford. Hosp. Med. J. 31 (3), 177-181 (1983).Because erythropoietin is essential in the process of red blood cell formation, the hormone has a potential utility in both the diagnosis and treatment of blood disorders characterized by poor or impaired red blood cell production. See, e.g., Renna thur-Das et al., Blood, 63 (5), 1168-71 (1984) and Haddy, Am. Jour. Ped. Hematol / Oncol. 4, 191-196 (1982), relating to erythropoietin in the treatment of sickle cell anemia and Eschbach et al. J. Clin. Invest. 74 (2), p. 434441 (1984), which describes therapeutic regimens for uremic sheep based on an in vivo erythropoietin-rich plasma infusion response and provides a dosage of 10 EPO / kg per day for 15 to 40 days as a remedy for anemia of the type associated with chronic renal failure. See also Krane, Henry Ford. Hosp. Med. J. 31 (3), 177-181 (1983).
Напоследък е установено, че наличността на еритропоетин в количество би позволило лечението всяка година на анемия на 1 600 000 души само в Съединените щати. Виж например Morrison, „Bioprocessing in Space - an Overview стр. 557-571 в The World Biotech Report 1984, том 3, САЩ (Online Publication, Ν. Y. 1984). Последните проучвания положиха основа за разширяване областта на лечението с еритропоетин при множество болестни състояния, нарушения и хематологични смущения. Vedorato et al., Acta Haematol. 71, 211-213, 1984 (бетаталасемия); Vichinsky et al., J. Pediatr. 104 (1), 15-21 (1984) (цистозна фиброза), Cotes et al., Brit. J. Obstet Gunecol. 90 (4), 304-311 (1983) (бременност, менструални смущения); Haga et al., Acta Pediatr. Scand. 72. 827-831 (1983) (ранна анемия при преждевременно раждане); ClausWalker et al., Arch. Phys. Med. Rehabil, 65, 370-374 (1984) (увреждания на гръбначния мозък); Dunn et al., Eur. J. Appl. Physiol. 52, 187-182 (1984) (космически полети); Miller et al., Brit. J. Haematol. 52, 545-590 (1982) (силен кръвоизлив); Udupa et al., J. Lab. Clin. Med. 103 (4). 574-580 (1984); Lipschitz et al., Blood. 63 (3), 502-509 (1983) (стареене); Dainiak et al., Cancer 51 (6), 1 101-1106 (1983) и Schwarts et al., Otolaryngol. 109, 269272 (1983) (различни неопластични болестни състояния, придружени с ненормална еритропоеза).Recently, it has been found that the availability of erythropoietin in quantity would allow the treatment of anemia per year for 1,600,000 people in the United States alone. See, for example, Morrison, “Bioprocessing in Space - an Overview pp. 557-571 in The World Biotech Report 1984, Volume 3, USA (Online Publication,,. Y. 1984). Recent studies have laid the foundation for expanding the field of erythropoietin treatment in a variety of conditions, disorders and haematological disorders. Vedorato et al., Acta Haematol. 71, 211-213, 1984 (beta-thalassemia); Vichinsky et al., J. Pediatr. 104 (1), 15-21 (1984) (cystic fibrosis), Cotes et al., Brit. J. Obstet Gunecol. 90 (4), 304-311 (1983) (pregnancy, menstrual disorders); Haga et al., Acta Pediatr. Scand. 72. 827-831 (1983) (early anemia in preterm birth); ClausWalker et al., Arch. Phys. Med. Rehabil, 65, 370-374 (1984) (spinal cord damage); Dunn et al., Eur. J. Appl. Physiol. 52, 187-182 (1984) (space flight); Miller et al., Brit. J. Haematol. 52, 545-590 (1982) (severe bleeding); Udupa et al., J. Lab. Clin. Med. 103 (4). 574-580 (1984); Lipschitz et al., Blood. 63 (3), 502-509 (1983) (aging); Dainiak et al., Cancer 51 (6), 1 101-1106 (1983) and Schwarts et al., Otolaryngol. 109, 269272 (1983) (various neoplastic disease states accompanied by abnormal erythropoiesis).
Предишните опити за получаване на еритропоетин в добри количества от плазма или урина са се оказали сравнително неуспешни. Необходими са комплицирани и усложнени лабораторни методики и те обикновено дават като резултат събирането на твърде малки количества от непречистени и нестабилни екстракти, съдържащи еритропоетин.Previous attempts to produce erythropoietin in good quantities of plasma or urine have proved relatively unsuccessful. Complex and complicated laboratory procedures are required and usually result in the collection of too small amounts of crude and unstable extracts containing erythropoietin.
Патент US 3,033,753 описва един метод за частично пречистване на еритропоетин от овча кръвна плазма, който дава малък добив на суров твърд екстракт, съдържащ еритропоетин.U.S. Patent 3,033,753 describes one method for the partial purification of erythropoietin from sheep blood plasma that yields a small yield of a crude solid extract containing erythropoietin.
Началните опити за изолиране на еритропоетин от урина даваха нестабилни, биологически неактивни препарати на хормона. Патент US 3 865 801 описва метод за стабилизиране на биологичната активност на сурова субстанция, съдържаща еритропоетин, получен от урина. Полученият суров препарат, съдържащ еритропоетин, има 90% от активността на еритропоетина и е стабилен.Initial attempts to isolate erythropoietin from urine yielded unstable, biologically inactive hormone preparations. US Patent No. 3,865,801 describes a method of stabilizing the biological activity of a crude substance containing erythropoietin derived from urine. The resulting crude preparation containing erythropoietin has 90% of erythropoietin activity and is stable.
Друг метод за пречистване на човешки еритропоетин от урина на па циенти с апластична анемия е описан от Miyake et al., J. Biol. Chem.. том 252, N 15, август 10, 1975,стр. 5558-5564. Този седеметапен метод включва йоннообменна хроматография, преципитиране с етанол, гелна филтрация и адсорбционна хроматография и дава чист еритропоетинов препарат със 70,400 единици/мг протеин при 21% добиви.Another method for the purification of human erythropoietin from the urine of patients with aplastic anemia has been described by Miyake et al., J. Biol. Chem .. Volume 252, No. 15, Aug. 10, 1975, p. 5558-5564. This seven-step method involves ion exchange chromatography, ethanol precipitation, gel filtration and adsorption chromatography and yields a pure erythropoietin preparation with 70,400 units / mg protein in 21% yields.
Патент US 4 397 840 на Takezawa et al., описва методи за получаване на „един еритропоетинов продукт“ от урина на здрави хора със слаби основни йонообменни смоли и предполага, че нискомолекулните продукти нямат инхибиращ ефект спрямо еритропоетина.US Patent No. 4,397,840 to Takezawa et al. Describes methods for the preparation of a 'single erythropoietin product' from urine in healthy human subjects with weak basic ion exchange resins and suggests that low molecular weight products have no inhibitory effect on erythropoietin.
Заявка за патент GB 2,085,887 от Sugimoto et al., публикувана през май 1982 г., описва метод за получаване на хибридни човешки лимфобластоидни клетки с добиви от 3 до 420 единици еритропоетин на мл клетъчна суспензия (културата, след размножаване на бозайникови гостоприемници съдържа до 107 клетки на милилитър). При най-високите добиви, които е възможно да бъдат постигнати, нормата на продукция на еритропоетин може да бъде 40 до около 4 000 единици/106 клетки/48 часа в култура ин витро, последвано от пренасяне на клетки от система за размножаване ин виво. (Виж също еквивалентния US 4,377,513) Правени са голям брой предложения за изолиране на еритропоетин от тъканни източници, включително неопластични клетки, обаче добивите са доста ниски. Виж например Jelkman et al., Expl. hematol. 11 (7), 581-588 (1983); Tambourin et al., P.N.A.S. (USA), 8, 6269-6273 (1983); Katsuoka et al., Gann. 74, 534-541 (1983); Hagiwara et al., Blood, 63 (4), 828-835 (1984); Choppin et al., Blood, 64 (2), 341-347 (1984).Patent Application GB 2,085,887 from Sugimoto et al., Published in May 1982, describes a method for producing hybrid human lymphoblastoid cells in yields of 3 to 420 units of erythropoietin per ml of cell suspension (culture, after multiplication of mammalian hosts, contains up to 10 7 cells per milliliter). At the highest yields that can be achieved, the production rate of erythropoietin may be 40 to about 4,000 units / 10 6 cells / 48 hours in vitro, followed by cell transfer from an in vivo propagation system . (See also equivalent US 4,377,513) Many proposals have been made to isolate erythropoietin from tissue sources, including neoplastic cells, but yields are quite low. See, e.g., Jelkman et al., Expl. hematol. 11 (7), 581-588 (1983); Tambourin et al., PNAS (USA), 8, 6269-6273 (1983); Katsuoka et al., Gann. 74, 534-541 (1983); Hagiwara et al., Blood, 63 (4), 828-835 (1984); Choppin et al., Blood, 64 (2), 341-347 (1984).
Други методики за изолиране, използвани за получаване на пречистен еритропоетин, включват имунологични процедури. Едно поликлонално, получено от серум антитяло, реактивно спрямо еритропоетин, е получено при инжектиране на животно, за предпочитане плъх или заек, с човешки еритропоетин. Инжектираният човешки еритропоетин се разпознава като чужда антигенна субстанция от имунната система на животното и инициира образуването на антитела на антигена. Различни клетки в отговор на стимулацията от антигенната субстанция продуцират и освобождават в кръвообращението антитела, слабо различаващи се от продуцираните от други реагиращи клетки. Антитялоактивността се запазва в серума на животното, когато неговата кръв се екстрахира. Въпреки че непречистеният серум или от антитела препарат, пречистен като фракция на серумен имуноглобулин G, може да бъде изпалзван при изследвания за откриване и комплексообразуване с човешки еритропоетин, тези материали имат един голям недостатък. Серумното антитяло, съставено от всички различни антитела, продуцирани от отделните клетки, е поликлонално по характер и образува комплекси със съставки на суровия екстракт, различни от еритропоетина.Other isolation techniques used to prepare purified erythropoietin include immunological procedures. A polyclonal serum-derived antibody reactive to erythropoietin is obtained by injecting an animal, preferably a rat or rabbit, with human erythropoietin. Injected human erythropoietin is recognized as a foreign antigenic substance by the animal's immune system and initiates the production of antigen antibodies. Different cells, in response to stimulation by the antigenic substance, produce and release into the bloodstream antibodies slightly different from those produced by other responsive cells. Antibody activity is maintained in the serum of the animal when its blood is extracted. Although the crude serum or antibody preparation purified as a fraction of serum immunoglobulin G may be used in human erythropoietin detection and complexation studies, these materials have one major drawback. The serum antibody, made up of all the different antibodies produced by the individual cells, is polyclonal in nature and forms complexes with the constituents of the crude extract other than erythropoietin.
От интерес за нивото на техниката на настоящето изобретение са последните успехи в областта на развитие на постоянни култури от клетки, способни да продуцират определен вид антитяло, което да е специфично имунологично реактивно с единичен антигенен детерминант на избран антиген. Виж общо Cisholm, High Technology, том 3, Ν 1, 57-63 (1983). Правени са опити да се използват методи за сливане на клетки и хибри дизиране за получаване на моноклонални антитела срещу еритропоетин и да се използват тези антитела за изолиране и количествено определяне на човешки еритропоетин. Съобщение за успешно разработване на миши-миши хибридомни клетъчни линии, секретиращи моноклонални антитела срещу човешки еритропоетин, се появи в реферативна форма в Lee-Huang, Abstract N 1463 на Fed. Proc. 41, 520 (1982). Друг пример е едно подробно описание за получаване и използване на моноклонално антиеритропоетиново антитяло от Weis et al., P.N.A.S. (САЩ) 79, 5465-5469 (1982). Виж също Sasaki, Biomed. Biochim. Acta, 42 (1 1/12), 202-206 (1983); Yanagawa et al., Blood, 64 (2), 357-364 (1984); Yahagawa et al., J. Biol. Chem. 259 (5), 2707-2710 (1984); US N 4,465,624.Of interest in the prior art are the recent advances in the development of permanent cell cultures capable of producing a particular type of antibody that is specifically immunologically reactive with a single antigenic determinant of a selected antigen. See generally Cisholm, High Technology, Volume 3, Issue 1, 57-63 (1983). Attempts have been made to use cell fusion and hybridization methods to produce monoclonal antibodies against erythropoietin and to use these antibodies to isolate and quantify human erythropoietin. A message about the successful development of mouse-murine hybridoma cell lines secreting monoclonal antibodies against human erythropoietin appeared in abstract in Lee-Huang, Fed. Abstract N 1463. Proc. 41, 520 (1982). Another example is a detailed description of the preparation and use of a monoclonal anti-erythropoietin antibody by Weis et al., P.N.A.S. (USA) 79, 5465-5469 (1982). See also Sasaki, Biomed. Biochim. Acta, 42 (1 1/12), 202-206 (1983); Yanagawa et al., Blood, 64 (2), 357-364 (1984); Yahagawa et al., J. Biol. Chem. 259 (5), 2707-2710 (1984); U.S. Patent No. 4,465,624.
Също включени в нивото на техниката на настоящето изобретение са съобщенията за имунологичната активност на синтетични пептиди, които по същество дублират аминокиселинната последователност на съществуващи в природата протеини, гликопротеини и нуклеопротеини. Поспециално, установено е, че полипептиди със сравнително ниско молекулно тегло проявяват имунни реакции, които са еднакви по времетраене и обхват с имунните реакции на физиологично значими протеини като например вирусни антигени, полипептидни хормони и други подобни. Присъщо на имунните реакции на такива полипептиди е провокиране образуването на специфични антитела при имунологично активни животни. Виж например Lerner et al., Nature 294, 654-656 (1981); Walter et al., P.N.A.S. (USA) 77, 5197-5200 (1980); Lerner et al., P.N.A.S. (USA) 78,3403-3407; Walter et al., P.N.A.S. (USA)78, 4882-4886 (1981); Wong et al., P.N.A.S. (USA) 78,Also included in the prior art are reports of the immunological activity of synthetic peptides, which essentially duplicate the amino acid sequence of naturally occurring proteins, glycoproteins and nucleoproteins. In particular, relatively low molecular weight polypeptides have been shown to exhibit immune responses that are the same in duration and range with immune responses to physiologically relevant proteins such as viral antigens, polypeptide hormones and the like. Particularly of the immune responses of such polypeptides is the provocation of the formation of specific antibodies in immunologically active animals. See, for example, Lerner et al., Nature 294, 654-656 (1981); Walter et al., P.N.A.S. (USA) 77, 5197-5200 (1980); Lerner et al., P.N.A.S. (USA) 78.3403-3407; Walter et al., P.N.A.S. (USA) 78, 4882-4886 (1981); Wong et al., P.N.A.S. (USA) 78,
7412-7416 (1981); Green et al., Cell. 28. 477-487 (1982); Nigg et al.. P.N.A.S. (USA) 79. 5322-5326 (1982); Baron et al., Cell, 28, 395-404 (1982); Dreemsn et al., Nature 295, 158-160 (1982); Lerner, Scientific American 248, N 2, 66-74 (1983); виж също Kaiser et al., Science, p. 249-255 (1984) отнасящо се до биологични и имунологични активности на синтетични пептиди. които имат приблизително вторичните структури на пептидните хормони, но може да нямат такива първични структурни конформации.. Горните проучвания се отнасят разбира се до аминокиселинни последователности на протеини, различни от еритропоетин. едно вещество, за чиято аминокиселинна последователност не е публикувана съществена информация. В заявка за патент US 463 724, подадена на 4.02.83 от J. Egrie, публикувана на 22.08.83, като ЕР 0116446, е описана една миша-миша хибридомна клетъчна линия (АТСС N НВ 8209), която продуцира високо специфично моноклонално антиеритропоетиново антитяло, което е също специфично имунореактивно с полипептид, имащ следната последователност от аминокиселини:7412-7416 (1981); Green et al., Cell. 28. 477-487 (1982); Nigg et al .. P.N.A.S. (USA) 79. 5322-5326 (1982); Baron et al., Cell, 28, 395-404 (1982); Dreemsn et al., Nature 295, 158-160 (1982); Lerner, Scientific American 248, N 2, 66-74 (1983); see also Kaiser et al., Science, p. 249-255 (1984) concerning the biological and immunological activities of synthetic peptides. which have approximately secondary structures of peptide hormones but may not have such primary structural conformations. The above studies refer, of course, to amino acid sequences of proteins other than erythropoietin. a substance for which no essential information has been published on the amino acid sequence. Patent Application US 463 724, filed 4.02.83 by J. Egrie, published on 08/22/83, as EP 0116446, describes a mouse-murine hybridoma cell line (ATCC N HB 8209) that produces a highly specific monoclonal anti-erythropoietin an antibody that is also specifically immunoreactive with a polypeptide having the following sequence of amino acids:
N Н2- Ala-Pro-Pro- Arg-Leu-Ile-Cys-AspSer-ArgVal-Leu-Glu-Arg-Tyr-Leu-Leu-Glu-AlaLys-COOHN H 2 - Ala-Pro-Pro-Arg-Leu-Ile-Cys-AspSer-ArgVal-Leu-Glu-Arg-Tyr-Leu-Leu-Glu-AlaLys-COOH
Полипептидната последователност е същата като тази от първите двадесет аминокиселинни остатъка на зрелия човешки еритропоетин, изолиран по метода на Miyake et al., J.Biol. Chem. 252, 5558-5564 (1977), аминокиселините на който са анализирани на газово фазен секвенатор (Applied Biosystems, Inc.) съгласно метода на Hewick, М. et al., J. Biol. Chem. 256, 7990-7997 (1981). Виж също Sue et al.. Proc. Natl. Acad. Sci. (САЩ) 80, стр.The polypeptide sequence is the same as that of the first twenty amino acid residues of mature human erythropoietin isolated by the method of Miyake et al., J. Biol. Chem. 252, 5558-5564 (1977), the amino acids of which were analyzed by a gas phase sequencer (Applied Biosystems, Inc.) according to the method of Hewick, M. et al., J. Biol. Chem. 256, 7990- 7997 (1981). See also Sue et al. Proc. Natl. Acad. Sci. (USA) 80, p.
3651-3655 (1983), отнасящо се до разработване на поликлонални антитела срещу синтетичен 26-мер, основаващ се на различаваща се аминокиселинна последователност и Sytowski et al., J. Immunol. Methods 69, стр. 181-186 (1984).3651-3655 (1983) concerning the development of polyclonal antibodies against a synthetic 26-mer based on a different amino acid sequence and Sytowski et al., J. Immunol. Methods 69, pp. 181-186 (1984).
Въпреки че поликлоналните и моноклоналните антитела, както са описани по-горе, създават много полезни продукти за прилагане на имунни анализи за откриване и количествено определяне на еритропоетин и могат да се прилагат при афинитетното пречистване на еритропоетин, не е вероятно тези материали да могат да се използват за изолиране от бозайникови източници на големи количества еритропоетин, достатъчни за други анализи, клинични изпитвания и потенциално широкообхватно терапевтично прилагане на субстанцията при лечението например на хронични бъбречни заболявания, при които увредените тъкани не могат да поддържат продуцирането на еритропоетин. Затова разработките в тази област, насочени към получаване на висококачествен еритропоетин от бозайници и осигуряване на големи количества от него за диагностично и клинично приложение, включват успешното прилагане на рекомбинантните методи за осъществяване на едромащабен микробен синтез на съединението.Although polyclonal and monoclonal antibodies, as described above, create very useful products for the application of immune assays for the detection and quantification of erythropoietin and can be used in the affinity purification of erythropoietin, it is unlikely that these materials can be used to isolate large amounts of erythropoietin from mammalian sources sufficient for other analyzes, clinical trials and potentially wide-ranging therapeutic administration of the substance in the treatment of, for example, chrono no kidney disease in which damaged tissues cannot support the production of erythropoietin. Therefore, developments in this field aimed at producing high quality mammalian erythropoietin and providing large quantities of it for diagnostic and clinical use include the successful application of recombinant methods for performing large-scale microbial synthesis of the compound.
Въпреки значителните усилия за насочено изолиране на ДНК-последователности, кодиращи за човешки и за други типове еритропоетин на бозайници, никой от опитите не се оказва успешен. Това се дължи по принцип на оскъдността на тъканни източници, специално на човешки тъканни източници, обогатени на иРНК, такива, които биха позволили създаването на сДНК банка, от която да може да се изолира ДНК-последо вателност, кодираща за еритропоетин по обикновените методи. Освен това е известно малко за непрекъсната последователност от аминокиселинни остатъци на еритропоетина. така че не е възможно да се създадат, например дълги полинуклеотидни сонди, надеждни и с възможност за използване при ДНК/ДНК хибридизационен скрининг на сДНК и по-специално на геномна ДНК банка. Последователността от двадесет аминокиселини, използвана за получаване на посоченото по-горе моноклонално антитяло, продуцирано от АТТС N НВ 8209, не позволява създаването на необходимата олигонуклеотидна сонда, съставена от 60 бази по метода, описан от Andersen et al. (виж по-горе). Установено е, че човешкият ген за еритропоетин може да се явява като ген с единично копие в човешкия геном, а в някои случаи генетичният материал, кодиращ за човешки еритропоетин, може да съставлява по-малко от 0,00005 % от общата човешка геномна ДНК, налична в геномната банка.Despite considerable efforts to direct the isolation of DNA sequences encoding for human and other mammalian erythropoietin types, none of the experiments proved successful. This is due in principle to the scarcity of tissue sources, especially human tissue sources enriched in mRNAs, such that would allow the creation of a cDNA bank from which DNA sequencing encoding erythropoietin by conventional methods can be isolated. Moreover, little is known about the continuous sequence of the amino acid residues of erythropoietin. so it is not possible to create, for example, long polynucleotide probes that are reliable and capable of being used for DNA / DNA hybridization screening of cDNA, and in particular of a genomic DNA bank. The twenty amino acid sequence used to prepare the above monoclonal antibody produced by ATTC N HB 8209 does not allow the creation of the required oligonucleotide probe composed of 60 bases by the method described by Andersen et al. (look above). It has been shown that the human erythropoietin gene may appear as a single copy gene in the human genome, and in some cases the genetic material encoding human erythropoietin may account for less than 0.00005% of the total human genomic DNA, available in the genomic bank.
Най-успешните от известните опити с рекомбинантни методи за получаване на ДНК-последователности, подходящи за използване при микробна експресия на изолируеми количества еритропоетин от бозайници не постигат поставената цел. Като пример, Farber et al., Exp. Hematol. 11, Supp. 14, Abstract 101 (1983) съобщават за екстрахиране на иРНК от бъбречна тъкан от третирани с фенилхидразин павиани и инжектирането на тази иРНК в осцити на Xenopus laevis с доста преходен резултат, състоящ се в ин витро продуциране на смес от транслационни продукти, които включват и някои, проявяващи биологичните свойства на еритропоетина. Напоследък, Farber et al., Blood, 62, Ν 5, прит. Ν 1, реферат 392 на стр. 122а (1983) съобщава за транслация ин витро на човешка бъбречна иРНК от осцити на жаба. Полученият транслационен продукт е установено, че включва в реда от 220 mU един транслационен продукт, проявяващ активност на еритропоетин за микрограм от инжектираната иРНК. Въпреки че такова съдържание при ин витро транслация на екзогенна иРНК, кодираща за еритропоетин, се приема като доста ниско (в сравнение дори с по-рано установеното съдържание при транслация на павианска иРНК в търсения продукт) се приема, че резултатът утвърждава човешкия бъбрек като сайт за експресия на еритропоетин, позволяващ получаването от човешки бъбрек на обогатена сДНК банка, от която може да бъде изолиран търсеният ген (виж също Farber, Clin. Res. 31 (4), 769А, 1983).The most successful of the known experiments with recombinant methods for obtaining DNA sequences suitable for use in microbial expression of isolated amounts of mammalian erythropoietin do not achieve the intended purpose. As an example, Farber et al., Exp. Hematol. 11, Supp. 14, Abstract 101 (1983) reported the extraction of kidney tissue mRNA from phenylhydrazine-treated baboons and the injection of that mRNA into Xenopus laevis oscites with a rather transient result consisting in the in vitro production of a mixture of translational products, including some exhibiting the biological properties of erythropoietin. Recently, Farber et al., Blood, 62, Ν 5, vol. Ν 1, abstract 392 on page 122a (1983) reports the in vitro translation of human renal mRNA by frog oscites. The resulting translational product was found to include, in the order of 220 mU, a translational product exhibiting erythropoietin activity per microgram of injected mRNA. Although such in vitro content of exogenous mRNA encoding erythropoietin is considered to be quite low (compared to the previously found content in translation of baboon mRNA in the product sought), the result is considered to confirm the human kidney as a site for the expression of erythropoietin allowing the production of a cDNA enriched bank from a human kidney from which the desired gene can be isolated (see also Farber, Clin. Res. 31 (4), 769A, 1983).
