CZ80499A3 - Modification process of polypeptides - Google Patents
Modification process of polypeptides Download PDFInfo
- Publication number
- CZ80499A3 CZ80499A3 CZ1999804A CZ80499A CZ80499A3 CZ 80499 A3 CZ80499 A3 CZ 80499A3 CZ 1999804 A CZ1999804 A CZ 1999804A CZ 80499 A CZ80499 A CZ 80499A CZ 80499 A3 CZ80499 A3 CZ 80499A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- polypeptide
- sequence
- methionine
- indicator sequence
- purification
- Prior art date
Links
Landscapes
- Peptides Or Proteins (AREA)
Abstract
Způsob modifikace polypeptidů pro usnadnění jejich čištění, který zahrnuje vložení alespoň jedné specificky štěpitelné aminokyseliny na konec polypeptidového řetězce během jeho syntézy a ochranu téže aminokyseliny /aminokyselin/ v polypeptidů, pokud se v něm vyskytuje /vyskytují/, vůči štěpení k umožnění specifického štěpení přesně v místě specificky štěpitelné aminokyseliny/aminokyselin/. Způsob výroby vyčištěných polypeptidů za použití uvedeného způsobu modifikace.A method of modifying polypeptides to facilitate their purification, which comprises inserting at least one specifically cleavable amino acid at the end of the polypeptide chain during its synthesis and protecting the same amino acid (s), if any, from cleavage to allow specific cleavage at the the site of a specifically cleavable amino acid (s). A method for producing purified polypeptides using said modification method.
Description
Předkládaný vynález se týká způsobu modifikace pro usnadnění přípravy vyčištěných polypeptidů a způsobu čištění, využívajícího této modifikační metody.The present invention relates to a method of modification to facilitate the preparation of purified polypeptides and a method of purification utilizing this modification method.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Během uplynulých let byla široce zdokonalena syntéza peptidů v pevné fázi, využívající metodu t-Boc nebo F-moc. Důmyslné syntezní protokoly dovolily přípravu polypeptidů, majících přibližně 100 či více aminokyselinových zbytků (P. Chong, C. Sia, E. Tam, A. Kandil, M. Klein, International Journal of Peptide and Protein Research 41, 21-27, 1993; L.R. Haaheim, J.P. Maskell, P. Mascagni, A.R. Coates, Scandinavian Journal of Immunology 34, 341-350, 1991; M.A. Rogerro se spol., Molecular Immunology 32, 1301-1309, 1995; D.D. Smith se spol., International Journal of Peptide and Protein Research 44, 183-191, 1994. Avšak nekompletní navázání a ukončení řetězce, k čemuž může dojít ve kterémkoli cyklu prodlužování peptidu, vede k vytvoření neúplných a zkrácených sekvencí.In recent years, solid phase peptide synthesis using the t-Boc or F-moc method has been greatly improved. Sophisticated synthesis protocols have allowed the preparation of polypeptides having approximately 100 or more amino acid residues (P. Chong, C. Sia, E. Tam, A. Kandil, M. Klein, International Journal of Peptide and Protein Research 41, 21-27, 1993; LR Haaheim, JP Maskell, P. Mascagni, AR Coates, Scandinavian Journal of Immunology 34, 341-350, 1991; MA Rogerro et al., Molecular Immunology 32, 1301-1309, 1995; DD Smith et al., International Journal of Peptide and Protein Research 44, 183-191, 1994. However, incomplete chain binding and termination, which can occur in any peptide elongation cycle, results in the formation of incomplete and truncated sequences.
Tento jev a možný výskyt vedlejších reakcí, pozorovaných zejména během konečného odštěpování z pryskyřice, komplikuje přímé isolování požadovaného peptidu od ostatních nečistot. Čištění dlouhých syntetických polypeptidů je hlavním problémem při výrobě produktů vhodných pro biologická studia a pro použití u lidí a u zvířat, kde je závazná vysoká úroveň čistoty.This phenomenon and the possible occurrence of side reactions observed especially during the final cleavage from the resin complicates the direct isolation of the desired peptide from other impurities. The purification of long synthetic polypeptides is a major problem in the production of products suitable for biological studies and for use in humans and animals where a high level of purity is mandatory.
• · • · • · · · • 9 9 · ··· 9·· · · 9 99 9 9 9 9 9
9 99 999 99 99
Konkrétně, pokud jsou syntetizovány sekvence obsahující 30 či více aminokyselinových zbytků, mohou být rozdíly ve fyzikálních vlastnostech jako je velikost, náboj a hydrofobnost u požadovaného produktu a peptidových nečistot s vynechanou sekvencí, po zkrácení nebo modifikaci příliš malé, než aby umožnily postačující vyčištění. Navíc jsou moderní výkonné separační techniky, jako HPLC na reversní fázi, často omezeny nízkými výtěžky a malým vzorkovým injikovatelným objemem, takže jsou zdlouhavé a nákladné.Specifically, when sequences containing 30 or more amino acid residues are synthesized, the differences in physical properties such as size, charge and hydrophobicity of the desired product and the deleted sequence peptide may be too small after truncation or modification to allow sufficient purification. In addition, modern powerful separation techniques, such as reverse phase HPLC, are often limited by low yields and small sample injectable volumes, so they are lengthy and expensive.
K obejití tohoto omezení již byly testovány různé přístupy. Provedena byla biotinylace zbytku 153 synetického proteinu IL-1 (T.J. Lobl, M.J. Deibel, A.W. Yem, Analytical Biochemistry 170, 502-511, 1988) a zbytku 99 proteázového syntetického proteinu SIV (A.G. Tomasselli se spol., Journal of Biological Chemistry 267, 10232-10237, 1992) a biotinylované řetězce byly isolovány na sloupci avidin-agarózy.Various approaches have been tested to circumvent this limitation. Biotinylation of residue 153 of the synthetic IL-1 protein (TJ Lobl, MJ Deibel, AW Yem, Analytical Biochemistry 170, 502-511, 1988) and residue 99 of the protease synthetic SIV protein (AG Tomasselli et al., Journal of Biological Chemistry 267) was performed. 10232-10237, 1992) and biotinylated chains were isolated on an avidin-agarose column.
