CS274401B2 - Method of polypetide production with sequence of animal interferon's amino acids - Google Patents
Method of polypetide production with sequence of animal interferon's amino acids Download PDFInfo
- Publication number
- CS274401B2 CS274401B2 CS160983A CS160983A CS274401B2 CS 274401 B2 CS274401 B2 CS 274401B2 CS 160983 A CS160983 A CS 160983A CS 160983 A CS160983 A CS 160983A CS 274401 B2 CS274401 B2 CS 274401B2
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- bovine
- dna
- interferon
- gene
- expression
- Prior art date
Links
- 108010050904 Interferons Proteins 0.000 title claims abstract description 111
- 102000014150 Interferons Human genes 0.000 title claims abstract description 103
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 title claims abstract description 55
- 229940079322 interferon Drugs 0.000 title claims abstract description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 title abstract description 27
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 claims abstract description 36
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 claims abstract description 33
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 claims abstract description 30
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 claims abstract description 25
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 claims abstract description 23
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 claims abstract description 22
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims abstract description 21
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims abstract description 14
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 claims description 98
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims description 42
- 125000003275 alpha amino acid group Chemical group 0.000 claims description 18
- 230000013595 glycosylation Effects 0.000 claims description 3
- 238000006206 glycosylation reaction Methods 0.000 claims description 3
- 210000004978 chinese hamster ovary cell Anatomy 0.000 claims description 2
- 238000012258 culturing Methods 0.000 claims description 2
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 abstract description 26
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 abstract description 5
- 230000001506 immunosuppresive effect Effects 0.000 abstract description 5
- 230000003612 virological effect Effects 0.000 abstract description 5
- 206010061598 Immunodeficiency Diseases 0.000 abstract description 3
- 208000029462 Immunodeficiency disease Diseases 0.000 abstract description 3
- 230000007813 immunodeficiency Effects 0.000 abstract description 3
- 239000013543 active substance Substances 0.000 abstract 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 106
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 70
- 229940047124 interferons Drugs 0.000 description 57
- 239000013612 plasmid Substances 0.000 description 45
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 235000014680 Saccharomyces cerevisiae Nutrition 0.000 description 26
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 23
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 23
- 239000000047 product Substances 0.000 description 21
- 108010047761 Interferon-alpha Proteins 0.000 description 20
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 20
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 20
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000013604 expression vector Substances 0.000 description 18
- 210000000265 leukocyte Anatomy 0.000 description 18
- 238000009396 hybridization Methods 0.000 description 16
- 102000006992 Interferon-alpha Human genes 0.000 description 15
- 108091026890 Coding region Proteins 0.000 description 14
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 description 14
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 description 14
- 230000010076 replication Effects 0.000 description 14
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 13
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 13
- 101000959820 Homo sapiens Interferon alpha-1/13 Proteins 0.000 description 12
- 102100040019 Interferon alpha-1/13 Human genes 0.000 description 12
- 210000002950 fibroblast Anatomy 0.000 description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N Formamide Chemical compound NC=O ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 10
- 108010076504 Protein Sorting Signals Proteins 0.000 description 10
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 10
- 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 9
- 108020004511 Recombinant DNA Proteins 0.000 description 9
- 238000002105 Southern blotting Methods 0.000 description 9
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 9
- 239000013613 expression plasmid Substances 0.000 description 8
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 8
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 8
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 8
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- 230000000840 anti-viral effect Effects 0.000 description 7
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 7
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 7
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 7
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 7
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 7
- 108020004999 messenger RNA Proteins 0.000 description 7
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 7
- 108091032973 (ribonucleotides)n+m Proteins 0.000 description 6
- 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 6
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 6
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 6
- 125000000539 amino acid group Chemical group 0.000 description 6
- 229960000723 ampicillin Drugs 0.000 description 6
- 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 6
- 238000010367 cloning Methods 0.000 description 6
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 6
- 210000003292 kidney cell Anatomy 0.000 description 6
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 108091008146 restriction endonucleases Proteins 0.000 description 6
- 241000282693 Cercopithecidae Species 0.000 description 5
- 108020004705 Codon Proteins 0.000 description 5
- 102000004594 DNA Polymerase I Human genes 0.000 description 5
- 108010017826 DNA Polymerase I Proteins 0.000 description 5
- 108010074328 Interferon-gamma Proteins 0.000 description 5
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 5
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 5
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000013600 plasmid vector Substances 0.000 description 5
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 5
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 5
- 108020005029 5' Flanking Region Proteins 0.000 description 4
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 108090000144 Human Proteins Proteins 0.000 description 4
- 102000003839 Human Proteins Human genes 0.000 description 4
- 108090000467 Interferon-beta Proteins 0.000 description 4
- 101150006914 TRP1 gene Proteins 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 239000000427 antigen Substances 0.000 description 4
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 description 4
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 description 4
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 4
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 4
- VHJLVAABSRFDPM-QWWZWVQMSA-N dithiothreitol Chemical compound SC[C@@H](O)[C@H](O)CS VHJLVAABSRFDPM-QWWZWVQMSA-N 0.000 description 4
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 4
- 230000000069 prophylactic effect Effects 0.000 description 4
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 4
- 238000013518 transcription Methods 0.000 description 4
- 230000035897 transcription Effects 0.000 description 4
- 230000002103 transcriptional effect Effects 0.000 description 4
- 241000271566 Aves Species 0.000 description 3
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 3
- 241000282472 Canis lupus familiaris Species 0.000 description 3
- 241000283707 Capra Species 0.000 description 3
- 230000004543 DNA replication Effects 0.000 description 3
- 241000283086 Equidae Species 0.000 description 3
- 241000282326 Felis catus Species 0.000 description 3
- 102000003996 Interferon-beta Human genes 0.000 description 3
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 description 3
- 241000283973 Oryctolagus cuniculus Species 0.000 description 3
- 241001494479 Pecora Species 0.000 description 3
- 238000012300 Sequence Analysis Methods 0.000 description 3
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 108091081024 Start codon Proteins 0.000 description 3
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 3
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 3
- 241000282887 Suidae Species 0.000 description 3
- 239000007984 Tris EDTA buffer Substances 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 3
- 239000006285 cell suspension Substances 0.000 description 3
- 239000002299 complementary DNA Substances 0.000 description 3
- 230000000120 cytopathologic effect Effects 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 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 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 210000005260 human cell Anatomy 0.000 description 3
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 3
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 3
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 3
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 description 3
- 101150066555 lacZ gene Proteins 0.000 description 3
- 239000006166 lysate Substances 0.000 description 3
- 230000003211 malignant effect Effects 0.000 description 3
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 description 3
- 239000002953 phosphate buffered saline Substances 0.000 description 3
- 230000008488 polyadenylation Effects 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 235000019333 sodium laurylsulphate Nutrition 0.000 description 3
- 241000894007 species Species 0.000 description 3
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- OSJPPGNTCRNQQC-UWTATZPHSA-N 3-phospho-D-glyceric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)COP(O)(O)=O OSJPPGNTCRNQQC-UWTATZPHSA-N 0.000 description 2
- 102000013563 Acid Phosphatase Human genes 0.000 description 2
- 108010051457 Acid Phosphatase Proteins 0.000 description 2
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 2
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 description 2
- 101100148606 Caenorhabditis elegans pst-1 gene Proteins 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 2
- 241000701959 Escherichia virus Lambda Species 0.000 description 2
- 108700024394 Exon Proteins 0.000 description 2
- ZRALSGWEFCBTJO-UHFFFAOYSA-N Guanidine Chemical compound NC(N)=N ZRALSGWEFCBTJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 2
- 101000599940 Homo sapiens Interferon gamma Proteins 0.000 description 2
- 102000008070 Interferon-gamma Human genes 0.000 description 2
- FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N L-methionine Chemical compound CSCC[C@H](N)C(O)=O FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 2
- QIVBCDIJIAJPQS-VIFPVBQESA-N L-tryptophane Chemical compound C1=CC=C2C(C[C@H](N)C(O)=O)=CNC2=C1 QIVBCDIJIAJPQS-VIFPVBQESA-N 0.000 description 2
- 108091034117 Oligonucleotide Proteins 0.000 description 2
- 108700026244 Open Reading Frames Proteins 0.000 description 2
- 108091000080 Phosphotransferase Proteins 0.000 description 2
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000004098 Tetracycline Substances 0.000 description 2
- QIVBCDIJIAJPQS-UHFFFAOYSA-N Tryptophan Natural products C1=CC=C2C(CC(N)C(O)=O)=CNC2=C1 QIVBCDIJIAJPQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000251539 Vertebrata <Metazoa> Species 0.000 description 2
- 208000036142 Viral infection Diseases 0.000 description 2
- 210000004102 animal cell Anatomy 0.000 description 2
- 238000010171 animal model Methods 0.000 description 2
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 2
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 244000309466 calf Species 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 208000019065 cervical carcinoma Diseases 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 210000000349 chromosome Anatomy 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 2
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 2
- LRMHFDNWKCSEQU-UHFFFAOYSA-N ethoxyethane;phenol Chemical compound CCOCC.OC1=CC=CC=C1 LRMHFDNWKCSEQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 2
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 2
- 235000019688 fish Nutrition 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 108020004445 glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase Proteins 0.000 description 2
- 102000006602 glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase Human genes 0.000 description 2
- 230000002414 glycolytic effect Effects 0.000 description 2
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 2
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 2
- 230000003834 intracellular effect Effects 0.000 description 2
- 210000004962 mammalian cell Anatomy 0.000 description 2
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229930182817 methionine Natural products 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 210000000496 pancreas Anatomy 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 102000020233 phosphotransferase Human genes 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000013615 primer Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 230000003362 replicative effect Effects 0.000 description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 description 2
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 description 2
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 description 2
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 2
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 229960002180 tetracycline Drugs 0.000 description 2
- 229930101283 tetracycline Natural products 0.000 description 2
- 235000019364 tetracycline Nutrition 0.000 description 2
- 150000003522 tetracyclines Chemical class 0.000 description 2
- 230000005030 transcription termination Effects 0.000 description 2
- 230000014621 translational initiation Effects 0.000 description 2
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 229960005486 vaccine Drugs 0.000 description 2
- 230000009385 viral infection Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- GZCWLCBFPRFLKL-UHFFFAOYSA-N 1-prop-2-ynoxypropan-2-ol Chemical compound CC(O)COCC#C GZCWLCBFPRFLKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101150090724 3 gene Proteins 0.000 description 1
- 101150070234 31 gene Proteins 0.000 description 1
- 102100030310 5,6-dihydroxyindole-2-carboxylic acid oxidase Human genes 0.000 description 1