След подаването на заявки за патент US N 561 024 и 582 185, се появява едно единствено съобщение за клониране и експресия на това, което се приема, че е сДНК на човешки еритропоетин в Е. coli. Казано накратко, известен брой сДНК клонове са включени в Е. coli плазмиди, и за продуктите, получени при беталактамазна фузия е установено, че са имунореактивни с моноклонално антитяло към един теопределен „епитоп“ на човешки еритропоетин. Виж LeeHuang, Proc., Nat. Acad. Sci. (САЩ) 81, стр. 2708-2712 (1984).Following patent applications US N 561 024 and 582 185, a single message for the cloning and expression of what is believed to be human erythropoietin cDNA in E. coli appears. In short, a number of cDNA clones are included in E. coli plasmids, and the products obtained with betalactamase fusion have been found to be immunoreactive with a monoclonal antibody to a theoderic "epitope" of human erythropoietin. See LeeHuang, Proc., Nat. Acad. Sci. (USA) 81, pp. 2708-2712 (1984).
Техническа същност на изобретениетоSUMMARY OF THE INVENTION
Настоящото изобретение се отнася до нови пречистени и изолирани полипептидни продукти, които имат част или цялата първична структурна конформация (т.е. непрекъсната последователност на аминокиселинни остатъци) и едно или повече от биологичните свойства (например иму нологичните свойства и ин виво и ин витро биологическата активност на природните еритропоетини, включително алелни варианти на същите. Тези полипептиди са също еднозначно характеризирани с това, че са продукт на експресия в прокариотен или еукариотен гостоприемник (например бактерии, дрожди и клетки от бозайници в култура) на екзогенна ДНК последователност, получена чрез геномно или сДНК клониране или чрез синтеза на ген. Продуктите от микробната експресия в клетки на гръбначни (например бозайници и птици) може освен това да се характеризират и с това, че не се асоциират с човешки протеини или с други онечиствания, които понякога са свързани с еритропоетина в неговата естествена среда в клетки на бозайници или в извънклетъчни течности като плазма или урина. Продуктите на типични дрождеви (например Saccharomyces cerevisiae) или прокариотни (например Е. coli) клетки гостоприемници не се свързват с никакви бозайникови протеини. В зависимост от използвания гостоприемник полипептидите съгласно изобретението може да бъдат гликолизирани с въглехидрати, получени от бозайници или други еукариотни клетки, или може да не бъдат гликозилирани. Полипептидите съгласно изобретението може да включват също и един начален метионинов аминокиселинен остатък (в позиция -1).The present invention relates to novel purified and isolated polypeptide products having part or all of the primary structural conformation (i.e., a continuous sequence of amino acid residues) and one or more biological properties (e.g., immunological properties and in vivo and in vitro biological activity of natural erythropoietins, including allelic variants thereof, These polypeptides are also uniquely characterized to be the product of expression in a prokaryotic or eukaryotic host (e.g. p bacteria, yeast and mammalian cells in culture) of an exogenous DNA sequence obtained by genomic or cDNA cloning or by gene synthesis Products of microbial expression in vertebrate cells (eg mammals and birds) may also be characterized by that they do not associate with human proteins or other impurities that are sometimes associated with erythropoietin in its natural environment in mammalian cells or in extracellular fluids such as plasma or urine. The products of typical yeast (eg Saccharomyces cerevisiae) or prokaryotic (eg E. coli) host cells do not bind to any mammalian proteins. Depending on the host used, the polypeptides of the invention may be glycosylated with carbohydrates derived from mammals or other eukaryotic cells or may not be glycosylated. The polypeptides of the invention may also include an initial methionine amino acid residue (at position -1).
Новите гликопротеинови продукти съгласно изобретението включват такива, които имат първична структурна конформация, достатъчно подобна на тази на природния (например човешки) еритропоетин, за да осигурява проявяването на един или повече от неговите биологични свойства и имащи средно съдържание на въглехидрати, различно от това на природния (например човешки) еритропоетин.The novel glycoprotein products of the invention include those having a primary structural conformation sufficiently similar to natural (e.g., human) erythropoietin to provide the manifestation of one or more of its biological properties and having an average carbohydrate content other than natural (e.g. human) erythropoietin.
Клетките от гръбначни (например COS-Ι и СНО), включени в настоящето изобретение, представляват първите достъпни клетки, които могат да се размножават ин витро непрекъснато и които при култивиране са в състояние да продуцират в хранителната среда в излишък от 100 единици (за предпочитане в излишък от 500 единици и най-вече в излишък от 1000 до 5000 единици) еритропоетин на 106 клетки за 48 часа, както е определено чрез радиоимунно изследване.The vertebrate cells (eg COS-Ι and CHO) included in the present invention are the first available cells that can reproduce in vitro continuously and which, when cultured, are capable of producing in the culture medium in excess of 100 units (preferably in excess of 500 units and especially in excess of 1000 to 5000 units) erythropoietin per 10 6 cells for 48 hours as determined by radioimmunoassay.
Настоящето изобретение се отнася и до синтетични полипептиди, напълно или частично повтарящи непрекъснатите последователности от аминокиселинни остатъци на еритропоетина, които се описват тук за първи път. Тези последователности, фактически имащи първичните, вторичните или третичните структурни и конформационни характеристики на природния еритропоетин, може да проявяват биологична активност и/ или имунологични свойства общи с природния продукт, така че да могат да бъдат използвани като биологично активни или имунологични заместители на еритропоетина в терапевтични и имунологични методи. Съответно, осигуряват се моноклонални и поликлонални антитела, получени по известни методи, които са имунореактивни с такива полипептиди и, за предпочитане, са също имунореактивни с природния еритропоетин.The present invention also relates to synthetic polypeptides that completely or partially repeat the continuous sequences of the amino acid residues of erythropoietin, which are described herein for the first time. These sequences, in fact having the primary, secondary or tertiary structural and conformational characteristics of natural erythropoietin, may exhibit biological activity and / or immunological properties in common with the natural product so that they can be used as biologically active or immunological substitutes for erythropoietin in therapeutic and immunological methods. Accordingly, monoclonal and polyclonal antibodies obtained by known methods are provided which are immunoreactive with such polypeptides and, preferably, are also immunoreactive with native erythropoietin.
Обекти на настоящото изобретение са клонирани ДНК последователности от маймунски и човешки произход и полипептидни последователности съответно изведени от тях, които представляват първичната структурна конформация на еритропоетини от май мунски и човешки произход.The objects of the present invention are cloned DNA sequences of monkey and human origin and polypeptide sequences respectively derived from them that represent the primary structural conformation of erythropoietins of May Mun and human origin.
Настоящото изобретение предлага и нови биологично функционални вирусни и кръгови плазмидни ДНК вектори, включващи ДНК последователности съгласно изобретението и микробни (например бактериални, дрождеви или клетки от бозайници) микроорганизми гостоприемници, устойчиво трансформирани или трансфектирани с такива вектори. Съответно с това изобретението се отнася до нови методи за получаване на полезни полипептиди, състоящи се в култивиране на такива трансформирани или трансфектирани микробни гостоприемници при условия, улесняващи едро мащабна експресия на екзогенни, породени от вектор ДНК последователности, и изолиране на желаните полипептиди от хранителната среда, клетъчни лизати или фракции от клетъчни мембрани.The present invention also provides novel biologically functional viral and circular plasmid DNA vectors including DNA sequences according to the invention and microbial (eg bacterial, yeast or mammalian cells) host microorganisms stably transformed or transfected with such vectors. Accordingly, the invention relates to novel methods for the preparation of useful polypeptides consisting in the cultivation of such transformed or transfected microbial hosts under conditions facilitating large-scale expression of exogenous vector-generated DNA sequences and isolation of the desired polypeptides from the culture medium , cell lysates or fractions of cell membranes.
Изолирането и пречистването на получените чрез микробна експресия полипептиди съгласно изобретението може да стане с обикновените средства, например подготвително хроматографско сепариране и имунологично сепариране, включващо получаването на моноклонално и/или поликлонално антитяло.The isolation and purification of the microbially produced polypeptides of the invention may be by conventional means, for example preparative chromatographic separation and immunological separation involving the production of a monoclonal and / or polyclonal antibody.
Изяснявайки по този начин последователността от аминокиселинни остатъци на еритропоетин, настоящото изобретение осигурява цялостно или частично получаване на ДНК последователности, кодиращи за еритропоетин, както и включване на кодони, предпочитани за експресия от избрани гостоприемници, непроизхождащи от бозайници, места за разцепване с рестрикционни ендонуклеазни ензими и допълнителни начални, крайни или междинни ДНК последователности, които улесняват конструирането на лесни за експресия вектори. В съот ветствие с това настоящото изобретение се отнася до получаването (и развитието чрез специфична по място мутагенеза на сДНК и геномна ДНК) на ДНК последователности, кодиращи за микробна експресия на полипептидни аналози или производни на еритропоетина, които се различават от природните му форми по вида или разположението на един или повече аминокиселинни остатъка (например аналози, получени чрез делеция, съдържащи не всички остатъци, типични за ЕРО, и/или аналози, получени чрез заместване, при което един или повече от характерните за ЕРО остатъци се заместват с други, и/или аналози, получени чрез разширяване, при което един или повече аминокиселинни остатъци се добавят към крайната или средната част на веригата на полипептида); като всеки от аналозите проявява едно или всички свойства на природния еритроетин.Thus, by elucidating the sequence of amino acid residues of erythropoietin, the present invention provides the complete or partial production of DNA sequences encoding erythropoietin, as well as the inclusion of codons preferred for expression by selected non-mammalian enzyme-derived host receptors and additional start, end, or intermediate DNA sequences that facilitate the construction of expression vectors. Accordingly, the present invention relates to the production (and development by site-specific mutagenesis of cDNA and genomic DNA) of DNA sequences encoding microbial expression of polypeptide analogs or erythropoietin derivatives that differ from their native forms by type or the arrangement of one or more amino acid residues (e.g., deletion analogues containing not all EPO-typical residues and / or substitutions analogues, wherein one or more of the EPO residues are replaced by others and / or analogs obtained by extension, wherein one or more amino acid residues are added to the terminal or middle chain of the polypeptide); with each of the analogues exhibiting one or all of the properties of natural erythroietin.
Новите ДНК последователности съгласно изобретението включват всички последователности, които могат да осигурят експресия в прокариотни или еукариотни клетки гостоприемници на полипептидни продукти, имащи поне част от първичната структурна конформация и едно или повече от биологичните свойства на еритропоетина, което може да се види при (а) ДНК последователностите, показани в таблици V и VI тук или техните комплементарни вериги; (в) ДНК последователности, които хибридизират (при хибридизационни условия, каквито са описани тук или по-строги от тях) до ДНК последователности, описани в (а) или техни фрагменти; и (с) ДНК последователности, които поради дегенериране на генетичния код хибридизират до ДНК последователностите, описани в (а) и (в) погоре. Част от описаните в (в) са ге номни ДНК последователности, кодиращи алелни вариантни форми на маймунски или човешки еритропоетин и/или кодиращи други видове еритропоетин от бозайници. Част от (с) са получени ДНК последователности, кодиращи за ЕРО, ЕРО-фрагменти и ЕРО-аналози, които може да включват кодони, улесняващи транслирането на информационна РНК в безгръбначни гостоприемници.The novel DNA sequences according to the invention include all sequences that can provide expression in prokaryotic or eukaryotic host cells of polypeptide products having at least part of the primary structural conformation and one or more of the biological properties of erythropoietin that can be seen in (a) DNA sequences shown in Tables V and VI herein or their complementary strands; (c) DNA sequences that hybridize (under hybridization conditions as described herein or stricter) to the DNA sequences described in (a) or fragments thereof; and (c) DNA sequences that, because of genetic code degeneration, hybridize to the DNA sequences described in (a) and (c) above. Part of the (c) described are genomic DNA sequences encoding allelic variant forms of monkey or human erythropoietin and / or encoding other mammalian erythropoietin species. Part of (c) is DNA sequences encoding for EPO, EPO fragments, and EPO analogs, which may include codons facilitating the translation of information RNA into invertebrate hosts.
Настоящото изобретение включва и клас полипептиди, за които кодират части от ДНК комплементарни към горната верига на човешката геномна ДНК последователност от таблица VI, т. е. комплементарно инвертиран протеин, както е описан от Tramontano et al., Nucleic Acids Research, 12, стр. 5049-5059 (1984).The present invention also includes a class of polypeptides for which encode portions of DNA complementary to the upstream human genomic DNA sequence of Table VI, i.e., complementary inverted protein, as described by Tramontano et al., Nucleic Acids Research, 12, p. 5049-5059 (1984).
Също включени в обхвата на изобретението са фармацевтични състави, съдържащи ефективни количества от полипептидните продукти съгласно изобретението заедно с подходящи разредители, добавки и/или носители, които се използват при терапия с еритропоетин, особено при лечение на анемии и по-специално такива анемии, които водят до хронична бъбречна недостатъчност.Also included within the scope of the invention are pharmaceutical compositions containing effective amounts of the polypeptide products of the invention together with suitable diluents, additives and / or carriers for use in erythropoietin therapy, especially in the treatment of anemias, and in particular such anemias, which lead to chronic kidney failure.
Полипептидните продукти съгласно изобретението могат да бъдат „белязани“ чрез ковалентно свързване със специфични лесно откриваеми вещества - маркери (например изотопно маркиране със 1251) за осигуряване на реактиви, използвани при откриване и количествено определяне на еритропоетин в твърда тъкан и в течни проби, като например кръв и урина. ДНК продуктите съгласно изобретението може също да бъдат белязани с откриваеми маркери (изотопни и неизотопни маркери например биотин) и използвани при ДНК хибридизационни методи за определяне на пози цията на гена за еритропоетин и/или позицията на всяка сходна фамилия гени в човешка, маймунска и на други видове бозайници хромозомна карта.The polypeptide products of the invention can be "labeled" by covalent binding to specific readily detectable substances - markers (eg, isotope labeling with 125 l) to provide reagents used for the detection and quantification of erythropoietin in solid tissue and in liquid samples, such as such as blood and urine. DNA products according to the invention can also be labeled with detectable markers (isotope and non-isotope markers such as biotin) and used in DNA hybridization methods to determine the position of the erythropoietin gene and / or the position of any similar gene family in human, monkey and other mammalian species chromosome map.
Те може също да бъдат използвани за откриване на дефекти в гена за еритропоетин на равнище ДНК и като генни маркери за идентифициране на съседни гени и техни дефекти.They can also be used to detect defects in the erythropoietin gene at the DNA level and as gene markers to identify neighboring genes and their defects.
Както е описано по-нататък в подробности, настоящото изобретение също предлага значителни подобрения в методите за откриване на специфични едноверижни полинуклеотиди с неизвестна последователност в хетерогенна клетъчна или вирусна проба, включващо свързани едноверижни полинуклеотиди, където:As described below in detail, the present invention also provides significant improvements in methods for detecting specific single-stranded polynucleotides of unknown sequence in a heterogeneous cell or viral sample comprising coupled single-stranded polynucleotides, where:
(а) се приготвя смес от маркирани едноверижни полинуклеотидни сонди с еднообразно вариращи последователности от бази, като всяка от споменатите сонди е потенциално специфично комплементарна към една последователност от бази, характерна за полинуклеотидите, които трябва да бъдат открити;(a) preparing a mixture of labeled single-stranded polynucleotide probes with uniformly varying base sequences, each of said probes being potentially specifically complementary to one sequence of bases characteristic of the polynucleotides to be detected;
(в) пробният образец се фиксира към твърд субстрат;(c) the sample is fixed to a solid substrate;
(c) субстратът, към който е фиксиран пробният образец се обработва, за да се намали възможността за друго свързване на полинуклеотиди към него освен чрез хибридизация към полинуклеотиди в споменатия пробен образец;(c) the substrate to which the sample is fixed is treated to reduce the possibility of other binding of polynucleotides to it other than by hybridization to polynucleotides in said sample;
(d) обработеният субстрат с фиксирания върху него пробен образец се довежда временно в контакт със спомената смес от маркирани проби при условия, улесняващи хибридизирането само между изцяло комплементарни полинуклеотиди, и (e) специфичният полинуклеотид се открива чрез следене за проява на хибридизационна реакция между него и една изцяло комплементарна сонда в спомената смес от маркирани сонди, което се показва от по-високата плътност на белязания материал върху субстрата на мястото на специфичния полинуклеотид в сравнение с фоновата плътност на белязания материал, която е резултат от неспецифичното свързване на маркираните сонди със субстрата.(d) the treated substrate with the fixed sample sample is temporarily brought into contact with said mixture of labeled samples under conditions facilitating hybridization only between fully complementary polynucleotides, and (e) the specific polynucleotide is detected by monitoring for its hybridization reaction and a fully complementary probe in said mixture of labeled probes, which is indicated by the higher density of the labeled material on the substrate at the site of the specific polynucleotide compared to the background n atnost the labeled material, which is a result of nonspecific binding of labeled probes to the substrate.
Методът е особено ефективен в случаи, изискващи използването на 64, 128, 256, 512 и 1024 или повече смесени полинуклеотидни сонди с дължина от 17 до 20 бази пир ДНК/ ДНК, РНК/РНК или ДНК/РНК хибридизации.The method is particularly effective in cases requiring the use of 64, 128, 256, 512 and 1024 or more mixed polynucleotide probes with a length of 17 to 20 bases of DNA / DNA, RNA / RNA or DNA / RNA hybridizations.
Както е описано тук, споменатите по-горе методи се използват при идентифицирането на сДНК клонове, кодиращи за еритропоетини с произход от маймуни от една банка, получена от иРНК от бъбречни клетки на анемични маймуни. По-специално, една смес от 128 еднообразно вариращи 20мерни сонди, основаващи се на информация за аминокиселинната последователност, получена при секвениране на фракции на човешки еритропоетин, се използва при хибридизация на колонии за откриване на седем положителни сДНК клона на еритропоетин между 200 000 колонии. Дори използването на подобрени методи съгласно изобретението е довело до бързо изолиране на три положителни клона при скрининг на 1 500 000 фагови плаки, съставляващи човешка геномна банка. Процесът завършва с използване на описаната смес от 128 20мерни сонди заедно с един втори комплект от 128 17-мерни сонди, основан на аминокиселинен анализ на различни непрекъснати последователности на човешки еритропоетин.As described herein, the methods mentioned above are used to identify cDNA clones encoding erythropoietins originating from monkeys from a single bank derived from anemic monkey kidney cell mRNA. In particular, a mixture of 128 uniformly varying 20-dimensional probes based on amino acid sequence information obtained from sequencing human erythropoietin fractions is used for colony hybridization to detect seven positive erythropoietin cDNA clones between 200,000 colonies. Even the use of improved methods according to the invention has led to the rapid isolation of three positive clones by screening 1,500,000 phage plaques constituting the human genomic bank. The process is completed using the described mixture of 128 20-dimensional probes together with a second set of 128 17-dimensional probes based on amino acid analysis of various continuous sequences of human erythropoietin.
Описаните методи представляват първия известен случай на използва15 не на свързани смесени олигонуклеотидни сонди при ДНК/ДНК хибридизационни методи за изолиране на геномни клонове на бозайници и първия известен случай на използване на смес от повече от 32 олигонуклеотидни сонди при изолирането на сДНК клонове.The methods described represent the first known case of using15 unrelated mixed oligonucleotide probes in DNA / DNA hybridization methods to isolate genomic clones of mammals and the first known case of using a mixture of more than 32 oligonucleotide probes in isolating cDNA clones.
Голям брой аспекти и предимства на изобретението ще станат явни на специалистите в тази област след разглеждането на следващото подробно описание, което илюстрира предпочитаните в настоящия момент приложения на изобретението.A number of aspects and advantages of the invention will become apparent to those skilled in the art upon consideration of the following detailed description that illustrates the currently preferred applications of the invention.
Съгласно настоящото изобретение се изолират и охарактеризират ДНК последователности кодиращи за част или за цялата полипептидна последователност на човешки и маймунски еритропоетин (отбелязван по-нататък като ЕРО). По-нататък ДНК от маймунски и човешки произход са субект на еукариотна и прокариотна експресия, осигуряваща изолируеми количества полипептиди, проявяващи биологичните (например имунологични) свойства на природния ЕРО, както и ин виво и ин витро биологични активности на ЕРО.According to the present invention, DNA sequences encoding part or all of the human and monkey erythropoietin polypeptide sequence (hereinafter referred to as EPO) are isolated and characterized. Further, monkeys of human and human origin are subject to eukaryotic and prokaryotic expression, providing isolated amounts of polypeptides exhibiting the biological (e.g. immunological) properties of natural EPO, as well as the in vivo and in vitro biological activities of EPO.
ДНК от маймунски произход е изолирана от сДНК банка, конструирана с иРНК, получена от бъбречна тъкан на маймуна с химически причинена анемия и за чийто серум е установено имунологично, че има високо съдържание на ЕРО в сравнение с нормален серум от маймуна. Изолирането на желаните сДНК клонове, съдържащи ДНК, кодираща за ЕРО, се придружава от ДНК/ДНК хибридизация на колонии при използване на пул от 128 смесени, изотопно маркирани, 20мерни олигонуклеотидни сонди и включва бърз скрининг на 200 000 колонии. Получаването на олигонуклеотидните сонди е основано на информация за аминосикелинната последователност, получена чрез ензимно фрагментиране и секвениране на малка проба от човешки ЕРО.Monkey-derived DNA is isolated from an mRNA construct constructed from mRNA derived from the kidney tissue of a monkey with chemically-induced anemia and whose serum has been found immunologically to have a high EPO content compared to normal monkey serum. Isolation of desired cDNA clones containing DNA encoding for EPO is accompanied by DNA / DNA colony hybridization using a pool of 128 mixed, isotopically labeled, 20-dimensional oligonucleotide probes, and involves rapid screening of 200,000 colonies. The preparation of the oligonucleotide probes is based on the amino acid sequence information obtained by enzymatic fragmentation and sequencing of a small sample of human EPO.
ДНК от човешки произход се изолира от човешка геномна ДНК банка. Изолирането на клонове, съдържащи кодираща за ЕРО ДНК се извършва чрез ДНК/ДНК хибридизация на плаки при използване на посочения погоре пул от 128 смесени изотопно белязани 17-мерни сонди, чиито последователности са базирани на информация за аминокиселинната последователност, получена от различен ензимен фрагмент на човешки ЕРО.Human DNA is isolated from a human genomic DNA bank. The isolation of clones containing the coding for EPO DNA was performed by DNA / DNA hybridization of plaques using the above pool of 128 mixed isotope-labeled 17-mer probes, whose sequences were based on amino acid sequence information derived from a different enzyme fragment. human EPO.
Позитивните колонии и плаки се проверяват последством дидезокси секвениране на клонална ДНК при използване на един подкомплект от 16 последователности от пула от 20-мерни сонди и избрани клонове се подлагат на анализ на нуклеотидната последователност, в резултат на който се определя първичната структурна конформация на ЕРО полипептидите, кодирани от тях. Определените полипептидни последователности проявяват висока степен на хомоложност помежду си и към една частична последователност, получена чрез аминокиселинен анализ на фрагменти на човешки ЕРО.Positive colonies and plaques were verified by dideoxy sequencing of clonal DNA using one subset of 16 pool sequences of 20-dimensional probes, and selected clones were subjected to nucleotide sequence analysis to determine the primary structural conformation of EPO polypeptides encoded by them. The particular polypeptide sequences exhibit a high degree of homology to each other and to a partial sequence obtained by amino acid analysis of human EPO fragments.
Един избран положителен маймунски сДНК клон и един избран положителен човешки геномен клон се включват в един ДНК вектор, който се умножава в Е. coli и се използва за трансфекция на култура от клетки на бозайници. Култивирането на трансфектирани клетки гостоприемници води до съдържание на ЕРО в настоящата течност на хранителната среда до 3000 mU на милилитър културална течност.One selected positive monkey cDNA clone and one selected positive human genomic clone are included in a DNA vector that is amplified in E. coli and used to transfect a culture of mammalian cells. Cultivation of transfected host cells results in an EPO content of the current culture fluid up to 3000 mU per ml of culture fluid.
Описание на приложените фигури Фигура 1 е графично представяне на радиоимунен анализ на продукти16 те съгласно изобретението;BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a graphical representation of a radioimmunoassay of products16 according to the invention;
Фигури 2 до 4 показват конструкция на вектори съгласно изобретението иFigures 2 to 4 show the construction of vectors according to the invention and
Фигури 5 до 21са ДНК и полипептидни последователности съгласно изобретението.Figures 5 to 21c DNA and polypeptide sequences according to the invention.
Следващите примери са представени за илюстриране на изобретението и се отнасят специално до процесите, предхождащи идентифицирането на кодиращи за ЕРО маймунски сДНК клонове и човешки геномни клонове, процесите, водещи до такова идентифициране и до секвенирането, развитието на експресионни системи и имунологичното потвърждаване на експресията на ЕРО в тези системи.The following examples are provided to illustrate the invention and relate specifically to the processes preceding the identification of EPO coding for monkey cDNA clones and human genomic clones, the processes leading to such identification and sequencing, the development of expression systems and immunoassay. in these systems.