Balí se spoluautory (H.L. Balí, P. Mascagni, International Journal of Peptide and Protein Research 40, 370-379, 1992) nedávno navrhl postup čištění, založený na přidání reversíbilní chránící skupiny, poskytující lipofilní, kyselé nebo zásadité funkce poslednímu aminokyselinovému zbytku peptidového řetězce.Packaging by co-authors (HL Balí, P. Mascagni, International Journal of Peptide and Protein Research 40, 370-379, 1992) recently proposed a purification procedure based on the addition of a reversible protecting group providing lipophilic, acidic or basic functions to the last amino acid residue of the peptide chain .
Specifičtější chromatografické metody byly optimalizovány využitím přítomnosti zvláštních zbytků v syntetizovaných sekvencích. Například peptidy obsahující cystein byly čištěny reakcí s imobilizovanými deriváty rtuti (D.E. Krieger, B.W. Erickson, R.B. Merrifield, Proceedings of the National Academy of Sciences of the U.S.A 73, 3160-3164,More specific chromatographic methods have been optimized by utilizing the presence of special residues in the synthesized sequences. For example, cysteine containing peptides were purified by reaction with immobilized mercury derivatives (D.E. Krieger, B.W. Erickson, R. B. Merrifield, Proceedings of the National Academy of Sciences of the U.S.A 73, 3160-3164,
1976) nebo aktivovanými thioly (G. Lindeberg, J. Tengborn, H. bennich, U.J. Ragnarsson, Chromatography 156, 366-369, 1978) a pro čištěni peptidů obsahujících histidin nebo tryptofan (G. Lindeberg, H. Bennich, A. Engstrom, International Journal of Peptide and Protein Research 38, 253-259, 1991) byla úspěšně použita afinitní chromatografie s imobilizovaným kovovým iontem (IMAC, immobilized metal ion affinity chromatography) (J. Porath, J. Carlsson, I. Olsson, G. Belfrage, Nátuře 258, 598-599, 1975).1976) or activated thiols (G. Lindeberg, J. Tengborn, H. bennich, UJ Ragnarsson, Chromatography 156, 366-369, 1978) and for purification of peptides containing histidine or tryptophan (G. Lindeberg, H. Bennich, A. Engstrom) Immobilized Metal Ion Affinity Chromatography (IMAC) has been used successfully (J. Porath, J. Carlsson, I. Olsson, G. Belfrage), and has been successfully used in the International Journal of Peptide and Protein Research 38, 253-259 (1991). , Nature 258, 598-599, 1975).
U rekombinantních bílkovin byly záměrně přidány histidinové zakončení, B-buněčný epitop nebo GST částice. Tato zakončení by následně mohla být použita při afinitní chromatografii.For recombinant proteins, histidine tails, B-cell epitope or GST particles were deliberately added. These ends could then be used in affinity chromatography.
Obecně musí být protokol (podrobný postup) čištění, které je založeno na fyzikálně chemických vlastnostech syntetizovaného peptidu, optimalizován pro každý jednotlivý vzorek, což je časově náročný a drahý výkon. Z těchto důvodů bylo vyvinuto velké množství technik k umožnění obecné použitelnosti procedur čištění (G. Barany, R.B. Merrifield, Peptides, analysis, synthesis, biology 1-163-165, Academie Press, London 1980). Ovšem až dosud popsané metody nejsou zcela uspokojivé, neboť jsou stále časově náročné a/nebo zanechávají v konečně vyčištěných produktech kovalentně derivatizované peptidy, což může vyvolávat určité obavy vzhledem k jejich biologickým a fyzikálně chemickým vlastnostem a jejich konečnému použití u zvířat a u lidí.In general, the purification protocol, which is based on the physicochemical properties of the synthesized peptide, must be optimized for each individual sample, which is a time-consuming and expensive procedure. For this reason, a number of techniques have been developed to allow the general applicability of purification procedures (G. Barany, R. B. Merrifield, Peptides, analysis, synthesis, biology 1-163-165, Academic Press, London 1980). However, the methods described so far are not entirely satisfactory as they are still time consuming and / or leave covalently derivatized peptides in the final purified products, which may be of some concern due to their biological and physicochemical properties and their end use in animals and humans.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Předmětem přítomného vynálezu je tedy umožnění zlepšení • · • «It is therefore an object of the present invention to allow improvements
• · · · · · • · • · · · známých metod poskytnutím způsobu modifikace polypeptidů pro usnadnění jejich čištění a postupu čištění polypeptidů, přičemž způsob i postup jsou universálně použitelné, jejich výsledkem je vysoký výnos a snadno se provádějí.The known methods provide a method of modifying polypeptides to facilitate their purification and a process for purifying polypeptides, wherein the method and process are universally applicable, resulting in high yield and easy to carry out.
Tohoto předmětu bylo podle vynálezu dosaženo způsobem modifikace, který zahrnuje vložení alespoň jedné specificky štěpitelné aminokyseliny na konec polypeptidového řetězce během jeho syntézy a ochranu téže aminokyseliny (aminokyselin) v polypeptidů, pokud se v něm vyskytuje (vyskytují), vůči štěpení, k umožnění specifického štěpení přesně v místě specificky štěpitelné aminokyseliny (aminokyselin).This object has been achieved according to the invention by a modification method which comprises inserting at least one specifically cleavable amino acid at the end of the polypeptide chain during its synthesis and protecting the same amino acid (s) in the polypeptide, if any, from cleavage to allow specific cleavage at the site of a specifically cleavable amino acid (s).