- 101710163881 5,6-dihydroxyindole-2-carboxylic acid oxidase Proteins 0.000 description 1
- OPIFSICVWOWJMJ-AEOCFKNESA-N 5-bromo-4-chloro-3-indolyl beta-D-galactoside Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1OC1=CNC2=CC=C(Br)C(Cl)=C12 OPIFSICVWOWJMJ-AEOCFKNESA-N 0.000 description 1
- 102000007698 Alcohol dehydrogenase Human genes 0.000 description 1
- 108010021809 Alcohol dehydrogenase Proteins 0.000 description 1
- 101710187578 Alcohol dehydrogenase 1 Proteins 0.000 description 1
- 102100034035 Alcohol dehydrogenase 1A Human genes 0.000 description 1
- 208000031295 Animal disease Diseases 0.000 description 1
- 241000972773 Aulopiformes Species 0.000 description 1
- 241000304886 Bacilli Species 0.000 description 1
- 244000063299 Bacillus subtilis Species 0.000 description 1
- 235000014469 Bacillus subtilis Nutrition 0.000 description 1
- 102100026189 Beta-galactosidase Human genes 0.000 description 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000306001 Cetartiodactyla Species 0.000 description 1
- 241000282552 Chlorocebus aethiops Species 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101150037021 D2 gene Proteins 0.000 description 1
- 102000053602 DNA Human genes 0.000 description 1
- 108010061982 DNA Ligases Proteins 0.000 description 1
- 102000012410 DNA Ligases Human genes 0.000 description 1
- 108020001019 DNA Primers Proteins 0.000 description 1
- 108020003215 DNA Probes Proteins 0.000 description 1
- 102100033195 DNA ligase 4 Human genes 0.000 description 1
- 239000003155 DNA primer Substances 0.000 description 1
- 239000003298 DNA probe Substances 0.000 description 1
- 238000012270 DNA recombination Methods 0.000 description 1
- 102000016928 DNA-directed DNA polymerase Human genes 0.000 description 1
- 108010014303 DNA-directed DNA polymerase Proteins 0.000 description 1
- 102000004163 DNA-directed RNA polymerases Human genes 0.000 description 1
- 108090000626 DNA-directed RNA polymerases Proteins 0.000 description 1
- 108090000204 Dipeptidase 1 Proteins 0.000 description 1
- 101100210287 Drosophila melanogaster wech gene Proteins 0.000 description 1
- 241000710188 Encephalomyocarditis virus Species 0.000 description 1
- 108010042407 Endonucleases Proteins 0.000 description 1
- 102000004533 Endonucleases Human genes 0.000 description 1
- 108010067770 Endopeptidase K Proteins 0.000 description 1
- 241000305071 Enterobacterales Species 0.000 description 1
- 241001302584 Escherichia coli str. K-12 substr. W3110 Species 0.000 description 1
- 241000701533 Escherichia virus T4 Species 0.000 description 1
- 102000030595 Glucokinase Human genes 0.000 description 1
- 108010021582 Glucokinase Proteins 0.000 description 1
- 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 1
- 108010070600 Glucose-6-phosphate isomerase Proteins 0.000 description 1
- 102000005731 Glucose-6-phosphate isomerase Human genes 0.000 description 1
- 102000005548 Hexokinase Human genes 0.000 description 1
- 108700040460 Hexokinases Proteins 0.000 description 1
- 101000927810 Homo sapiens DNA ligase 4 Proteins 0.000 description 1
- 101000960371 Human herpesvirus 1 (strain 17) Major viral transcription factor ICP4 Proteins 0.000 description 1
- 101000960375 Human herpesvirus 2 (strain HG52) Major viral transcription factor ICP4 homolog Proteins 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 102100026720 Interferon beta Human genes 0.000 description 1
- 102000005385 Intramolecular Transferases Human genes 0.000 description 1
- 108010031311 Intramolecular Transferases Proteins 0.000 description 1
- 102000004195 Isomerases Human genes 0.000 description 1
- 108090000769 Isomerases Proteins 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N Lactose Natural products OC[C@H]1O[C@@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)C(O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N 0.000 description 1
- 239000006137 Luria-Bertani broth Substances 0.000 description 1
- 241001529936 Murinae Species 0.000 description 1
- CHJJGSNFBQVOTG-UHFFFAOYSA-N N-methyl-guanidine Natural products CNC(N)=N CHJJGSNFBQVOTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101710149086 Nuclease S1 Proteins 0.000 description 1
- 108020002230 Pancreatic Ribonuclease Proteins 0.000 description 1
- 102000005891 Pancreatic ribonuclease Human genes 0.000 description 1
- 108010069341 Phosphofructokinases Proteins 0.000 description 1
- 102000001105 Phosphofructokinases Human genes 0.000 description 1
- 108010022181 Phosphopyruvate Hydratase Proteins 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 108010011939 Pyruvate Decarboxylase Proteins 0.000 description 1
- 102000013009 Pyruvate Kinase Human genes 0.000 description 1
- 108020005115 Pyruvate Kinase Proteins 0.000 description 1
- 102000017143 RNA Polymerase I Human genes 0.000 description 1
- 108010013845 RNA Polymerase I Proteins 0.000 description 1
- 102000009572 RNA Polymerase II Human genes 0.000 description 1
- 108010009460 RNA Polymerase II Proteins 0.000 description 1
- 102000014450 RNA Polymerase III Human genes 0.000 description 1
- 108010078067 RNA Polymerase III Proteins 0.000 description 1
- 101150001535 SRC gene Proteins 0.000 description 1
- 241000293869 Salmonella enterica subsp. enterica serovar Typhimurium Species 0.000 description 1
- XNCUYZKGQOCOQH-YUMQZZPRSA-N Ser-Leu-Gly Chemical compound [H]N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)NCC(O)=O XNCUYZKGQOCOQH-YUMQZZPRSA-N 0.000 description 1
- 241000607720 Serratia Species 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 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 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000006154 adenylylation Effects 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 210000001691 amnion Anatomy 0.000 description 1
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 1
- 230000000259 anti-tumor effect Effects 0.000 description 1
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 1
- 239000002246 antineoplastic agent Substances 0.000 description 1
- 239000003443 antiviral agent Substances 0.000 description 1
- 235000015278 beef Nutrition 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 108010005774 beta-Galactosidase Proteins 0.000 description 1
- 102000006635 beta-lactamase Human genes 0.000 description 1
- 230000000975 bioactive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004166 bioassay Methods 0.000 description 1
- 230000008827 biological function Effects 0.000 description 1
- 229940098773 bovine serum albumin Drugs 0.000 description 1
- 235000011089 carbon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 1
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 1
- 230000036978 cell physiology Effects 0.000 description 1
- 230000004663 cell proliferation Effects 0.000 description 1
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 125000000151 cysteine group Chemical group N[C@@H](CS)C(=O)* 0.000 description 1
- SUYVUBYJARFZHO-RRKCRQDMSA-N dATP Chemical compound C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1[C@H]1C[C@H](O)[C@@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OP(O)(O)=O)O1 SUYVUBYJARFZHO-RRKCRQDMSA-N 0.000 description 1
- SUYVUBYJARFZHO-UHFFFAOYSA-N dATP Natural products C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1C1CC(O)C(COP(O)(=O)OP(O)(=O)OP(O)(O)=O)O1 SUYVUBYJARFZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RGWHQCVHVJXOKC-SHYZEUOFSA-J dCTP(4-) Chemical compound O=C1N=C(N)C=CN1[C@@H]1O[C@H](COP([O-])(=O)OP([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O)[C@@H](O)C1 RGWHQCVHVJXOKC-SHYZEUOFSA-J 0.000 description 1
- HAAZLUGHYHWQIW-KVQBGUIXSA-N dGTP Chemical compound C1=NC=2C(=O)NC(N)=NC=2N1[C@H]1C[C@H](O)[C@@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OP(O)(O)=O)O1 HAAZLUGHYHWQIW-KVQBGUIXSA-N 0.000 description 1
- NHVNXKFIZYSCEB-XLPZGREQSA-N dTTP Chemical compound O=C1NC(=O)C(C)=CN1[C@@H]1O[C@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OP(O)(O)=O)[C@@H](O)C1 NHVNXKFIZYSCEB-XLPZGREQSA-N 0.000 description 1
- 230000003413 degradative effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 229960000633 dextran sulfate Drugs 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- SWSQBOPZIKWTGO-UHFFFAOYSA-N dimethylaminoamidine Natural products CN(C)C(N)=N SWSQBOPZIKWTGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012869 ethanol precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000012894 fetal calf serum Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 229930182830 galactose Natural products 0.000 description 1
- 238000001502 gel electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 238000010353 genetic engineering Methods 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 230000000043 immunodepressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002458 infectious effect Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- -1 isocytochrome-c Proteins 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 239000008101 lactose Substances 0.000 description 1
- 210000003712 lysosome Anatomy 0.000 description 1
- 230000001868 lysosomic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000009629 microbiological culture Methods 0.000 description 1
- 229940098006 multigen Drugs 0.000 description 1
- 239000005445 natural material Substances 0.000 description 1
- 230000001613 neoplastic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 210000004923 pancreatic tissue Anatomy 0.000 description 1
- 101150047627 pgk gene Proteins 0.000 description 1
- 239000008194 pharmaceutical composition Substances 0.000 description 1
- YBYRMVIVWMBXKQ-UHFFFAOYSA-N phenylmethanesulfonyl fluoride Chemical compound FS(=O)(=O)CC1=CC=CC=C1 YBYRMVIVWMBXKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000002826 placenta Anatomy 0.000 description 1
- 238000002264 polyacrylamide gel electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 230000022532 regulation of transcription, DNA-dependent Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 108020004418 ribosomal RNA Proteins 0.000 description 1
- 210000003705 ribosome Anatomy 0.000 description 1
- 235000019515 salmon Nutrition 0.000 description 1
- 230000028327 secretion Effects 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 239000006152 selective media Substances 0.000 description 1
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 description 1
- NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K sodium citrate Chemical compound O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000007928 solubilization Effects 0.000 description 1
- 238000005063 solubilization Methods 0.000 description 1
- 108700026239 src Genes Proteins 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 210000001913 submandibular gland Anatomy 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- GPRLSGONYQIRFK-MNYXATJNSA-N triton Chemical compound [3H+] GPRLSGONYQIRFK-MNYXATJNSA-N 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 108700026220 vif Genes Proteins 0.000 description 1
- 239000013603 viral vector Substances 0.000 description 1
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 description 1
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Description
Tento vynález se obecně týká oblasti technologie rekombinantní DNA, prostředků a způsobů využívajících takovou technologii při objevu rozsáhlé třídy zvířecích interferonů, jejich výroby, různých produktů takové výroby a jejich použití.
Detailněji se tento vynález týká isolace a identifikace DNA sekvencí kódujících zvířecí interferony a konstrukce expresních vektorů rekombinantní DNA obsahujících DNA sekvence funkčně navázané na promotorové sekvence uskutečňující expresi a takto konstruoxaných expresních vektorů. Z jiného pohledu se tento vynález týká hostitelských kultivačních systémů, jako jsou různé mikroorganismy a buněčné kultury obratlovců transformované takovými expresními vektory a řídící tak expresi shora uvedených DNA sekvencí. Z jiného pohledu se tento vynález týká prostředků a způsobů převedení nových konečných produktů takové exprese například farmaceutické prostředky, které jsou užitečné při profylaktickém a terapeutickém léčení zvířat. Vedle toho se tento vynález týká různých postupů užitečných při výrobě shora uvedených DNA sekvencí, expresních vektorů, hostitelských kultivačních systémů, konečných produktů a jejich součástí a jejich uspořádání.
Tento vynález vznikl na základě objevu DNA sekvencí a odvozených aminokyselinových sekvencí kódujících řadu hovězích alfa interferonů včetně jejich 3 - a 5 - sousedících sekvencí, což usnadňuje jejich in vitro navázání do expresních vektorů. Tyto objevy dále umožnily vývoj prostředků a způsobů produkce dostatečných množství zvířecích interferonů technologií rekombinantní DNA. To pak dále umožnilo stanovit jejich biochemické vlastnosti a jejich biologickou účinnost, takže je možná jejich efektivní produkce pro komerční/biologické použití.
A. Zvířecí interferony
Inteřferonové složky byly isolovány z tkání různých fylogenetických druhů nižších než člověk. Studie účinnosti těchto interferonů ukázaly, že tyto interferony vykazují různé stupně protivirových účinků v příslušném hostitelském zvířeti. Bylo také ukázáno, že účinek těchto interferonů není vždycky specifický. Například přípravky hovězích interferonů isolovaných z tkání měly antivirovou účinnost-na opičí a lidské buňky. Podobně bylo nalezeno, že lidské interferony jsou účinné na různé buňky fylogeneticky nižších druhů.
Tato druhová interaktivita je nepochybně důsledek vysokého stupně homologního zachování interferonů jak pokud jde o složení tak i o sekvenování aminokyselin. Až dosud však toto vysvětlení zůstávalo teoretické, protože množství a čistota zvířecích interferonů, které bylo možno získat, byly nedostatečné pro to, aby bylo možno provést jednoznačné pokusy jejich charakterizace a pokusy týkající se biologických vlastností vyčištěných složek a také jejich srovnání s některými z jejich lidských protějšků.
Navzdory těmto nízkým množstvím a nízkým čistotám byla nalezena příčinná spojitost mezi interferonem a protivirovou účinností u příslušného hostitelského zvířete. Byla tedy žádoucí výroba zvířecích interferonů ve vysokých výtěžcích a čistotách, aby bylo možno začít a úspěšně provádět pokusné biotesty na zvířatech, které by vedly ke komerčnímu využití při léčení zvířat na virové infekce a na maligní, imunosupresivní a imunodepresivní stavy. Navíc by pak produkce isolovaných zvířecích interferonů umožnila jejich fyzikální i biologickou charakterizaci. Tím by byl položen základ kategorizace a následných srovnávacích studií s lidskými protějšky interferonových částic.
Studie, které byly až dosud se zvířecími interferony podle tohoto vynálezu dělány, jsou omezeny na použití spíše surových preparátů vzhledem k jejich malé dostupnosti, nicméně ukazují na jejich velmi důležité biologické funkce. Třída zvířecích interferonů nemá jenom therapeutickou protivirovou účinnost, ale jsou účinné jako profylaktický přídavek při léčení vakcinami a/nebo antibiotiky. Jak po klinické, tak komerční stránce jsou tedy velmi slibné.