По-специално, пример 1 се отнася до аминокиселинно секвениране на човешки ЕРО фрагменти и получаване на смеси от „изотопно“ маркирани сонди въз основа на резултатите от това секвениране. Пример 2 се отнася общо до методи за идентифициране на положителни маймунски сДНК клонове и така осигурява информация, отнасяща се до лечение на животни и предварително радиоимунно изследване (RIA) за анализ на животински серуми. Пример 3 е свързан с получаването на сДНК банка, хибридизационен скрининг на колонии и проверка на позитивните клонове, секвениране на позитивни сДНК клонове и осигуряване на информация за първичната структурна конформация (аминокиселинната последователност) на маймунски ЕРО. Пример 4 се отнася до процеси, включени при идентифицирането на положителни човешки геномни клонове и осигуряващи по този начин информация за източника на геномната банка, методи за хибридизация на плаки и проверка на положителните кло-нове. Пример 5 се отнася до ДНК секвениране на поло жителен геномен клон и получаване на информация за полипептидната аминокиселинна последователност на човешки ЕРО, включително сравняване на същата с информацията за последователността на маймунски ЕРО. Пример 6 е свързан с методи за конструиране на вектор, включващ ДНК, кодираща за ЕРО, получена от позитивен маймунски сДНК клон, използването на вектора за трансфектиране на COS-1 клетки и култивирането на трансфектираните клетки. Пример 7 се отнася до методи за конструиране на вектор, включващ ЕРО-кодиращи ДНК, получени от позитивен човешки геномен клон, използването на вектора за трансфектиране на COS-1 клетки и култивирането на трансфектираните клетки. Пример 8 описва имунен анализ на настоящите течности на хранителните среди, използвани за култивиране на трансфектираните съгласно примери 6 и 7 клетки. Пример 9 описва биологичната активност ин виво и ин витро на ЕРО, получени чрез микробна експресия съгласно примери 6 и 7.In particular, Example 1 relates to the amino acid sequencing of human EPO fragments and the preparation of mixtures of "isotope" labeled probes based on the results of this sequencing. Example 2 relates generally to methods for identifying positive monkey cDNA clones and thus provides information relating to animal treatment and pre-radioimmunoassay (RIA) for analysis of animal sera. Example 3 relates to the preparation of a cDNA bank, hybridization screening of colonies and verification of positive clones, sequencing of positive cDNA clones, and providing information on the primary structural conformation (amino acid sequence) of monkey EPO. Example 4 relates to processes involved in identifying positive human genomic clones and thus providing genomic bank source information, plaque hybridization methods, and verification of positive clones. Example 5 relates to DNA sequencing of a positive genomic clone and obtaining information about the human EPO polypeptide amino acid sequence, including comparison with the sequence information of monkey EPO. Example 6 relates to methods for constructing a vector comprising DNA encoding for EPO derived from a positive monkey cDNA clone, using the vector to transfect COS-1 cells and culturing the transfected cells. Example 7 relates to methods for constructing a vector comprising EPO-encoding DNAs derived from a positive human genomic clone, using the vector to transfect COS-1 cells and culturing the transfected cells. Example 8 describes an immunoassay of the present fluids of the culture media used for culturing the cells transfected according to Examples 6 and 7. Example 9 describes the in vivo and in vitro biological activity of EPO obtained by microbial expression according to Examples 6 and 7.
Пример 10 се отнася до създаването на експресионни системи от гостоприемници от бозайници за сДНК на маймунски ЕРО и човешка геномна ДНК, включващи клетки от яйчници на Китайски хамстер („СМО“) и до имунологичните и биологичните активности на тези експресионни системи, както и охарактеризирането на такива продукти. Пример 11 се отнася до получаването на гени, кодиращи човешки ЕРО и аналози на ЕРО, които гени включват известен брой предпочитани колони за експресия в Е. coli и дрождеви клетки гостоприемници и до експресионни системи, основаващи се на тях. Пример 12 се отнася до профили на имунологичната и биологична активност на експ17 ресионни продукти на системата по пример 11.Example 10 relates to the creation of mammalian EPO and human genomic DNA cDNA mammalian host expression systems, including Chinese hamster ovary cells ("WMO") and to the immunological and biological activities of these expression systems, as well as the characterization of such products. Example 11 relates to the preparation of genes encoding human EPO and EPO analogs, which genes include a number of preferred columns for expression in E. coli and yeast host cells and to expression systems based thereon. Example 12 deals with profiles of the immunological and biological activity of the expression products of the system of Example 11.
Пример 1Example 1
А. Аминокиселинно секвениране на 5 фрагмент на човешки ЕРОA. Amino acid sequencing of 5 fragments of human EPO
Човешки ЕРО се изолира от урина и се подлага на тройно смилане, водещо до получаване и изолиране на 17 отделни фрагмента в количества приблизително 100-150 пмола.Human EPO was isolated from urine and subjected to triple digestion, resulting in the production and isolation of 17 individual fragments in amounts of approximately 100-150 pmol.
Таблица 1Table 1
Фрагментите са номерирани произволно и аминокиселинните им последователности са анализирани чрез микросеквениращ анализ при използване на газово-фазов секвенатор (Applied Biosystems) за получаване на посочената на Таблица 1 информация за последователностите, при което са използвани еднобуквени кодове, a X означава остатък, който не е еднозначно определен.The fragments are numbered arbitrarily and their amino acid sequences analyzed by microsequencing analysis using a gas-phase sequencer (Applied Biosystems) to obtain the sequence information used in Table 1, using one-letter codes, and X denotes a residue that is not uniquely defined.
В. Съставяне и получаване на смеси от олигонуклеотидни сонди аминокиселинните последователности, посочени в таблица I, се разглеждат в контекста на дегенерация на генетичния код за установяване дали методите, използващи смесени сонди, да се прилагат при ДНК/ДНК хибридизационни процеси върху сДНК и/или ге30 номна ДНК банка. Този анализ показва, че във фрагмент Ν Т35 същестувва серия от 7 аминокиселинни остатъка (Vai Asn-Phe-Tyr-AlaTrp-Lys), която може да бъде ед35 нозначно определена като кодираща за една от 128-те възможни ДНК последователности, обхващащи 20 базови двойки. Поради това един пръв комплект от 128 20-мер40 ни олигонуклеотида е синтезиран по стандартните фосфоамидитни методи (Виж Beaucage et al., Tetrahedron Letters, 22, стр. 1859-1862 (1981)) върху твърда подложка съг45 ласно последователността, посочена в таблица 2 по-долу.C. Preparation and preparation of mixtures of oligonucleotide probes The amino acid sequences listed in Table I are considered in the context of genetic code degeneration to determine whether methods using mixed probes are applied to DNA / DNA hybridization processes on cDNA and / or GE30 Nominal DNA Bank. This analysis shows that in the ΝT35 fragment there is a series of 7 amino acid residues (Vai Asn-Phe-Tyr-AlaTrp-Lys) that can be uniquely identified as coding for one of the 128 possible DNA sequences spanning 20 basic couples. Therefore, a first set of 128 20-mer40 oligonucleotides was synthesized by standard phosphoamidite methods (See Beaucage et al., Tetrahedron Letters, 22, pp. 1859-1862 (1981)) on a solid support according to the sequence shown in Table 2 below.
Таблица 2Table 2
Последващият анализ показва, че 10 ято може да се приготви пул от 128 във фрагмент Ν Т38 има серия от 6 смесени 17-мерни олигонуклеотидни аминокиселинни остатъка (Gin-Pro- сонди, посочени в таблица 3 по-долу. Trp-Glu-Pro-Leu), на основата на коТаблица 3Subsequent analysis shows that a pool of 128 can be prepared in a fragment of T38 having a series of 6 mixed 17-dimensional oligonucleotide amino acid residues (Gin-Pro-probes listed in Table 3 below. Trp-Glu-Pro- Leu), based on Table 3
Олигонуклеотидните сонди се маркират в 5' края с гама - 32Р-АТР, 75008000 ci/mmol (ICN) при използване на Т4 полинуклеотидна киназа (NEN).Oligonucleotide probes were labeled at the 5 'end with gamma - 32 P-ATP 75008000 ci / mmol (ICN) using T 4 polynucleotide kinase (NEN).
Пример 2Example 2
A. Методи за третиране на маймуна Женски Cynomolgus маймуниA. Methods for Monkey Treatment Female Cynomolgus monkeys
Macaca fascicularias (2, 5 - 3 кг, на възраст от 1,5 до 2 години) се третират подкожно с разтвор на фенилхидразин хидрохлорид с pH 7,0 в дози отMacaca fascicularias (2, 5 - 3 kg, 1.5 to 2 years of age) are treated subcutaneously with a solution of phenylhydrazine hydrochloride with a pH of 7.0 at doses of
12,5 мг/кг на 1-я, 3-я и 5-я ден. Следи се хематокритната стойност преди всяко инжектиране. На седмия ден или когато хематокритната стойност е спаднала под 25% от изходното равнище, се взима серум и бъбреци след прилагане на кетамин хидрохлорид в дози 25 мг/кг. Събраните материали се замразяват незабавно в течен азот и се съхраняват при -70°С.12.5 mg / kg on days 1, 3 and 5. The hematocrit value is monitored before each injection. On the seventh day or when the hematocrit value fell below 25% of baseline, serum and kidney were taken after administration of ketamine hydrochloride at 25 mg / kg. The collected materials were immediately frozen in liquid nitrogen and stored at -70 ° C.
B. RIA за ЕРО (радиоимунно изследване - RIA)B. RIA for EPO (radioimmunoassay - RIA)
Извършват се радиоимунни анализи за количествено определяне на ЕРО в проби по следния начин:Radioimmunoassay assays are performed to quantify EPO in samples as follows:
Стандартен еритропоетин или неизвестна проба се инкубира заедно с 30 антисерум в продължение на 2 ч при 37°С. След двучасово инкубиране епруветките се охлаждат върху лед, добавя се 1251-маркиран еритропоетин и епруветките се инкубират при 0°С най-малко още 15 ч. Всяка епруветка съдържа 500 μΐ инкубационна смес, състояща се от 50 μΐ разреден имунен серум, 10 000 срт |251-еритропоетин, 5 μΐ тразилол и 0-250 μΐ от стандартния ЕРО или неизвестната проба в PBS (буфериран с фосфат физиологически разтвор), съдържащ 0,1% BSA, за допълване на останалия обем. Използваният антисерум е от втория кръвен тест на заек, имунизиран с 1 % чист препарат еритропоетин от човешка урина. Крайното разреждане на ан19 тисерума за изследването се наглася така, че количеството на свързания с антитяло |251-ЕРО да не надхвърля 1020 °о от общото. Всъщност това отговаря на крайно разреждане на антисерума от 1:50 000 до 1:100 000.Standard erythropoietin or unknown sample was incubated with 30 antisera for 2 h at 37 ° C. After two hours of incubation, the tubes were cooled on ice, 125 1-labeled erythropoietin was added, and the tubes were incubated at 0 ° C for at least another 15 hours. Each tube contained a 500 μ смес incubation mixture consisting of 50 μΐ diluted immune serum, 10,000 25 1-erythropoietin, 5 μΐ trazilol and 0-250 μΐ standard EPO or unknown sample in PBS (phosphate buffered saline) containing 0.1% BSA to supplement the remaining volume. The antiserum used is from the second rabbit blood test immunized with 1% pure human urine erythropoietin. The final dilution of antiserum an19 study was adjusted so that the amount of bound antibody | 25 1-EPO does not exceed 1020 ° o of the total. In fact, this corresponds to a final dilution of the antisera from 1:50 000 to 1: 100 000.
Свързаният с антитяло 1251-еритропоетин се прециптира чрез добавянето на 150 μΐ Staph А. След 40 мин инкубиране пробите се центрофугират и утайката се промива два пъти с 0,75 ml 10 mM Трис-солна киселина с pHThe antibody-bound 125 1-erythropoietin is precipitated by the addition of 150 μΐ Staph A. After 40 min incubation, the samples are centrifuged and the precipitate is washed twice with 0.75 ml 10 mM Tris hydrochloric acid at pH
8,2. съдържаща 0,15М натриев хлорид, 2 mM ЕДТА и 0,05% Triton X100. Промитата утайка се изследва с гама брояч за определяне на процента на свързания 1251 еритропоетин. Пробите, свързани от предимунните серуми, се изваждат от крайната стойност за да се коригира броят с неспецифично преципитираните. Съдържанието на еритропоетин в непознатите проби се определя чрез сравняване със стандартната крива.8.2. containing 0.15M sodium chloride, 2 mM EDTA and 0.05% Triton X100. The washed sludge was examined with a gamma counter to determine the percentage of bound 125 l of erythropoietin. Samples associated with preimmune sera are subtracted from the final value to correct the number of nonspecific precipitates. The content of erythropoietin in unknown samples was determined by comparison with the standard curve.
Описаният по-горе метод се прилага за изследване на маймунски серум, получен както е описано в част А по-горе, както и на нетретиран маймунски серум. Установено е, че нормалните серумни проби съдържат приблизително 36 mU/мл, докато третираният маймунски серум съдържа от 1000 до 1700 mU/мл.The method described above is applicable to the study of monkey serum prepared as described in Part A above as well as untreated monkey serum. Normal serum samples have been found to contain approximately 36 mU / ml, whereas treated monkey serum contains from 1000 to 1700 mU / ml.
Пример 3Example 3
А. Получаване на банка от маймунски сДНКA. Obtaining a Monkey cDNA Bank
Информационна РНК се изолира от бъбреци на нормална и анемична маймуна по метода с гванидин тиоцианат по Chirgwin et al., Biochemistry, 18, стр. 5294 (1979) и поли (А)+ иРНК се пречиства с две преминавания чрез колонна хроматография с олиго (dT) целулоза, както е описано на стр. 197198 от Maniatis et al., „Molecular Cloning, a Laboratory Manual“,N.Y., (1982). Банката сДНК се конструира съглас но една модификация на общия метод на Okayama et al., Mol. and Cell Bid 2. стр. 161-170 (1982). Ключовите белези на сега предпочитаните методи са следните: (1) pUC8 се използва като единичен вектор, срязан с PstI и тогава снаден с олиго - dT с дължина 60-80 бази; (2) Смилане с Hindi се използва за отстраняване на олиго dT опашната част от единия край на вектора; (3) Синтезът на първата верига и олиго dG краят се извършва съгласно описания метод; (4) За отстраняване на олиго dG от края на вектора се използва смилане BamHI, (5) Заместването на РНК верига с ДНК се извършва в присъствието на два линкера (GATCTAAAGACCGTCCCCCCCCC и ACGGTCTTTA) при трикратен моларен излишък на олиго dG крайния вектор.Information RNA was isolated from the kidneys of normal and anemic monkeys by the method of guanidine thiocyanate according to Chirgwin et al., Biochemistry, 18, p. 5294 (1979) and poly (A) + mRNA was purified by two passes by oligo column chromatography ( dT) cellulose, as described on page 197198 by Maniatis et al., Molecular Cloning, a Laboratory Manual, NY, (1982). The cDNA bank was constructed according to a modification of the general method of Okayama et al., Mol. and Cell Bid 2. pp. 161-170 (1982). The key features of the preferred methods now are: (1) pUC8 is used as a single vector cut with PstI and then affixed with oligos-dT with a length of 60-80 bases; (2) Hindi digestion is used to remove the oligo dT tail from one end of the vector; (3) The synthesis of the first strand and oligo dG end is carried out according to the method described; (4) BamHI digestion is used to remove oligo dG from the end of the vector, (5) Replacement of the RNA strand with DNA is performed in the presence of two linkers (GATCTAAAGACCGTCCCCCCCCC and ACGGTCTTTA) with a triple molar excess of oligo dG terminal vector.
В. Методи за хибридизиране на колонии за скрининг на банка от маймунски сДНК.B. Methods for hybridization of monkey cDNA bank screening colonies.
Трансформирани Е. coli се разстилат при гъстота от 9000 колонии за 10x10 см блюдо върху твърда хранителна среда, съдържаща 50 pg/ml ампицилин. Използват се Gene Screen филтри (New England Nuclear Catalog N EF-972) предварително обмокрени върху BHI-CAM плочки (както мозъчно-сърдечна инфузия 37 g/Ι, казаминови киселини 2 g/Ι и агар 15 g/Ι, съдържаща 500 pg/ml хлорамфеникол) и се използват за отделяне на колониите от средата. Колониите се култивират в същата среда в продължение на 12 часа или по-дълго за умножаване на броя на плазмидните копия. Умножените колонии се обработват чрез поставяне на серии филтри върху 2 парчета филтърна хартия Whatman 3 ММ, наситени с един от следните разтвори:Transformed E. coli were spread at a density of 9000 colonies per 10x10 cm dish on solid medium containing 50 pg / ml ampicillin. Gene Screen Filters (New England Nuclear Catalog N EF-972) pre-wetted on BHI-CAM plates (as brain-infusion 37 g / Ι, casamic acid 2 g / Ι and agar 15 g / Ι containing 500 pg / ml chloramphenicol) and used to separate colonies from the medium. Colonies were cultured in the same medium for 12 hours or longer to multiply the number of plasmid copies. Multiplied colonies were treated by placing a series of filters on 2 pieces of Whatman 3 MM filter paper saturated with one of the following solutions:
(1) 50 тМ глюкоза - 25 тМ триссолна киселина (pH 8)-10 тМ ЕДТА (pH 8,0) за 5 мин;(1) 50 mM glucose - 25 mM trisolic acid (pH 8) -10 mM EDTA (pH 8.0) for 5 min;
(2) 0,5 М натриев хидроксид за 10 мин; и (3) 1,0 М трис-солна киселина (pH 7.5) за 3 мин.(2) 0.5 M sodium hydroxide for 10 min; and (3) 1.0 M Tris-hydrochloric acid (pH 7.5) for 3 min.
След това филтрите се изсушават въздушно във вакуум при 80°С за 2 ч.The filters were then air-dried in vacuo at 80 ° C for 2 h.
Изсушените филтри се подлагат на смилане с протеиназа К чрез обработка с разтвор, съдържащ 50 pg/ml от протеазния ензим в буфер К (0,1 М трис-солна киселина (pH 8,0) - 0,15 М натриев хлорид - 10 шМ ЕДТА (pH 8,2) - 0,2% SDS). По-специално към всеки филтър се добавят 5 мл от разтвора и смилането се извършва при 55°С за 30 мин, след което разтворът се отстранява.The dried filters are digested with proteinase K by treatment with a solution containing 50 pg / ml of protease enzyme in buffer K (0.1 M Trisolic Acid (pH 8.0) - 0.15 M Sodium Chloride - 10 mM EDTA (pH 8.2) - 0.2% SDS). In particular, 5 ml of the solution is added to each filter and grinding is carried out at 55 ° C for 30 min, after which the solution is removed.
След това филтрите се обработват с 4 ml прихибридизационен буфер (5xSSPE - 0,5% SDS - 100 pg/ml SS E. coli ДНК - 5xBFP). Прехибридизационната обработка се извършва при 55°С, обикновено за 4 ч или подълго, след което прехибридизационният буфер се отстранява.The filters were then treated with 4 ml of hybridization buffer (5xSSPE - 0.5% SDS - 100 pg / ml SS E. coli DNA - 5xBFP). The pre-hybridization treatment is carried out at 55 ° C, usually for 4 hours or longer, after which the pre-hybridization buffer is removed.
Хибридизацията се извършва по следния начин. Към всеки филтър се добавят 3 ml от хибридизационния буфер (5xSSPE - 0,5% SDS - 100pg/ml дрождева ТРНК), съдържащ 0,025 пмола от всяка от 128-те пробни последователности от таблица 2 (общата смес се означава като EPV смес) и филтрите се държат при 48°С за 20 ч. Тази температура е 2°С по-ниска от най-ниската от изчислените температури на дисоциация (Td), която е определена за всяка от пробите.The hybridization is as follows. To each filter was added 3 ml of hybridization buffer (5xSSPE - 0.5% SDS - 100pg / ml yeast TRNA) containing 0.025 pmol from each of the 128 sample sequences of Table 2 (total mixture was referred to as EPV mixture) and the filters are kept at 48 ° C for 20 h. This temperature is 2 ° C lower than the lowest of the calculated dissociation temperatures (Td) determined for each sample.
След хибридизацията филтрите се промиват три пъти за по 10 мин върху клатачка с 6xSSC -0,1% SDS при стайна температура и се промиват два до три пъти с 6xSS С-1% SDS при температурата на хибридизиране (48°С).After hybridization, the filters were washed three times for 10 min on a shaker with 6xSSC -0.1% SDS at room temperature and washed two to three times with 6xSS C-1% SDS at hybridization temperature (48 ° C).
Автографията на филтрите откри ва седем положителни клона измежду скринираните 200 000 колонии.The autograph of the filters revealed seven positive branches among the 200,000 colonies screened.
Изходният анализ на последователността на един от предполагаемите положителни маймунски сДНК клонове (означен клон 83) се извършва с цел потвърждаване на резултатите чрез модификация на метода на Wallace et al., Gene, стр. 21-26 (1981). Накратко, плазмидна ДНК от маймунския сДНК клон 83 се линеаризира чрез смилане с EcoRi и се денатурира чрез загряване в кипяща водна баня. Нуклеотидната последователност се определя чрез дидезокси метода на Sanger et al., P.N.A.S. (САЩ) 74, стр. 5463-5467 (1977). Един вторичен комплект от EPV сместа от проби, състоящ се от 16 последователности се използва като праймер за секвениращите реакции.The initial sequence analysis of one of the putative positive monkey cDNA clones (designated clone 83) was performed to confirm the results by modifying the method of Wallace et al., Gene, pp. 21-26 (1981). Briefly, plasmid DNA from monkey cDNA clone 83 is linearized by digestion with EcoRi and denatured by heating in a boiling water bath. The nucleotide sequence was determined by the dideoxy method of Sanger et al., P.N.A.S. (USA) 74, pp. 5463-5467 (1977). A secondary set of EPV sample mixtures consisting of 16 sequences was used as a primer for sequencing reactions.
С. Секвениране на сДНК на маймунски ЕРОC. Monkey EPO cDNA sequencing
Анализът на нуклеотидната последователност на клон 83 се извършва по метода на Messing, Methods in Enzymology, 101, стр. 20-78 (1983). Ha таблица 4 е показан предварителен анализ на рестрикционните карти на EcoRI/Hindlll, клониран фрагмент на клон 83, състоящ се от приблизително 1600 базови двойки. Приблизителните разположения на сайтовете за рестрикционния ендонуклеазен ензим са означени като базите се броят от 3' края до EcoRi сайта при 5' края на фрагмента. Нуклеотидното секвениране се извършва чрез секвениране на отделни рестрикционни фрагменти със свързване на припокриващи се фрагменти. Например информация за припокриване на последователности е получена чрез анализ на нуклеотидите в рестрикционен фрагмент, означен СНЗ (Sau3A при ~ 111/SmaI при ~324) и при секвениране в обратен ред на един фрагмент, означен С73 (Alul при ~424/BstEII при =203).Analysis of the nucleotide sequence of clone 83 was performed by the method of Messing, Methods in Enzymology, 101, pp. 20-78 (1983). Table 4 shows a preliminary analysis of the restriction maps of EcoRI / HindIII, a cloned fragment of clone 83 consisting of approximately 1600 base pairs. The approximate locations of the restriction endonuclease enzyme sites are indicated as the bases are counted from the 3 'end to the EcoRi site at the 5' end of the fragment. Nucleotide sequencing is performed by sequencing individual restriction fragments with the binding of overlapping fragments. For example, sequence overlap information was obtained by nucleotide analysis in a restriction fragment designated CH3 (Sau3A at ~ 111 / SmaI at ~ 324) and by sequencing in the reverse order of one fragment designated C73 (Alul at ~ 424 / BstEII at = 203).
Таблица 4Table 4
Секвенирането на 1342 базови двойки (в участък, обхващащ от Sau ЗА сайта при 3' до EcoRl сайта и Hindlll сайта) и анализът на всички възможни четящи рамки осигуряват информацията за ДНК и аминокиселинната последователност, отразена на фиг. 5. На фигурата предполагаемият изходен аминокиселинен отста45 тък от аминокрая на веригата на зрелия ЕРО (което е потвърден чрез корелация на споменатия по-рано ана лиз на последователностите на двадесет аминокрайни остатъка) е означен като +1. Натискът от определящия метионин ATG кодон (означен -27) „нагоре“ от изходния аминокраен аланинов остатък като определения за първи остатък от аминокиселинната последователност на зрелия протеин е показателен за вероятността за експресия на ЕРО първоначално в цитоплазмата в предхождаща форма, включваща един водещ участък от 27 аминокиселини, който е изрязан преди навлизане на зрелия ЕРО в кръвообращението. Потенциалните сайтове за гликолизиране в полипептида са означени със звездичка. Определеното молекулно тегло на транслираната зона е 21 117 далтона, а молекулното тегло на полипептида от 165 остатъка, съставляващи зрелия маймунски ЕРО е определен на 18 236 далтона.Sequencing of 1342 base pairs (in a region spanning the Sau 3A site at 3 'to the EcoR1 site and the HindIII site) and analysis of all possible reading frames provide the DNA and amino acid sequence information shown in FIG. 5. In the figure, the putative starting amino acid gap45 from the amino terminus of the mature EPO chain (which is confirmed by correlation of the previously mentioned sequence analysis of the twenty amino acid residues) is indicated as +1. The pressure from the methionine-defining ATG codon (designated -27) 'up' from the starting amino-terminal alanine residue as determined for the first remaining amino acid sequence of the mature protein is indicative of the possibility of EPO expression initially in the cytoplasm in a precursor form comprising 27 amino acids, which is excised prior to entry of mature EPO into the bloodstream. Potential glycolysis sites in the polypeptide are indicated by an asterisk. The molecular weight of the translated region is 21 117 daltons, and the molecular weight of the 165 residues constituting the mature monkey EPO is 18 236 daltons.