Postup čištění, používající tento způsob modifikace, zahrnuje kroky:The purification procedure using this modification method comprises the steps of:
a) syntetizování požadovaného polypeptidů;a) synthesizing the polypeptide of interest;
b) přidání alespoň jedné specificky štěpitelné aminokyseliny na konec polypeptidů za současného chránění téže aminokyseliny (aminokyselin) v polypeptidů, pokud se v něm vyskytuje (vyskytují), vůči štěpení;b) adding at least one specifically cleavable amino acid to the end of the polypeptides while protecting the same amino acid (s) in the polypeptide, if any, from cleavage;
c) prodloužení polypeptidů a k němu přidané aminokyseliny (aminokyselin) indikační (tag) sekvencí k získání prodlouženého polypeptidů;c) extending the polypeptides and the amino acid (s) added thereto by a tag sequence to obtain the extended polypeptides;
d) vyčištění prodlouženého polypeptidů pomocí metod čištění specifických vůči indikační sekvenci; ad) purification of the elongated polypeptides using purification methods specific to the indicator sequence; and
e) odstranění indikační sekvence a přídavné aminokyseliny (aminokyselin) z prodlouženého polypeptidů pomocí metody štěpení, specifické vzhledem k přidané aminokyselině (aminokyselinám), k získání vyčištěného polypeptidů.e) removing the indicating sequence and the additional amino acid (s) from the extended polypeptide by a cleavage method specific to the added amino acid (s) to obtain a purified polypeptide.
• ·• ·
- 5 Specifickou metodou čištění je s výhodou metoda chemického štěpení, jak zde bude dále objasněno.The specific purification method is preferably a chemical cleavage method, as will be explained hereinafter.
Způsob a postup podle vynálezu jsou použitelné pro každý polypeptid, neboť nejsou závislé na jeho aminokyselinovém složeni. Nadto jsou v určitých upřednostňovaných ztělesněních způsob a postup dle vynálezu finančně nenáročné a vysoce účinné.The method and process of the invention are applicable to each polypeptide as they are not dependent on its amino acid composition. Furthermore, in certain preferred embodiments, the method and process of the invention are cost effective and highly efficient.
Takovým ztělesněním je použiti methioninového zbytku jako přídavné aminokyseliny před přidáním afinitní indikační sekvence (například sekvence šesti histidinových zbytků nebo jiných sloučenin usnadňujících čištění). Po krocích vhodného čištění, jako je afinitní chromatografie specifická vzhledem k indikační sekvenci, může být histidinová indikační sekvence odštěpena digescí CNBr, finančně nenáročným a velmi účinným postupem, který specificky odštěpuje v místě methioninového zbytku.Such an embodiment is the use of a methionine residue as an additional amino acid prior to the addition of an affinity indicator sequence (e.g., a sequence of six histidine residues or other compounds to facilitate purification). After suitable purification steps, such as affinity chromatography specific to the indicator sequence, the histidine indicator sequence can be cleaved by digestion with CNBr, a cost-effective and highly efficient procedure that specifically cleaves at the site of the methionine residue.
V upřednostňovaném ztělesnění tedy indikační sekvence zahrnuje alespoň sekvenci hstidinových zbytků, s výhodou šesti nebo více, a methioninový zbytek. Volitelně lze začlenit jednu či více jiných aminokyselin.Thus, in a preferred embodiment, the indicator sequence comprises at least a sequence of histidine residues, preferably six or more, and a methionine residue. Optionally, one or more other amino acids may be incorporated.
Pokud sekvence požadovaného polypeptidu obsahuje methioninové zbytky, mohly by se stát při odstraňování indikační sekvence předmětem štěpení CNBr. Ovšem podle předkládaného vynálezu tomu lze zabránit použitím modofikovaných methioninových zbytků při syntéze polypeptidu. Takovým modifikovaným methioninovým zbytkem je například methioninsulfoxid.If the sequence of the polypeptide of interest contains methionine residues, they could be subject to CNBr cleavage when the indicator sequence is removed. However, according to the present invention, this can be avoided by using modified methionine residues in the synthesis of the polypeptide. Such a modified methionine residue is, for example, methionine sulfoxide.
♦ · · · · • · ·♦ · · · · ·
V alternativním ztělesněni způsobu a postupu podle vynálezu je indikační sekvencí objemná molekula, jako polyethylenglykol. V takovém případě je způsobem čištění, specifickým vůči indikační sekvenci, gelová filtrační chromatografie.In an alternative embodiment of the method and process of the invention, the indicator sequence is a bulky molecule such as polyethylene glycol. In this case, the purification method specific to the indicator sequence is gel filtration chromatography.
Způsob a postup podle vynálezu jsou stejně dobře použitelné i pro polypeptidy vyráběné postupy rekombinace DNA. V upřednostňovaném ztělesnění jsou methioninové zbytky, původně přítomné v požadovaném polypeptidu, ne však v indikační sekvenci, chráněny proti štěpení, například substitucí jinou aminokyselinou jako je valin či glycin, nebo jsou odstraněny.The method and method of the invention are equally well applicable to polypeptides produced by recombinant DNA techniques. In a preferred embodiment, the methionine residues originally present in the desired polypeptide but not in the indicator sequence are protected against cleavage, for example by substitution with another amino acid such as valine or glycine, or are removed.
V této přihlášce vynálezu je indikační sekvence používána k označení odstranitelné molekuly, přidané k požadovanému polypeptidu během jeho syntézy nebo po ní. Indikační sekvencí může být aminokyselinová sekvence přidaná během syntézy polypeptidu, ale může to být také jiná molekula, kterou lze snadno vyčistit ze směsi složek. Příkladem druhé z možností je polyethylenglykol (PEG).In this application, an indicator sequence is used to indicate a removable molecule added to a desired polypeptide during or after its synthesis. The indicator sequence may be an amino acid sequence added during polypeptide synthesis, but it may also be another molecule that can be readily purified from a mixture of components. An example of the latter is polyethylene glycol (PEG).
V této přihlášce vynálezu jsou výrazy peptid, a polypeptid používány zaměnitelně.In this application, the terms peptide, and polypeptide are used interchangeably.