Vypadá, že by aplikace technologie rekoi-hinantní DNA mohla být nejúčinnější cestou získávání patřičně velkých množství zvířecích interferonů, potřebných pro to, aby mohlo dojít k jejich klinickému a obchodnímu využívání. At budou či nebudou takto vyrobené materiály zahrnovat glykosylaci, která je považována za charakteristickou pro přírodní materiál, budou pravděpodobně vykazovat bioaktivitu připouštějící jejich klinické použití při léčení virových, neoplastických a imunosupresivních stavů nebo nemocí zvířat.
B. Technologie rekombinantní DNA
Technologie rekombinantní ONA dosáhla v poslední době jistého stupně vývoje. Molekulární biologové jsou schopni poměrně snadno rekombinovat různé DNA sekvence. Vytváří se tak nové DNA entity schopné produkovat hojná množství exogenních proteinových produktů v transformovaných mikrobech. Existují obecné prostředky a způsoby pro in vitro ligaci různých fragmentů DNA (které mohou být zarovnány nebo jedno vlákno může přečnívat). Získávají se tak potenciální expresní vektory užitečné pro transformaci konkrétních organismů. Tíin so ovlivní syntéza žádaných exogenních produktů takovými organismy. Na základě individuálního produktu zůstává však tato cesta značně nedokončená. Věda ještě nedosáhla stupně, ve kterém by bylo možno pravidelně předpovídat, že lze dosáhnout úspěch. Ti, kteří dosáhli úspěšných výsledků, dosáhli toho bez patřičných experimentálních základů a se značným risikem.
Plasmid, extrachromosomální smyčka dvouvláknové DNA nalezené v bakteriích a dalších mikrobech, často se vyskytující v buňce v mnoha kopiích, zůstává základním elementem technologie rekombinantní DNA. Informace, které jsou zakódovány v plasmidové DNA, jsou ty informace, které jsou potřebné pro reprodukci plasmidu v dcerinných buňkách (tj. počátek replikace) a dále obvykle takové informace, jako jedna nebo více fenotypických selekčních charakteristik jako je například v případě bakterií resistence na antibiotika. Získají se tak klony hostitelské buňky, která obsahuje příslušný plasmid. Ty se pak preferenčně kultivují v selektivním médiu. Využijí plasmidů spočívá na skutečnosti, že mohou být štěpeny tou či onou restrikční endonukleasou nebo restrikčním enzymem, při čemž příslušné restrikční endonukleasy nebo restrikční enzymy rozeznávají různá místa na plasmidové DNA.
Tímto způsobem je možné vložit heterologní geny nebo fragmenty genů do plasmidu tak, že se napojí do rozštěpeného místa na rekonstruované konce přiléhající k místu rozštěpení. Vytvoří se tak zvané replikační expresní vektory. K rekombinaci DNA dochází vně buněk. Výsledný rekombinantní replikační expresní vektor nebo plasmid však může být vložen do buněk postupem, který je znám jako transformace. Kultivací transformantu se pak získávají velká množství rekombinantních vektorů. Navíc, jestliže je patřičně vložen gen do těch částí plasmidu, které ovládají transkripci a translaci kódované v informační DNA, lze výsledný expresní vektor použít ke skutečné výrobě polypeptidové sekvence, která je kódovaná vloženým genem. Tento proces se nazývá exprese.
Exprese začíná v oblasti, která je známa jako promotor. Ten je rozeznáván a vázán RNA polymerasou. V transkripční fázi exprese se DNA rozvine; funguje jako templat při iniciační syntéze informační RNA (mRNA) z DNA sekvence. Informační RNA se pak translací převede na polyppetid, který má takovou aminokyselinovou sekvenci, která je zakódovaná v mRNA. Každá aminokyselina je zakódovaná nukletidovým tripletem kodonem. Ty pak souhrnně představují strukturní gen, tj. Část, která kóduje eminokyselinovou sekvenci polypeptidového produktu, který expresí vzniká. Translace začíná v místě startovního signálu (obvykle ATG, který se ve výsledné informační RNA stává AUG). Tak zvané stop-kodony definují konec translace a tím výrobu další aminokyselinové jednotky. Tento výsledný produkt může být získán rozkladem (jestliže je to nutné) hostitelské buňky v mikrobiálních systémech a Isolací produktu od ostatních proteinů příslušnými čistícími postupy.
Při praktickém využití technologie rekombinantní DNA může dojít k expresi úplně heterologního polypeptidu (tak zvaná přímá exprese) nebo k expresi heterologního polypeptidu, který je napojen na část aminokyselinové sekvence homologního polypeptidu. V druhém případě je někdy předpokládaný bioaktivní produkt bioneaktivní, dokud se v extracelulárním prostředí neodštěpí napojený homologni /heterologní polypeptid.
C. Technologie kultivace buněk
Kultivace buněk nebo tkání pro studium genetiky a buněčné fysiologie je odborníkům dobře známa. Existují prostředky a způsoby pro uchovávání permanentních buněčných linií připravených úspěšnými seriálovými transfery z isolovaných normálních buněk. Pro použití ve výzkumu se takové buněčné linie uchovávají na pevném podkladu v kapalném médiu nebo kultivací v suspenzi s obsahem živin. Práci ve velkém měřítku vadí nyní pouze mechanické problémy.
Tento vynález je založen na objevu, že technologie rekombinantní ONA lze použít k úspěšné výrobě zvířecích interferonů s výhodou přímo a v dostatečných množstvích pro to, aby bylo možné provádět klinické testy, které jsou potřebnou nutností předcházející jejich obchodní schválení. Produkt je ve všech svých formách vhodný pro profylaktické nebo therapeutické léčení zvířat, zvláště virových infekcí a maligních, imunosupresivních nebo imunodeficitních stavů. Formami produktu jsou různé oligomerní formy, které mohou zahrnovat glykosylaci, a také alelické variace jednotlivých členů nebo skupin. Tyto produkty jsou vyráběny systémy mikroorganismů nebo buněčných kultur, které jsou řízeny metodami genetického inženýrství. Existují tedy nyní možnosti isolovat a vyřábět zvířecí interferony účinněji než to kdy bylo možné. Jedním významným faktorem tohoto vynálezu, podle jeho nejvýhodnějšího uspořádání, je schopnost geneticky řídit mikroorganismus nebo buněčnou strukturu tak, aby produkovala representativní zvířecí interferon, hovězí interferon, v isolovatelných množstvích produkovaných hostitelskými buňkami v maturační formě.
Tento vynález zahrnuje takto vyráběné zvířecí interferony a prostředky a způsoby jejich výroby. Tento vynález se týká také expresních vektorů replikativní DNA nesoucích genové sekvence, které kódují zvířecí interferony ve formě schopné exprese. Dále se pak tento vynález týká kmenů mikroorganismů nebo buněčných kultur, které jsou transformovány shora popsanými expresními vektory, a fermentačních médií obsahujících takovéto transformované kmeny nebo kultury schopné produkovat zvířecí interferony.
Podle dalšího aspektu se tento vynález týká různých procesů použitelných pro přípravu shora uvedených interferonových genových sekvencí, ONA expresních vektorů, kmenů mikroorganismů, kultur buněk a jejich specifických uspořádání. Tento vynález se týká také přípravy fermentačních médií shora uvedených mikroorganismů a buněčných kultur. V jistých hostitelských systémech mohou být odvozeny takové vektory, aby produkovaly žádaný zvířecí interferon, který je z hostitelské buňky sekretován v maturační formě. Interferon, který obsahuje signální sekvenci odvozenou od 5 -sousedící oblasti příslušného genu, se zdá být transportován do buněčné stěny hostitelského organismu, kde se signální část během sekrece maturačního interferonového produktu odštěpí. Toto uspořádání umožňuje isolaci a čištění žádaného maturačního interferonu bez potřeby postupů, které eliminují znečištěniny intracelulárního hostitelského proteinu nebo zbytku buňky.
Navíc se tento vynález specificky týká výroby hovězího interferonu, který zde representuje skupinu zvířecích interferonů produkovaných přímou expresí v maturační formě.
Pojem exprese maturačního zvířecího interferonu znamená produkci zvířecího interferonu buď mikrobiálně nebo buněčnou kulturou. Tento zvířecí interferon není doprovázen signálním peptidem nebo peptidovou sekvencí, která bezprostředně doprovází translaci zvířecí interferonové mRNA. Podle tohoto vynálezu se tedy získává maturační zvířecí interferon, který má jako první aminokyselinu methionin (díky inserci ATG iniciačního signálního kodonu do čela strukturního genu) nebo je methionin, jako první aminokyselina, intracelulárně nebo extracelulárně štěpen. Maturační zvířecí interferon může být podle tohoto vynálezu produkován také spolu s konjugovaným proteinem jiným než konvenčním signálním polypeptidem. Konjugát je specificky štěpen v intracelulárním nebo v extracelulárním prostředí.
A konečně, maturační zvířecí interferon může být produkován přímou expresí bez nutnosti odštěpení nějakého vnějšího nadbytečného polypeptidu. To je zvláště důležité tehdy, když daný hostitel neodstraní nebo neúčinně odstraní signální peptid, v němž je expresní vektor pro expresi maturačního interferonu spolu se signálním peptidem. Takto vyrobený matečný interferon se isoluje a vyčistí tak, aby byl vhodný pro léčení virových, maligních, imunosupresivních nebo imunodeficitních stavů.
Zvířecí inteřferony podle tohoto vynálezu jsou inteřferony, které jsou endogenní pro zvířecí organismy. Patří sem (podle nomenklatury analogické lidským interferonům) zvířecí alfa (leukocytový), beta (fibroblastový) a gama (imunní) inteřferony. Všechny tři řady byly ve zvířecích modelech identifikovány. Podle příkladu hovězího interferonu se zvířecí alfa řada skládá ze skupiny proteinů jako u člověka. Tyto inteřferony jsou méně homologické s odpovídajícími lidskými alfa inteřferony než kterékoliv z těchto zvířecích interferonů mezi sebou nebo kterékoliv z lidských alfa interferonů mezi sebou. Hovězí beta rada se skládá ze skupiny proteinů, které se od lidských liší. Podle tohoto vynálezu se získávají částice a skupinové hybridní inteřferony využitím výhody obvyklých restrikčních míst v genech různých zvířecích interferonů a rekombinací odpovídajících částí známými způsobv.
Zvířecí inteřferony podle tohoto vynálezu jsou inteřferony, které jsou normálně endogenní pro následující skupiny zvířat: ptáci, psi, skot, koně, kočky, kozy, ovce, ryby a prasata. Zvláště se podle tohoto vynálezu získávají inteřferony sudokopytníků, jako jsou telata, ovce a kozy. Inteřferony podle tohoto vynálezu se používají jako protivirová a protinádorová činidla v příslušném hostitelském zvířeti. Například hovězí inteřferony by mohly mít praktické uplatnění při léčení dýchacích cest telat a to buď ve spojení s (o sobě známými) antibiotiky jako terapeutickou složkou nebo s vakcinami jako profylaktickou složkou. Použití pro třídy, jak je shora pop®áno, by bylo možno rozšířit na další skot, na kozy, ovce, prasata, koně, psy, kočky, ptáky a ryby. U koňů, psů, koček a ptáků lze oče kávat, že protinádorový účinek ďdpovídajících interferonů by byl komerčně zvláště důležitý.
Následujícího principu, který je popsán vzhledem k hovězímu interferonu jako reprezentantu třídy, lze použít při získávání zvířecích interferonů podle tohoto vynálezu.
1. Hovězí tkán, například tkán hovězí slinivky břišní, byla převedena na mrazový prášek; ten byl zpracován tak, aby se po rozštěpení RNA a proteinových materiálů získala po vysrážení hovězí ONA (o vysoké molekulové hmotnosti).
2. DNA o vysoké molekulové hmotnosti se částečně nahodile rozštěpí vzhledem k umístění genů.
3. Výsledné DNA fragmenty se frakcionují podle velikosti. Získají se tak fragmenty, které obsahují od 15 000 do 20 000 bp (= párů bází, lépe párů nukleotidů).
4. Výsledné fragmenty ze stupně 3 se klonují s použitím /t Charon 30 fágového vektoru.
5. Takto připravené vektory se in vitro vbalí do infekčních fágových částic obsahujících rDNA. Získá se tak fágová banka. Ta se rozmnožením bakteriálních buněk zvýší na asi 10^ násobek. Fág se vysévá do konfluence na trávník bakterií. Hybridizace se testuje sondou radioaktivního lidského interferonu.