Полипептидната последователност от фиг. 5 може лесно да бъде подложена на анализ за наличност на силно хидрофилни участъци и/или вторични конформационни характеристики, показателни за потенциални високо имуногенни участъци чрез, например, методите на Hopp et al., P.N.A.S. (САЩ) 78, стр. 3824-3828 (1981) и Kyte et al., J. Mol. Biol. 157, стр. 105132 (1982) и/или Chou et al., Biochem. 13, стр. 222-245 (1974) и Adrances in Enzymology, 47, стр. 45-47 (1978). Компютърният анализ по метода на Hoop et al., се осъществява с помощта на програма, означена PEP Reference Section 6.7, осигурена от Intelligenetics, Inc. 124 University Avenue Polo Alto, California.The polypeptide sequence of FIG. 5 can be readily assayed for the presence of highly hydrophilic regions and / or secondary conformational characteristics indicative of potentially highly immunogenic sites by, for example, the methods of Hopp et al., P.N.A.S. (USA) 78, pp. 3824-3828 (1981) and Kyte et al., J. Mol. Biol. 157, p. 105132 (1982) and / or Chou et al., Biochem. 13, pp. 222-245 (1974) and Adrances in Enzymology, 47, pp. 45-47 (1978). Computer analysis by the method of Hoop et al. Is performed using a program referred to as PEP Reference Section 6.7 provided by Intelligenetics, Inc. 124 University Avenue Polo Alto, California.
Пример 4Example 4
А. Човешка геномна банкаA. Human Genomic Bank
Една Ch4A фагова геномна банка от човешки ембрионален дроб, приготвена съгласно метода на Lawn et al., Cell (виж по-горе) е получена и поддържана за целите на анализа на хибридизационни плаки.A Ch4A phage genomic bank of human embryonic liver prepared according to the method of Lawn et al., Cell (see above) was obtained and maintained for the purpose of hybridization plaque assay.
В. Методи за хибридизация на плаки, използвани за скрининг на човешка геномна банкаC. Plaque hybridization methods used for human genomic bank screening
Фагови частици се лизират и ДНК се фиксират върху филтри (50 000 плаки на филтър) съгласно метода на Woo, Methods in Enzymology, 68, стр. 389-395 (1979) освен при използване на Gene Screen Plus филтрите (New England Nuclear Catalog N NEF-972) и NZYAM плочки (NaCI, 5 g; MgCI2. 6H2O, 2 g; NZ-амин A, 10 g; дрождев екстракт 3 г; казаминови киселини 2g; малтоза 2 g; и arap 15 g/л).Phage particles were lysed and DNA fixed to filters (50,000 filter plates) according to the Woo method, Methods in Enzymology, 68, pp. 389-395 (1979) except using Gene Screen Plus filters (New England Nuclear Catalog N NEF-972) and NZYAM plates (NaCI, 5 g; MgCI 2 , 6H 2 O, 2 g; NZ-amine A, 10 g; yeast extract 3 g; casamic acids 2g; maltose 2 g; and arap 15 g / l ).
Изсушените на въздух филтри се изпичат за 1 ч при 80°С и след това се смилат с Протеаза К, както е описано в пример 3, част В. Предхибридизиране се извършва с 1 мол натриев хлорид - 1 % SDS буфер при 55°С за 4 ч или повече, след което буферът се отстранява. Хибридизационното и следхибридизационното промиване се извършва както е описано в пример 3. част В. Използват се смеси едната от 128 20-мерни проби, означени като EPV, и другата от 128 17мерни проби от таблица 3 (означени EPQ смеси). Хибридизацията се извършва при 48°С при използване на EPV сместа. Хибридизацията на EPQ сместа се осъществява при 46°С - 4° по-долу от изчисленото Td за съставките на сместа. Отстраняването на хибридизиралата проба за рехибридизация се извършва чрез кипване с 1 х SSC -0,1% SDS за 2 мин. Авторадиографията на филтрите показва три положителни клона (реактивни и с двете смеси от проби) измежду 1 500 000 скринирани фагови плаки. Потвърждаването на позитивните клонове като ЕРО-кодиращи се извършва чрез ДНК секвениране и електронна микрография на образува23 ните хетеродуплексни с маймунска сДНК от пример 3. Тази процедура също разкрива многобройни интрони в геномната ДНК последователност.The air-dried filters were washed for 1 h at 80 ° C and then ground with Protease K as described in Example 3, Part B. Pre-hybridization was performed with 1 mole of sodium chloride - 1% SDS buffer at 55 ° C for 4 h or more, after which the buffer is removed. Hybridization and post-hybridization washing were performed as described in Example 3. part B. Mixtures of one of the 128 20-dimensional samples referred to as EPV and the other of the 128 17-dimensional samples of Table 3 (labeled EPQ mixtures) were used. Hybridization was performed at 48 ° C using the EPV mixture. Hybridization of the EPQ mixture was carried out at 46 ° C - 4 ° below the calculated Td for the constituents of the mixture. Removal of the hybridized re-hybridization sample was performed by boiling with 1 x SSC -0.1% SDS for 2 min. The autoradiography of the filters showed three positive clones (reactive with both sample mixtures) between 1,500,000 screened phage plates. Confirmation of positive clones as EPO encoders was performed by DNA sequencing and electron micrographs of the mono-cDNA formulated heteroduplexes of Example 3. This procedure also reveals numerous introns in the genomic DNA sequence.
Пример 5Example 5
Извършен е анализ на нуклеотидната последователност на един от положителните клонове (означен λλ ΗΕΙ) и получените резултати са отразени на фиг. 6.The nucleotide sequence of one of the positive clones (designated λλ ΗΕΙ) was analyzed and the results obtained are shown in FIG. 6.
На фиг. 6 изходната непрекъсната ДНК последователност представлява една горна верига от 620 бази от една нетранслирана последователност, непосредствено предхождаща един транслиран участък на гена на човешкия ЕРО. По-специално, последователността изглежда че съставлява 5' края на гена, който води до транслиран участък от ДНК, кодиращ за първите четири аминокиселинни (-27 до -24) на една водеща последователност (пресеквенция). Четирите двойки бази в последователността, предхождаща тази кодираща началото на водещата не са още еднозначно определение и поради това са отбелязани с „X“. Следва един интрон от около 639 двойки бази (439 базови двойки от тях са секвенирани, а останалите 200 базови свойки са означени с „I.S.“), а непосредствено предхождащ един кодон за глутамин, който е означен като остатък -23 на транслирания полипептид. Установено е, че непосредствено следващата екзонна последователност кодира за аминокиселинните остатъци от един аланинов остатък (означен като+1 остатък от аминокиселинната последователност на зрелия човешки ЕРО), до кодона за треонин в позиция +26, след което следва втори интрон, състоящ се от 256 бази, както е специално посочено. След този интрон има една екзонна последователност за аминокиселинни остатъци 27 до 55 и след това трети интрон, съдържащ 612 базови двойки. Последващият екзон кодира за остатъци 56 до 115 на човешкия ЕРО и след него започва четвърти интрон със 134 бази както е описано. След четвъртия интрон има един екзон. кодиращ за остатъци NN 116 до 166 и един стоп кодон (TGA). Най-накрая, таблица 6 разкрива една последователност от 568 двойки бази, в която се предполага, че има нетранслиран 3' участък на гена на човешкия ЕРО, две базови двойки, на който („X“) още не са еднозначно секвенирани.In FIG. 6, the original continuous DNA sequence represents an upstream chain of 620 bases from one untranslated sequence immediately preceding one translated portion of the human EPO gene. In particular, the sequence appears to constitute the 5 'end of the gene, which results in a translated strand of DNA encoding the first four amino acids (-27 to -24) of one leading sequence (sequencing). The four pairs of bases in the sequence preceding that encoding the leading of the leading are not yet uniquely defined and are therefore marked with an "X". Following is an intron of about 639 base pairs (439 base pairs are sequenced and the remaining 200 base properties are designated "I.S."), and immediately preceding a glutamine codon, which is designated as residue-23 of the translated polypeptide. The next exon sequence was found to code for the amino acid residues of one alanine residue (designated as + 1 residue from the mature human EPO amino acid sequence) to the codon for threonine at position +26, followed by a second intron consisting of 256 bases as specifically indicated. Following this intron, there is one exon sequence for amino acid residues 27 to 55 and then a third intron containing 612 base pairs. The subsequent exon encodes for residues 56 to 115 of human EPO and thereafter begins a fourth intron with 134 bases as described. There is one exon after the fourth intron. coding for residues NN 116 to 166 and one stop codon (TGA). Finally, Table 6 discloses a sequence of 568 base pairs that suggests that there is an untranslated 3 'region of the human EPO gene, two base pairs to which ("X") are not yet uniquely sequenced.
Така на фиг. 6 е идентифицирана първичната структурна конформация (аминокиселинната последователност) на зрял човешки ЕРО, включващ 166 определени аминокиселинни остатъка (установено молекулно тегло=18 399). На фигурата е показана и ДНК последователността, кодираща за една водеща последователност от 27 остатъка заедно с 5' и 3' ДНК последователностите, която има значение за промотер/операторните функции на оперона на човешкия ген. Местата за потенциално гликолизиране на полипептида на зрелия човешки ЕРО са означени на фигурата със звездички. Заслужава да се отбележи, че специфичната аминокиселинна последователност от фиг. 6 вероятно е тази на една природна алелна форма на човешкия еритропоетин. В потвърждение на това са резултатите от продължителните опити за секвениране на получени от урина изолати на човешки еритропоетин, и откриват, че значителен брой еритропоетинови молекули имат метионин при остатък 126, а не серин, както е показано на фигурата.Thus in FIG. 6 identifies the primary structural conformation (amino acid sequence) of mature human EPO, comprising 166 specific amino acid residues (established molecular weight = 18 399). The figure also shows the DNA sequence encoding for a lead sequence of 27 residues together with the 5 'and 3' DNA sequences that is relevant for the promoter / operator functions of the human gene operon. The sites for potential glycolysis of the mature human EPO polypeptide are indicated in the asterisk figure. It is worth noting that the specific amino acid sequence of FIG. 6 is probably that of a naturally occurring allelic form of human erythropoietin. This is confirmed by the results of long-term sequencing experiments on urine-derived human erythropoietin isolates, and found that a significant number of erythropoietin molecules have methionine at residue 126 rather than serine, as shown in the figure.
Фигура 9 показва степента на хомоложност между полипептидните последователности на човешки и маймунски ЕРО. В горния непрекъс24 нат ред на фигурата, с означения от единични букви е представена изведените транслирани полипептидни последователности на човешки ЕРО, започващи с остатък -27, а долният непрекъснат ред показва изведената полипептидна последователност на маймунски ЕРО, започващ от означения остатък номер -27. Звездичките са използвани за означаване на хомоложност на последователностите. Трябва да се отбележи, че изведените последователности на човешки и маймунски ЕРО разкриват един „допълнителен“ лизинов (К) остатък в позиция 116 на човешкия ЕРО. Забележките към фиг. 6 посочват, че този остатък е на границата на предполагаемо свързване на иРНК в геномната последователност. Наличието на лизинов остатък в човешката полипептидна последователност се потвърждава след това чрез секвениране на сДНК клон на човешката последователност, получен от иРНК, изолирана от COS-1 клетки, трансформирани с човешката геномна ДНК от пример 7, по-долу.Figure 9 shows the degree of homology between the human and monkey EPO polypeptide sequences. In the upper unbroken row of the figure, the single translated letters represent the derived translated polypeptide sequences of human EPO beginning with residue -27, and the lower unbroken row shows the deduced polypeptide sequence of monkey EPO beginning with designated residue -27. Asterisks are used to indicate sequence homology. It should be noted that the deduced human and monkey EPO sequences reveal a single "additional" lysine (K) residue at position 116 of the human EPO. The notes to FIG. 6 indicate that this residue is on the verge of putative mRNA binding in the genomic sequence. The presence of a lysine residue in the human polypeptide sequence was then confirmed by sequencing a human cDNA clone cDNA clone isolated from COS-1 cells transformed with the human genomic DNA of Example 7 below.
Пример 6Example 6
Избраната система за експресия при началните опити за микробиален синтез на изолируеми количества ЕРО полипептиден материал кодиран от маймунска сДНК, получена по метода от пример 3, е такава, включваща клетки гостоприемници от бозайници (например COS-1 клетки, АТСС N CRL-1650). Клетките се трансфектират с един вектор, годен на автономна репликация в Е. coli-гостоприемник благодарение на ДНК, получена от pBR322 и в бозайниковите гостоприемници (посредством наличността на SV40, произхождаща от вирус ДНК).The selected expression system for the initial microbial synthesis assays of isolated amounts of EPO polypeptide material encoded by monkey cDNA obtained by the method of Example 3 is one comprising mammalian host cells (e.g., COS-1 cells, ATCC N CRL-1650). Cells were transfected with a single vector capable of autonomous replication in E. coli host thanks to DNA obtained from pBR322 and in mammalian hosts (via the presence of SV40 derived from DNA virus).
По-специално се конструира един експресионен вектор по следния начин: Плазмидният клон 83, получен в пример 3, се умножава в Е. coli и приблизително 1,4 кв маймунска ДНК кодираща ЕРО се изолира чрез EcoRI и Hindlll смилане. Отделно се изолира приблизително 40 кв Hindlll/Sall фрагмент от pBR322. Един приблизително 30 вр EcoRI/Sall линкер фрагмент се получава от M13mpl0 RF ДНК (Р и L лаборатории). Този линкер включва, в серии, EcoRI леплив край, последван от SstI, Smal, BamHMI и Xbal, разпознаващи сайтове и Sall леплив край. Горните три фрагмента се лигират за получаване на приблизително 5,4 кв междинен плазмид („pERS“), където ДНК на ЕРО е прикачена от едната страна чрез една „банка“ от полезни рестрикционни ендонуклеазни разпознаващи сайтове. След това pERS се смила с Hindlll и Sall за получаване ЕРО ДНК и EcoRI до Sall (M13mpl0) линкер. Фрагментът 1,4 кв се лигира с приблизително 4,0 кв BamHl/Sall на pBR322 и друг M13mpl0 Hindlll/BamHl RF линкер фрагмент също от приблизително 30 вр. М13 линкер фрагментът се характеризира с Hindlll леплив край, последван от PstI, Sall, Xbal разпознавателни сайтове и BamHI леплив край. Продуктът от лигирането отново полезен междинен плазмид („pBRЕРО“), включващ ЕРО ДНК, прикачена от двете страни чрез банки на рестрикционен сайт.In particular, one expression vector is constructed as follows: Plasmid clone 83 obtained in Example 3 was amplified in E. coli and approximately 1.4 square monkey DNA encoding EPO was isolated by EcoRI and HindIII digestion. Approximately 40 square HindIII / Sall fragment from pBR322 was isolated. An approximately 30 bp EcoRI / Sall linker fragment was obtained from M13mpl0 RF DNA (P and L laboratories). This linker includes, in series, an EcoRI adhesive end followed by SstI, Smal, BamHMI and Xbal recognition sites and a Sall adhesive end. The above three fragments are ligated to produce approximately 5.4 square intermediate plasmid ("pERS"), where EPO DNA is attached on one side by a "bank" of useful restriction endonuclease recognition sites. The pERS was then digested with HindIII and Sall to obtain EPO DNA and EcoRI to a Sall (M13mpl0) linker. The 1.4 kb fragment was ligated with approximately 4.0 kv BamHl / Sall on pBR322 and another M13mpl0 Hindlll / BamHl RF linker fragment also from approximately 30 pp. The M13 linker fragment was characterized by a Hindlll adhesive end, followed by PstI, Sall, Xbal recognition sites and BamHI sticky end. The ligation product is again a useful intermediate plasmid (" pBRERO ") comprising EPO DNA attached from both sides by banks to a restriction site.
Избраният вектор за експресия на ЕРО ДНК в COS-1 клетки („pDSVLl“) е конструиран така, че да позволява селекция и автономна репликация в Е. coli. Тези характеристики се осигуряват от източника на репликация и резистен на ампицилин ген сДНК последователности в участъка, разпространяваща се от нуклеотиди 2448 до 4362 на pBR322. Тази последователност се модифицира структурно чрез добавяне на един линкер, оси25 гуряващ свързване на Hindlll непосредствено съседно на нуклеотид 2448 преди инкорпориране във вектора. Между избраните други полезни свойства на вектора е способността му за автономна репликация в COS-1 клетки и наличността на вирусна промотерна последователност, действаща в клетки на бозайници. Тези свойства се осигуряват от произхода на репликационната ДНК последователност и „ген“ вирусна промотерна/ДНК последователност „късен ген“, присъстваща в една 342 вр последователност, обхващаща нуклеотиди номера 5171 до 270 на SV40 генома. Във вектора има един уникален рестрикционен сайт (BamHI) непосредствено до него вирусна промотерна последователност, осигурени чрез използване на търговски достъпна линкерна последователност (Collaborative Research). Във вектора е също инкорпорирана една последователност от 237 базови двойки (получена от нуклеотидни номера 2553 до 2770 от SV40), съдържащ вирусния иРНК полиаденилационен сигнал на „късния ген“ (обикновено назоваван транскрипционен терминатор). Този фрагмент е разположен във вектора в правилната посока точно срещу „късния ген“ вирусен промотер през единствения BamHI сайт. Във вектора има също и друг бозайников ген в позиция, недостъпна за потенциална транскрипция на ген, включен на единствения BamHI сайт, между вирусният промотер и терминаторната последователност. /Бозайниковият ген представлява миши дихидрофолатен редуктазон (DMFR) мини-ген от приблизително 2 500 вр, изолиран от плазмид pMG-1 както при Gasser et al., P.N.A.S. (САЩ) 79, стр. 6522-6526 (1982). Отново главните операционни компоненти на плазмид pDSVLI обхващат нуклеотиди 2448 до 4362 на pBR322 заедно с неклуотиди 5171 доThe selected vector for expression of EPO DNA in COS-1 cells ("pDSVL1") is designed to allow selection and autonomous replication in E. coli. These features are provided by the replication source and ampicillin gene-resistant cDNA sequences in the region extending from nucleotides 2448 to 4362 of pBR322. This sequence is modified structurally by the addition of a single linker axis25 that binds HindIII directly adjacent to nucleotide 2448 before incorporation into the vector. Among the other useful properties selected for the vector is its ability to autonomously replicate in COS-1 cells and the presence of a viral promoter sequence acting in mammalian cells. These properties are provided by the origin of the DNA replication sequence and the "late gene" viral promoter / DNA sequence present in a 342 bp sequence spanning nucleotides numbers 5171 to 270 of the SV40 genome. The vector has one unique restriction site (BamHI) next to it a viral promoter sequence provided by the use of a commercially available linker sequence (Collaborative Research). The vector also includes one sequence of 237 base pairs (derived from nucleotide numbers 2553 to 2770 of SV40) containing the viral mRNA polyadenylation signal of the "late gene" (commonly referred to as a transcription terminator). This fragment is positioned in the vector in the right direction just opposite the "late gene" viral promoter through the only BamHI site. There is also another mammalian gene in the vector in a position inaccessible to potential transcription of a gene included on a single BamHI site between the viral promoter and the terminator sequence. The mammalian gene is a murine dihydrofolate reductazone (DMFR) mini-gene of approximately 2,500 bp isolated from plasmid pMG-1 as in Gasser et al., P.N.A.S. (USA) 79, pp. 6522-6526 (1982). Again the major operational components of plasmid pDSVLI comprise nucleotides 2448 to 4362 of pBR322 together with nucleotides 5171 to
270 (342 вф) и 2553 до 2770 (237 вр) на SV40 ДНК.270 (342 bp) and 2553 to 2770 (237 bp) on SV40 DNA.
Следвайки метода, описан от Maniatis et al., виж по-горе, кодиращата ЕРО ДНК се изолира от плазмид pBR-EPO като BamHI фрагмент и се лигира в плазмид pDSVLI, срязан с BamHI. Използва се рестрикционен ензимен анализ за потвърждаване на инсерцията на ЕРО гена в правилна посока в два от получените клонирани вектори (двойката вектори Н и L). Виж фиг. 2, показваща плазмид pDSVLI-MkE. Вектори с ЕРО гени в неправилна посока (вектори F, X и G) се запазват за използване като негативни контроли при трансфекционни опити за определяне на степента на експресия на ЕРО в гостоприемници, трансформирани с вектори, съдържащи ЕРО ДНК в правилна посока.Following the method described by Maniatis et al., See above, the coding EPO DNA was isolated from plasmid pBR-EPO as a BamHI fragment and ligated into plasmid pDSVLI cut with BamHI. Restriction enzyme analysis was used to confirm the insertion of the EPO gene in the right direction in two of the cloned vectors obtained (pair vectors H and L). See FIG. 2, showing plasmid pDSVLI-MkE. Vectors with EPO genes in the wrong direction (vectors F, X, and G) are retained for use as negative controls in transfection experiments to determine the extent of EPO expression in hosts transformed with vectors containing EPO DNA in the right direction.
Векторите Н, L, F, X и G се комбинират с носител ДНК (ДНК от черен дроб и далак) и се използват за трансфектиране на двойки 60 mm плочки по метода на микропреципитация с калциев фосфат. Двойките плочки по 60 мм са също трансфектирани с носеща ДНК като отрицателна контрола с „фалшива“ трансформация. След пет дни всичките хранителни среди се тестуват за наличност на полипептиди, имащи имунологичните свойства на природния ЕРО.The vectors H, L, F, X and G are combined with DNA carrier (liver and spleen DNA) and used to transfect pairs of 60 mm plates by microprecipitation with calcium phosphate. Pairs of 60mm tiles were also transfected with carrier DNA as a negative control with "false" transformation. After five days, all nutrient media were tested for the presence of polypeptides having the immunological properties of natural EPO.
Пример 7Example 7
А. Изходна ЕРО експресионна система, включваща COS-1 клетки Системата, избрана за начални опити за микробиална синтеза на изолируеми количества човешки ЕРО полипептиден материал, кодиран чрез човешки геномен ДНК ЕРО клон, включва също експресия в клетки гостоприемници от бозайници (например COS-1 клетки, А.Т.Т.С. N CRL-1650). Човешкият ЕРО ген се клонира пър26 во в „совалков вектор, който е способен на автономна репликация както в Е. coli гостоприемници ((благодарение на присъствието на ДНК, получена от pBR322) така и в бозайникова клетъчна линия COS-1 (благодарение наличността на SV40, произхождаща от вирус ДНК). След това совалковият вектор, съдържащ ЕРО гена, се трансфектира в COS-1 клетки. ЕРО полипептидният материал се продуцира в трансфектираните клетки и се секретира в хранителните среди.A. Initial EPO Expression System Including COS-1 Cells The system selected for initial microbial synthesis assays of isolated amounts of a human EPO polypeptide encoded by a human genomic DNA EPO clone also includes expression in mammalian host cells (e.g., COS-1 cells, ATTC N CRL-1650). The human EPO gene is cloned primarily into a "shuttle vector capable of autonomous replication both in E. coli hosts ((due to the presence of DNA obtained from pBR322) and in the mammalian cell line COS-1 (due to the presence of SV40 Then the shuttle vector containing the EPO gene is transfected into COS-1 cells, the EPO polypeptide material is produced in the transfected cells and secreted into the culture media.
По-подробно, експресионният вектор се конструира по следния начин: ДНК, изолирана от ламбда клон XhEl, съдържащ човешки геномен ЕРО ген, се смила с BamHl и Hindlll рестрикционни ендонуклеази и се изолира един 5,6 кв ДНК фрагмент, за който е известно, че съдържа целия ЕРО ген. Този фрагмент се смесва и лигира с бактериалния плазмид pUC8 (Bethesda Research Laboratories, Inc.), който се смила по подобен начин, създавайки междинния плазмид ,,pUC8-HuE“, осигуряващ удобен източник на този рестрикционен фрагмент.In more detail, the expression vector is constructed as follows: DNA isolated from a lambda clone XhEl containing the human genomic EPO gene is digested with BamH1 and HindIII restriction endonuclease and a 5.6kV DNA fragment is known to be known. that it contains the entire EPO gene. This fragment was mixed and ligated with the bacterial plasmid pUC8 (Bethesda Research Laboratories, Inc.), which was similarly digested, creating the intermediate plasmid "pUC8-HuE", providing a convenient source of this restriction fragment.