Následující příklad je uveden k dokreslení vynálezu. Je jasné, že pro odborníka bude tento příklad poskytovat dostatečný návod k rozvinutí dalších způsobů, spadajících do rozsahu vynálezu. V příkladu je uveden obecně použitelný postup čištění, založený na kombinaci 1) protokolu ukončení (capping), 2) použití methioninsulfoxidu jako chráněného methioninového zbytku během syntézy nativní sekvence a 3) • · · · • · · · · · • · · · · • · · • · « · • · · ········ ·· • · · · • · · · · • · · · · ♦ · · · · · · » • · · • · · · · prodloužení požadovaného peptidu methioninem a dvěma glycinovými zbytky a konečnou sekvencí šesti histidinů, které budou použity pro afinitní chromatografii. Po postačujících krocích čištění bylo provedeno odštěpení histidinové indikační sekvence bromkyanem (CNBr) a následně konečná redukce methioninsulfoxidu na methionin. Tato jednoduchá, přímá strategie umožnila vyčištění polypeptidu o 69 aminokyselinových zbytcích PbCS 242-310 pokrývajícího C-koncovou oblast CS proteinu Plasmodia berghei, do homogenity, s vysokým výtěžkem a v krátké době za použití běžných chromatografických postupů.The following example is given to illustrate the invention. It will be appreciated by those skilled in the art that this example will provide sufficient guidance to develop other methods within the scope of the invention. An example is a generally applicable purification procedure based on a combination of 1) a capping protocol, 2) the use of methionine sulfoxide as a protected methionine residue during the synthesis of a native sequence, and 3) · • «· · extension of the desired peptide by methionine and two glycine residues and a final sequence of six histidines to be used for affinity chromatography. After sufficient purification steps, the histidine indication sequence was cleaved with cyanogen bromide (CNBr) followed by a final reduction of methionine sulfoxide to methionine. This simple, direct strategy allowed the purification of the 69 amino acid residue PbCS 242-310 polypeptide covering the C-terminal region of the CS protein of Plasmodia berghei to homogeneity, high yield, and in a short time using conventional chromatographic techniques.
Popis obrázků na výkresechDescription of the drawings
Obrázek 1 znázorňuje hmotnostní spektrum surového peptidu.Figure 1 shows the mass spectrum of the crude peptide.
Obrázek 2 znázorňuje chromatografický profil čištění pomocí IMAC (afinitní chromatografii s immobilizovaným kovovým iontem).Figure 2 shows the chromatographic profile of IMAC (immobilized metal ion affinity chromatography) purification.
Obrázek 3 znázorňuje hmotnostní spektrum vyčištěného peptidu.Figure 3 shows the mass spectrum of the purified peptide.
Obrázek 4 znázorňuje chromatografické profily surového a vyčištěného peptidu.Figure 4 shows the chromatographic profiles of the crude and purified peptide.
Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Příklad 1Example 1
1. Materiál a metody1. Material and methods
1.1. Reagencie a rozpouštědla1.1. Reagents and solvents
Chemikálie a rozpouštědla, použité pro syntézu peptidu, • 0 • 00 • · · 0 · · · 0 · · · · • · 0 0» · 0 0 0Chemicals and solvents used for peptide synthesis 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 · 00 0 000 • 0 · 0 · 0 0 byly získány od firem Calbiochem-Novabiochem AG (Láufelfingen, Švýcarsko) a Fluka (Buchs, Švýcarsko).0 0 0 0 0 · 00 0 000 • 0 · 0 · 0 0 were obtained from Calbiochem-Novabiochem AG (Laufelfingen, Switzerland) and Fluka (Buchs, Switzerland).
1.2. Syntéza a analýza peptidu1.2. Peptide synthesis and analysis
K dokreslení předkládaného vynálezu byl polypeptid, označený jako PbCS 242-310, pokrývající C-koncovou oblast CS proteinu Plasmodia berghei (D.E. Lanař, Mol. Biochem. Parasitol. 39, 151-154, 1990), chemicky syntetizován za použití metody F-Moc v pevné fázi na peptidovém syntetizátoru Applied Biosystems 431A. Polypeptid byl připraven na F-moc-Ser(t-butyl)-p-alkoxybenzylalkoholové pryskyřici (Wangově pryskyřici) se stupněm substituce 0,43 mmol/g v 0,1 mmolové škále. Syntéza byla prováděna za použití pětinásobného přebytku aminokyselinových derivátů F-moc, DDCI a HOBt jako aktivačních činidel, 60 minutového vazebného času pro prvních 34 aminokyselin a dvojnásobného vazebného času pro zbývající zbytky. Ukončení (capping) s acetanhydridem bylo prováděno na konci každého cyklu. Chránící skupiny vedlejších řetězců zahrnovaly: pentamethylchromansulfonylovou skupinu pro Arg; -S-t-butyl pro Cys; trifenylmethylovou skupinu pro Asn, Gin a His; t-butoxykarbonylovou skupinu pro Lys a Trp; t-butylovou skupinu pro Asp, Clu, Ser, Thr a Tyr. Met 306 byl vkládán jako Fmoc-Met-sulfoxid k ochraně proti pozdějšímu štěpení CNBr.To illustrate the present invention, a polypeptide, designated PbCS 242-310, covering the C-terminal region of the CS protein of Plasmodia berghei (DE Laran, Mol. Biochem. Parasitol. 39, 151-154, 1990) was chemically synthesized using the F-Moc method. solid phase on an Applied Biosystems 431A peptide synthesizer. The polypeptide was prepared on F-moc-Ser (t-butyl) -p-alkoxybenzyl alcohol resin (Wang resin) with a degree of substitution of 0.43 mmol / g on a 0.1 mmol scale. Synthesis was performed using a 5-fold excess of amino acid derivatives of F-moc, DDCI and HOBt as activating agents, a 60 minute binding time for the first 34 amino acids, and a double binding time for the remaining residues. Capping with acetic anhydride was performed at the end of each cycle. Side chain protecting groups included: a pentamethylchromansulfonyl group for Arg; -S-t-butyl for Cys; a triphenylmethyl group for Asn, Gln and His; t-butoxycarbonyl for Lys and Trp; t-butyl for Asp, Clu, Ser, Thr, and Tyr. Met 306 was inserted as Fmoc-Met-sulfoxide to protect against later cleavage of CNBr.