6. Z příslušných klonů se isoluje odpovídající DNA, sestaví se její restrikční mapa a analysuje se Southernhybridizací. Restrikční fragmenty, které obsahují geny hovězího interferonu, se subklonují na plasmidové vektory. Pak se sekvenují.
7. Sekvenovaná DNA se pak upraví pro in vitro vložení (inserci) do příslušného expres ního vektoru, který se použije pro transformaci příslušné hostitelské buňky. Ta se pak nechá růst v kultivačním médiu, při čemž dochází k expresi žádaného produktu - hovězího interferonu .
8. Takto vyrobený hovězí interferon obsahuje ve zralé (maturační formě) 166 aminokyselin a 23 aminokyselin v presekvenci. Má velice hydrofobni charakter. Jeho molekulová hmotnost byla vypočtena na asi 21 409. Má podobné charakteristiky jako lidské leukocytové interferony. Bylo zjištěno, že je asi z 60 % homologní vzhledem k lidskému leukocytovárnu interferonu.
Podstata způsobu výroby polypeptidů se sekvencí aminokyselin zvířecího interferonů spočívá tedy podle vynálezu v tom, že se kultivuje mikroorganismus typu E.coli nebo kvasinek nebo buněčná kultura typu CHO buněčná linie. Mikroorganismus nebo buněčná linie jsou transformovány replikabilním vektorem schopným exprese DNA sekvence kódující uvedený polypeptid. Vznilý polypeptid se pak izoluje.
Popis výhodných uspořádání. A. Mikroorganismy/buněčné kultury
1. Bakteriální kmeny/promotory
Tato práce používá mimo jiné mikroorganismus E.coli K-12 kmen 294 (konec A, thi , hsr , khsm+) (25). Tento kmen je uložen v americké sbírce typů kultur - American Type Culture Collection, ATCC č. 31 446. Jsou však použitelné i různé jiné mikrobiální kmeny včetně známých kmenů E.coli, jako je například E. coli 8, E .coli X 1776 (ATCC č. 31 537), E.coli W 3110 (F~, -, prototrofní) (ATCC č. 27 325), E.coli DP 50 SuPF (ATCC č. 39 061, uloženo
5. března 1982), E.coli JM83 (ATCC č. 39 062, uloženo 5. března 1982) nebo jiný mikrobiální systém. Mnohé z nich jsou uloženy a (potenciálně) jsou dostupné z uznávaných institucí skladujících mikroorganismy, jako je například American Type Culture Collection (ATCC) - viz katalogový seznam ATCC. Mezityto další mikroorganismy patří například Bacilli, jako je například Bacillus subtilis a jiné enterobakterie. Z nich lze uvést například Salmonella typhimurium a Serratia marcesans, které využívají plasmidy, které mohou poskytovat replikaci a expresi heterologních genových sekvencí.
Jako příklady výhodného použití pro započetí a udržení mikrobiální produkce heterologních polyppeptidů lze uvést beta laktamasový a laktosový promotorový systém. Nedávno byl vyvinut systém založený na tryptofanovém operonu, tak zvaný trp promotorový systém. Podrobnosti týkající se vytvoření a konstrukce tohoto systému byly publikovány Goeddelem a spol. a Kleidem a spol. Bylo publikováno objevení a využívání četných dalších mikrobiálních promotorů a podrobnosti týkající se jejich nukleotidových sekvencí. To umožňuje zručným pracovníkům funkčně je ligovat s plasmidovými vektory.
2. Kvasinkové kmeny/kvasinkové promotory
Pro expresní systém podle tohoto vynálezu lze využít také plasmid YRp7, který je schopen selekce a replikace jak v E. coli tak v kvasinkách Saccharomyces cerevisiae. Pro selekci v kvasinkách obsahuje plasmid TRPÍ gen (gen pro tryptofan - 1), který komplementuje (dovoluje růst za nepřítomnosti tryptofanu) kvasinky obsahující mutace v tomto genu, které byly nalezeny na chromosomu IV kvasinek. Jedním z použitelných kmenů je kmen RH218, uložený v American Type Culture Collection (ATCC č. 44 076). Tomu je však nutno rozumět tak, že jakýkoliv kmen Saccharomyces cerevisiae , který obsahuje mutaci, která poskytuje konečný trp!, by mohl být účinným prostředím pro expresi plasmidu obsahujícího expresní systém. Příkladem dalšího kmene, který může být použit, je pep4-l. Tento tryptoíánový auxotrofní kmen má také mutaci v TRPÍ genu.
Jestliže se na 5’-stranu nekvasinkovéhogenu umístí 5 -sousedící DNA sekvence (promotor) z kvasinkového genu (pro alkohol-dehydrogenasu 1), pak může podporovat expresi cizího genu v kvasinkách (po umístěni do plasmidu, který je použit k transformaci kvasinek). Kromě toho promotor příslušné exprese nekvasinkovým genem v kvasinkách vyžaduje, aby druhá kvasinková sekvence byla umístěna na 3 -konci nekvasinkového genu na plasmidu. To dovoluje příslušnou polyadenylaci a terminaci transkripce v kvasinkách. Tento promotor stejně jako jiné se s výhodou mohou použít v tomto vynálezu - viz výše. Ve výhodném uspořádání se 5 -sousedící sekvence kvasnicového PGK (3-fosfoglycerát kinasa) genu umístí proti strukturálnímu
CS 274401 D2 genu následována opět DNA, která obsahuje terminační - polyadenylační signály, například TRPÍ gen nebo PGK gen.
Protože kvasinková 5 -sousedící sekvence (spolu s 3 -kvasinkovou terminační DNA) (viz výše) může podporovat expresi cizích genů v kvasinkách, zdá se pravděpodobné, že by 5 -sousedící sekvence kteréhokoliv kvasinkového genu s vysokou expresí mohla být použita pro expresi důležitých genových produktů. Jelikož za některých okolností dochází k expresi až 65 % jejich rozpustného proteinu jako glykolytické enzymy a jelikož tato vysoká hladina se zdá být důsledkem produkce vysokých hladin individuálních mRNA kyselin, bylo by možné pro účely exprese použít 5’-sousedící sekvence kteréhokoliv jiného glykolytického genu - např. enolasy, glyceraldehyd-3-fosfát-dehydrogenasy, hexokinasy, pyruvát-dekarboxylásy, fosfofruktokinasy, glukoso-6-fosfát-isomerasy, 3-fosfoglycerát-mutasy, pyruvát-kinasy, triosofosfát-isomerasy, fosfoglukoisomerasy a glukokinasy. Pro příslušnou terminaci a mRNA polyadenylaci v takovém expresním systému lze použít kterékoliv 3-sousedící sekvence těchto genů - viz níže. Některé jiné geny, které vykazují vysokou expresi, jsou geny pro produkci kyselých fosfatas a dále ty geny, které vykazují vysoké hladiny produktů exprese díky mutaci v 5 -sousedících oblastech (mutanty, které zvyšují expresi) - obvykle díky přítomnosti TY1 transportovatelného prvku.
Všechny shora uvedené geny jsou transkribovány kvasinkovou RNA polymerásou II. Je možné, že promotory RNA polymerasy I a III, které trnaskribují geny pro ribosomální RNA, 5S RNA a tRNA kyseliny mohou být při takových expresních konstrukcích také užitečné.
Konečně, mnoho kvasinkových promotorů obsahuje také kontrolu transkripce, takže mohou být vypnuty nebo zapnuty změnou podmínek kultivace. Některými příklady takových kvasinkových promotorů jsou geny, které produkují následující proteiny: alkohol-dehydrogenasa II, isocytochrom-c, kyselinová fosfatasa, degradativní enzymy spojené s metabolismem dusíku, glyceraldehyd-3-fosfát-dehydrogenasa a enzymy, které jsou zodpovědné za využití meltosy a galaktosy. Taková kontrolní o6last by byla velice užitečná při řízení exprese proteinového produktu - zvláště tehdy, je-li produkt pro kvasinky toxický. Také by bylo možné vložit kontrolní oblast jedné 5’-sousedící sekvence s 5'-sousedící sekvencí, která obsahuje promotor z genu, který vykazuje vysokou expresi. Výsledkem by byl hybridní promotor. To by bylo možné, protože kontrolní oblast a promotor jsou zřejmě fysikálně rozdílné DNA sekvence .
3. Systémy buněčných kultur/vektory buněčných kultur
V posledních letech se množení buněk obratlovců stalo rutinní záležitostí. Jako hostitel pro produkci zvířecích interferonů se mohou použít COS-7 linie fibroblastů ledvin opic. Experimetny, které jsou zde podrobně popsány, se vsak mohou provádět v kterékoliv buněčné linii, která je schopna replikace a exprese slučitelného (kompatibilního) vektoru, např.
WI38, ΒΗΚ, 3T3, CHO, VĚRO a HeLa buněčné linie. Pro expresní vektor je dále potřeba, aby počátek replikace a promotor byly umístěny do čela genu (u kterého má dojít k expresi) spolu s nutnými ribosomálními vazebnými místy, RNA splicing místy, polyadenylačním místem a terminačními sekvencemi transkripce. Ačkoliv zde budou používány tyto podstatné prvky SV40, je tomu nutno rozumět tak, že i když je zde tento vynález popsán v termínech výhodného uspořádání, není toto výhodné uspořádání konstruováno tak, aby bylo omezeno na uvedené sekvence. Například lze použít počátků replikace jiných virových vektorů (např. Polyoma, Adeno, VSV, BPV atd.) a rovněž buněčných počátků DNA replikace, které mohou fungovat v neintegrovaném stavu.
B. Vektorové systémy. 1. Přímá exprese maturačního hovězího interferonu v E.coli
Postup, který se používá pro získání přímé exprese hovězího interferonu v E.coli jako maturačního interferonového polypeptidů (minus signální sekvence), zahrnuje kombinaci plasmidu, který obsahuje promotorový fragment a iniciační signál translace, s upraveným fragmentem zvířecí genomové DNA obsahující kódovací oblast pro maturační interferon.
Ί
CS 274401 Β2
2. Exprese v kvasinkách
Pro to, aby došlo k expresi genu, jako je DNA zvířecího interferonu, v kvasinkách, je nutné zkonstruovat plasmidový vektor, který obsahuje čtyři složky. První složkou je část, která umožňuje transformaci jak E.coli tak kvasinkami. Tato část musí tedy obsahovat selektovatelný gen z každého organismu, jako je například gen ampicilinové resistence z E.coli a gen TRPÍ z kvasinek, je také potřeba, aby tato složka udržovala počátek replikace z obou organismů jako plasmidovou DNA v obou organismech, jako je například E.coli počátek z pBR322 a arsl počátek z chromosomu III kvasinek.
Druhou složkou plasmidu je 5 -sousedící sekvence z kvasinkového genu, výkazujícícho vysokou expresi, která uvádí transkripci dolního strukturního genu, jako je například 5’-sousedící sekvence z kvasnicového PGK (3 ”-fosfoglycerátkinasa) genu.
Třetí složkou tohoto systému je strukturní gen, který je konstruován tak, že obsahuje jak ATG iniciační tak i končící (terminační) signály translace. Isolace a konstrukce takového genu je zde popsána výše.
Čtvrtou složkou je kvasnicová DNA sekvence obsahující 3 -sousedící sekvenci z kvasnicového genu, která obsahuje příslušné signály pro terminaci transkripce a pro adenylaci.
3. Exprese kulturou savčích buněk
Strategie syntézy imunního interferonu kulturou savčích buněk je založena na vývoji vektoru, který je schopen jak autonomní replikace tak exprese cizího genu za kontroly heO v terologní transkripční jednotkou. Replikace tohoto vektoru tkáňovou kulturou lze dosáhnout tak, že se získá počátek replikace DNA a dále pomocná funkce (T antigen) zavedením vektoru do buněčné linie, u které dochází k endogenní expresi tohoto antigenů. Promotor viru SV40 předchází strukturní gen interferonu a zajištuje transkripci genu.