Векторът, избран за експресия на ЕРО ДНК в COS-1 клетки (pSV4SEt) е конструиран по-рано. Плазмидът pSV4SEt съдържа ДНК последователности, позволяващи селекция и автономна репликация в Е. coli. Тези характеристики се осигуряват от източника на репликация и ДНК последователности на резистентен на ампицилин ген, намиращ се в участъка, разпростиращ се от нуклеотид 2448 до 4362 бактериалния плазмид pBR322. Тази последователност се модифицира структурно чрез добавянето на линкер, осигуряващ HindiII разпознаващ сайт непосредствено до нуклеотида 2448. Плазмидът pSV4SEtV също е годен за автономна репликация в COS-1 клетки. Това свойство се дъл жи на 342 вр фрагмент, съдържащ вирусния източник на репликация SV40 (нуклеотиди номера 5171 до 270). Тази фрагмент се модифицира чрез добавяне на линкер, осигуряващ едно EcoRl, разпознаващ сайт, съседен на нуклеотида 270, и линкер, осигуряващ Sall разпознаващ сайт, съседен на нуклеотид 5171. В този вектор има също един 1061 вр фрагмент от SV40 (нуклеотидни номера 1711 до 2772 плюс един линкер, създаващ Sall сайт за разпознаване близо до нуклеотид номер 2772). В този фрагмент има една уникална BamHl разпознавателна последователност. Общо, плазмидът pSV4SEt съдържа уникални BamHl и Hindlll сайтове за разпознаване, позволяващи инсерцията на човешки ЕРО ген, последователности позволяващи репликация и селекция в Е. coli. и последователности позволяващи репликация в COS-1 клетки.The vector selected for the expression of EPO DNA in COS-1 cells (pSV4SEt) was constructed earlier. The plasmid pSV4SEt contains DNA sequences allowing selection and autonomous replication in E. coli. These features are provided by the source of replication and DNA sequences of the ampicillin-resistant gene located in the region extending from nucleotide 2448 to 4362 of the bacterial plasmid pBR322. This sequence is structurally modified by the addition of a linker providing the HindiII recognition site directly to nucleotide 2448. The plasmid pSV4SEtV is also capable of autonomous replication in COS-1 cells. This property is due to a 342 bp fragment containing the SV40 viral replication source (nucleotide numbers 5171 to 270). This fragment is modified by adding a linker providing an EcoR1 recognition site adjacent to nucleotide 270 and a linker providing a Sall recognition site adjacent to nucleotide 5171. In this vector there is also a 1061 bp fragment from SV40 (nucleotide numbers 1711 to 2772 plus one linker that creates a Sall recognition site near nucleotide number 2772). In this fragment there is a unique BamH1 recognition sequence. In general, the plasmid pSV4SEt contains unique BamH1 and HindIII recognition sites allowing insertion of the human EPO gene, sequences allowing replication and selection in E. coli. and sequences allowing replication in COS-1 cells.
С оглед да се включи ЕРО генът в pSV4SEt, плазмидът pUC8-HuE се смила с рестрикционните ендонуклеази BamHl и Hindlll и се изолира 5,6 кв ЕРО кодираща ДНК. pSV4SEt също се смила с BamHl и Hindlll и главният фрагмент от 2513 вр се изолира (запазвайки всичките необходими функции). Тези фрагменти се смесват и лигират, създавайки крайния вектор „pSVg НиЕРО“. (виж фиг. 3). Този вектор се размножава в Е. coli и се изолира ДНК вектор. Използва се анализ с рестрикционни ензими за потвърждаване на инсерцията на ЕРО гена.In order to incorporate the EPO gene into pSV4SEt, the plasmid pUC8-HuE was digested with the restriction endonucleases BamH1 and HindIII and 5.6k EPO encoding DNA was isolated. pSV4SEt was also digested with BamH1 and HindIII and the 2513 bp major fragment was isolated (retaining all necessary functions). These fragments were mixed and ligated to produce the final vector "pSVg NiEPO". (see Fig. 3). This vector is propagated in E. coli and a DNA vector is isolated. Restriction enzyme analysis is used to confirm the insertion of the EPO gene.
ДНК на плазмида pSVgHuEPO се използва за експресия на човешки ЕРО полипептиден материал в COS1 клетки. Всъщност pSVgHuEPO ДНК се комбинира с носеща ДНК и се трансфектира в тройка 60 мм блюда с COS-1 клетки. Като контролна, носеща ДНК самостоятелно, също се трансфектира в COS-1 клетки. Взимат се проби от клетъчната културна среда пет и седем дни по-късно и се тестват за наличност на полипептиди, имащи имунологични свойства като тези на природния ЕРО.Plasmid pSVgHuEPO DNA is used to express human EPO polypeptide material in COS1 cells. In fact, pSVgHuEPO DNA is combined with carrier DNA and transfected into triple 60 mm dishes with COS-1 cells. As a control, carrying DNA alone, it is also transfected into COS-1 cells. Samples were taken from the cell culture medium five and seven days later and tested for the presence of polypeptides having immunological properties such as natural EPO.
В. Втора ЕРО експресионна система, включваща COS-1 клеткиB. A second EPO expression system comprising COS-1 cells
За осигуряване на подобрена продукция на човешки ЕРО полипептиден материал, кодиран от човешки геномен ДНК ЕРО клон в COS-1 клетки (А.Т.Т.С. N CRL-1650) се използва друга система.To provide improved production of human EPO polypeptide material encoded by the human genomic DNA EPO clone in COS-1 cells (ATTC N N CRL-1650) another system is used.
В предхождащата система, експресията на ЕРО в COS-1 клетки се осъществява при използване на собствения му промотер, който е в 5,6 кв BamHl до Hindlll рестрикционния фрагмент. В следващата конструкция, ЕРО генът е променен така, че експресията му се осъществява с SV40 късен промотер.In the preceding system, the expression of EPO in COS-1 cells is carried out using its own promoter, which is in the 5.6k BamH1 to HindIII restriction fragment. In the following construction, the EPO gene is altered so that its expression is accomplished by the SV40 late promoter.
Клонирания 5,6 кв BamHl до Hindlll геномен човешки ЕРО рестрикционен фрагмент се модифицира по следния начин: Плазмидът pUC8HuE, както е описано по-горе, се разцепва с рестрикционните ендонуклеази BamHl и BstEII. BstEII разцепва 5,6 кв ЕРО гена в позиция, която е на 44 базови двойки 5’ от началния ATG код за полипептида и на приблизително 680 базови двойки 3' от Hindlll рестрикционния сайт. Фрагментът от приблизително 4900 базови двойки се изолира. Синтезира се и се пречиства един синтетичен линкерен ДНК фрагмент, имащ Sall и BstEII лепливи краища и един вътрешен BamHl сайт за разпознаване. Двата фрагмента се смесват и лигират с плазмид pBR322, който е отрязан със Sall и BamHl за получаване на междинен плазмид pBRgHE. Геномният човешки ЕРО ген може да бъде изолиран следователно като един BamHl смлян фрагмент от 4900 двойки бази, носещ целия струк турен ген с един-единствен ATG, намиращ се на 44 базови двойки 3' от BamHl сайта, съседен на аминокрайния кодиращ участък. Този фрагмент се изолира и се включва като BamHl фрагмент в разцепения с BamHl експресионен векторен плазмид pDSVLI (описан в пример 6). Резултатният плазмид, pSVLgHu ЕРО, както е показано на фиг. 4, се използва за експресия на ЕРО полипептиден материал от COS1 клетки, както е описано в примери 6 и 7А.The cloned 5.6kB BamH1 to HindIII genomic human EPO restriction fragment was modified as follows: The plasmid pUC8HuE, as described above, was cleaved with the restriction endonuclease BamH1 and BstEII. BstEII cleaves the 5.6k EPO gene at a position that is at 44 base pairs 5 'from the starting ATG code for the polypeptide and at approximately 680 base pairs 3' from the HindIII restriction site. A fragment of approximately 4900 base pairs was isolated. A synthetic linker DNA fragment having Sall and BstEII adhesive ends and an internal BamH1 recognition site is synthesized and purified. The two fragments were mixed and ligated with plasmid pBR322, which was cut with Sall and BamH1 to produce the intermediate plasmid pBRgHE. The genomic human EPO gene can therefore be isolated as a single BamH1 digested fragment of 4900 base pairs carrying the entire structural gene with a single ATG located at 44 base pairs 3 'from the BamH1 site adjacent to the amino-terminal coding region. This fragment was isolated and included as a BamH1 fragment in the cleaved BamH1 expression vector plasmid pDSVLI (described in Example 6). The resulting plasmid, pSVLgHu EPO, as shown in FIG. 4 was used to express EPO polypeptide material from COS1 cells as described in Examples 6 and 7A.
Пример 8Example 8
Хранителната среда от шестте трансфектирани COS-1 култури от пример 6, се анализират чрез радиоимунно изследване съгласно метода, описан по-напред в пример 2, част В. Всяка проба се анализира при аликвотни нива 250, 125, 50 и 25 μΐ. Настоящите течности, получени при култивиране на лъжливо трансфектирани или трансфектирани с вектори в неправилната посока на ЕРО гена клетки, са определено негативни по отношение на ЕРО имунореактивност. За всяка проба от двете надстоящи течности, получени от култивиране на COS-1 клетки, трансфектирани с вектори (Н и L) с ЕРО ДНК в правилна посока, процентното инхибиране на свързването на 1251-ЕРО към антитяло е от 72 до 88%, което поставя всички получени стойности в горния край на стандартната крива. Точната концентрация на ЕРО в културалната надстояща течност не може да бъде определена. Установена е една доста постоянна стойност от 300 mU/мл, определена от стойности на изчислените на най-голямата аликвотна част (250 μΙ).The nutrient media of the six transfected COS-1 cultures of Example 6 were analyzed by radioimmunoassay according to the method described previously in Example 2, Part B. Each sample was analyzed at aliquot levels of 250, 125, 50 and 25 μΐ. The present fluids obtained by culturing falsely transfected or transfected vectors in the wrong direction of the EPO gene gene are clearly negative for EPO immunoreactivity. For each sample of the two supernatants obtained from culturing COS-1 cells transfected with vectors (H and L) with EPO DNA in the right direction, the percentage inhibition of 125 1-EPO binding to antibody was 72 to 88%. which puts all the values obtained at the top of the standard curve. The exact concentration of EPO in the culture supernatant cannot be determined. A fairly constant value of 300 mU / ml was found, determined from the values of the largest aliquot (250 μΙ) calculated.
Една представителна проба от културалната течност съгласно пример 6 и културални течности от петия и седмия ден съгласно пример 7А са тествани чрез RIA за сравняване актив28 ността на рекомбинантни маймунски и човешки ЕРО продукти с тази на природния човешки ЕРО, приет за стандарт, и резултатите са изложени в графична форма на фиг. 1. Накратко, резултатите както се очаква показват, че рекомбинантният маймунски ЕРО забележително блокира антитяло срещу човешкия ЕРО антитяло, въпреки че той не е в състояние да инхибира изцяло свързването при опитните условия. Максималният процент на инхибиране за рекомбинантния човешки ЕРО е обаче близък до стойностите за стандартния човешки ЕРО. Паралелността на кривите отговор към доза показва имунологичната идентичност на последователностите (епитопите). Предишните резултати от анализ на маймунски ЕРО в културални течности се отчитат отново при по-високо разреждане и стойностите са в обхвата от 2,91 до 3,12 U/ml. Установените нива на продуциране на човешки ЕРО са съответно 392 mU/мл за пробата от петдневната култура и 567 mU/мл за пробата от седемдневно култивиране. Изчислените нива на продуциране на маймунска ЕРО с описаната експресионна система от пример 7В са от същия порядък или по-високи.A representative sample of the culture fluid according to example 6 and the culture fluids of the fifth and seventh days according to example 7A were tested by RIA to compare the activity of recombinant monkey and human EPO products with that of the natural human EPO accepted as standard, and the results are presented in graphical form in FIG. 1. In summary, the results are expected to show that the recombinant monkey EPO remarkably blocks an antibody against the human EPO antibody, although it is not able to completely inhibit binding under the experimental conditions. However, the maximum inhibition rate for recombinant human EPO is close to that for standard human EPO. The parallelity of the dose response curves shows the immunological identity of the sequences (epitopes). The previous results of monkey EPO analysis in culture fluids were re-counted at higher dilution and values ranged from 2.91 to 3.12 U / ml. The established levels of human EPO production were 392 mU / ml respectively for the five-day culture sample and 567 mU / ml for the seven-day culture sample. The calculated levels of production of monkey EPO with the described expression system of Example 7B were of the same order or higher.
Пример 9Example 9
Културални течности, получени съгласно пример 6 и 7, се подлагат на изследване ин витро за ЕРО активност по метода на Goldwasser et al., Endocrinology 97, 2, стр. 315-323 (1975). Определените стойности за маймунски ЕРО в тестваните културални течности са в границите от 3,2 до 4,3 U/ ml. Културална течност с човешки ЕРО показва също при изследване ин витро ЕРО активност, която би могла да бъде неутрализирана от антитяло срещу ЕРО. Културални течности от рекомбинантен маймунски ЕРО съглас но пример 6 са също подложени на изследване за биологическа активност ин виво съгласно общите методи на Cotes et al., Nature, 191, стр. 1065-1067 (1961) и Hammond et al., Anna!. N.Y. Acad. Sci., 149, стр. 516-527 (1968) и установените равнища на активност са в границите от 0,94 до 1,24 U/ml.The culture fluids obtained according to Examples 6 and 7 were subjected to in vitro testing for EPO activity by the method of Goldwasser et al., Endocrinology 97, 2, pp. 315-323 (1975). The determined values for monkey EPO in the tested culture fluids ranged from 3.2 to 4.3 U / ml. Cultural fluid with human EPO also showed in vitro in vitro EPO activity that could be neutralized by an anti-EPO antibody. Culture fluids from recombinant monkey EPO according to Example 6 were also subjected to in vivo biological activity assays according to the general methods of Cotes et al., Nature, 191, pp. 1065-1067 (1961) and Hammond et al., Anna !. N.Y. Acad. Sci., 149, pp. 516-527 (1968), and the levels of activity found are in the range of 0.94 to 1.24 U / ml.
Пример 10Example 10
В предходните примери, рекомбинантен материал от маймунски или човешки ЕРО се продуцира от вектори, използвани за трансфектиране COS-1 клетки. Тези вектори се реплицират в COS-1 клетки благодарение на присъствието на SV40 Т антиген в клетките и един SV40 източник на репликация върху векторите. Въпреки че тези вектори продуцират използваеми количества ЕРО в COS-1 клетките, експресията е само преходна (7 до 14 дни) поради евентуалната загуба на вектора. Допълнително, само малък процент от COS-1 клетките биват продуктивно трансфектирани с векторите. Настоящият пример описва експресионна система, използваща яйчници на китайски хамстери (СМО) DHFR-клетки и избираем маркер, DHFR. (За примери за сходни експресионни системи виж US 4 399 216 и ЕР NN 117 058, 117 059 и 117 060, всички публикувани на 29.08.84.)In the foregoing examples, recombinant monkey or human EPO material is produced from vectors used to transfect COS-1 cells. These vectors replicate in COS-1 cells due to the presence of SV40 T antigen in the cells and an SV40 source of replication on the vectors. Although these vectors produce usable amounts of EPO in COS-1 cells, expression is only transient (7 to 14 days) due to eventual loss of the vector. In addition, only a small percentage of COS-1 cells are productively transfected with vectors. This example describes an expression system using Chinese hamster ovary (CMO) DHFR cells and an selectable marker, DHFR. (For examples of similar expression systems, see US 4 399 216 and EP NN 117 058, 117 059 and 117 060, all published on 08/29/84.)
СНО DHFR клетки (DuX-Bll) СНО К1 клетки, Urlaub et al., Proc. Nat. Acad. Sci. (САЩ) том 77, 4461 (1980) не съдържат ензима дихидрофолатредуктаза (DHFR) поради мутации в структурните гени и поради това са им необходими хранителни среди, в които има глицин, хипоксантин и тимидин. Плазмидите pDSVL-МкЕ (пример 6) или pDSVL-gHuEPO (пример 7В) се трансфектират заедно с носеща ДНК в СНО DHFR клетки, култивирани в среди, съдържащи хипоксантин, тимидин и глицин в 60 мм блюда. Плазмид pSVgHuEPO (пример 7А) се смесва с плазмид pMG2, съдържащ миши дихидрофолатредуктазен ген, клониран в бактериален плазмиден вектор pBR322 (съгласно Gasser виж по-горе). Сместа от плазмид и носещата ДНК се трансфектират в СНО DHFR клетки. (Клетки, които придобиват един плазмид, обикновено придобиват и втори плазмид). След три дни клетките се разпределят чрез обработка с трипсин в няколко блюда от 100 мм в среда, в която липсват хипоксантин и тимидин. Само тези клетки, които са стабилно трансформирани с DHFR ген и следователно с ЕРО ген, могат да преживеят в тези среди. След 7 до 21 дни колониите на преживелите клетки стават видими. Тези трансформантни колонии след диспергиране чрез трипсинизиране могат да бъдат непрекъснато размножавани в среди, в които липсват хипоксантин и триптидин, като създават нови клетъчни щамове (например СНО pDSVL-MkEPO, CHO-pSVgHuEPO, CHO-pDSVL-gHuEPO). Културалните течности от горните клетъчни щамове се тестуват в RIA за наличност на рекомбинантен маймунски или човешки ЕРО. Средата за щама CHO-pDSVLMkEPO съдържат ЕРО с имунологични свойства, подобни на тези, получавани при COS-1 клетки, трансфектирани с плазмид pDSVL-MkEPO. Една представителна 65-часова културална течност съдържа маймунски ЕРО с 0,6U/ ml. Културални течности от СНО pSVgHuEPO и СНО pDSVL-gHuEPO съдържат рекомбинантен човешки ЕРО с имунологични свойства, подобни на тези, отчитани при COS-1 клетки, трансфектирани с pSVgHuEPO или pDSVL-gHuEPO. Една представителна 3-дневна културална течност от СНО pSVgHuEPO съдържа 2,99 U/ml човешки ЕРО, а на проба от 5-дневна култура от СНО pDSVL-gHuEPO съдържа 18,2 U/ml човешки ЕРО измерени по R1A.CHO DHFR cells (DuX-Bll) CHO K1 cells, Urlaub et al., Proc. Nat. Acad. Sci. (US) Volume 77, 4461 (1980) do not contain the dihydrofolate reductase (DHFR) enzyme due to mutations in structural genes and therefore require nutrient media containing glycine, hypoxanthine and thymidine. Plasmids pDSVL-MkE (Example 6) or pDSVL-gHuEPO (Example 7B) were transfected with carrier DNA in CHO DHFR cells cultured in media containing hypoxanthine, thymidine and glycine in 60 mm dishes. Plasmid pSVgHuEPO (Example 7A) was mixed with plasmid pMG2 containing a murine dihydrofolate reductase gene cloned into the bacterial plasmid vector pBR322 (according to Gasser see above). The plasmid mixture and the carrier DNA were transfected into CHO DHFR cells. (Cells that acquire one plasmid usually acquire a second plasmid as well). After three days, the cells were distributed by trypsin treatment in several 100 mm dishes in an environment lacking hypoxanthin and thymidine. Only those cells that are stably transformed with the DHFR gene and therefore the EPO gene can survive in these environments. After 7 to 21 days, the colonies of the surviving cells become visible. These transformant colonies after dispersion by trypsinization can be continuously propagated in media lacking hypoxanthin and tryptidine, creating new cell strains (e.g. CHO pDSVL-MkEPO, CHO-pSVgHuEPO, CHO-pDSVL-gHuEPO). The culture fluids from the above cell strains are tested in the RIA for the presence of recombinant monkey or human EPO. CHO-pDSVLMkEPO strain media contain EPOs with immunological properties similar to those obtained with COS-1 cells transfected with plasmid pDSVL-MkEPO. A representative 65-hour culture fluid contains monkey EPO of 0.6U / ml. Culture fluids from CHO pSVgHuEPO and CHO pDSVL-gHuEPO contain recombinant human EPO with immunological properties similar to those reported in COS-1 cells transfected with pSVgHuEPO or pDSVL-gHuEPO. One representative 3-day CHO culture fluid pSVgHuEPO contains 2.99 U / ml human EPO, and a 5-day CHO culture sample pDSVL-gHuEPO contains 18.2 U / ml human EPO measured by R1A.
Продуцираното от описаните клетъчни щамове количество ЕРО може да бъде повишено чрез генно умножаване, даващо нови клетъчни щамове с по-голяма продуктивност. Ензимът дехидрофолат редуктаза (DHFR), продукт, за който кодира DHFR гена, може да бъде инхибиран от лекарството метотрексат (МТХ). По-специално, клетки, размножавани в среди, в които липсват хипоксантин и тимидин, се инхибират или убиват от МТХ. При подходящи условия (например минимална концентрация на МТХ) може да бъдат получавани клетки, резистентни на МТХ и пригодни да растат в присъствие на МТХ. Установено е, че тези клетки са резистентни на МТХ поради увеличаване на брой на техните DHFR гени, което се отразява в повишена продукция на DHFR ензима. Преживелите клетки могат след това да бъдат обработвани с повишаващи се концентрации на МТХ, като в резултат се получават клетъчни щамове, съдържащи по-голям брой DHFR гени. „Пасажерни гени“ (например ЕРО), попаднали на експресионния вектор заедно с DHFR гена или трансформирани с DHFR гена също са увеличили броя на гениите си копия, както е установено.The amount of EPO produced by the cell strains described can be increased by gene multiplication, yielding new cell strains with greater productivity. The enzyme dehydropholate reductase (DHFR), a product for which the DHFR gene encodes, can be inhibited by the drug methotrexate (MTX). In particular, cells propagated in environments lacking hypoxanthin and thymidine are inhibited or killed by MTX. Under suitable conditions (eg minimal concentration of MTX), cells resistant to MTX can be obtained and suitable for growth in the presence of MTX. These cells have been found to be resistant to MTX due to an increase in the number of their DHFR genes, which is reflected in increased production of the DHFR enzyme. The surviving cells can then be treated with increasing concentrations of MTX, resulting in cell strains containing a greater number of DHFR genes. "Passenger genes" (eg EPO) that fell into the expression vector together with the DHFR gene or transformed with the DHFR gene also increased their copy gene genius, as found.
Като пример за приложение на тази умножаваща система, клетъчен щам СМО pDSVL-MkE се подлага на увеличаващи се концентрации на МТХ (0 nmol, 30 nmol и 100 nmol). Представителни проби от 65-часова хранителна среда от всеки етап на умножаване са изследвани чрез RIA и е определено, че съдържат съответно 0,60; 2,45 иAs an example of application of this multiplication system, cell strain CMO pDSVL-MkE is subjected to increasing concentrations of MTX (0 nmol, 30 nmol and 100 nmol). Representative samples of the 65-hour culture medium from each multiplication step were examined by RIA and found to contain 0.60, respectively; 2.45 and
6,10 U/ml ЕРО. Клетъчен шам СНО pDSVL-gHuEPO се подлага на серия обработки с повишаващи се МТХ кон30 центрации от съответно 30 nmol, 50 nmol, 100 nmol, 200 nmol, lgmol и 5 gmol MTX. Представителна проба от хранителна среда на 3-дневна култу- ; ра от етапа със 100 nmol МТХ съдържа човешки ЕРО 3098 ± 129 V/ml, както е преценено чрез RIA. Представителни проби от 48-часова хранителна среда от етапите 100 nmol и 1 gmol МТХ съдържат съответно човешки 1 ЕРО от 466 и 1352 U/ml, както е преценено чрез R1A (резултатът е усреднения от трикратно изследване). При тези процеси 1 х 106 клетки се разстилат в 5 мл от средата в 60 мм блюда. 1 24 ч по-късно средите се отстраняват и се заместват с 5 ml свободна от серум среда (високоглюкозна DMEM, допълнена с 0,1 mmol неесенциални аминокиселини и L-глутамин). Изчак- 2 ва се акумулирането на ЕРО в продължение на 48 ч в среда без серум. Средите се събират за изследване RIA и клетките се трипсинизират и изброяват. Средните R1A стойности от 467 2 U/ml и от 1352 U/ml за клетки, култивирани при 100 nmol и lgmol МТХ съответно, осигуряват действителни добиви от 2335 u/блюдо и 6750 и/ блюдо. Средният брой клетки на блю- 3 до съответно е 1,94 х 106 и 3,12 х 106. Ефективните норми на продукция при тези условия за култура са съответно 1264 и 2167 и/106кл/48 ч.6.10 U / ml EPO. Cell CHO pMSVL-gHuEPO sham was subjected to a series of treatments with increasing MTX con30 concentrations of 30 nmol, 50 nmol, 100 nmol, 200 nmol, Igmol and 5 gmol MTX, respectively. Representative sample from the culture medium of a 3-day culture; pa of the 100 nmol MTX step contained human EPO 3098 ± 129 V / ml as judged by RIA. Representative samples of the 48-hour culture medium from steps 100 nmol and 1 gmol MTX contain human 1 EPO of 466 and 1352 U / ml, respectively, as assessed by R1A (the result is averaged over a three-fold study). In these processes, 1 x 10 6 cells are spread in 5 ml of medium in 60 mm dishes. 1 24 h later, the media were removed and replaced with 5 ml serum-free medium (high glucose DMEM supplemented with 0.1 mmol non-essential amino acids and L-glutamine). Wait for EPO to accumulate for 48 h in serum-free medium. The media were collected for RIA assay and cells were trypsinized and enumerated. The mean R1A values of 467 2 U / ml and 1352 U / ml for cells cultured at 100 nmol and Igmol MTX, respectively, provide actual yields of 2335 u / plate and 6750 u / plate. The average cell count of blue-3 to 1.94 x 10 6 and 3.12 x 10 6, respectively . The effective production rates under these culture conditions are 1264 and 2167 and / 10 6 cells / 48 h, respectively.
Клетките в описаните култури са 3 генетично хетерогенни популации. За изолиране на генетично хетерогенни клонове с най-висок продукционен капацитет се използват стандартни методи на скрининг. Това е описано в 4 глава А, част 2, „Основни моменти в характеристиките на клетъчни линии, използвани за биологични продукти“ (1984), Бюро за биологични изследвания, Център за лекарства и биологич- 4 ни средства, US, Администрация за храни и лекарства.The cells in the cultures described are 3 genetically heterogeneous populations. Standardized screening methods are used to isolate genetically heterogeneous clones with the highest production capacity. This is described in Chapter 4, Part 2, "Highlights of the Characteristics of Cell Lines Used for Organic Products" (1984), Bureau of Biological Research, Center for Medicines and Biological Products, US, Food and Drug Administration medicines.