Poté byl peptid prodloužen N-koncově sekvencí His-His-His-His-His-His-Gly-Gly-Met za stejných podmínek jako byly popsány výše, ale po navázání druhého Gly bylo vynecháno ukončení (capping). Takto získaný polypeptid je označován jako His tag PbCS 242-310.Then, the peptide was extended N-terminally with the His-His-His-His-His-His-His-Gly-Gly-Met sequence under the same conditions as described above, but the capping was omitted after the second Gly was bound. The polypeptide thus obtained is referred to as His tag PbCS 242-310.
• · · · · · · · · · · • · · · ♦ · ♦ · · • 4 4 · · 4 « ······ • 4 · 4 4 4 4 ···· 4··· ·» 9 99 ··• 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 9 99 ··
Surový peptid byl získán působením 2,5% H20, 5% triethylsilanu v TFA (kyselině trifluoroctové) na soustavu peptid-pryskyřice po dobu 2 hodin při laboratorní teplotě. Syntetický peptid byl čištěn kapalinovou chromatogragií na sloupci Sephadexu G-50 o velikosti 70 x 2,5 cm za použití soustavy 50% kyselina octová/H20 jako mobilní fáze. Čistota peptidu byla analyzována pomoci HPLC na reversní fázi za použití sloupce C4 W-Porex 250 x 4, 6 mm a 10-90% CH3CN gradientu v 0,1% TFA/H2O během 60 minut a rychlosti toku 1,0 ml/min. Složení aminokyselin bylo stanovováno podle Knechta a Changa (R. Knecht, J.Y Chang, Analyt. Chem. 58, 2375-2379,The crude peptide was obtained by treating the peptide-resin system with 2.5% H 2 O, 5% triethylsilane in TFA (trifluoroacetic acid) for 2 hours at room temperature. The synthetic peptide was purified by liquid chromatography on a 70 x 2.5 cm Sephadex G-50 column using 50% acetic acid / H 2 O as the mobile phase. Purity of the peptide was analyzed by reverse phase HPLC using a C4 W-Porex 250 x 4.6 mm column and a 10-90% CH 3 CN gradient in 0.1% TFA / H 2 O over 60 minutes and a flow rate of 1.0 ml / min. The amino acid composition was determined by Knecht and Chang (R. Knecht, JY Chang, Analyt. Chem. 58, 2375-2379,
1986) .1986).
1.3. Afinitní chromatografie s imobilizovaným kovovým iontem (IMAC) a štěpení CNBr1.3. Immobilized metal ion affinity chromatography (IMAC) and CNBr cleavage
Polypeptid byl nejprve čištěn afinitní chromatografii na základě histidinové indikační skupiny. Později byla indikační skupina odstraněna CNBr.The polypeptide was first purified by affinity chromatography based on a histidine indicator group. Later, the indicator group was removed by CNBr.
Ni-sloupec (Quiagen lne., Chatsworth, USA) byl připraven s Ni-NTA agarosovou pryskyřicí a ekvilibrován pufrem A (8 mol. I-1 močovina, 0,1 mol. I'1 Na2HPO4, 0,01 mol.l 1 Tris, pH upraveno na 8,0 pomocí H3PO4) . Gelovou filtrací čištěný polypeptid His tag PbCS 242-310 byl rozpuštěn v pufru A a nanesen na sloupec rychlostí toku 15 ml/hodinu. Sloupec byl promyt pufrem A (rychlost toku 15 ml/hod.) a pufrem B (8 mol.l-1 močovina, 0,1 mol.l 1 Na2HPO4, 0,01 mol.l 1 Tris, pH upraveno na 6,3 pomocí H3PO4 ), obsahujícím 50 mmol.1 1 imidazol při rychlosti toku 30 ml/hodinu. Polypeptid His-tag PbCS 242-310 byl poté eluován (rychlost toku 30 ml/hod.) • » ··· · ·· ·* • ···· ···· • · ·· ·· « ·«···· • · · · · 9 9Ni-column (Quiagen Inc., Chatsworth, USA) was prepared with Ni-NTA agarose resin and equilibrated with buffer A (8 Mol. -1 I urea, 0.1 mol. I '1 Na2HPO4, 0.01 mol.l 1 Tris, pH adjusted to 8.0 with H 3 PO 4 ). The gel-purified His tag PbCS 242-310 polypeptide was dissolved in buffer A and loaded onto the column at a flow rate of 15 ml / hour. The column was washed with buffer A (flow rate 15 ml / h) and buffer B (8 mol.l -1 urea, 0.1 mol.l 1 Na 2 HPO 4, 0.01 mol.l 1 Tris, pH adjusted to 6.3 by H 3 PO 4 ) containing 50 mmol. 1 imidazole at a flow rate of 30 ml / hour. The His-tag PbCS 242-310 was then eluted (30 ml / hr flow rate). 9 9
9999999 ·· 9 99 99 pufrem B, obsahujícím 250 mmol.l_1 imidazol.9999999 · 9 99 99 buffer B containing 250 mmol.l- 1 imidazole.
Eluovaný materiál byl odsolen na sloupci Sephadex G25 (50 x 2,5 cm, za použití soustavy 50% kys. octová/H20 jako mobilní fáze) a lyofilizován. Pro odstranění histidinové indikační sekvence byl takto získaný materiál ovlivňován po dobu 8 hodin na reversní fázi při koncentraci 20 mg/ml v 70% TFA za použití stonásobného molárního přebytku CNBr.The eluted material was desalted on a Sephadex G25 column (50 x 2.5 cm, using 50% acetic acid / H 2 O as the mobile phase) and lyophilized. To remove the histidine indicator sequence, the material so obtained was treated for 8 hours on the reverse phase at a concentration of 20 mg / ml in 70% TFA using a 100-fold molar excess of CNBr.