Užitečný vektor pro získání exprese sestává z pBR322 sekvence. Představuje selektovatelný markér pro selekci v E.coli (ampicilinová resistence) a také E.coli počátek DNA replikace. Tyto sekvence jsou odvozeny od plasmidu pML-1 a zahrnují oblast EcoRI a BamHI restrikčních míst. SV40 počátek je odvozen od 342 bp PvuII - HindlII fragmentu zahrnující tuto oblast (oba konce jsou převedeny na EcoRI konce). Tyto sekvence vedle toho, že obsahují virový počátek ONA replikace, kódují promotor jak pro dřívější tak pro pozdější transkripční jednotku. Orientace oblasti SV40 počátku je taková, že promotor pozdější transkripční jednotky je uložen v sousedství genu kódujícího interferon.
Vynález je ilustrován připojenými výkresy, na nichž:
obr. 1 ukazuje jižní (Southern) hybridizaci a) lidské, b) hovězí a c) vepřové genomové
DNA štěpené EcoRI a hybridizované při různých koncentracích formamidu 570 bp EcoRI frag3 2 mentem (značený p) obsahujícím kódovací oblast A/D hybridu lidského leukocytového interferonu. Hybridizaci ve 20 procentním formamidu se získá nejjasnější vzorek multigenu skupiny hovězích a vepřových leukocytových interferonů.
Obr. 2 ukazuje jižní (Southern) hybridizaci čtyř různých fágových rekombinantů hově3 2 zí genomové DNA štěpených EcoRI, BamHI a HindlII a hybridizovaných sondou P- značeného lidského leukocytového genu. Klon 83 poskytuje dva hybridizační fragmenty, každý s restrikčním enzymem.
Obr. 3a ukazuje část nukleotidové sekvence z plasmidového subklonu p83BamHIl,9 kb a odvozenou aminokyselinovou sekvenci tam zakódovaného hovězího leukocytového interferonu. Signálním peptidem je aminokyselinový zbytek od Sl až k S23.
Obr. 3b ukazuje nukleotidovou sekvenci a odvozenou aminokyselinovou sekvenci druhého hovězího leukocytového interferonu (o(2) plasmidového subklonu p67EcoRI3,2 kb.
Obr. 3c ukazuje kompletní maturační nukleotidovou sekvenci a odvozenou aminokyselinovou sekvenci třetího hovězího leukocytového interferonu (oů3) z plasmidového subklonu p35EcoRI-BamHI3,5 kb.
CS 274401 82
Obr. 3d ukazuje nukleotidovou sekvenci a odvozenou aminokyselinovou sekvenci čtvrtého hovězího leukocytového interferonu z plasmidového subklonu p83EcoRI-BamHI2,9 kb.
Signálem je aminokyselinový zbytek Sl až S23. Maturační protein sestává ze 172 aminokyselinových zbytků. Je třeba poznamenat, že poslední prodloužení šesti aminokyselinových zbytků se připisuje změně nukleotidové báze v poloze 511. To umožňuje 6 dalších translačních kodonů před terminačním signálem.
Obr. 4a, 4b a 4c srovnávají aminokyselinové sekvence BoIFN-<Z1, <Z2, o£3 a <Z4 se sekvencemi 11 známých lidských interferonů.Jsou také uvedeny aminokyseliny, které jsou zachovány u všech lidských leukocytových interferonů, u všech hovězích leukocytových interferonů a polohy u většiny lidských leukocytových interferonů vzhledem k hovězím oči a<<4.
Obr. 5 je schematický diagram konstrukce expresního plasmidu hovězího leukocytového interferonu pBoIFN- X.ltrp55. Výchozími materiály jsou trp expresní vektor pdeltaRIsrc a BamHI fragment z plasmidového subklonu p83BamHIl,9 kb.
Obr. 6 ukazuje jižní (Southern) hybridizaci hovězí DNA štěpené buď účinkem EcoRI nebo KindlII, BamHI, BglII čí PvuII s radioaktivní sondou odvozenou od BoIFN-Zl nebo BoIFN-<Z4 genových fragmentů. Každý IFN se preferenčně hybridizuje různými podskupinami BoIFN genů.
Obr. 7 ukazuje restrikční mapu insertů genomových hovězích DNA ze tří fágových rekombinantů, které hybridizují lidský fibroblast sondou lidského interferonového genu. Umístění a orientace hovězího IFN-/3 je označeno černým obdélníkem. Restrikční místa, která jsou označena hvězdičkou, znamenají, že jde o částečnou informaci v restrikční mapě.
Obr. 8 ukazuje podrobnou restrikční mapu tří genů, které jsou uvedeny na obrázku 7; šrafovaná část znamená signální sekvenci, stínovaná (tečkovaná) část znamená maturační sekvenci.
Obr. 9a, 9b a 9c popisují nukleotid a odvozené aminokyselinové sekvence pro BoIFN- /31, 2 a 3 geny.
Obr. 10 srovnává aminokyselinové sekvence tří BoIFN- ft genů s lidským IFN-/3.
Obr. 11 je jižní (Southern) blot z obr. 2 hybridisovaný sondou BoIFN- /31 genu za podmínek, při nichž by byl obecně zřejmý pouze jeden hybridizační fragment, provádí-li se analogické experimenty s lidskou genomovou DNA a lidským IFN-/3 genem.
Obr. 12 schematicky popisuje strategii, která byla použita pro expresi všech tří BoIFN-/3 genů za kontroly trp operonu z E.coli.
Obr. 13 uvádí srovnání odvozených aminokyselinových sekvencí BoIFN-/1, HuIFN- a myšího IFN-/4. u
Následující podrobný popis ilustruje vynález pokud jde o přípravu různých zvířecích interferonů technologií rekombinantní DNA a uvádí obecně aplikovatelné způsoby přípravy zvláště hovězích leukocytových interferonů. Způsob přípravy je popsán na bakteriálním systému .
A. Isolace hovězí DNA
Pro účel konstrukce banky zvířecích genů se ze zvířecí tkáně modifikací postupu podle Blina a Stafforda isoluje DNA s vysokou molekulovou hmotností. Tato DNA je nahodile frag.
montována pokud jde o umístění genu a je frakcionována podle velikosti, takže se získají fragmenty s 10 000 až 20 000 bázemi (nukleotidy) pro klonování na lambda fágový vektor.
Zmrazená tkáň, například hovězí slinivka břišní, se v kapalném dusíku rozemele na jemmý prášek. Pak se převádí do roztoku (solubilizace) obsahující 0,25M EDTA, 1% Sarkosyl a 0,1 mg/ml proteinasy K (25 ml/gram tkáně) tři hodiny při 50 °C. Ze získaného viskozního roztoku se odstraní proteiny třemi extrakcemi fenolem a jednou extrakcí chloroformem. Zbytek se dialysuje v 50mM Tris-HCl (pH = 8), lOmM EDTA a lOmM chloridu sodném a pak se dvě hodiny při 37 °C štěpí účinkem tepelně zpracované pankreatické ribonukleasy (0,1 mg/ml).
Po extrakci fenolem a etherem se DNA vysráží dvěma objemy ethanolu, promyje se 95¾ ethanolem, lyofilizuje se a přes noc při 4 °C se znovu rozpustí v TE pufru (lmM Tris-HCl (pH = 7,5), lmM EDTA) na konečnou koncentraci 1 až 2 mg/ml. Podle elektroforézy na 0,5¾ neutrálním agarovém gelu měla konečná DNA délku více než 100 kilobází (kb; kilonukleotidů)
0. Částečné endonukleasové štěpení hovězí DNA a frakcionace podle velikosti
0,1 mg hovězí DNA se při 37 °C 60 minut štěpí působením 1,25, 2,5, 5 a 10 jednotek Sau3A v reakci (1 ml), která obsahuje lOmM Tris-HCl (pH - 7,5), lOmM chlorid hořečnatý a 2mM dithiothreitol. Inkubace se zastaví přidáním EDTA na 25mM koncentraci. Následuje extrakce fenolem, extrakce etherem, přidání octanu sodného na 0,3M koncentraci (pH = 5,2) a vysrážení třemi objemy ethanolu. DNA se znovu rozpustí v TE pufru při 68 °C a sedimentuje se 10 až 40¾ lineárním sacharosovým gradientem v Beckmanově rotoru SW 27 při 27 000 otáčkách 22 hodin při 20 °C. Frakce (o objemu 0,5 ml) se analyzují na 0,5¾ gelu za použití Eco Rl rozštěpené Charon 4A DNA jako standardu molekulové hmotnosti. Ty frakce, které obsahují 15 až 20 kb DNA fragmenty, se spojí, vysráží se ethanolem a znovu se rozpustí v TE pufru.
C. Konstrukce banky hovězí genomové DNA
Klonováním 15 až 20kb hovězí DNA se získá lambda Charon 30 A vektor s G-A-T-C nezarovnanými konci, které se získají odstraněním dvou vnitrních Bam HI fragmentů z fága.
Chron 30 A se kultivuje v E. coli kmen DP 50 SupF (ATCC č. 39061, uloženo 5. března 1902) v médiu NZYDT, zkoncentruje se vysrážením s polyethylenglykolem a vyčistí se gradientovou centrifugaci. Fágová DNA se připraví z vyčištěného fága dvojnásobnou extrakcí fenolem a pak jednou extrakcí fenolem a etherem. ONA se zkoncentruje vysrážením s ethanolem.
Pro přípravu koncových fragmentů Charonu 30A se 50 ^ug fágové DNA aneluje 2 hodiny při 42 °C v 0,25 ml 50mM Tris-HCl (pH 8), lOmM chloridu horečnatém a 0,15M chloridu sodném, úplně se rozštěpí působením Bam HI, extrahuje se fenolem a etherem a sedimentuje se v 10 až 40¾ sacharosovém gradientu jak shora popsáno. Frakce, které obsahují 32 kb anelované části fága, se spojí a vysrážejí se ethanolem.
Vyčištěné Charon 30 A části (6 mikrogramů) se znovu anelují dvě hodiny při 42 °C, spojí se s 0,3 /ug 15 až 20 kb hovězí DNA a 400 jednotkami polynukleotidové ligasy fága T4 a inkubují se přes noc při 12 °C v 0,07 ml reakční směsí, která obsahuje 50mM Tris-HCl (pH = 7,5), lOmM chlorid hořečnatý, 20mM dithiothreitol a 50 mikroorganismů/ml hovězího serumalbuminu. Ligovaná DNA se pak vbalí (pakážuje) do maturačních lambda fágových částic pomocí in vitro lambda vbalovacího systému.
Složky tohoto systému - sonikový extrakt (SE), mrazový lyzát (FTL), protein A s pufry A a Ml - se připraví popsaným způsobem. Podíly ligované DNA směsi o objemu tři mikrolitry se inkubují s 15 mikrolitry pufru A, 2 ,ul pufru Ml, 10 ,ul SE a 1 ,ul proteinu A O lil minut při 27 C. Během 45 minut FTL v ledu roztaje, spojí se s 0,1 objemu pufru Ml a centrifuguje se při 35 000 otáčkách za minutu při 4 °C 25 minut. Ke shora uvedené reakční směsi se přidá 0,075 ml supernatantu. Po dalších dvou hodinách inkubace při 27 °C se malá část vbalovací reakce titruje na kmen DP 50 SupF - viz níže. Podle tohoto postupu se získá celkem asi 1,1.1(/ nezávislých hovězích DNA rekombinantů. Zbytek vbalovací směsi se rozmnoží plate-lysate metodou vyséváním rekombinantů na DP 50 SupF přr hustotě 10 000 PFU (jed notek tvořících plak) na 15 cm NZYDT agarové desky.
D. Screening fágové banky genů hovězích interferonů
Strategie, která se používá k identifikaci fágových rekombinantů nesoucích geny hovězího interferonu spočívá v detekci homologie nukleotidů radioaktivními sondami připravenými z klonovaných genů lidských leukocytových, fibroblastových a imunních interferonů. Podmínky hybridizace jsou dány Southern bloty genomové zvířecí DNA. Pět mikrogramů každé z vysokomolekulárních DNA (připravených jak shora uvedeno) z lidské placenty, hovězí slinivky břišní a vepřových submaxilárních žláz se úplně štěpí působením EcoRI, pak se elektro32 ferezují na 0,5% agarovém gelu a přenesou se na nitrocelulosový papír. P-značená ONA sonda se připraví z 570 bp EcoRI fragmentu obsahujícího protein s kódovací oblastí maturačního leukocytového interferonu (A/D hybridu) na Bgl II restrikčnim místě podle standardních postupů, které jsou uvedeny v odborné literatuře. Každý nitrocelulosový filtr se prehybridizuje při 42 °C přes noc v 5 x SSC (citran sodný ve fyziologickém roztoku), 50mM fosforečnanu sodném (pH = 6,5), 0,1 mg/ml sonikované lososové spermální DNA, 5 x Denhardtovým roztokem, 0,1% dodecylsulfátem sodným, 0,1% fosforečnanem sodným, který obsahuje buď 10, 20 nebo 30 % formamidu a pak se hybridizuje značenou sondou s 100.10^ impulsy za minutu ve stejném roztoku s obsahem 10 % dextransulfátu sodného. Po inkubaci přes noc při 42 °C se filtry promyji čtyřikrát ve 2 x SSC, 0,1% SDS (dodecylsuf át sodný) za teploty místnosti, jednou ve 2 x SSC a pak se pres noc exponuji na rtg film Kodak XR-5 s kontrastním filtrem Dupont Cronex. Nejvyšší počet hybridizovaných vazeb byl detegován ve štěpech hovězí a vepřové DNA a to tehdy, když byla hybridizace prováděna s 20 % formamidu. Tento výsledek prokazuje multigennost genů leukocytových interferonů u krav a prasat analogicky jako to bylo dříve v literatuře popsáno u člověka. Stejné hybridizační podmínky byly použity při vyhledávání interferonových genů v bance hovězích DNA.