Продуктивността на СНО клетъчни линии, продуциращи ЕРО, описана по-горе, може да бъде подобрена чрез подходящи методи с клетъчни култури. Размножаването на клетки от бозайници в култура изисква обикновено присъствието на серум в хранителните среди. Един метод за продуциране на еритропоетин от СНО клет0 ки в среди, които не съдържат серум, улеснява силно пречистването на еритропоетина от културалната среда. Методът, описан по-долу, се отнася до икономично продуциране на големи 5 количества еритропоетин достатъчен за производство в среди, които не съдържат серум.The productivity of the CHO cell lines producing EPO described above can be improved by suitable cell culture methods. The multiplication of mammalian cells in culture usually requires the presence of serum in the culture media. One method of producing erythropoietin from CHO cells in serum-free media greatly facilitates the purification of erythropoietin from the culture medium. The method described below relates to the economical production of large quantities of erythropoietin sufficient for production in serum-free media.
Щам СНО pDSVL-gHK ЕРО клетки, култивирани при стандартни0 те условия за клетъчни култури се използват за размножаване в облодънни колби за развитие на клетъчни култури. Клетките се размножават като суспендирани клетъчни линии в облодън5 ни колби в среди, съдържащи смес от високоглюкозен DMEM и F12 на Ham, съдържащ 5% серум от телешки ембриот в съотношение 50:50 L-глутамин, пеницилин и стрептомицин, 0,05 mmol 0 неесенциални аминокиселини и подходяща концентрация на метотрексат. Суспензионната клетъчна култура позволява СНО-клетките, продуциращи ЕРО, да бъдат увеличени до големи 5 обеми. СНО-клетки, култивирани в суспензия, се използват за посявки в облодънни колби при изходна плътност на посяване от 1,5 х 107 жизнеспособни клетки за облодънна колба от 850 0 ml в 200 ml среда. Клетките се култивират до сливане като полепена клетъчна линия в тридневен период. Използваните в тази фаза на култивиране следи са същите като използ5 ваните за култивиране в суспензия. В края на тридневния период на култивиране съдържащите серум среди се отстраняват и се заместват със 100 ml свободни от серум среди; допълнени със смес от високоглюкозна DMEM и F12 на Ham в съотношение 50:50, допълнени с 0,05 mmol неесенциални аминокиселини и L-глутамин. Облодънните колби се връщат в инкубатора за период от 1 до 3 ч, след което средата отново се отстранява и се замества със 100 ml прясна свободна от серум среда. Инкубирането в продължение на 1 до 3 ч на свободните от серум среди понижава концентрацията на онечистващите серумни протеини. Облодънните колби се връщат в инкубатора за седем дни, през които в свободните от серум среди се натрупва еритропоетин. В края на седемдневната фаза на продуциране кондиционираната среда се отстранява и се подменя с прясна свободна от серум среда за втори продукционен цикъл. Пример за ефекта на тази продукционна система е представителна проба от седемдневна среда без серум, съдържа човешки еритропоетин в количество 3892+409 U/ml, преценено чрез RIA. Въз основа на определена кретъчна гъстота от 0,9 до 1,8 х 105 клетки/см3 и това, че всяка колба от 850 см3 съдържа от 0,75 до 1,5 х 108 клетки, скоростта на продукция на ЕРО в 7 дневна 100 мл култура е 750 до 1450 U/106 клетки/48 часа.Strain CHO pDSVL-gHK EPO cells cultured under standard cell culture conditions are used for propagation in round-bottom flasks for cell culture development. Cells were propagated as suspended cell lines in fertilized flasks in media containing a mixture of high glucose DMEM and F12 Ham containing 5% 50 50 L-glutamine, penicillin and streptomycin serum, 0.05 mmol 0 non-essential amino acids and appropriate concentration of methotrexate. The suspension cell culture allows the CHO-producing cells of EPO to be increased to large 5 volumes. CHO cells cultured in suspension are used for seedlings in round-bottomed flasks at an initial seeding density of 1.5 x 10 7 viable cells for a round-bottomed flask of 850 0 ml in 200 ml of medium. The cells were cultured until confluence as a glued cell line over a three-day period. The traces used in this cultivation phase are the same as those used for suspension cultivation. At the end of the three-day culture period, serum-containing media were removed and replaced with 100 ml serum-free media; supplemented with a 50:50 mixture of high glucose DMEM and F12 of Ham supplemented with 0.05 mmol non-essential amino acids and L-glutamine. The round-bottomed flasks were returned to the incubator for a period of 1 to 3 hours, after which the medium was again removed and replaced with 100 ml of fresh serum-free medium. Incubation for 1 to 3 hours of serum free media reduces the concentration of contaminating serum proteins. The round-bottomed flasks were returned to the incubator for seven days, during which serum free erythropoietin was accumulated in serum-free media. At the end of the seven-day production phase, the conditioned medium is removed and replaced with fresh serum-free medium for a second production cycle. An example of the effect of this production system is a representative sample of a seven-day serum-free medium containing human erythropoietin in an amount of 3892 + 409 U / ml, as assessed by RIA. Based on a certain cellular density of 0.9 to 1.8 x 10 5 cells / cm 3 and that each 850 cm 3 flask contains from 0.75 to 1.5 x 10 8 cells, the rate of EPO production in 7 days 100 ml culture is 750 to 1450 U / 10 6 cells / 48 hours.
Културални течности от клетъчен щам СМО pDSVL-MkEPO, получени в 10 nmol МТХ се подлагат на RIA ин витро и ин виво анализи за ЕРО активност. Кондиционираните проби от средите съдържат 41,2 ± 1,4 U/ml МкЕРО, определено чрез RIA; 41,2 ± 0,064 U/ml, измерено чрез ин витро анализ за биологическа активност иCell fluids from the CMO pDSVL-MkEPO cell strain obtained in 10 nmol MTX were subjected to RIA in vitro and in vivo assays for EPO activity. Conditioned media samples contained 41.2 ± 1.4 U / ml MCPO as determined by RIA; 41,2 ± 0,064 U / ml, measured by in vitro biological activity assay and
42,5 ± 5 U/ml, измерено чрез биологическа активност ин виво. Аминокиселинното секвениране на полипептидни продукти показва наличност на42.5 ± 5 U / ml, measured by in vivo biological activity. The amino acid sequencing of polypeptide products indicates the presence of
ЕРО продукти, обикновено то вида, имащ три остатъка на водещата последователност. съседни на предполагаемия аминокраен аланин. Дали това е резултат от неправилно мембранно отделяне на полипептида в СНО клетки или отразява разлика в структурата на аминокрая на маймунски ЕРО, сравнен с човешки ЕРО е за сега неизвестно.EPO products, usually the species having three residues of the leader sequence. adjacent to the putative aminocranium alanine. Whether this is the result of abnormal membrane separation of the polypeptide in CHO cells or reflects a difference in the amino terminus of monkey EPO compared to human EPO is still unknown.
Културални течности от клетъчен щам СНО pDSVL-gHuEPO са подложени на трите описани изследвания. Проба от 5,5-дневна течност съдържа рекомбинантен човешки ЕРО в средата в количество от 18,2 U/ ml съгласно RIA анализа, 15,8 ± 4,6 U/ml съгласно изследване ин витро и 16,8 ± 3,0 U/ml, установени при изследването ин виво.Cell fluids from CHO cell strain pDSVL-gHuEPO were subjected to the three studies described. A 5.5-day liquid sample contains recombinant human EPO in the medium in an amount of 18.2 U / ml according to RIA analysis, 15.8 ± 4.6 U / ml according to in vitro assay and 16.8 ± 3.0 U / ml found in the in vivo study.
Културална течност от СНО pDSVL-gHuEPO клетки, умножени в описаната фаза с прибавяне на 100 nmol МТХ, е подложена на същите три анализа. Тридневна проба от нея съдържа рекомбинантен човешки ЕРО в количество 3089 ± 129 U/ml съгласно RIA, 2589 ± 71,5U/ml установено при изследване ин витро и 2040 ± 160 U/ ml при изследване ин виво. Аминокиселинното секвениране на получените продукти показва един аминокрай, отговарящ на посочения на фиг. 6.Culture fluid from CHO pDSVL-gHuEPO cells amplified in the described phase with the addition of 100 nmol MTX was subjected to the same three assays. A three-day sample contained recombinant human EPO in the amount of 3089 ± 129 U / ml according to the RIA, 2589 ± 71,5U / ml found in vitro and 2040 ± 160 U / ml in vivo. The amino acid sequencing of the products obtained shows one amino terminus corresponding to the one shown in FIG. 6.
Кондиционирани хранителни среди от СНО клетки, трансфектирани с плазмид pDSVL-MkEPO в 10 nmol МТХ, се събират на едно място и МТХ се диализира в течение на няколко дни, в резултат на което се получават среди с ЕРО активност от 221 ±5,0 U/ml (ЕРО-ССМ). За определяне на ин виво ефекта на ЕРО-ССМ върху хематокретните нива на нормални Bam/С мишки, се провежда следният екперимент. Кондиционирани клетъчни среди от нетрансфектирани СНО клетки (ССМ) и ЕРО-ССМ се калиб32 рират с PBS (буфериран с фосфат физиологичен разтвор). ССМ са използвани при контролната група (3 мишки), а две дозировки на ЕРО-ССМ - 4 единици на инжекция и 44 единици на инжекция - при екперименталните групи (2 мишки/група). В течение на 5 седмици седемте мишки се инжектират интраперитонеално 3 пъти в седмицата. След осмото инжектиране се определят средните хематокритни стойности, които за контролната група са 50,4%, за групата на 4U 55,1% и за групата на 44 Ό - 67,9%.Conditioned culture media from CHO cells transfected with plasmid pDSVL-MkEPO at 10 nmol MTX were pooled and MTX dialyzed over several days, resulting in media with an EPO activity of 221 ± 5.0 U / ml (EPO-CCM). To determine in vivo the effect of EPO-CCM on the hematocrit levels of normal Bam / C mice, the following experiment was performed. Conditioned cell media from untransfected CHO cells (CCM) and EPO-CCM were calibrated with PBS (phosphate buffered saline). CCMs were used in the control group (3 mice) and two doses of EPO-CCMs - 4 units per injection and 44 units per injection - in the experimental groups (2 mice / group). Seven mice were injected intraperitoneally 3 times a week for 5 weeks. After the eighth injection, mean hematocrit values were determined, which for the control group were 50.4%, for the 4U group 55.1% and for the group 44 Ό - 67.9%.
Експресионни продукти от клетки на бозайници могат лесно да бъдат възобновени в по същество чиста форма от хранителните среди чрез HPLC(C4) с етанолов градиент за предпочитане при pH 7.Mammalian cell expression products can be readily restored to substantially pure nutrient form by HPLC (C 4 ) with an ethanol gradient, preferably at pH 7.
Прави се предварителен опит за характеризиране на рекомбинантните глюкопротеинови продукти от кондиционирана среда от експресия на човешки ЕРО ген в COS-1 и СНО клетки, като се сравнява с ЕРО изолат от човешка урина, чрез Western blot анализ и SDS-PAGE. Тези проучвания показват, че продуцираният от СНО ЕРО материал има малко повисоко молекулно тегло от COS-1 експресионният продукт, който на свой ред е малко по-голям от използвания за сравнение сборен екстракт от човешка урина. Всички продукти са донякъде хетерогенни. Третирането с невроамидазен ензим за отстраняване на сиалова киселина води до получаването на COS-1 и СНО рекомбинантни продукти с приблизително еднакво молекулно тегло, които са и двата по-големи от резултатния асиално човешки уринен екстракт. Ензимът ендоглюкозидаза F (ЕС 3.2.1) се използва за третиране на рекомбинантен СНО продукт и на екстракта от урина (до цялостно отстраняване на въглехидратите от двата), в резултат на което се получават по същество хомогенни продукти, които са на практика с идентично молекулно тегло.A preliminary attempt is made to characterize recombinant glycoprotein products from conditioned medium from human EPO gene expression in COS-1 and CHO cells by comparing with human urine EPO isolate by Western blot analysis and SDS-PAGE. These studies indicate that the CHO-produced EPO material has a low molecular weight higher than the COS-1 expression product, which in turn is slightly larger than the human urine extract used as a comparison. All products are somewhat heterogeneous. Treatment with a neuroamidase enzyme for sialic acid removal results in the production of COS-1 and CHO recombinant products of approximately the same molecular weight, which are both larger than the resultant asial human urine extract. The endoglucosidase F enzyme (EC 3.2.1) is used to treat recombinant CHO product and urine extract (to completely remove carbohydrates from both), resulting in substantially homogeneous products that have substantially identical molecular weight.
Пречистен човешки уринен ЕРО и рекомбинантен, продуциран от СНО клетки, ЕРО съгласно изобретението се подлагат на въглехидратен анализ по метода на Ledeen et al., Methods in Enzymology, 83 (част Д), 139-191 (1982), който е модифициран чрез използването на метода за хидролиза на Nesser et al., Anal. Biochem., 142, 5867 (1984). Експериментално определените количества въглехидрати в състава (изразени като моларни количества въглехидрати в продукта) за изолат от урина са както следва: хексози 1,73, М-ацетилглюкозамин-1, N-ацетилневраминова киселина - 0,93, фукоза -0 и N-ацетилгалактозамин-О. Съответните стойности за рекомбинантния продукт (получен от СНО pDSVL-gHuEPO от 3-дневна културална среда, съдържаща МТХ) са както следва: хексоза - 15,09, N-ацетилглюкозамин-1, N-ацетилневраминова киселина-0, фукоза-0 и N-ацетилгалактозамин-О. Тези резултати отговарят на тези, получени с Western blot и SDSPAGE анализите, описани по-горе.Purified human urine EPO and recombinant CHO-produced cells, EPO according to the invention are subjected to carbohydrate analysis by the method of Ledeen et al., Methods in Enzymology, 83 (Part E), 139-191 (1982), which is modified by use of the hydrolysis method of Nesser et al., Anal. Biochem., 142, 5867 (1984). The experimentally determined amounts of carbohydrates in the composition (expressed as molar amounts of carbohydrates in the product) for urine isolate are as follows: hexoses 1.73, N-acetylglucosamine-1, N-acetylneuraminic acid - 0.93, fucose-O and N-acetylgalactosamine - Oh. The corresponding values for the recombinant product (obtained from CHO pDSVL-gHuEPO from a 3-day culture medium containing MTX) are as follows: hexose - 15.09, N-acetylglucosamine-1, N-acetylneuraminic acid-0, fucose-0 and N -acetylgalactosamine-O. These results are consistent with those obtained with Western blot and SDSPAGE analyzes described above.
Глюкопротеините, получени съгласно настоящото изобретение, са продукти с първична структурна конформация, достатъчно съответстваща на тази на природния еритропоетин, за да се позволи проявяването на едно или повече от биологичните свойства на същия и среден въглехидратен състав, който се различава от този на естествения еритропоетин.Glucoproteins prepared according to the present invention are products with a primary structural conformation sufficiently consistent with that of natural erythropoietin to allow one or more of the biological properties of the same and medium carbohydrate composition to differ from that of natural erythropoietin.
Пример 11Example 11
Настоящият пример се отнася до общото получаване чрез съединяване на нуклеотидни бази на два структурни гена, кодиращи за човешката ЕРО последователност от фиг. 6 и включващи съответно „предпочитани“ кодони за експресия в Е. coli и дрождеви (S.cerevisiae) клетки. Описано е също получаването на гени, кодиращи за аналози на човешки ЕРО. Казано накратко, използваният метод е същият като описаният в по-рано посоченото изложение на Alton et al., (WO83/ 04053). Гените са предназначени за начално съединяване на олигонуклеотиди в съставни дуплекси, които от своя страна се съединяват в три отделни части. Тези части са предназначени за умножаване и при отстраняване от системата за умножаване могат да се съединят последователно или чрез многократно лигиране на фрагменти в подходящ експресионен вектор.This example relates to the general preparation by joining nucleotide bases of two structural genes encoding the human EPO sequence of FIG. 6 and including respectively "preferred" codons for expression in E. coli and yeast (S. cerevisiae) cells. The preparation of genes encoding for analogues of human EPO is also described. In short, the method used is the same as that described in the aforementioned statement by Alton et al., (WO83 / 04053). The genes are intended to initially assemble oligonucleotides into constituent duplexes, which in turn are joined in three separate parts. These portions are intended for multiplication and, upon removal from the multiplication system, can be joined in series or by multiple ligation of fragments into a suitable expression vector.
Фигури 10 до 15 и 7 показват строежа и свързването на получения ген, кодиращ за човешки ЕРО транслационен продукт, който не съдържа каквато и да е водеща секвенция, но включва един начален метионинов остатък в позиция -1. Освен това, генът включва съществена част от Е. coli предпочитани кодони и затова конструкцията му се означава като „ЕСЕРО“ ген.Figures 10 to 15 and 7 show the construction and binding of the resulting gene encoding a human EPO translation product that does not contain any leading sequence but includes one initial methionine residue at position -1. In addition, the gene includes an essential part of the E. coli preferred codons and is therefore referred to as the "ESERO" gene.
По-специално, фиг. 10 показва олигонуклеотиди, използвани за получаване на Секция 1 на ЕСЕРО гена, кодираща аминокрайни остатъци на човешки полипептиди. Олигонуклеотидите са свързани в дуплекси (1 и 2, 3 и 4 и т. н.), които след това се лигират за получаване ЕСЕРО секция 1, показана на фиг. 11. Трябва да се отбележи, че получената секция включва съответните EcoRI и BamHI лепливи краища, като под EcoRI лепливия край има един разпознавателен сайт за Xbal рестрикционен ензим, а над BamHI лепливия край има ΚρηΙ разпознавателен сайт. Секция 1 би могла лесно да бъде умножена, прилагайки М13 фаговия вектор, използ ван за потвърждаване на последователността на секцията. Отчитат се известни трудности при изолирането на секцията като Xbal/Kpnl фрагмент от RFAHK, образувана в E.coli, поради метилиране на базите, образуващи ΚρηΙ сайта в гостоприемника. Поради това се изолира едноверижна фагова ДНК и се превръща в двуверижна форма ин витро чрез праймерна екстензия, като след това желаният двуверижен фрагмент се изолира лесно.In particular, FIG. 10 shows oligonucleotides used to produce Section 1 of the ESEPO gene encoding amino acid residues of human polypeptides. The oligonucleotides are bound in duplexes (1 and 2, 3 and 4, etc.), which are then ligated to give ESEPO section 1, shown in FIG. 11. It should be noted that the resulting section includes the respective EcoRI and BamHI adhesive ends, with an Xbal restriction enzyme recognition site under the EcoRI adhesive end and a ΚρηΙ recognition site above the BamHI adhesive end. Section 1 could easily be multiplied using the M13 phage vector used to confirm the sequence of the section. Some difficulties have been reported in isolating the section, such as the Xbal / Kpnl fragment from RFAHK formed in E.coli, due to methylation of the bases forming the ΚρηΙ site in the host. Therefore, single-stranded phage DNA is isolated and converted to two-stranded form in vitro by primer extension, and the desired two-stranded fragment is then easily isolated.
Секции 2 и 3 на ЕСЕРО ген (фиг. 13 и 15) се конструират по подобен начин от олигонуклеотидите, показани съответно на фиг. 12 и 14. Всяка секция се уголемява в М13 вектора, използван за потвърждаване на последователността и се изолира от фагова ДНК. Както се вижда от фиг. 13, ЕСЕРО Секция 2 се получава с EcoRI и BamHI лепливи краища и може да бъде изолирана като KpnI/Bglll фрагмент. Подобно на нея, ЕСЕРО Секция 3 се получава с BamHI и Sall лепливи краища и може да бъде изолирана от фаговата RFДHK като Bglll/Sall фрагмент. Така получените три секции могат лесно да бъдат съединени в непрекъсната ДНК последователност (фиг.Sections 2 and 3 of the ESEPO gene (Figs. 13 and 15) are similarly constructed from the oligonucleotides shown in Figs. 12 and 14. Each section was amplified into the M13 vector used to confirm the sequence and isolated from phage DNA. As can be seen from FIG. 13, ESERO Section 2 is prepared with EcoRI and BamHI adhesive ends and can be isolated as a KpnI / Bglll fragment. Similarly, ESERO Section 3 is prepared with BamHI and Sall adhesive ends and can be isolated from phage RFDHK as a Bglll / Sall fragment. The three sections thus obtained can easily be joined in a continuous DNA sequence (FIG.
7), кодираща целия полипептид на човешкия ЕРО с един аминокраен метионинов кодон (ATG) за иницииране на Е. coli транслация. Трябва също да се отбележи, че над началния ATG има една серия от базови двойки по същество повтаряща последователността на рибозомния свързващ сайт на високо експресионния OMPf ген на Е. coli.7) encoding the entire human EPO polypeptide with one amino acid methionine codon (ATG) to initiate E. coli translation. It should also be noted that above the baseline ATG, there is a series of base pairs essentially repeating the sequence of the ribosomal binding site of the high expression OMPf gene of E. coli.
Всеки подходящ експресионен вектор може да бъде използван да носи ЕСЕРО. Конкретният вектор, избран за експресия на ЕСЕРО гена е „температурно чувствителният“ плазмид pCFM536 - производен на плазмид pCFM414 (АТСС 40076), описан във включената тук заявка за патент USAny suitable expression vector can be used to carry ESERO. The specific vector selected for expression of the ESEPO gene is the "temperature-sensitive" plasmid pCFM536 - a plasmid derivative pCFM414 (ATCC 40076) described in US patent application hereto
636 727, подаден на 6.08.84 (публикувана ЕР заявка 136 480) от Charles F. Morris.636 727, filed 6.08.84 (EP application no. 136 480) by Charles F. Morris.
По-точно, pCFM536 се смила с Xbal и Hindlll; големият фрагмент се изолира и използва при двуетапно лигиране с ЕСЕРО гена. Секции 1 (Xbal/ Kpnl), 2 (Kpnl/BglH) и 3 (Bglll/Sall) са съединени предварително в правилен порядък в MI3 и ЕРО генът се изолира от тях като единичен Xbal/ Hindlll фрагмент. Този фрагмент включва една част от полилинкера от М13тр9 фаг, обхващащ Sall до Hindlll сайтове. Контролът на експресията в резултантния експресионен плазмид, р536, се осъществява посредством един XPL промотер, който самият да бъде под контрола на Clg37 репресорният ген (такъв какъвто е в Е. coli щам К 1 2AHtrp).More specifically, pCFM536 was digested with Xbal and HindIII; the large fragment was isolated and used in two-step ligation with the ESEPO gene. Sections 1 (Xbal / Kpnl), 2 (Kpnl / BglH) and 3 (Bglll / Sall) are pre-assembled in the correct order in MI3 and the EPO gene is isolated from them as a single Xbal / Hindlll fragment. This fragment includes a portion of the M13tr9 phage polylinker spanning Sall to HindIII sites. Expression control in the resultant expression plasmid, p536, is accomplished by an XP L promoter, which itself is controlled by the C lg37 repressor gene (as in E. coli strain K 1 2AHtrp).
Полученият ЕСЕРО ген може да 5 бъде различно модифициран, за да кодира аналози на еритропоетина като [Asn2, des-Pro2 до lie6] hEPO и [His7]hEPO, както е описано по-долу.The resulting ESEPO gene 5 can be variously modified to encode erythropoietin analogs such as [Asn 2 , des-Pro 2 to lie 6 ] hEPO and [His7] hEPO, as described below.
A [Asn2, des-Pro2 до lie6] hEPOA [Asn 2 , des-Pro 2 to lie 6 ] hEPO
Плазмид 536, носещ получения 10 ЕСЕРО ген от фиг. 7 като Xbal до Hindlll включване, се смила с Hindlll и Xhol. Последната ендонуклеаза срязва ЕСЕРО гена при единствения разпознаващ сайт от 6 двойки бази, 15 простиращ се от последната база на кодона, кодиращ Asp8 до втората база на Arg10 кодона. Получава се една Xbal/Xhol линкер секвенция със следната последователност:Plasmid 536 carrying the resulting 10 ESERO gene of FIG. 7 like Xbal to Hindlll inclusion, grind with Hindlll and Xhol. The last endonuclease cuts the ESEPO gene at the only recognition site of 6 base pairs, 15 extending from the last codon base encoding Asp 8 to the second Arg 10 codon base. An Xbal / Xhol linker sequence was obtained in the following sequence:
Линкерът Xbal/Xhol и последователността на Xhol/Hindlll фрагмента на ЕСЕРО гена се включват в големия фрагмент, получен от Xbal и Hindlll смилане на плазмид pCFM526, производен на плазмид pCFM414 (АТСС 40076), получен съгласно метода на Charles F. Morris вече описан за получаване на породена от плаз мид ДНК последователност, кодираща Е. coli експресията на Met’1 формата на желания аналог.The Xbal / Xhol linker and the sequence of the Xhol / Hindlll fragment of the ESEPO gene are included in the large fragment obtained from Xbal and Hindlll digestion of plasmid pCFM526, derived from plasmid pCFM414 (ATCC 40076) prepared according to the Charles F. Morris method already described producing a plasmid-generated DNA sequence encoding E. coli expression of the Met ' 1 form of the desired analogue.
В. [His7]hEPOB. [His 7 ] hEPO
Плазмид 536 се смила с Hindlll и Xhol както в част А по-горе. Получава се линкер Xbal/Xhol със следната последователност:Plasmid 536 was digested with HindIII and Xhol as in part A above. An Xbal / Xhol linker is obtained in the following sequence:
Xbal +1 23 4567 8 9 XholXbal +1 23 4567 8 9 Xhol
Линкерът и Xhol/Hindlll фрагмен- включват в pCFM526 за получаване та от ЕСЕРО последователността се на породена от плазмид ДНК последователност, кодираща Е. coli експресията на Met'1 формата на желания аналог.Linker and Xhol / Hindlll fragmented included in pCFM526 for preparing minutes of Esser sequence is generated from a plasmid DNA sequence coding for E. coli expression of Met '1 form the desired analog.
Конструкцията на получения ген („SCEPO“), включващ кодони, предпочитащи дрожди, е както е описана в следващите фиг. 16 до 21 и 8. Както и в случая с ЕСЕРО гена, цялостната конструкция включва образуването на три групи олигонуклеотиди (фиг. 16, и 20), които са свързани в дуплекси и са съединени в секции (фиг. 17, и 21). Трябва да се отбележи, че синтезата се улеснява отчасти чрез използването на същите подоптимални кодони както в SCEPO, така и в ЕСЕРО конструкциите, например олигонуклеотиди 7-12 от секция 1 на двата гена са идентични, както са и олигонуклеотидите 1-6 от секция 2 във всеки ген.The resulting gene construct ("SCEPO") comprising codons favoring yeast is as described in the following FIGS. 16 to 21 and 8. As in the case of the ESEPO gene, the overall construction involves the formation of three groups of oligonucleotides (Figs. 16, and 20), which are duplexed and joined in sections (Figs. 17, and 21). It should be noted that the synthesis is facilitated in part by the use of the same suboptimal codons in both SCEPO and ESEPO constructs, for example oligonucleotides 7-12 of section 1 of both genes are identical to oligonucleotides 1-6 of section 2 in every gene.
Съединените SCEPO секции се секвенират в М13 и секции 1, 2 и 3 се изолират от фага като фрагменти Hindlll/Kpnl, KpnI/BgLII и BglH/Sall.The merged SCEPO sections were sequenced in M13 and sections 1, 2 and 3 were isolated from phage as HindIII / Kpnl, KpnI / BgLII and BglH / Sall fragments.
Сега предпочитаната експресионна система за SCEPO гении продукти е една секреционна система на база на секретирания от S. cerevisiae осфактор, както е описано в US 487 753, подадена на 22.08.83 от Grant A. Bitter, публикувана на 11.10.84 като заявка за ЕР 0 123 294. Казано накратко, системата включва конструкции, при които ДНК, кодираща водещата последователност на дрождевия а-фактор ген е разположен непосредствено 5’ до кодиращия участък на екзогенния ген, който трябва да бъде изразен. Като резултат, транслираният генен продукт включва една водеща или сигнална последователност, която е „обработена“ чрез един ендогенен дрождев ензим в хода на секретирането на остатъка от продукта. Тъй като конструкцията използва кодона за иницииране транслирането на α-фактора (ATG), то няма нужда да се осигурява такъв кодон на позиция -I на SCEPO гена. Както може да се забележи от фиг. 8, кодиращата аланин (+1) последователност се предхожда от линкерна последователност, позволяваща директна инсерция в един плазмид, включващ ДНК за първите 80 остатъка от водещия фактор след а-фактор промотер. Предпочитаната конструкция за експресия на SCEPO гена включва четирикратно лигиране. включваща описаните по-горе SCEPO секционни фрагменти и големия фрагмент от Hindlll/Sall смилането на плазмид раСЗ. От получения плазмид раСЗ/SCEPO а-факторните промотер и водеща последователност и SCEPO ген се изолират чрез смилане с BamHI и лигират в смления с BamHI плазмид рУЕ за образуване на експресионния плазмид рУЕ/SCEPO.The now preferred expression system for SCEPO genius products is a secretion system based on the S. cerevisiae secreted factor as described in US 487 753, filed 08/22/83 by Grant A. Bitter, published 11/10/84 as an EP application 0 123 294. In short, the system includes constructions in which the DNA encoding the yeast α-factor gene leader sequence is located 5 'immediately adjacent to the coding region of the exogenous gene to be expressed. As a result, the translated gene product includes a leader or signal sequence that is "processed" by an endogenous yeast enzyme during the secretion of the rest of the product. Because the construct uses the codon to initiate the translation of the α-factor (ATG), it is not necessary to provide such a codon at position -I of the SCEPO gene. As can be seen from FIG. 8, the alanine (+1) coding sequence is preceded by a linker sequence allowing direct insertion into a plasmid including DNA for the first 80 residues of the leader factor after the α-factor promoter. A preferred construct for expression of the SCEPO gene involves four times ligation. including the SCEPO section fragments described above and the large fragment of HindIII / Sall digestion of plasmid pAC3. From the plasmid pAC3 / SCEPO obtained, the α-factor promoter and the leader sequence and the SCEPO gene were isolated by digestion with BamHI and ligated into BamHI-digested plasmid pUE to form the expression plasmid pUE / SCEPO.
Пример 12Example 12
Настоящият пример се отнася до експресия на рекомбинантни продукти на получените ЕСЕРО и SCEPO гени в експресионната система от пример 11.This example relates to the expression of recombinant products of the obtained ESEPO and SCEPO genes in the expression system of Example 11.
При използването на експресионна система, изискваща Е. coli клетки гостоприемници, плазмидът р536 от пример 11 се трансформира в АМ7 Е. coli клетки, предварително трансформирани с подходящ плазмид, pMWl, носещ ClgJ7 ген. Клетъчни култури в LB бульон (ампицилин 50 pg/ml и канамицин 5 pg/ml, за предпочитане с 10 mmol магнезиев сулфат), се култивират при 28°С и при растеж на клетки в културата до оптическа плътност O.D.60n=0,l, се индуцира ЕРО експресия чрез повишаване на температурата до 42°С. Клетките, култивирани до около 40 O.D. осигуряват продукция на ЕРО (както е определено с гел) от около 5 мг/OD литър.Using an expression system requiring E. coli host cells, the plasmid p536 of Example 11 was transformed into AM7 E. coli cells pre-transformed with a suitable plasmid, pMW1, carrying the CgJ7 gene. Cell cultures in LB broth (ampicillin 50 pg / ml and kanamycin 5 pg / ml, preferably with 10 mmol magnesium sulfate) were cultured at 28 ° C and at cell growth in the culture to an optical density of OD 60n = 0, l. EPO expression was induced by raising the temperature to 42 ° C. Cells cultured to about 40 OD provide an EPO production (as determined by gel) of about 5 mg / OD liter.
Клетките се събират, лизират, раз рушават с French Press (10 000 psi=naунда на квадратен инч) и се обработват с лизозим и NP-40 детергент. Утайката, получена при центрофугиране при 24 000 xg се разтваря в гванидинова солна киселина и се подлага на следващо пречистване едноетапно посредством С4 (vydac) обратнофазова HPLC (EtOH) 0-80%, 50 mmol NH4Ac, pH 4,5). Секвенирането на протеина показва, че продуктът е повече от 95% чист и получените продукти имат два различни аминокрая, A-P-P-R... и P-P-R... в относително количествено съотношение от около 3:1. Това последно наблюдение на hEPO и [des Ala'JhEPO продукти показва, че „обработката“ на аминокрая в клетките гостоприемници служи за отстраняване на крайния метионин и в някои случаи на началния аланин. Установената при радиоимунно изследване активност на изолатите е от 150 000 до 160 000 U/mg; при ин витро изследване активността е от 30 000 до 62 000 U/mg; а при ин виво изследване активността е в границите от около 120 до 720 U/mg. (За сравнение при всяко изследване служи стандартната активност на изолат от човешка урина - 70 000 U/mg.) Кривата за реакция на доза за рекомбинантния продукт при изследване ин виво се различава забележимо от тази на стандартния ЕРО от човешка урина.Cells were harvested, lysed, disrupted with French Press (10,000 psi = psi) and treated with lysozyme and NP-40 detergent. The precipitate obtained by centrifugation at 24,000 xg was dissolved in guanidine hydrochloric acid and further purified one-step by C 4 (vydac) reverse phase HPLC (EtOH) 0-80%, 50 mmol NH 4 Ac, pH 4,5). Protein sequencing shows that the product is more than 95% pure and the resulting products have two different amino ends, APPR ... and PPR ... in a relative quantitative ratio of about 3: 1. This recent observation of hEPO and [des Ala'JhEPO products indicates that the "processing" of the amino terminus in host cells serves to remove the methionine terminal and, in some cases, the initial alanine. The activity of the isolates found in the radioimmunoassay is 150,000 to 160,000 U / mg; in the in vitro assay, the activity was from 30,000 to 62,000 U / mg; and in the in vivo assay the activity ranged from about 120 to 720 U / mg. (For each study, the standard activity of human urine isolate is 70,000 U / mg.) The dose response curve for the recombinant product in the in vivo study differs markedly from that of the standard human urine EPO.
Плазмиди на ЕРО аналози, получени в части А и В на пример 11 се трансформират в pMWl - трансформирани АМ7 Е. coli клетки и клетките се култивират както е описано. Пречистените изолати се изпитват, както чрез RIA, така и чрез изследване ин витро. Получените при R1A и ин витро изследвания стойности за [Asn2, des Pro2 до lie6] hEPO експресионни продукти са съответно приблизително 11 000 U/mg и 6 000 U/mg протеин, докато получените стойности при изследване на [His7] hEPO са съответно около 41 000 U /mg и 14 000 U/mg протеин, което показва, че аналозите имат активност от една четвърт до една десета от тази на родителския експресионен продукт.The plasmids of EPO analogs obtained in Parts A and B of Example 11 were transformed into pMW1-transformed AM7 E. coli cells and the cells were cultured as described. Purified isolates were tested both by RIA and in vitro assays. The values obtained for R1A and in vitro studies for [Asn 2 , des Pro 2 to lie 6 ] hEPO expression products are approximately 11,000 U / mg and 6,000 U / mg protein, respectively, while the values obtained for [His 7 ] hEPO are approximately 41,000 U / mg and 14,000 U / mg protein, respectively, indicating that the analogues have activity from one quarter to one tenth of that of the parent expression product.
Еспресионната система, предназначена за използване в S. cerevisiae клетки гостоприемници, плазмидът рУЕ/ SCEPO се трансформира в два различни щама. YSDP4 (генотип арер4-3 trpl) и RK81 (генотип aapep4-3trpl). Трансформирани YSDP4 гостоприемници се култивират в SD среда (Methods in Yeast Genetics Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, N.Y., стр. 62 (1983), съдържаща казаминокиселини 0,5% с pH 6,5 при 30°С. Среди, събрани когато клетките са култивирани до 36 O.D. съдържат ЕРО продукти в количества от около 244 U/ml (97 gg/ODI по RIA). Трансформирани RK81 клетки, култивирани до 6,5 O.D. или 60 O.D., дават среди с ЕРО концентрации от около 80-90 U/ml (34pg/ODl по RIA). Предварителните анализи показват значителна хетерогенност на продукти, продуцирани чрез експресионната система, което вероятно се дължи на вариации в гликозирането на експресионните протеини и сравнително високото съдържание на маноза в свързания въглехидрат.An expression system intended for use in S. cerevisiae host cells, the plasmid pUE / SCEPO is transformed into two different strains. YSDP4 (genotype arep4-3 trpl) and RK81 (genotype aapep4-3trpl). Transformed YSDP4 hosts were cultured in SD medium (Methods in Yeast Genetics Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY, p. 62 (1983) containing 0.5% casemic acids at pH 6.5 at 30 ° C. Medium collected when cells cultured to 36 OD contain EPO products in amounts of about 244 U / ml (97 gg / ODI according to RIA) Transformed RK81 cells cultured to 6.5 OD or 60 OD give media with EPO concentrations of about 80- 90 U / ml (34pg / ODl according to RIA) Preliminary analyzes show significant heterogeneity of products produced by the expression system, possibly due to variations in glucose the expression of expression proteins and the relatively high content of mannose in the bound carbohydrate.
Плазмиди РаСЗ и рУЕ в НВ101 Е. coli клетки са депозирани на 27.09.84, в Американската колекция от типове култури, 12301 Parklawn Drive, Rockville, Md, под номера съответно АТСС 39881 и АТСС 39882. Плазмидите pCFM526 в АМ7 клетки, pCFM 536 в JM103 клетки и pMWl в JM103 клетки са също депозирани на 21.11.84, под номера АТСС съответно 33932, 33934 и 33933. Щамове Saccharomyces cerevisiae YSPD4 и RK81 са депо37 зирани на 21.11.84 под номера съответно АТСС 20734 и 20733.Plasmids PAC3 and PUE in HB101 E. coli cells were deposited on 09/27/84 in the American Culture Type Collection, 12301 Parklawn Drive, Rockville, Md., Respectively ATCC 39881 and ATCC 39882. Plasmids pCFM526 in AM7 cells, pCFM 536 in JM103 cells and pMW1 in JM103 cells were also deposited on 21.11.84 under ATCC numbers 33932, 33934 and 33933, respectively. Strains of Saccharomyces cerevisiae YSPD4 and RK81 were deposited on 21.11.84 under ATCC numbers 20734 and 20733, respectively.
Както става ясно при разглеждане на описаните примери, настоящото изобретение осигурява голям брой извънредно ценни продукти и процеси, които намират приложения в много различни направления.As will be apparent from the examples described above, the present invention provides a large number of extremely valuable products and processes that find application in many different directions.
Полипептидите съгласно изобретението са очевидно полезни материали, независимо дали са получени чрез микробна експресия или са синтетични продукти, като първичната, вторичната и третичната им структурна конформация е изяснена за пръв път в настоящото изобретение.The polypeptides of the invention are obviously useful materials, whether they are obtained by microbial expression or are synthetic products, with the primary, secondary and tertiary structural conformation being first elucidated in the present invention.
Както е посочено, получените рекомбинантни и синтетични продукти съгласно изобретението проявяват в различна степен биологичната активност ин витро на ЕРО изолати от естествени източници и следователно могат да бъдат използвани като заместители на ЕРО изолати в хранителни среди, използвани за култивиране на еритропоетинови клетки. По същия начин, като се има предвид степента, до която полипептидните продукти съгласно изобретението споделят ин виво активността на естествените ЕРО изолати, те очевидно са подходящи за използване при терапия с еритропоетин на бозайници, включително и хора, тъй като проявяват някои или всички ефекти, характерни ин виво за ЕРО, например стимулиране на отговор с ретикулоцити, развиване на ферокинетични ефекти (като ефекти на оборот на желязото и ефекти за време на преминаване през костния мозък), промени в масата на еритроцитите, стимулиране на синтеза на хемоглобин С (виж Eschbach et al. по-горе) и както се посочва в пример 10, повишаване на равнището на хематокритната стойност при бозайниците. Включени в групата на хората, които могат да бъдат лекувани с продуктите съгласно изобретението, са общо пациенти, нуждаещи се ότ кръвна трансфузия, включително пациенти с травми,такива, подложени на хирургически интервенции, бъбречно болни, включително и такива на диализа, и пациенти с различни заболявания, влияещи върху състава на кръвта, като хемофилия, сърповидноклетъчна анемия, физиологична анемия и други подобни. Свеждането до минимум на необходимостта от трансфузия чрез прилагане на терапия с ЕРО може да се очаква да води и до понижено пренасяне на инфекциозни агенти. Продуктите съгласно изобретението, благодарение на това, че са получени чрез рекомбинантни методи, се очаква да бъдат свободни от пирогени, естествени инхибиращи вещества и други подобни и поради това да проявяват повишена обща ефикасност при използването им в терапевтични методи в сравнение с естествено получаваните продукти. Еритропоетинова терапия с продукти, получени съгласно настоящото изобретение, се очаква също да води до повишаване капацитета за пренасяне на кислород при индивиди с установени хипоксични състояния, дължащи се на специфични условия на околната среда и може би до проява на благоприятни сърдечно съдови ефекти.As indicated, the recombinant and synthetic products of the present invention exhibit, in varying degrees, the biological activity of in vitro EPO isolates from natural sources and can therefore be used as substitutes for EPO isolates in nutrient media used for culturing erythropoietin cells. Similarly, given the extent to which the polypeptide products of the invention share in vivo the activity of natural EPO isolates, they are obviously suitable for use in the treatment of mammalian erythropoietin, including humans, as they exert some or all of the effects, characteristic in vivo of EPO, eg stimulation of reticulocyte response, development of ferrokinetic effects (such as effects of iron turnover and effects during passage of bone marrow), changes in erythrocyte mass, stimulate is the synthesis of hemoglobin C (see Eschbach et al. above) and as outlined in Example 10, raising the level of hematocrit values in mammals. Included in the group of people who can be treated with the products of the invention are patients in total need of blood transfusion, including trauma patients, those undergoing surgery, kidney patients, including those on dialysis, and patients with various diseases affecting the composition of the blood, such as hemophilia, sickle cell anemia, physiological anemia, and the like. Minimizing the need for transfusion through the administration of EPO therapy may be expected to lead to reduced transmission of infectious agents. The products of the invention, by virtue of being obtained by recombinant methods, are expected to be free from pyrogens, natural inhibitors and the like and therefore exhibit increased overall efficacy when used in therapeutic methods compared to naturally occurring products. Erythropoietin therapy with products obtained according to the present invention is also expected to increase oxygen transfer capacity in individuals with established hypoxic conditions due to specific environmental conditions and possibly to beneficial cardiovascular effects.
Един предпочитан метод за прилагане на полипептидните продукти съгласно изобретението е парентерално (например интравенозно, интрамускулно, подкожно или интраперитонеално) като прилаганите състави обикновено включват терапевтично ефективни количества от продукта в комбинация с приемливи разредители, носители и/или добавки. Предварителни фармакокинетични проучвания показват по-дълъг период на полуживот ин виво на маймунски ЕРО про дукти при интрамускулно, отколкото при интравенозно приложение. Очаква се ефикасните дози да варират значително в зависимост от лекуваните заболявания, но терапевтичните дози са определени, като се очаква за сега активното вещество да бъде от 0,1 (около 7U) до 100 (около 7000 U) μg/ kg телесно тегло. За фармацевтични съставки съгласно изобретението се използват стандартни разредители като човешки серум олбумин, както и стандартни носители като физиологичен разтвор.One preferred method of administering the polypeptide products of the invention is parenterally (e.g., intravenously, intramuscularly, subcutaneously, or intraperitoneally), the compositions being administered typically include therapeutically effective amounts of the product in combination with acceptable diluents, carriers and / or additives. Preliminary pharmacokinetic studies have shown a longer half-life of in vivo in monkey EPO products in intramuscular than in intravenous administration. Effective doses are expected to vary greatly depending on the disease being treated, but therapeutic doses are set, with the current expected active substance being 0.1 (about 7U) to 100 (about 7000 U) µg / kg body weight. For the pharmaceutical ingredients of the invention, standard diluents such as human serum albumin and standard carriers such as saline are used.
Помощните материали, подходящи за използване в съставите съгласно изобретението включват съединения, за които е известно, че проявяват стимулиращ ефект върху еритропоезата като тестостерони, стимулатори на прогениторни клетки, подобни на инсулина растежни фактори, простагландини, серотонин, циклична ЯМР, пролактин и трийодотизонин, както и средства, обикновено използвани при лечение на апластични анемии, като метенолен, станозолол и нандролон (виж например Resegotti et al., Panminerva Medica, 23, 243-248 (1981); McGonigle etal., Kidney Int., 25(2), 437444 (1984); Pavlovic-Kantera etal., Expt. Hematol., 8 Supp, 8), 283-291 (1980) и Kurtz, FEBS Letters, 14a (1), 105-108 (1982). Също подходящи добавки са веществата, известни като повишаващи ефекта или синергисти на еритропоетина или асиало-ЕРО, като адренергични агонисти, тироиден хормон, андрогени и ВРА [виж Dunn „Gurrent Concepts in Erythropoiesis“, John Wiley and Sons (Chichester, England, 1983); Weiland et al., Blut, 44(3), 173-175 (1982); Kalmanti, Kidney Int., 22, 383391 (1982); Shahidi, New. Eng. J. Med., 289, 72-80 (1973); Fisher et al., Steroids, 30 (6), 833-845 (1977); Urabe et al., J. Exp. Med. 149, 1314-1325 (1979) и Billat et al., Expt. Hematol., 10 (1), 133-140 (1982)], както и групата съединения, означавани като „чернодробни еритропоетични фактори“ виж Naughton et al., Acta Haemat., 69, 171179 (1983)] и „еритротропини“ [както са описани от Congote et al., в реферат 364, Proceedings 7th Internat. Congres of Endocrinology (Quebec, 1984); Cingote, Biochem. Biophys. Res. Comm, 115 (2), 447-483 (1983) и Congote, Anal. Biochem., 140, 428-433 (1984)] и еритрогенин [както са описани от Rothman et al., J. Surg. Oncol. 20, 105108 (1982)]. При скрининиг за определяне на еритропоетиновите реакции на ексхипоксични полицитемични мишки, предварително третирани с 5α-дихидротестостерон или нандролон и след това с еритропоетин съгласно изобретението се получават еднакви резул-тати.Excipients suitable for use in the compositions of the invention include compounds known to exhibit a stimulating effect on erythropoiesis such as testosterone, insulin-like growth factor stimulators, prostaglandins, serotonin, cyclic NMR, prolactin, and triactin and prolactin and agents commonly used in the treatment of aplastic anemias, such as methanol, stanozolol, and nandrolone (see, e.g., Resegotti et al., Panminerva Medica, 23, 243-248 (1981); McGonigle et al., Kidney Int., 25 (2). 437444 (1984); Pavlovic-Kantera etal., Expt. Hematol., 8 Supp, 8), 283-291 (1980) and Kurtz, FEBS Letters, 14a (1), 105-108 (1982). Also known as additives are known as erythropoietin or asialo-EPO enhancers or synergists, such as adrenergic agonists, thyroid hormone, androgens, and BPA [see Dunn "Gurrent Concepts in Erythropoiesis", John Wiley and Sons (1983) ; Weiland et al., Blut, 44 (3), 173-175 (1982); Kalmanti, Kidney Int., 22, 383391 (1982); Shahidi, New. Eng. J. Med., 289, 72-80 (1973); Fisher et al., Steroids, 30 (6), 833-845 (1977); Urabe et al., J. Exp. Med. 149, 1314-1325 (1979) and Billat et al., Expt. Hematol., 10 (1), 133-140 (1982)], as well as the group of compounds referred to as "liver erythropoietic factors", see Naughton et al., Acta Haemat., 69, 171179 (1983)] and "erythrotropins" [ as described by Congote et al., in abstract 364, Proceedings 7th Internat. Congress of Endocrinology (Quebec, 1984); Cingote, Biochem. Biophys. Really. Comm, 115 (2), 447-483 (1983) and Congote, Anal. Biochem., 140, 428-433 (1984)] and erythrogenin [as described by Rothman et al., J. Surg. Oncol. 20, 105108 (1982)]. Screening to determine the erythropoietin responses of exhypoxic polycythemic mice pretreated with 5α-dihydrotestosterone or nandrolone and then erythropoietin according to the invention yielded the same results.
Полипептидите съгласно изобретението намират широко приложение в диагностиката, което включва използването им като маркирани и немаркирани форми в различни имуноизследователски методи, включително RIA, ELISA и други подобни, както и различни изследвания за активност ин витро и ин виво. Виж например Dunn et al., Expt. Hematol., 11(7), 590-600 (1983); Gibson et al., Pathology 16, 155156 (1984); Krystal, Expt. Hematol. 11(7), 649-660 (1983); Saito et al., Jap. J. Med. 23 (1) 16-21 (1984); Nathan et al., New Engl. J. Med., 308(9), 520-522 (1983) и различни източници, отнасящи се до изследвания в тази област.The polypeptides of the invention are widely used in diagnostics, which involves their use as labeled and unlabeled forms in various immunoassay methods, including RIA, ELISA and the like, as well as various in vitro and in vivo activity studies. See, e.g., Dunn et al., Expt. Hematol., 11 (7), 590-600 (1983); Gibson et al., Pathology 16, 155156 (1984); Krystal, Expt. Hematol. 11 (7), 649-660 (1983); Saito et al., Jap. J. Med. 23 (1) 16-21 (1984); Nathan et al., New Engl. J. Med., 308 (9), 520-522 (1983) and various sources pertaining to research in the field.