Takto naštěpený materiál byl lyofilizován, rozpuštěn v pufru A a opět nanesen na sloupec Ni-NTA agarosy. Histidinová indikační sekvence je zachycena na Ni-sloupci a eluent ze sloupce obsahuje polypeptid PbCS 242-310. Eluent ze sloupce byl odsolen na sloupci Sephadex G25(50 x 2,5 cm, za použití soustavy 50% kys. octová/H20 jako mobilní fáze) a lyofilizován.The digested material was lyophilized, dissolved in buffer A, and loaded onto a Ni-NTA agarose column. The histidine indicator sequence is captured on the Ni-column and the eluent from the column contains the PbCS 242-310 polypeptide. The eluent from the column was desalted on a Sephadex G25 column (50 x 2.5 cm, using 50% acetic acid / H 2 O as the mobile phase) and lyophilized.
1.4. Redukce Met-sulfoxidu1.4. Reduction of Met-sulfoxide
Materiál ovlivněný CNBr a vyčištěný IMAC byl při pH 8,0 vystaven působení 10% merkaptoethanolu k přeměně methioninsulfoxidu na methionin a Cys-S-t-butylu na Cys a poté byl čištěn gelovou filtrací (sloupec Sephadex G25, 250 x 4,4 mm) .CNBr-treated material and purified IMAC at pH 8.0 were treated with 10% mercaptoethanol to convert methionine sulfoxide to methionine and Cys-S-t-butyl to Cys and then purified by gel filtration (Sephadex G25 column, 250 x 4.4 mm).
1.5. Hmotnostní spektrometrie1.5. Mass spectrometry
Hmotnostní spektrografická analýza byla prováděna za použití hmotnostního spektrometru s průletovým analyzátorem LDI 1700 Mass Monitor (Linear Scientific lne., Reno, NV, USA), vyhodnocujícího dobu letu. Pět mikrolitrů roztoku polypeptidů o koncentraci 1 mg/ml bylo smíseno s 5 μΐ φφ ·· Φ· • φφφ ♦ · · 9 • · Φ Φ φ Φ • Φ φφφMass spectrographic analysis was performed using an LDI 1700 Mass Monitor fly-through mass spectrometer (Linear Scientific Inc, Reno, NV, USA) to evaluate flight time. Five microliters of 1 mg / ml polypeptide solution was mixed with 5 μΐ · 9 · 9 · 9 · 9 · 9 · 9 Φ Φ φ φ
ΦΦΦΦΦΦΦΦ ΦΦ ΦΦΦΦΦΦΦΦΦ ΦΦ Φ
Φ Φ Φ Φ ΦΦΦ Φ ΦΦ Φ Φ Φ ΦΦΦ Φ Φ
Φ Φ kyseliny trans-3,5-dimethoxy-4-hydroxy-skořicové (sinapinová kyselina) o koncentraci 20 mg/ml v acetonitrilu (Linear Scientific lne., Reno, NV, USA) a 1 μΐ této směsi byl nanesen na špičku sondy hmotnostního spektrometru a vysušen jemným vakuem. Vzorek byl ozářen 3-ns laserovými pulsy (vlnová délka 337 nm) z N2-laseru. Doba průletu byla měřena digitálním osciloskopem (serie 9304; Le Croy Research Systems, Corp., Spring Valley, NY, USA), což bylo převedeno na hmotnostní spektrum za použití kalibračního standardu Peptide MALDITOFMS CAlibration Standard (Linear Scientific lne., Reno, NV, USA).Trans trans trans-3,5-dimethoxy-4-hydroxy-cinnamic acid (sinapinic acid) at 20 mg / ml in acetonitrile (Linear Scientific Inc, Reno, NV, USA) and 1 μΐ of this mixture was applied to the tip of the probe mass spectrometer and dried under gentle vacuum. The sample was irradiated with 3-ns laser pulses (wavelength 337 nm) from the N 2 -laser. The flyby time was measured with a digital oscilloscope (9304 series; Le Croy Research Systems, Corp., Spring Valley, NY) which was converted to mass spectra using the Peptide MALDITOFMS Calibration Standard (Linear Scientific Inc., Reno, NV, USA).
2. Výsledky2. Results
Polypeptid PbCS 242-310 o 69 aminokyselinových zbytcích odpovídá C-koncové oblasti CS bílkoviny P. berghei (D.E. Lanař, Mol. Biochem. Parasitol. 39, 151-154, 1990).PbCS 242-310 with 69 amino acid residues corresponds to the C-terminal region of the CS protein of P. berghei (D.E. Lanař, Mol. Biochem. Parasitol. 39, 151-154, 1990).
Syntéza His-tagPbCS242-310 byla provedena za použití automatického protokolu postupu, v němž byl krok ukončení (capping) začleněn po každém navázání, jak je popsáno v oddílu Materiál a metody.Synthesis of His-tagPbCS242-310 was performed using an automated procedure protocol in which a capping step was incorporated after each binding as described in the Materials and Methods section.
Působením soustavy H2O/triethylsilan/TFA na 600 mg odpovídající pryskyřice s peptidem bylo získáno více než 150 mg surového polypeptidu.Treatment of 600 mg of the corresponding peptide resin with H 2 O / triethylsilane / TFA gave more than 150 mg of crude polypeptide.