500 000 Fágových rekombinantů bylo vyseto na desku DP 50 SupF při hustotě 10 000 PFU/15 cm desky. Kopie každé desky na nitrocelulosový papír byly připraveny způsobem podle Bentona a Davise. Filtry byly hybridizovány lidskou LelF genovou sondou jak shora popsáno. Bylo získáno devadesát šest hybridizovaných plaků, které při opakovaném sresningu dávaly silné signály.
V hovězí bance byly dále vyhledávány fibroblastové a imunní interferonové geny. Sondy byly dělány s 502 bp Xba I - Bgl III fragmentem, který obsahuje úplný maturační lidský fibroblastový interferonový gen, 318 bp Alu I fragment (obsahující aminokyseliny 12 až 116) a 190 bp Mbo II fragment (obsahující aminokyseliny 99 až 162) z maturační kódovací oblasti genu lidského imunního interferonu. Hybridizace 1,2 . 10° fágových rekombinantů poskytla celkem 26 hovězích fibroblastů a 10 klonů hovězího imunního interferonu.
E. Charakterizace fágových rekombinantů.
Fágová DNA byla připravena shora popsaným způsobem z 12 rekombinantů, které byly hybridizovány sondou lidského leukocytového interferonu. Každá DNA byla štěpena samostatně a v kombinaci s EcoRI, Bam HI a Hind III; produkt byl podroben elektroforese na 0,5% íl agarovém gelu. Hybridizační sekvence byly zmapovány Southern metodou. Srovnání samostatně rozštěpených DNA z klonů 10, 35, 78 a 83 je uvedeno na obrázku 2. U každého fága bylo zjištěno, že pozorované velikosti restrikčních fragmentů a odpovídající hybridizační matrice jsou rozdílné a nepřekrývají se. To znamená, že každý z těchto čtyř fágů nese gen jiného hovězího interferonu. Vedle toho bylo zjištěno, že štěpení klonu 83 každým ze třech výše uvedených enzymů poskytuje v každém případě dva diskrétní hybridizační pásy; to znamená, že tento rekombinant může nést dva blízko sebe napojené interferonové geny.
F. Subklonování genů hovězího leukocytového interferonu.
Restrikční fragmenty ze tří fágových rekombinantů, které jsou hybridizovány lidskou leukocytovou genovou sondou byly subklonovány v klonovacím místě multirestrikčního enzymu pBR322 derivátu, pUC9. Plasmid pUC9 byl odvozen od pBR322 tak, že se nejdříve odstraní 2067 bp EcoRI-PvuII fragment, který obsahuje tetracyklinový resistenční gen, pak se vloží 425 bp Haell fragment a fága M13mP9 do Haell místa výsledného plasmidů v poloze 2352 (vzhle dem k p8R322 notaci). Haell fragment z fága mp9 obsahuje N-terminální kódovací oblast E.coli lacZ genu, do níž bylo mezi 4. a 5. aminokyselinový zbytek /3-galaktosidasy vloženo klonovací místo multirestrikčního enzymu o sekvenci CCA AGC TTG GCT GCA GGT CGA CGG ATC CCC GGG. Vložením (insercí) fragmentu cizí DNA do těchto klonovacích míst se přerušuje konti11
CS 274401 Bl nuita mezi lac promotorem a lacZ genem. Dochází tak ke změně fenotypu JM83 transformovaného plasmidu z lac+ na lac .
Shora uvedené fragmenty jsou: a) 1,9 kb Bam HI fragment a 3,7 kb EcoRl fragment z klo nu 83 (který odpovídá nepřekrývajícím se segmentům téhož rekombinantů), b) 3,5 kb BamHI - EcoRl fragment z klonu 35 a c) 3,2 EcoRl fragment z klonu 67. Ve všech případech se 0,1 yug příslušně štěpeného vektoru liguje s desetinásobným molárním nadbytkem vyčištěného fragmentu, transformuje se do E.coli kmen 3M83 (ATCC č. 39 062, uloženo 5. března 1982) a vysévá se na M9 desky, které obsahují 0,04 mg/ml 5-brom-4-chlor-3-indolyl-β-D-galaktosidu a 0,2 mg/ml ampicilinu. Bílé kolonie, které domněle nesou DNA insert v restrikčním místě přerušující kódovací oblast lacZ genu v pllC9, byly přeneseny do 5 ml LB (kultivační prostředí) s 0,02 mg/ml ampicilinu, kultivovány několik hodin při 37 °C a pak testovány na vložený fragment minipreparačním postupem plasmidové DNA.
G. DNA sekvence genu hovězího leukocytového interferonu na klonu 83.
ONA sekvence od Bam HI místa plasmidu p83BamHIl,9 kb (l,9kb fragmentový subklon klonu 83) byla stanovena Maxam-Gilbertovým chemickým postupem, jak je známo z literatury.
Tato sekvence je uvedena na obrázku 3. Nejdelší otevřená čtecí oblast kóduje polypeptid o 189 aminokyselinách s významnou homologií k lidským leukocytovým interferonúm (obr. 4). Analogicky jako lidské proteiny, sestává hovězí leukocytový interferon z hydrofobního signálního peptidů o 23 aminokyselinách, který předchází maturační protein o 166 aminon ' kyselinách identickou sekvencí: ser - leu - gly - cys. Čtyři cysteinové zbytky v polohách 1, 29, 99 a 139 jsou u těchto částí přesně zachovány. Homologie hovězího a lidského interferonu je srovnávána v tabulce 1. Jak lze očekávat, hovězí protein je podstatně méně homologní (přibližně ze 60 O s kterýmkoliv lidským proteinem na rozdíl od vzájemné homologie lidských proteinů mezi sebou (větší než 80 %).
ONA sekvence a odvozené aminokyselinové sekvence dalších třech genů hovězích leukocytových interferonů, které se vyskytují na plasmidových subklonech p67EcoRI3,2 kb, p35EcoRI-BamHI3,5 kb a p83EcoRI3,7 kb, jsou uvedeny na obr. 3b, 3c, respektive 3d.
Z tabulky 1 je vidět, že zatímco BoIFN-oí2 a BOIFN-oC3 geny kódují peptidy s pouze malými zřetelnými rozdíly vzhledem k BoIFN-cO, BOIFN-c<4 se od kteréhokoliv jiného hovězího peptidů liší stejně jako se liší kterýkoliv hovězí leukocytový interferon od lidského leukocytového interferonu.
Abychom se ujistili, že oč 4 gen je odvozen od stejně obsáhlé třídy buněčných proteinů jako jiné BoIFN-oč-geny, byla genomová hovězí DNA štěpena několika restrikčními endonukleasami a hybridizovana radioaktivními DNA fragmenty representujícími kódovací oblasti proteinů o/ 1 (612 bp Avall fragment) a oó 4 (Eco-RI-XmnI fragment pBoIFN-o64trpl5) genů v 50¾ formamidu, který nedovoluje vzájemnou hybridizaci dvou genů. Každý gen s výhodou hybridizuje jinou řadu fragmentů hovězí DNA. Tyto výsledky zřetelně demonstrují existenci dvou různých skupin hovězích leukocytových interferonů, kde oč 1 a oí 4 proteiny mohou být považovány za jejich representanty.
Tabulka 1
Srovnání rozdílů kódovacích sekvencí hovězích a lidských interferonů oč
| etl | o62 | </3 | J.4 | cíA | <ZB | e£C | oíD | oíF | <<H | dl | CÍJ | <ZK | |
| BoIFN- cíl | 94 | 92 | 54 | 61 | 62 | 63 | 64 | 61 | 64 | 63 | 61 | 65 | |
| BoIFN- oí 2 | 96 | 91 | 53 | 61 | 61 | 64 | 63 | 62 | 63 | 63 | 64 | 64 |
T a h u 1 k a 1 - pokračování
| Zl | Z2 | Z3 | Z4 | ZA | ZB | zc | ZD | ZF | ZH | Zl | Z3 | ZK | |
| BoIFN- Z3 | 100 | 96 | 45 | ||||||||||
| BoIFN- Z 4 | 52 | 50 | 52 | 54 | 54 | 58 | 55 | 56 | 58 | 56 | 54 | 54 | |
| HuIFN- ZA | 56 | 52 | 39 | 81 | 81 | 83 | 82 | 83 | 81 | 80 | 86 | ||
| HuIFN- ,/B | 43 | 39 | 48 | 70 | 81 | 77 | 81 | 80 | 79 | 79 | 81 | ||
| HuIFN- J.C | 61 | 57 | 52 | 70 | 65 | 81 | 89 | 86 | 94 | 92 | 83 | ||
| HuIFN- cí D | 52 | 48 | 48 | 74 | 61 | 65 | 83 | 81 | 80 | 78 | 84 | ||
| HuIFN- ZF | 61 | 57 | 52 n | 70 | 65 | 100 | 65 | 83 | 89 | 86 | 83 | ||
| HuIFN-ZH | 56 | 52 | 52 | 74 | 74 | 74 | 83 | 74 | 84 | 84 | 84 | ||
| HuIFN- Zl | 61 | 57 | 52 | 70 | 65 | 100 | 65 | 100 | 74 | 91 | 81 | ||
| HuIFN-Z J | 56 | 52 | 40 | 61 | 57 | 91 | 70 | 91 | 65 | 91 | 80 | ||
| HuIFN- ZK | 52 | 48 | 48 | 83 | 70 | 74 | 91 | 74 | 91 | 74 | 65 |
Čísla znamenají procenta homologie.
Dolní levá polovina se týká presekvence o 23 aminokyselinách.
Horní pravá polovina se týká maturačního proteinu o 166 aminoaminokyselinach.
A, 0, C atd. znamenají lidské leukocytové interferony A, B, C atd.
H. Přímá exprese maturačního BoIFN-Zl v E.coli.
Konstrukce 'přímého expresního plasmidů je souhrnně uvedena na obr. 5. Plasmidový subklon p83BamHIl,9 kb se úplně rozštěpí působením Ava II. 612 bp fragment obsahující gen hovězího leukocytového interferonů se isoluje elektroforesou na 6% polyakrylamidovém gelu a elektroelucí. Přibližně 1,5 /ug tohoto fragmentu se štěpí působením Fnu4H, extrahuje se fenolem a etherem a vysráží se ethanolem. Výsledné Fnu4H přečnívající konce se doplní na zarovnané konce šesti jednotkami DNA polymerasy I (Klenowův fragment) při 12 °C během 30 minut ve 20 mikrolitrech, které obsahují 20mM Tris-HCl (pH = 7,5), lOmM chloridu horečnatém, 4mM dithiothreitolu a 0,lmM dATP, dGTP, dCTP i dTTP. Po extrakci fenolem a etherem se DNA štěpí působením Pstl a pak se podrobí elektroforese na 6% gelu. Z gelu se elektroeluuje výsledný Pstl fragment se zarovnanými konci obsahující 92 párů nukleotidů (bp), který začíná u prvního nukleotidu kódovací oblasti maturačního hovězího leukocytového interferonu.
Zbytek maturační kódovací oblasti se isoluje následujícím způsobem. Tři mikrogramy Bam HI insertu z pO3BamHI 1,9 kb se částečně štěpí 14 jednotkami Pstl 10 minut při 37 °C ve 45 mikrolitrové reakci, která obsahuje lOmM Tris-HCl (pH = 7,5), lOmM chlorid horečnatý a 2mM dithiothreitol, mačež se extrahuje fenolem a etherem. Žádaný 1440 bp částečný Pstl - BamHI fragment, počínající u nukleotidu 93 maturační kódovací obasti, se isoluje na 6¾ polyakrylamidovém gelu.