Полипептидите съгласно изобретението, включително синтетичните пептиди, представляващи последователности от остатъци на ЕРО, за първи път описани тук, представляват също много полезни чисти материали за получаване на поликлонални антитела и банки от моноклонални антитела, специфични за различни непрекъснати и прекъснати епитопи на ЕРО. Като пример може да се посочи, че при предварителен анализ на аминокиселинните последователности от фиг. 6 при хидропатия според Норе et al., P.N.A.S. (US) 78, стр. 3824-3828 (1981) и на вторични структури според Chou et al., Ann. Rev. Biochem. 47, стр. 251. (1979) е установено, че синтетичните пептиди с непрекъснати последователности, обхващащи остатъци от позиции от 41 до 57, включително от 116 до 128 и от 144 до 166, провокират силни антигенни реакции и продуцират полезни моноклонални и поликлонални антитела, проявяващи имунни реакции както със синтетичните полипептиди, така и с целия протеин. Очаква се такива антитела да са полезни за откриване и афинитетно пречистване на ЕРО и на свързани с него продукти.The polypeptides of the invention, including the synthetic peptides representing the EPO residue sequences, first described herein, are also very useful pure materials for the preparation of polyclonal antibodies and monoclonal antibody banks specific for various continuous and interrupted epitopes of EPO. As an example, it can be noted that in the preliminary analysis of the amino acid sequences of FIG. 6 in hydropathy according to Nore et al., P.N.A.S. (US) 78, pp. 3824-3828 (1981) and secondary structures according to Chou et al., Ann. Rev. Biochem. 47, p. 251. (1979) found that synthetic peptides with continuous sequences covering residues from positions 41 to 57, including from 116 to 128 and from 144 to 166, provoke strong antigenic reactions and produce useful monoclonal and polyclonal antibodies , exhibiting immune responses to both synthetic polypeptides and whole protein. Such antibodies are expected to be useful for the detection and affinity purification of EPO and related products.
Получени са следните три синтетични пептида:The following three synthetic peptides were obtained:
(1) hEPO 41-57, V-P-D-T-K-V-N-FY-A-W-K-R-M-E-V-G;(1) hEPO 41-57, V-P-D-T-K-V-N-FY-A-W-K-R-M-E-V-G;
(2) hEPO 116-128, K-E-A-I-S-P-P-DA-A-S-A-A;(2) hEPO 116-128, K-E-A-I-S-P-P-DA-A-S-A-A;
(3) hEPO 144-166, V-Y-S-N-F-L-R-GK-L-K-L-Y-T-G-E-A-C-R-T-G-D-R.(3) hEPO 144-166, V-Y-S-N-F-L-R-GK-L-K-L-Y-T-G-E-A-C-R-T-G-D-R.
Подготвителните изследвания за имунизации с описаните полипептиди показват сравнително слаба положителна реакция към hEPO 41-57, незначителна реакция към hEPO 116128 и силно положителна реакция към hEPO 144-166, отчитани според способността на зайчи серумни антитела да имунорециптират |251-белязани човешки ЕРО изолати от урина. Предварителните проучвания ин виво не показват значителна активност на трите пептида, както самостоятелно, така и в комбинация.Immunization preparatory studies with the described polypeptides showed a relatively low positive response to hEPO 41-57, a minor response to hEPO 116128, and a strong positive response to hEPO 144-166, accounted for by the ability of rabbit serum antibodies to immunorecipitate | 25 1-labeled human from urine. Preliminary in vivo studies did not show significant activity of the three peptides, either alone or in combination.
Въпреки че определените последователности от аминокиселинни оста тъци на ЕРО бозайници, получен в примерите, са по същество еднакви с първичната структурна конформация на зрелия ЕРО, все пак трябва да се отбележи, че последователността от 165 аминокиселинни остатъка на маймунски ЕРО от таблица V и от 166 остатъка на човешки ЕРО от фиг. 6, не изчерпват групата на полезните полипептиди, получавани съгласно изобретението. Включени в обхвата на изобретението са и всички различни природни алелни форми на ЕРО, за които предишни изследвания за биологично активни животински полипептиди, като човешки γ-интерферон, са установили, че е вероятно да съществуват. За сравнение могат да се посочат човешки имунни интерферони, които имат аргининов остатък в позиция 140 съгласно ЕР 0 077 670 и тези видове, които имат глутамин в позиции 140 според Gray et al., Nature 295, стр. 503508 (1982). И двата вида са характеризирани като имащи последователности на зрял човешки γ-интерферон. Алелните форми на зрелите ЕРО полипептиди може да се различават един от друг, както и от последователностите, показани на фиг. 5 и 6, по отношение на дължина на последователността и/или по направените делеции, замествания, инсерции или прибавяния на аминокиселини в последователността, с последващи потенциални различия в способността за гликолизиране. Както е посочено по-рано, една предполагаема алелна форма на човешки ЕРО включва един метионинов остатък в позиция 126. Приема се. че съществуват и природни алелни форми, кодиращи ЕРО геномни ДНК и сДНК последователности, които кодират за споменатите типове алелни полипептиди или просто използват различни кодони за означаване на същите полипептиди.Although the determined amino acid residues of mammalian EPOs obtained in the examples are essentially the same as the primary structural conformation of mature EPOs, it should be noted that the sequence of 165 amino acid residues of monkey EPOs in Table V and 166 the human EPO residue of FIG. 6 does not exhaust the group of useful polypeptides prepared according to the invention. Also included within the scope of the invention are all the various natural allelic forms of EPO for which previous studies on biologically active animal polypeptides, such as human γ-interferon, have been found to be likely to exist. For comparison, human immune interferons having an arginine residue at position 140 according to EP 0 077 670 and those having glutamine at position 140 according to Gray et al., Nature 295, p. 503508 (1982) may be mentioned. Both species are characterized as having sequences of mature human γ-interferon. The allelic forms of mature EPO polypeptides may differ from each other, as well as the sequences shown in FIG. 5 and 6, with respect to the length of the sequence and / or the deletions, substitutions, insertions or additions of amino acids in the sequence made, with subsequent potential differences in glycolysis ability. As indicated earlier, a putative allelic form of human EPO includes one methionine residue at position 126. Accepted. that there are also natural allelic forms encoding EPO genomic DNA and cDNA sequences that encode for said types of allelic polypeptides or simply use different codons to designate the same polypeptides.
Допълнително освен природните алелни форми на зрелия ЕРО, настоящото изобретение включва и други ЕРО продукти като например полипептидни аналози на ЕРО и фрагменти от зрял ЕРО. Съгласно метода по описаната заявка на Alton et al., (WO 83/04053) могат лесно да бъдат проектирани и получени гени, кодиращи за микробиалната експресия на полипептиди с първична конформация, която се различава от тази, описана на зрял ЕРО по отношение на идентичност или разположение на един или повече остатъка поради замествания, крайни и междинни допълвания и делеции. Обратно на тях промените в сДНК и геномни ЕРО гени могат лесно да бъдат идвършвани чрез известните методи на насочена към сайт мутагенеза и да бъдат използвани за създаване на аналози и производни на ЕРО. Такива ЕРО продукти проявяват поне едно от биологичните свойства на ЕРО, като другите може да се различават. Като пример за това, получените съгласно изобретението ЕРО продукти включват такива, които са предварително скъсени чрез делеции например [8 Asn2, des -Pro2 до lie6] hEPO, [des -Thr163 до Arg166]hEPO и „Δ27-55Ι1ΕΡΟ“, като последният има остатъци, кодиращият за които изцяло е отстранен кодон, или такива, които са по-стабилни на хидролиза (и поради това може да имат по-изразени или по-дълготрайни ефекти, отколкото природните ЕРО); или такива, които са променени за делеция на едно или повече потенциални места за гликолизиране (което може да има като резултат по-висока активност при продуцирани от дрожди продукти); или такива, които в един или повече цистеинови остатъци са отстранени или заместени например с хистидинови или серинови остатъци (като напри мер аналогът [His7]hEPO) и са потенциално по-лесни за изолиране в активна форма от микробиални системи; или такива, в които един или повече тирозинови остатъка са заместени с фенилаланин (като аналозите [Phe15] hEPO, [Phe49]hEPO и [Phel45]hEPO и могат да се свързват повече или помалко лесно към ЕРО рецептори върху клетки мишени. Също включени са полипептидни фрагменти, повтарящи само една част от непрекъснатата аминокиселинна последователност или вторичните конформации в зрелия ЕРО, които фрагменти може да проявяват един аспект от активността на ЕРО (например рецепторно свързване), а другите - не (например еритропоетинова активност). Особено важни в това отношение са тези потенциални фрагменти на ЕРО, които са включени в човешката геномна ДНК последователност от таблица VI, т. е. „фрагменти“ от цялата непрекъсната ЕРО последователност, които са кодирани от интронни последователности и които може да съставляват определени домени на биологичната активност. Заслужава да се отбележи, че липсата на ин виво активност при един или повече от ЕРО продуктите съгласно изобретението не изключва напълно терапевтичното им приложение (виж Weiland et al., по-горе) или използването им в други области като например при ЕРО-анализи или ЕРО антагонизъм. Антагонистите на еритропоетина може да са доста полезни при лечението на полицистемии или на случаи на свръхпродукция на ЕРО [виж например Adamson, Hosp. Practice, 18(12), 49-57 (1983) и Hellmann et al., Clin. Lab. Haemat., 5, 335-342 (1983).In addition to the natural allelic forms of mature EPO, the present invention also includes other EPO products such as polypeptide analogues of EPO and fragments of mature EPO. According to the method of the described application of Alton et al. (WO 83/04053), genes encoding microbial expression of polypeptides with a primary conformation different from that described in mature EPO in identity can be easily designed and prepared. or the arrangement of one or more residues due to substitutions, final and intermediate additions and deletions. In contrast, changes in cDNA and genomic EPO genes can be readily accomplished by known site-directed mutagenesis methods and used to create analogs and derivatives of EPO. Such EPO products exhibit at least one of the biological properties of EPOs, and others may differ. As an example, the products obtained according to the invention EPO include those that are pre-truncated by deletions, for example [8 Asn 2 , des -Pro 2 to lie 6 ] hEPO, [des -Thr 163 to Arg 166 ] hEPO and "Δ27-55Ι1ΕΡΟ "The latter having residues encoding a completely codon removed or those more resistant to hydrolysis (and therefore may have more pronounced or longer lasting effects than natural EPOs); or those that have been altered for deletion at one or more potential glycolysis sites (which may result in higher activity in yeast-produced products); or those which in one or more cysteine residues are removed or substituted, for example, by histidine or serine residues (such as the [His 7 ] hEPO analogue) and are potentially easier to isolate in active form from microbial systems; or those in which one or more tyrosine residues are substituted with phenylalanine (such as [Phe 15 ] hEPO, [Phe 49 ] hEPO and [Phe 1445 ] hEPO analogues and can bind more or less readily to EPO receptors on target cells. Also included are polypeptide fragments that repeat only part of a continuous amino acid sequence or secondary conformations in mature EPO, which fragments may exhibit one aspect of EPO activity (eg, receptor binding) and others not (eg, erythropoietin activity). in this oh related are those potential EPO fragments that are included in the human genomic DNA sequence of Table VI, i.e., "fragments" of the entire continuous EPO sequence, which are encoded by intron sequences and which may constitute specific domains of biological activity. It is worth noting that the lack of in vivo activity in one or more of the EPO products of the invention does not completely preclude their therapeutic use (see Weiland et al., Above) or their use in other areas such as p in EPO assays or EPO antagonism. Erythropoietin antagonists can be quite useful in the treatment of polycysthemia or cases of overproduction of EPO [see, e.g., Adamson, Hosp. Practice, 18 (12), 49-57 (1983) and Hellmann et al., Clin. Lab. Haemat., 5, 335-342 (1983).
Според една друга страна на настоящото изобретение, клонираните ДНК последователности, описани тук, които кодират човешки и маймунски ЕРО полипептиди са много ценни заради информацията за аминокиселинната последователност на животински еритропоетин, която осигуряват, тъй като тя досега липсваше независимо от множеството аналитични изследвания на изолати от природни продукти. ДНК последователностите са също ценни като продукти и могат да се използват при осъществяването на едромащабна микробиална синтеза на еритропоетин по различни рекомбинантни методи. Казано по друг начин, ДНК последователностите съгласно изобретението се използват за получаване на нови и полезни вирусни и кръгови плазмидни ДНК вектори, нови и полезни трансформирани и трансфектирани микробни прокариотни и еукариотни клетки гостоприемници (включително бактерийни и дрождеви клетки и бозайникови клетки, отгледани в култура) и нови и полезни методи за култивиране на такива микробни клетки гостоприемници с възможност за експресия на ЕРО и ЕРО продукти. ДНК последователностите съгласно изобретението са подходящи за използване като маркирани индикатори при изолирането на сДНК, кодиращи ЕРО и сродни протеини и геномна ДНК последователност на други видове бозайници, различни от човек и маймуна, специално описани тук. Доколко ДНК последователностите съгласно изобретението могат да се използват при различни други методи за синтез на протеин (например клетки от насекоми) или при генетична терапия на хора и други бозайници, още не може да бъде преценено. ДНК последователностите съгласно изобретението могат да бъдат използвани при разработването на трансгенетични видове бозайници, които да служат като еукариотни гостоприемници при получаването на еритропоетин и еритропоетинови продукти в достатъчно количество. Виж общо Palmiter et al., Science 222 (4625),According to another aspect of the present invention, the cloned DNA sequences described herein that encode human and monkey EPO polypeptides are very valuable because of the information on the amino acid sequence of animal erythropoietin that they provide, as it has been lacking so far, despite many analytic studies of the isolate of the isolate natural products. DNA sequences are also valuable as products and can be used to perform large-scale microbial synthesis of erythropoietin by various recombinant methods. In other words, the DNA sequences according to the invention are used to produce new and useful viral and circular plasmid DNA vectors, new and useful transformed and transfected microbial prokaryotic and eukaryotic host cells (including bacterial and yeast cells and mammalian cells grown in culture) and novel and useful methods for culturing such host microbial cells capable of expressing EPO and EPO products. The DNA sequences of the invention are suitable for use as labeled indicators in the isolation of cDNAs encoding EPO and related proteins and the genomic DNA sequence of other mammalian and non-mammalian species specifically described herein. The extent to which the DNA sequences according to the invention can be used in various other protein synthesis methods (eg insect cells) or in the genetic therapy of humans and other mammals cannot yet be evaluated. The DNA sequences of the invention can be used in the development of transgenic mammalian species to serve as eukaryotic hosts in the production of erythropoietin and erythropoietin products in sufficient quantity. See generally Palmiter et al., Science 222 (4625),
809-814 (1983).809-814 (1983).
Поради това, конкретните приложения съгласно примерните изпълнения не ограничават обхвата на настоящото изобретение и специалистите в тази област могат да намерят многобройни варианти на приложение. Като един пример докато ДНК последователностите, описани в примерните изпълнения, включват сДНК и геномна ДНК последователности, защото заявката осигурява необходимата за получаване на ДНК последователност информация за аминокиселинната последователност изобретението включва също и ДНК последователности, които може да бъдат конструирани въз основа на познаването на аминокиселинните последователности на ДНК. Те може да кодират за ЕРО (както в пример 12) и за ЕРО фрагменти, както и за полипептидни ЕРО аналози (наречени „ЕРО продукти“), които може да проявяват едно или повече от биологичните свойства на природния еритропоетин, без да имат други (или да ги проявяват в различна степен).Therefore, the specific applications according to the exemplary embodiments do not limit the scope of the present invention, and one skilled in the art can find numerous applications. As one example, while the DNA sequences described in the exemplary embodiments include cDNA and genomic DNA sequences, because the application provides the necessary amino acid sequence information to obtain the DNA sequence, the invention also includes DNA sequences that can be constructed based on knowledge of amino acids DNA sequences. They can code for EPO (as in Example 12) and for EPO fragments, as well as for polypeptide EPO analogs (called "EPO products"), which may exhibit one or more of the biological properties of natural erythropoietin without any other ( or to manifest them to varying degrees).
ДНК последователностите съгласно настоящото изобретение следователно включват всички ДНК последователности, осигуряващи експресия в прокариотна или еукариотна клетка гостоприемник на полипептиден продукт, имащ поне част от първичната структурна конформация и едно или повече от биологичните свойства на еритропоетина, т. е.: (а) ДНК последователности, показани на фиг. 5 и 6; (в) ДНК последователности, които хибридизират до ДНК последователностите, посочени в (а) или фрагменти от тях; и (с) ДНК последователности, които поради дегенериране на генетичния код хибридизират до ДНК последователностите, определени в (а) и (в). Трябва да се отбележи в този смисъл, че например съществуващите последователности на алелни маймунски и човешки ЕРО гени, както и последователности на гени на други видове бозайници се очаква да хибридизират до последователностите от фиг. 5 и 6 или до фрагменти на същите. Освен тези с дегенерирали генетични кодове, SCEPO и ЕСЕРО гените и получените или мутагенирали сДНК или геномни ДНК последователности, кодиращи за различни ЕРО фрагменти и аналози, също хибридизират до посочената ДНК последователност. Такива хибридизации могат да се осъществяват при хибридизационните условия, описани с оглед началното изолиране на ДНК, кодираща маймунски и човешки ЕРО или при по-строги условия, ако се желае намаляване на странични хибридизации.The DNA sequences of the present invention therefore include all DNA sequences providing expression in a prokaryotic or eukaryotic host cell of a polypeptide product having at least part of the primary structural conformation and one or more of the biological properties of erythropoietin, i.e.: (a) DNA sequences shown in FIG. 5 and 6; (c) DNA sequences that hybridize to the DNA sequences referred to in (a) or fragments thereof; and (c) DNA sequences which, due to the degeneration of the genetic code, hybridize to the DNA sequences defined in (a) and (c). It should be noted in this sense that, for example, existing sequences of allelic monkey and human EPO genes, as well as gene sequences of other mammalian species, are expected to hybridize to the sequences of FIG. 5 and 6, or fragments thereof. In addition to those with degenerate genetic codes, the SCEPO and ESEPO genes and the cDNA or genomic DNA sequences obtained or mutagenic encoding for different EPO fragments and analogs also hybridize to said DNA sequence. Such hybridizations may be carried out under the hybridization conditions described for the initial isolation of DNA encoding monkey and human EPO, or under more stringent conditions, if lateral hybridization is desired.
По същия начин, въпреки че горните примери илюстрират изобретението по отношение на микробна експресия на ЕРО продукти в контекста на експресия в животински клетки на ДНК, включена в един хибриден вектор от бактериален плазмид и вирусни геномни източници, в обхвата на изобретението се включва голямо разнообразие от експресионни сестеми. Към тях се отнасят експресионни системи, включващи вектори от хомогенен произход, прилагани към култури от бактериални, дрождеви и бозайникови клетки, както и експресионни системи, които не включват вектори (като трансфектиране на клетки с калциев фосфат). В това отношение трябва да бъде разбрано, че експресията на например маймунска ДНК в култура от маймунски клетки и в култура от човешки клетки гостоприемници, фактически представляват слу чаи на експресия на екзогенна ДНК. тъй като за ДНК на ЕРО, за която се търси високо равнище на експресия, няма източници в генома на клетката гостоприемник. Експресионните системи съгласно изобретението по-нататък са свързани с методи, резултиращи в цитоплазматично образуване на ЕРО продукти и натрупване на гликозилирани и негликозилирани ЕРО продукти в цитоплазмата на клетките гостоприемници или в мембраните им (например акумулиране в периплазматичното пространство) или в надстоящата течност на хранителната среда, както е описано, или други необичайни системи като Р. aeruginosa експресионна система (описано от Gray et al., Biotechnology, 2, стр. 161-165 (1984).Similarly, although the foregoing examples illustrate the invention with respect to microbial expression of EPO products in the context of expression in animal DNA cells included in a hybrid vector of bacterial plasmid and viral genomic sources, a wide variety of invention is included within the scope of the invention expression systems. These include expression systems including vectors of homogeneous origin applied to cultures of bacterial, yeast and mammalian cells, as well as expression systems that do not include vectors (such as transfecting cells with calcium phosphate). In this respect, it should be understood that the expression of, for example, monkey DNA in a monkey cell culture and in a human host cell culture, in fact, are cases of exogenous DNA expression. since there is no source in the genome of the host cell for EPO DNA for which a high level of expression is sought. The expression systems of the invention are further related to methods resulting in the cytoplasmic formation of EPO products and the accumulation of glycosylated and non-glycosylated EPO products in the cytoplasm of host cells or in their membranes (eg accumulation in periplasmic space) or in food space , as described, or other unusual systems such as the P. aeruginosa expression system (described by Gray et al., Biotechnology, 2, pp. 161-165 (1984).
Подобрените методи за хибридизиране съгласно изобретението, въпреки че е описано само приложението при ДНК/ДНК хибридизационен скрининг, са еднакво приложими и при РНК/РНК или РНК/ДНК скрининг. Методите със смесени индикатори като описаните обикновено представляват подобрения в методите на хибридизация, позволяващи по-бързо и по-надеждно изолиране на полинуклеотиди. Тези много отделни подобрения включват подобрен трансфер на колонии и методи за поддържане; използването на филтри на основа найлон като „GeneScreen“ и „GeneScreen Plus“, които позволяват повторни проби със същите филтри и повторно използване на филтъра, прилагане на нови третирания с протеази (сравнени например с Taub et al., Annal. Biochem., 125, стр. 222-230 (1982)]; използване на много ниски индивидуални концентрации (от порядъка на 0,025 pmol) на голям брой смесени индикатори (например повече от 32 на брой) и осъществяване на хибридизационни и следхибридизаци43 опни етапи при строг температерун режим със стойности, доближаващи се до най-ниските (например различаващи се с 4°С и за предпочитане с 2°С) 5 изчислени дисоциационни температури за някои от използваните смесени индикатори. Тези подобрения се комбинират, при което са получават резултати, които не биха могли да се очакват. Това е ясно илюстрирано от 10 факта, че методи, използващи смесени индикатори, включващи четири пъти повече индикатори от описаните досега успешно използвани при сДНК скрининг на информационни РНК в 15 сравнително малко количество, са успешно приложени за изолиране на ген с уникална последователност при скрининг на 1 500 000 фагови плаки в геномна банка. Този факт опровергава 20 публикуваното становище на Anderson et al., виж по-горе, че методите за скрининг със смесени индикатори са ...„неприложими при изолиране на гени на протеини от бозайници, когато съот- 25 ветните РНК не са достъпни“.Improved hybridization methods according to the invention, although only the application for DNA / DNA hybridization screening is described, are equally applicable to RNA / RNA or RNA / DNA screening. Mixed-indicator methods such as those described generally represent improvements in hybridization methods that allow for faster and more reliable isolation of polynucleotides. These many distinct improvements include improved colony transfer and maintenance methods; the use of nylon-based filters such as "GeneScreen" and "GeneScreen Plus" that allow re-samples with the same filters and re-use of the filter, applying new protease treatments (compared, for example, with Taub et al., Annal. Biochem., 125 , pp. 222-230 (1982)], the use of very low individual concentrations (in the order of 0.025 pmol) of a large number of mixed indicators (eg more than 32 in number) and the implementation of hybridization and post-hybridization43 stages in a strict temperature regime with values approaching the lowest (for example, differs These are improvements combined to produce results that could not be expected. This is clearly illustrated by the 10 ° C and, preferably, 2 ° C, 5 dissociation temperatures calculated for some of the mixed indicators used. the fact that methods using mixed indicators, including four times as many indicators as previously described, were successfully used for cDNA screening of RNAs in 15 relatively small amounts, have been successfully applied to isolate a gene with a unique screening sequence of 1,500,000 phages plaques in a genomic bank. This fact refutes the 20 published opinion of Anderson et al., See above that mixed-indicator screening methods are ... "inapplicable in isolating mammalian protein genes when the corresponding RNAs are not available".
Claims (31)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/675,298 US4703008A (en) | 1983-12-13 | 1984-11-30 | DNA sequences encoding erythropoietin |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
BG60508B2 true BG60508B2 (en) | 1995-06-30 |
Family
ID=24709868
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
BG096060A BG60508B2 (en) | 1984-11-30 | 1992-03-13 | Dna sequences encoding erythropoietin |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
BG (1) | BG60508B2 (en) |
RU (1) | RU2261276C2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2548806C1 (en) * | 2014-01-20 | 2015-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "РД-БИОТЕХ" | Synthetic dna encoding human erythropoietin, comprising its vector, method of production of erythropoietin producer strain, erythropoietin producer strain |
-
1985
- 1985-06-19 RU SU3917560/13A patent/RU2261276C2/en active
-
1992
- 1992-03-13 BG BG096060A patent/BG60508B2/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2261276C2 (en) | 2005-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4703008A (en) | DNA sequences encoding erythropoietin | |
US5547933A (en) | Production of erythropoietin | |
US5441868A (en) | Production of recombinant erythropoietin | |
EP0668351B1 (en) | Erythropoietin analogs | |
JP2001514851A (en) | Recombinant human erythropoietin with advantageous glycosylation profile | |
BG60508B2 (en) | Dna sequences encoding erythropoietin | |
CA1341607C (en) | Production of erythropoietin | |
CZ281542B6 (en) | Dna chain used for assuring expression of polypetide product | |
AU4252400A (en) | Production of erythropoietin | |
DK172611B1 (en) | DNA sequence encoding erythropoietin, vector which includes the sequence, host which is transformed or transfected with the sequence, polypeptide product of the expression of the sequence in such a host, process for preparing the polypeptide product, a pharmaceutical preparation which comprises the polypeptide product, and the use of the polypeptide product for producing a pharmaceutical for erythropoietin therapy. | |
AU1974001A (en) | Production of erythropoietin | |
LT4012B (en) | Process for the preparation of polipeptides | |
DD251786A5 (en) | Process for the preparation of a polypeptide |