Hmotnostní spektrální analýza surového polypeptidu ukazovala na přítomnost požadované látky s molekulovou hmotností (MW) 9301 mezi jinými nízkomolekulárními složkami (obr.l).Mass spectral analysis of the crude polypeptide showed the presence of the desired substance with a molecular weight (MW) of 9301 among other low molecular weight components (FIG. 1).
mg surového polypeptidu bylo čištěno afinitní ·mg of crude polypeptide was purified by affinity ·
Φ* 99 · · 9 · 9 · 9 9 9 999 * 99 · 9 9 9 9 9 9
9 9 9 9 9 9 9 99 9 9 9 9
9 9 9 9 9 « ·····«9 9 9 9 9
9 9 9 9 9 9 chromatograf ií s imobilizovaným kovovým iontem (IMAC) na sloupci Ní-NTA agarosy o objemu 25 ml (obr. 2). Po odsolení kapalinovou chromatografií oddělující látky o určité velikosti molekul bylo získáno 35 mg His-tag PbCS242-310”. Měření absorbance eluovaného materiálu (35 mg) při 280 nm a veškerého průtoku (55 mg) ukázalo, že výtěžek čistícího postupu byl 100%.Immobilized metal ion chromatography (IMAC) on a 25 ml Ni-NTA agarose column (FIG. 2). After desalting by liquid chromatography separating substances of a certain molecular size, 35 mg of His-tag PbCS242-310 were obtained. Measurement of the absorbance of the eluted material (35 mg) at 280 nm and all flow (55 mg) showed that the purification yield was 100%.
Materiál vyčištěný na Ni-sloupci byl poté štěpen CNBr k odstranění indikační sekvence šesti zbytků His.The material purified on a Ni-column was then digested with CNBr to remove the six His residue indicator sequence.
Materiál po štěpení byl pak znovu nanesen na Ni-sloupec k odstranění nerozštěpeného peptidu a vystaven působení 10% merkaptoethanolu při pH 8,0 k redukování methioninsuifoxidu zavedeného během syntézy a chránících skupin zbytků cysteinu. Úplná redukce methioninsuifoxidu byla potvrzena opětným vystavením materiálu působení CNBr a ověřením účinnosti štěpení hmotnostní spektrografií.The digestion material was then re-deposited on a Ni-column to remove uncleaved peptide and exposed to 10% mercaptoethanol at pH 8.0 to reduce the methionine sulfoxide introduced during the synthesis and the cysteine residue protecting groups. Complete reduction of methionine sulfoxide was confirmed by re-exposure to CNBr and verification of cleavage efficiency by mass spectrography.
Výsledkem dalšího čištění chromatografií oddělující určitou velikost molekul bylo 19 mg vyčištěného PbCS 242-310.Further purification by size exclusion chromatography yielded 19 mg of purified PbCS 242-310.
Na obrázku 3 je znázorněno hmotnostní spektrum získaného srovnány analytické vyčištěného peptidu. běhů je způsoben materiálu a na obrázku 4 jsou chromatografické profily surového a Rozdíl v retenčních časech dvou nepřítomností vysoce nabité histidinové indikační skupiny ve vyčištěném materiálu. Bylo zjištěno, že vyčištěný PbCS 242-310 vykazuje asi 95% čistotu na základě integrace ploch maxim (plků) při analýze při- vlnové délce 214 nm. Aminokyselinové složení CS polypeptidu bylo souhlasné se • · »·ΜFigure 3 shows the mass spectrum obtained by comparing the analytically purified peptide. The runs are due to the material and Figure 4 shows the chromatographic profiles of the crude and the difference in retention times of the two absence of a highly charged histidine indicator group in the purified material. Purified PbCS 242-310 was found to exhibit about 95% purity by integrating peak areas (peaks) in a 214 nm wavelength analysis. The amino acid composition of the CS polypeptide was consistent with
·0 0 0 0 0 · · • 0 0 · • · 0 0 · 0 0 0 0 00000000 · · složením, předpokládaným u tohoto peptidu (tabulka 1.)0 0 0 0 0 0 · 0 0 · 0 0 0 0 0 0 0 00000000 · · the composition predicted for this peptide (Table 1)
Tabulka 1: Analýza aminokyselinTable 1: Amino Acid Analysis
a Cys a Trp nebyly stanovovány b střední hodnota z pěti stanovení c standardní odchylka and Cys and Trp were not determined b the mean of five determinations c standard deviation
3. Diskuse3. Discussion
Chemická syntéza bioaktivních peptidů se stala rozšířenou a rychle se rozrůstající technikou díky automatizaci a účinným postupům pro sestavování řetězce. Pro většinu aplikací musí být surový syntetický produkt čištěn k odstranění zbývajících reagencií, chybějících sekvencí a chemicky modifikovaných peptidových typů. To se obvykle provádí pomocí HPLC na reversní fázi za použití soustavy • · *· »·*·Chemical synthesis of bioactive peptides has become a widespread and rapidly expanding technique due to automation and efficient chain assembly procedures. For most applications, the raw synthetic product must be purified to remove remaining reagents, missing sequences, and chemically modified peptide types. This is usually done by reverse phase HPLC using a system.
- ±4 ~ ·**· ·· · · « · · • * · · · 9 9 9 9 • · ·· *· 9 999999 • · 9 9 9 9 9 ···· 9999 99 · ·« ·« vodná kyselina trifluorooctová/acetonitril jako mobilní fáze. Ačkoli se peptidová syntéza stala vysoce automatizovanou, čištění je stále převážně manuálním procesem a tedy postupem časově náročným, nákladným a ne příliš účinným.- ± 4 ~ · ** ··· 9 9 9 9 9 999999 9 9 9 9 9 9999 99 9999 99 aqueous trifluoroacetic acid / acetonitrile as the mobile phase. Although peptide synthesis has become highly automated, purification is still predominantly a manual process and thus a time consuming, costly, and not very efficient process.
Příklad 1 ukázal, že způsob podle vynálezu vede k vysoké čistotě jak vyplývá z obrázku 3 a je snadno proveditelný a univerzálně použitelný.Example 1 has shown that the process of the invention results in high purity as shown in Figure 3 and is easy to perform and universally applicable.