Plasmid pdeltaRIsrc je derivát plasmidů pSRCexl6, ve kterém se místo EcoRI vedle trp promotoru a vzdálené od src genu odstraní DNA polymerasou I a doplní se oligonukleotidem AATTATGAATTCAT (syntetizovaným fosfotriesterovou metodou jak je uvedeno v odborné literatuře) do zbývajícího EcoRI místa bezprostředně sousedícího s Xbal místem. Dvacet mikrogramů pdeltaRIsrc se úplně rozštěpí působením EcoRI, extrahuje se fenolem a etherem a vysráží se ethanolem. Plasmid se pak štěpí 100 jednotkami nukleasy Sl při 16 °C 30 minut ve 25mM octanu sodném (pH = 4,6), lmM chloridu zinečnatém a 0,3M chloridu sodném. Vytvoří
CS 274401 02 se tak zarovnané konce se sekvencí ATG. Po extrakci fenolem a etherem a po vysráženi ethanolem se DNA rozštěpí Bam HI, podrobí se elektroforese na 6% polyakrylamidovém gelu a elektroelucí se isoluje velký vektorový fragment (o 4300 bp).
Expresní plasmid byl připraven ligací 0,2 /Ug vektoru, 0,02 yug 92 bp Pstl fragmentu se zarovnanými konci a 0,25 mikrogramů 1 400 bp částečného Pstl-BamHI fragmentu spolu se 400 jednotkami T4 DNA ligásy přes noc při 12 °C. Tento plasmid byl použit pro transformaci E.coli kmene 294 (ATCC č. 31446) na ampicilinovou resistenci. Plasmidové DNA se připraví z 96 kolonií a štěpí se účinkem XBA I a Pst I. Devadesát z těchto plasmidu obsahuje žádané 103 bp Xbal-Pstl a 1050 bp Pst I fragmenty. Sekvenční analýza DNA potvrdila, že některé z těchto plasmídů mají ATG iniciační kodon správně umístěn na počátku kódovací oblasti hovězího interferonu. Pro další studii byl vybrán jeden z těchto plasmidu - pBoIFN- cCltrp55.
I. Přímá exprese druhé třídy maturačního hovězího leukocytového interferonu (<Z4) v E.coli
ATG iniciační kodon se umístí do čela maturační kódovací oblasti enzymatickým rozšířením priméru syntetické DNA, CATGTGTGACTTGTCT. Tento heptadekameree fosforyluje T4 póly32 nukleotid - kinasou a /· - P ATP jak bylo dříve v literatuře popsáno. 250 pikomolú příměru se spojí s přibližně 1 mikrogramem 319 bp HindlI fragmentu, který obsahuje aminokyselinové zbytky S20 až 102, ve 30 mikrolitrech vody, vaří se pět minut a pak se 3 hodiny při 37 °C nastavuje 25 jednotkami E.coli DNA polymerasy I (Klenowův fragment). Produkt této reakce se štěpí působením HgiAI. Výsledný 101 bp zarovnaný HgiAI fragment se isoluje ze 6¾ polyakrylamidového gelu.
Celý gen pro maturační peptid byl sestaven za trp promotorem enzymatickou ligací shora uvedeného fragmentu s 508 bp HgiA-Pstl fragmentem obsahujícím koncovou karboxy-část peptidu a HuIFN- expresním plasmidem, pIFN-/<trp-13, který byl štěpen EcoRI, na koncích nastaven Klenowovou DNA polymerásou, rozštěpen Pstl a konečně isolován na 6¾ polyakrylamidovém gelu. Po transformaci výsledné směsi do E. coli 294 bylo identifikováno několik klonů, které mezi oblastí s trp promotor-ribosomovým vazebným místem původního expresního vektoru a kompletní kódovací oblastí maturačního hovězího interferonu pBoIFN- <<4trpl5 měly obnovené EcoRI rozpoznávací místo.
0. Subklonování genů hovězího fibroblastového inteferonu.
u
Šest fágových rekombinantů, které se hybridizují lidskou IFN-/3 DNA sondou, se vyčistí. Jejich DNA se isoluje jak shora popsáno pro další analýzu. Restrikční mapování spolu s Southern-hybridizační analýzou ukazují, že 6 isolovaných rekombinantů obsahuje tři různé oblasti hovězího genomu, takže v sobě zahrnují multigen (mnohagen) BoINF-/) seskupaní.· Tyto výsledky jsou sumarizovány restrikčními mapami, které jsou uvedeny na obr. 7. Aby se získala podrobnější restrikční mapa a sekvence nukleotidů pro každé další třídy rekombinantů, byly hybridizační fragmenty subklonovány na plasmidové vektory. Tak 5kb BglII fragment fága A/31 a 5kb BamHI fragment \/i2 byly individuálně klonovány na pBR322 v BamHI místě; překrývající 4,5 kb EcoRI-Xhoi a 1,4 kb Pstl-Hpal fragmenty fága /)/? 3 byly vloženy do pUC9, respektive do pLeIF87.
K. DNA sekvence genů tří různých hovězích fibroblastů.
Na obr.8 jsou uvedeny restrikční mapy všech tří typů genů hovězích IFN-/3, které byly subklonovány. Lze je snadno rozlišit podle unikátních míst štěpení. Peptidové kódovací oblasti a sekvence v dolním i horním vláknu každého genomu byly stanoveny Maxam-Gilbertovým chemickým postupem a jsou uvedeny v obr. 9a, 9b a 9c. Nukleotidová homologie se sekvencí určenou pro gen lidského fibroblastového inteferonu předpovídá správnou čtecí formu a úplnou aminokyselinovou sekvenci produktu každého hovězího genu; zahrnuje hydrofóbní signální peptid 21 aminokyseliny následovaný maturačním proteinem se 185 zbytky. Hovězí proteiny se navzájem liší (tabulka 2, obr. 10), ale ještě větší jsou rozdíly mezi hovězími a lidskými peptidy (přibližně 60 ·<).
Multigenní (mnohagenní) povaha hovězího fibroblastového inteferonu byla dále demonstrována rehybridižací Southern -blotu, radioaktivní sondou připravenou ze 415 bp EcoRI-Pvul fragmentu odvozeného od pBoIFN- /3ltrp (který je popsán níže). Tento experiment pro kazuje existenci dalších homologních IFN- fi genů. Méně hybridizované pásy mohou ve skutečnosti představovat vzdáleněji související geny, které by pak dále kódovaly vzálenější /3 -interferony.
Tabulka 2
Srovnání homologie kódovacích sekvencí hovězích /3-interferonů (IFN-/3) a lidského /3-interferonu (HuIFN-/?)
| /91 | /12 | Hu/? | ||
| /31 | 138 (03) | 138 (83) | 84 (51) | |
| /32 | 20(95) | 146 (88) | 92 (55) | |
| 20(95) | 19 (90) | 87 (52) | ||
| Hu/4 | 16(76) | 17 (01) | 16 (76) |
V tabulce je pro každý pár kódovacích sekvencí uveden počet stejných aminokyselin. Signální peptidy o 21 aminokyselinách jsou srovnávány v dolní levé části tabulky, maturač ní INF-/3 interferony o 166 aminokyselinách jsou srovnávány v horní pravé části tabulky. Prvé číslo znamená celkový počet shodných aminokyselin příslušného páru, v závorce je uve děno procento homologie. '
L. Přímá express tří hovězích IFN-β v E . coli
Jelikož geny tří hovězích IFN-/3 mají mnoho společných DNA sekvencí a restrikčních míst (viz obr. 0), je možné schéma pro expresi všech tří genů. Jelikož DNA sekvence kódující prvních pět minokyselin, která obsahuje dvě Alul místa, jsou ve všech přípa.dech iden tické, byly navrženy dva komplementární syntetické oligonukleotidy, které zahrnují ATG translační iniciační kodon, restaurují kodony prvních čtyř aminokyselin maturačního hovězího IFN-/3 a vytvářejí EcoRI přečnívající konce pro inserci za trp promotorovou sekvenci Konstrukce expresních plasmidů je schematicky uvedena na obr. 12. Ligací syntetických oligomerů na B5 bp Alul-Xhol fragment, který je odvozen od BoIFN-/3 subklonovaných plasmi dů, a následujícím odštěpením působením EcoRI a Xhol vznikne 104 bp fragment obklopený přečnívajícími EcoRI a Xhol konci. Úplný kod se pak vnese do trp expresního vektoru ligací 104 bp fragmentu s přibližně 700 bp Xhol-Pst fragmentem kódujícím zbytek BoIFN-/3 proteinu a plasmidu pIFN-^ίΓ48-13, ze kterého byl vnitřní EcoRI-Pstl fragment odstraněn. Všechny výsledné plasmidy, pBoIFN-/31trp, pBoIFN- /42trp a pBoIFN-/53trp , provádějí příslušné transkripce a translace IFN-/3 genů pod kontrolu E .coli trp operonu.
M. Charakterizace a subklonování genu' hovězího imunního interferonu (BoIFN-^1)
Deset fágových rekombinantů, které byly hybridizovány sondou lidského IFN-J7*, se vyčistí. DNA se připraví jak shora popsáno. Všech deset DNA vzorků dává Southern blotovou analýzou specifické hybridizační pásy. Pro další analýzu se vyberou klony Afi a λ f-Ί, protože se liší vzorem hybridizačních pásů. Restrikční zmapování těchto dvou klonů ukazuje, že se jejich DNA sekvence navzájem překrývají. Překrývající oblasti obsahují restrikč ní místa Xbal, EcoRV a Ncol. DNA sekvenční analýza těchto dvou klonů ukazuje, že genová strukLura je celkově podobná genu lidského imunního interferonu a dále že /1^7 obsahuje sekvenci kódující čtvrtý exon a 2/4 obsahuje sekvenci kódující prvé tři exony genu hovězího IFN- / ve vztahu k homologii ONA sekvence s genem lidského IFN-/. V obr. 15 je aminokyselinová sekvence odvozená pro BoIFN-/ srovnávána s aminokyselinovou sekvencí HuIFN-/ a myšího IFN-/.
Pro sestavení úplného genu hovězího IFN-/ na kontinuálním segmentu DNA byly isolovány: 3000 bp BamHI-NcoI fragment přemosťující prvé tři exony genu hovězího IFN-/ odvozené od 2/4 a 2500 bp NcoI-HindlII fragment přemosťující poslední exon odvozený od . Tyto dva fragmenty byly pak klonovány na BamHI-HindlΠ vektor odvozený od plasmidů pBR322 ligací tří částí.
N. Pro získáni bezintronové verse BoIFN-/, aby tak docházelo k expresi tohoto genu v prokaryotickém systému jako je E. coli, byl připraven gen pro expresi (ve vysokých hladinách) v expresním systému zvířecí buňky tak, aby se získala dostatečná množství specifické mRNA.
5500 bp BamHI-HindlII fragment přemosťující gen úplného hovězího IFN-/ byl vložen do SV40 vektoru pro expresi v COS (buňky opičí ledviny produkující SV-40+ antigen) buňkách. Genový fragment BamHI-HindlII hovězího IFN-/ byl klonován na 2800 bp SV40 plasmidový vektor pOLdeltaRl((odvozený od HBV antigenového expresního plasmidů pHBs34B-L enzymatickým vynecháním EcoRI místa horního řetězce od SV40 počátku replikace selektivně ve směru pozdější transkripce. Expresní plasmid pHBs348-L byl konstruoxán klonováním 1986 bp fragmentu získaného štěpením HBv působením EcoRI a BglII (HBv přemosťuje gen kódující HBsAg) na plasmid pML v EcoRI a BamHI místech (pML je derivát p8R322, který má vynechány eliminační sekvence, které jsou inhibitorem replikace plasmidů v buňkách opic). Výsledný plasmid (pRI-Bgl) byl pak linearisován působením EcoRI. 348 bp fragment, který představuje oblast SV40 počátku, byl vložen do EcoRI místa pRI-Egl. Fragment počátku se může vložit s libovolnou orientací, jelikož fragment kóduje jak dřívější tak pozdější SV40 promotory vedle počátku replikace, mohlo by dojít k expresi HBV genů pod kontrolou kteréhokoliv promotoru závisejícího na této orientaci (k expresi pHBs34B-L representující HBs dochází pod kontrolou pozdějšího promotoru) mezi BamHI a Sáli místem ligací tří částí za přítomnosti 600 bp HindlII-SalI fragmentu konvertoru odvozeného od pBR322.
Trasfekce výsledného plasmidů do COS buněk vede k efektivní expresi hovězího IFN-/1 pod kontrolou SV-40 pozdějšího promotoru.
Póly A plus mRNA byla připravena z trasfektovaných COS buněk a použita pro přípravu cDNA standardními postupy, které jsou v odborné literatuře uvedeny. Byly isolovány cDNA klony hybridizované sondou genu hovězího IFN-/. Pro další gnalýzu byl vybrán cDNA klon s nejdelším Pstl insertem. DNA sekvenční analýza tohoto cDNA klonu ukazuje, že všechny intronové sekvence genomov.ého klonu hovězího IFN-/ jsou správně odstraněny.
Pro expresi v Ecoli byla připravena shora popsanou metodou závislou na primeru cONA.
O. Příprava bakteriálních extraktů.
Kultury vyrostlé přes noc v LB půdě obsahující buď 0,02 mg/ml ampicilinu nebo 0,005 mg/ml tetracyklinu se naočkuje ve zředění 1 : 100 do 50 ml média M9, které obsahuje 0,2 procenta glukosy, 0,5 % kasaminokyselin a příslušnou sloučeninu, a kultivují se při 37 °C za třepání do Α^θ = 1,0. Deset mililitrů vzorku se odcentrifuguje a ihned se nechá rychle zmrazit v lázni se suchým ledem a ethanolem. Zmrazené pelety se resuspendují v 1 ml 7M guanidinu, inkubují se 5 minut v ledu a pro testování se zředí PBS (fosfátový pufr ve fyziologickém roztoku). Nebo se zmrazené pelety rozloží přidáním 0,2 ml 20¾ sacharosy, lOOmM Tris-HCl (pH = 8,0), 20mM EDTA a 5 mg/ml lysozomu. Po dvaceti minutách v ledu se přidá 0,8 ml 0,3¾ Tritonu (reionogenní detergent) X-100, 0,15M Tris-HCl (pH = 0,0), 0,2M EDTA a 0,lmM PMSF (fenylmethylsulfonylfluorid). Lysat se vyčistí 15 minutovou centrifugací při 19 000 otáčkách za minutu. Supernatant se testuje po zředění PBS.
P. Interferonové testy; účinnost hovězího interferonu se testuje testem inhibice cytopathického efektu (CPE) v mikrotitrovacích destičkách s 96 jamkami následujícím způsobem:
1. Oo každé jamky desky (B řad x 12 sloupců) se dá 100 ^ul suspenze buněk v mediu, které obsahuje 10 procent plodového séra telat. Koncentrace buněk se upraví tak, aby se další den získala jedna tekutá vrstva.
2. Desky se deset minut mírně třepou. Dojde tak ke stejnoměrné distribuci buněk.
Další den:
3. Oo každé jamky prvého sloupce se přidá 80 /ul dalšího mědia.
4. Do jamek prvého sloupce se přidá 20 /ul vzorku, který se testuje na interferonovou účinnost.
5. Vzorek a médium v jamce se promíchá tak, že se 100 ^ul pipetou několkrát odebere z obsahu jamky a opět se do jamky přidá.
6. Z jamky v prvém'sloupci se odebere 100 ^ul obsahu a přenese se horizontálně do jamky ve druhém sloupci.
7. Pokračuje se jako (ve třetím sloupci) ve stupni tri.
0. Takto se pokračuje v přemistování 100 ^ul obsahů jamek do následujících sloupců, dokud se nezaplní všechny sloupce (tj. dojde k jedenácti přemístěním).
9. Z jamky ve dvanácté koloně se odstraní 100 mikrolitrů obsahu. Tímto postupem se získala rada dvojnásobných zředění.
10. Každá testovaná deska obsahuje příslušné NIH standardy.
11. Desky se inkubují 24 hodin při 37 °C v CO2.
12. Každá testovaná deska obsahuje jamky se 100 yUl buněčné suspenze a 100 ^ul média (kontrola růstu buněk) a jamky se 100 yul buněčné suspenze, 100 yUl média a 50 yul virové suspenze (virem indikovaná cytopathogenní kontrola).
13. Do všech jamek s výjimkou jamek s kontrolními buňkami se přidá 50 mikrolitrů virové suspenze. Multiplicita infekce je dána množstvím viru, které způsobí 100¾ cytopathický efekt příslušné buněčné linie během 24 hodin.
14. Desky se reinkubují 24 hodin při 37 °C v
15. Kapalina se s desek odstraní a buňky se obarví 0,5¾ krystalovou violetí. Buňky se barví dvě až pět minut.
16. Jamky desek se propláchnou vodou a vysuší se.
17. Titr interferonu ve vzorku je převratnou hodnotou zředění pro ten případ, kdy zůstává 50 “-í živých buněk.
18. Aktivita všech vzorků se normalizuje konversním faktorem referenčních jednotek, který se počítá takto:
skutečený titr NIH standardu
- = konversní faktor ref. jednot.
pozorovaný titr v testu (NIH - národní ústav zdraví)
Extrakty připravené z E.coli kmen 294 (ATCC č. 31446) transformované pBoIFN-(K,ltrp55 vykazovaly významnou aktivitu na buněčné linie hovězích ledvin (MDBK) s VS virem (kmen
Indiana), ale nikoliv na buněčné linie opičích ledvin (VĚRO), lidského cervikálního karcinomu (HeLa), králičích ledvin (RK-13) nebo myší (1929). Kontrolní extrakty připravené z kmene 294 transformované pBR322 nevykazovaly aktivitu na MDBK buňky. V tabulce 3 jsou souhrnně uvedeny ln vitro antivirové aktivity BoIFN-<4l pro různé testované zvířecí a lidské buněčné linie. BoIFN-oC/1 je snadno odlišitelný od lidských leukocytových IFN tím, že je v lidských buňkách zřetelně protivirově inaktivní ve srovnání s jeho protivirovou účinností v hovězích buňkách (byl použit virus VS). V tabulce 4 jsou uvedeny hladiny interfero nové aktivity získané v extraktech, které byly připraveny z E.coli W3110 transformované expresními plasmidy pBoIFN-oMtrpl5 , pBoIFN-/3 ltrp, pBoIFN-/4 2trp a pBoIFN-/?3trp. Zvláště významné je pozorování, že hovězí fibroblastové interferony jsou přibližně třicetkrát účin nější na buněčné linie hovězích ledvin než na buněčné linie lidského anionu, zatímco pro lidský fibroblastový IFN byl nalezen převrácený vztah.
Tabulka 3
| buněčná linie | připravený IFN | titr (jednotky/ml) | |
| VSV | EMCV | ||
| MDBK | LelF A standard | 640 | NA |
| hovězí leukocytový IFN | 300 000 | NA | |
| kontrolní extrakt | 440 | NA | |
| HeLa | LeiF A standard | 650 | 1 500 |
| hovězí leukocytový IFN | Z 40 | 4 23 | |
| kontrolní extrakt | 4 40 | 4 23 | |
| L-929 | myší IFN standard | 640 | 1 000 |
| hovězí leukocytový IFN | 4 20 | 431 | |
| kontrolní extrakt | 4 20 | 4 31 | |
| RK-13 | králičí IFN standard | 1 000 | NA |
| hovězí leukocytový IFN | < 60 | NA | |
| kontrolní extrakt | 4 60 | NA | |
| VĚRO | LelF A standard | 1 500 | |
| hovězí leukocytový IFN | 4 12 | ||
| kontrolní extrakt | 4 12 |
MDBK - buňky hovězích ledvin
VĚRO - buňky ledvin afrických zelených opic (Afričan green) HeLa = buňky lidského cervikálního karcinomu RK-13 = buňky králičích ledvin
Na = neaplikovatelné, nebot nedochází k dobré replikaci viru v příslušných buňkách
Tabulka 4
Interferonové účinnost v extraktech E.coli
| E.coli 294 transformované účinkem: | IFN- aktivita (jednotky/litr kultury) MDBK-VSV | IFN-/J aktivita (jednotky/1 kultury) WISH-VSV |
| pIFN-<Zl | 1,0 . 108 | u nestanoveno |
| pIFN-/i 1 | 2,2 . 108 | 6,5 . 10é |
| pIFN-/>2 | 1,1 . 108 | 3,5 . 106 |
| PIFN-/J 3 | 6,0 . 108 | 2,0 . 107 |
Bakteriální extrakty byly připraveny a testovány na interferonovou účinnost použitím buněčných linií hovězích ledvin (MDBK) a buněčných linií lidského amnionu (WISH) proti VSV podle dříve publikovaného postupu (Wech a spol.1981).
Sloučeniny podle tohoto vynálezu lze formulovat známými způsoby. Vyrábějí se tak farmaceuticky užitečné prostředky, které obsahují zvířecí interferonové produkty podle vynálezu ve směsi s přijatelným (přijatelnými) nosičem (nosiči). Vhodná pojivá a jejich formulace byly již dříve v literatuře popsány. Takové prostředky obsahují efektivní množství interferonového proteinu podle vynálezu spolu s vhodným pojivém. Vyrábí se tak přijatelné prostředky, které jsou vhodné pro efektivní podávání známými způsoby, například parenterálně, hostiteli.
Tomu je třeba rozumět tak, že zvířecí interferony, které jsou zahrnuty v rozsahu tohoto vynálezu, existují v přirozených alelických variacích. Tyto variace mohou představovat rozdíl(y) v aminokyselině (aminokyselinách) v sekvenci nebo vynechání, susbstituci, inserci, inversi nebo adici aminokyselin(y) v sekvenci. V rozsahu tohoto vynálezu jsou všechny takové alelické variace zahrnuty.
Je třeba připomenout, že tento vynález není konstruován tak, aby byl uvedenými zvláště vhodnými uspořádáními omezen, ale je omezen pouze rozsahem připojeného předmětu vynálezu .
Claims (1)
- PŘEDMĚT VYNÁLEZU1. Způsob výroby polypeptidů se sekvencí aminokyselin zvířecího interferonu, vyznačující se tím, že se kultivuje mikroorganismus typu E.coli nebo kvasinek nebo buněčná kultura typu CHO buněčná linie, transformované replikabilním vektorem schopným exprese DNA sekvence kódující uvedený polypeptid a vzniklý polypeptid se izoluje.
2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se izoluje polypeptid glykosylace. 3. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se izoluje polypeptid 4. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se izoluje polypeptid bez přirozené ve zralé formě.typu hovězího interferonu.10% 20% 30% abc abc abc
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US35529882A | 1982-03-08 | 1982-03-08 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS160983A2 CS160983A2 (en) | 1990-09-12 |
| CS274401B2 true CS274401B2 (en) | 1991-04-11 |
Family
ID=23396958
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS160983A CS274401B2 (en) | 1982-03-08 | 1983-03-08 | Method of polypetide production with sequence of animal interferon's amino acids |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR840004162A (cs) |
| CS (1) | CS274401B2 (cs) |
| HU (1) | HU204086B (cs) |
| ZA (1) | ZA831485B (cs) |
-
1983
- 1983-03-04 ZA ZA831485A patent/ZA831485B/xx unknown
- 1983-03-07 HU HU83770A patent/HU204086B/hu unknown
- 1983-03-08 CS CS160983A patent/CS274401B2/cs unknown
- 1983-03-08 KR KR1019830000931A patent/KR840004162A/ko not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS160983A2 (en) | 1990-09-12 |
| HU204086B (en) | 1991-11-28 |
| ZA831485B (en) | 1984-04-25 |
| KR840004162A (ko) | 1984-10-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1339936C (en) | Animal interferons | |
| CA1341590C (en) | Human immune interferon | |
| US5096705A (en) | Human immune interferon | |
| US5582824A (en) | Recombinant DES-CYS-TYR-CYS human immune interferon | |
| AU616873B2 (en) | Horse gamma-interferon | |
| PL149079B1 (en) | Method of obtaining polypeptides of ifn-beta type | |
| US5831023A (en) | Recombinant animal interferon polypeptides | |
| US5827694A (en) | DNA encoding non-human animal interferons, vectors and hosts therefor, and recombinant production of IFN polypeptides | |
| CS274401B2 (en) | Method of polypetide production with sequence of animal interferon's amino acids | |
| US6432677B1 (en) | Non-human animal interferons | |
| HRP950157A2 (en) | Polypeptide with human interferon (ifn-gamma) characteristics | |
| BG61060B2 (bg) | Човешки имунен интерферон |