Problém specifického štěpeni, daný přítomnosti methioninovýchzbytkův požadované sekvenci, tak jako ve zde uváděném příkladu, lze podle vynálezu snadno obejít použitím methioninsulfoxidových zbytků, které jsou odolné vůči působení CNBr a jsou kvantitativně redukovatelné kyselinou merkaptooctovou (R.A. Houghten, C.H. Li, Methods in enzymology 91, 549-559, 1991).The problem of specific cleavage due to the presence of methionine residues in the desired sequence, as in the example herein, can be easily overcome by the use of CNBr resistant methionine sulfoxide residues quantitatively reducible by mercaptoacetic acid (RA Houghten, CH Li, Methods in Enzymology 91, 549-559 (1991).
Z výše uvedeného vyplývá, že postup podle vynálezu byl úspěšně použit k vyčištění polypeptidu PbCS 242-310”, řetězce o 69 aminokyselinových zbytcích odpovídajícího C-koncové oblasti CS bílkoviny P. berghei (cit. 12). Ačkoli v surovém materiálu bylo po odštěpení z pryskyřice přítomno mnoho peptidových nečistot, jak je ukázáno hmotnostní spektrální analýzou uváděnou na obrázku 1, autoři vynálezu byli schopni vyčistit cílový peptid do homogenity s vysokým výtěžkem a v poměrně krátké době. Úplný protokol čištění poskytl 19 mg vyčištěného PbCS 242-310, odpovídajícího přibližně 20 % surového materiálu.It follows from the above that the process of the invention was successfully used to purify the PbCS 242-310 ”polypeptide, a chain of 69 amino acid residues corresponding to the C-terminal region of the CS protein of P. berghei (ref. 12). Although many peptide impurities were present in the raw material after cleavage from the resin, as shown by the mass spectral analysis presented in Figure 1, the inventors were able to purify the target peptide to homogeneity with high yield and in a relatively short time. A complete purification protocol yielded 19 mg of purified PbCS 242-310, corresponding to approximately 20% of the crude material.
Závěrem zde bylo ukázáno, že štěpení CNBR a ochrana příslušných methioninových zbytků jako sulfoxidy ve spojení s účinnou afínítní indikační sekvencí může představovat účinnýIn conclusion, it has been shown that the cleavage of CNBR and the protection of the corresponding methionine residues as sulfoxides in conjunction with an effective affinity indicator sequence may be effective.
ΦΦ φφ φ φ · · φ φ φ ΦΦΦ φ φφφφ φ φ · · φφφφφφφφ φφ φφ φφφφ φ φ ♦ φφφφ • φφφφ φ φ φφφ φφφ φ φ φ * φ · φ φ a obecný prostředek k čištění chemicky syntetizovaných peptidů s dlouhým řetězcem.ΦΦ φ · · · · φ φ φ φ φ φ · · · φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ čištění čištění čištění
Zastupuje:Represented by:
φφ φφφφ φ φ φ « φ φ φφφφ φ φ φ φ «
Φ φ φφφφ φφφφ rvΦ φ φφφφ φφφφ rv
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ1999804A CZ80499A3 (en) | 1997-09-09 | 1997-09-09 | Modification process of polypeptides |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ1999804A CZ80499A3 (en) | 1997-09-09 | 1997-09-09 | Modification process of polypeptides |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ80499A3 true CZ80499A3 (en) | 2000-01-12 |
Family
ID=5462285
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ1999804A CZ80499A3 (en) | 1997-09-09 | 1997-09-09 | Modification process of polypeptides |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ80499A3 (en) |
-
1997
- 1997-09-09 CZ CZ1999804A patent/CZ80499A3/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100371824B1 (en) | How to get insulin with correctly connected cystine bridge | |
AU2002229603B2 (en) | Process for folding chemically synthesized polypeptides | |
JP7360397B2 (en) | Production of glucagon peptide | |
EP1115739B1 (en) | Auxiliary for amide bond formation | |
WO2008109079A2 (en) | High purity peptides | |
Roggero et al. | A simple and rapid procedure for the purification of synthetic polypeptides by a combination of affinity chromatography and methionine chemistry | |
Decostaire et al. | Solid phase oxime ligations for the iterative synthesis of polypeptide conjugates | |
RU2182155C2 (en) | Synthesis of purified (poly)peptides | |
Lindeberg et al. | Purification of synthetic peptides Immobilized metal ion affinity chromatography (IMAC) | |
CZ80499A3 (en) | Modification process of polypeptides | |
Katayama et al. | Application of 2, 2′‐dipyridyl disulfide‐mediated thiazolidine ring‐opening reaction to glycoprotein synthesis: Total chemical synthesis of evasin‐3 | |
Pak et al. | Conformation analysis of Ile-Ala-Val-Pro peptide and its derivatives by circular dichroism | |
MXPA99002208A (en) | Preparation of purified (poly)peptides | |
HUE034308T2 (en) | Synthesis of hydantoin containing peptide products | |
AU2014234314B2 (en) | Synthesis of cyclic imide containing peptide products | |
de Vijver et al. | Application of an omonasteine ligation strategy for the total chemical synthesis of the BRD7 bromodomain | |
OUDERAA et al. | The Amino-Acid Sequence of the aX2 Chain of Bovine a-Crystallin | |
Čeřovský et al. | A convenient incorporation of conformationally constrained 5, 5‐dimethylproline into the ribonuclease A 89–124 sequence by condensation of synthetic peptide fragments | |
Sabatier | Chemical synthesis and characterization of small proteins: example of scorpion toxins | |
Balse et al. | Evaluation of new base‐labile2‐(4‐nitrophenylsulfonyl) ethoxycarbonyl (Nsc)‐amino acids for solid‐phase peptide synthesis | |
Scolaro et al. | Solid‐phase synthesis of bombesin by continuous flow procedure using Fmoc‐amino acids | |
Čeřovský et al. | Combined solid‐phase/solution synthesis of large ribonuclease AC‐terminal peptides containing a non‐natural proline analog | |
Aznar‐Derunes et al. | Study of the yeast Saccharomyces cerevisiae F1FO‐ATPase ε‐subunit | |
Moss et al. | Mapping tertiary interactions in protein folding reactions: a novel mass spectrometry-and chemical synthesis-based approach |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic |