DD149861A3 - PROCESS FOR SEPARATING OR CLEANING PROTEINS - Google Patents

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DD149861A3
DD149861A3 DD19429976A DD19429976A DD149861A3 DD 149861 A3 DD149861 A3 DD 149861A3 DD 19429976 A DD19429976 A DD 19429976A DD 19429976 A DD19429976 A DD 19429976A DD 149861 A3 DD149861 A3 DD 149861A3
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DD
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separation
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proteins
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DD19429976A
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Klaus Pommerening
Manfred Kuehn
Heinz Zorn
Milan Benes
Jiri Stamberg
Zdenik Foukal
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Klaus Pommerening
Manfred Kuehn
Heinz Zorn
Milan Benes
Jiri Stamberg
Zdenik Foukal
Mohr Peter
Ruckpaul Klaus
Jaenig Gerd Ruediger
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trennung bzw. Reinigung von Proteinen, vorzugsweise Haemoproteinen. Das Verfahren ist in der chemischen, pharmazeutischen und biochemischen Industrie sowie in der klinischen Chemie, der Analytik und der Diagnostik einsetzbar. Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein einfaches, praeparativ und analytisch einsetzbares Verfahren zur Trennung bzw. Reinigung von Proteinen zu finden. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren auf der Basis der Affinitaetschromatographie zu entwickeln. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dasz eine proteinhaltige Loesung mit Imidazol oder einem Imidazolderivat, das an einen wasserunloeslichen makromolekularen Traeger gebunden ist, in Kontakt gebracht wird und die in der Loesung oder am Traeger befindlichen Proteine, gegebenenfalls nach Abtrennung des Traegers, isoliert werden. Traeger und proteinhaltige Loesung werden bei pH 7 bis 11, gegebenenfalls in Gegenwart von Detergentien u/o Glycerin, bei Temperaturen von 0 bis 30 Grad nach dem Batch-Verfahren oder nach dem Saeulenverfahren in Kontakt gebracht. Es werden gute Trenn- und Reinigungseffekte erzielt; Beispiele sind die Trennung Haemoglobin/Myoglobin und Cytochrom P450/Cytochrom P420.The invention relates to a method for the separation or purification of proteins, preferably haemoproteins. The process can be used in the chemical, pharmaceutical and biochemical industries as well as in clinical chemistry, analytics and diagnostics. The object of the invention is to find a simple, preparative and analytical method for the separation or purification of proteins. It is the object of the invention to develop a method based on affinity chromatography. The method is characterized in that a proteinaceous solution is contacted with imidazole or an imidazole derivative bound to a water-insoluble macromolecular carrier and the proteins present in the solution or carrier are isolated, optionally after removal of the carrier. Carriers and protein-containing solution are contacted at pH 7 to 11, optionally in the presence of detergents and / or glycerol, at temperatures of 0 to 30 degrees by the batch process or by the column method. Good separation and cleaning effects are achieved; Examples are the separation hemoglobin / myoglobin and cytochrome P450 / cytochrome P420.

Description

"Verfahren zur Trennung bzw. Reinigung von Hämoproteinen" "Method for separating or combining hemoproteins"

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trennung bzw» Reinigung von Hämoproteinen. Das Verfahren ist in der chemischen, pharmazeutischen und biochemischen Industrie, ze B« zur Abtrennung von Hämoglobin aus biologischem Material sowie in der klinischen Chemie, der Analytik und der Diagnostik einsetzbar0 The invention relates to a method for the separation or »purification of hemoproteins. The method is B 'can be used for the separation of hemoglobin from a biological material as well as clinical chemistry, the analysis and the diagnosis 0 in the chemical, pharmaceutical, and biochemical industries, for e

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Für die Trennung bzw« Reinigung von Proteinen werden verschiedene Methoden eingesetzt, die die Unterschiede in den physikalischen und biochemischen Eigenschaften der zu trennenden Proteine ausnutzen, wie löslichkeit, Stabilität, Molekülgröße, elektrische Ladung usw«/No REHFELD, D. REICHELT: Analytische und präparative Methoden der Klinischen Biochemie, Akad. Verlag Berlin 1972, S6 SCHWIMIiER und A. B, PARDEE: AdVe in Enzymology 1J;» 375./Characteristics of the known technical solutions For the separation or "purification of proteins, various methods are used which exploit the differences in the physical and biochemical properties of the proteins to be separated, such as solubility, stability, molecular size, electrical charge, etc." / No REHFELD, D. REICHELT: Analytical and Preparative Methods of Clinical Biochemistry, Akad. Verlag Berlin 1972, p. 6 SCHWIMIER and A. B, PARDEE: AdVe in Enzymology 1J; »375./

Zum Beispiel kann die Entfernung von Hämoglobin aus Blutplasma durch Extraktion mit Chloroform (Tscheche Pat· 88563 / 1959/) oder durch Fällen mit Zn-Salzen (Vox sango 2^9 481 / 1972/) durchgeführt werden« Mehrmals wurde die Anwendung von Zelluloseionenaustauschern (z„ Be DEAE-, CM-Zellulose in Vox Sang« Hi 59 /1967/) und Polysaccharidderivaten (z. B. DEAE-, CM-Sephadex in Vox Sang« ,2J3, 18 /1972/) beschrieben« Die Verfahren sind Z0 T» sehr zeit- und materialaufwendig, und eine ausreichende Reinheit ist häufig nur unter hohen Ausbeuteverlusten zu erzielen,.For example, the removal of hemoglobin from blood plasma may be carried out by extraction with chloroform (Czech Pat. 88563/1959 /) or by precipitating with Zn salts (Vox sango 2 ^ 9 481/1972 /). The use of cellulose ion exchangers (US Pat. z "B e DEAE-, CM-cellulose in Vox Sang" Hi 59/1967 /) and polysaccharide derivatives (eg DEAE-, CM-Sephadex in Vox Sang ", 2J3, 18/1972 /) described" The methods are Z 0 T »very time and material consuming, and a sufficient purity is often achieved only with high yield losses ,.

19 429919 4299

Pur die Isolierung und Reinigung von Proteinen gewinnen in der letzten Zeit Verfahren der Affinitätschromatographie steigende Bedeutung, die auf der spezifischen tooaffinen Komplexbildung der Proteine beruhen,»Purely the isolation and purification of proteins are gaining increasing importance in the recent past affinity chromatography methods, which are based on the specific protein complex formation of proteins, »

So ist Zo B. die Abtrennung von Hämoglobin (Hb) auf der Grundlage der Komplexbildung mit Haptoglobin AU KLEHT und C, MIHAESGO: Biochenu biophys» Res. Commun. ££, 774 (1973)/ beschrieben worden» Bei diesem Verfahren kann jedoch nur das Hb entfernt werden^ das nicht mehr vom Haptoglobin im Serum durch Komplexbildung gebunden worden ist.Thus, Zo B. is the separation of hemoglobin (Hb) based on the complex formation with haptoglobin AU KLEHT and C, MIHAESGO: Biochenu biophys »Res. Commun. ££, 774 (1973) / However, in this method only the Hb can be removed which has not been bound by haptoglobin in the serum by complex formation.

Das Ziel der Erfindung besteht darins ein einfaches und allgemein anwendbares Verfahren zur Trennung bzw. Reinigung von Proteinen, vorzugsweise Hämoproteinen, zu finden. Es soll analytisch und präparativ einsetzbar sein und gute Ausbeuten erreichen«The aim of the invention is s a simple and generally applicable method for the separation or purification of proteins, preferably to find hemoproteins. It should be analytically and preparatively usable and achieve good yields. «

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde^ die spezifische bioaffine Komplexbildung der Proteine zu Imidazo! bzwe seinen Derivaten auszunutzen und ein geeignetes Trennverfahren auf der Basis der Affinitätschromatographie zu entwickeln» Erfindungsgemäß werden Hämoproteine getrennt bzw« gereinigt, indem eine hämoproteinhaltige lösung mit Imidazol oder einem Imidazolderivat t das an einen v/asserunlöslichen makromolekularen Träger gebunden ist, in Kontakt gebracht wird, die danach in der Lösung verbleibenden oder am Träger befindlichen Hämoproteine isoliert werden und danach ggf«. eine Regenerierung des Trägers erfolgt«. Als wasserunlösliche makromolekulare Träger dienen Biopolymere, vorzugsweise Polysaccharide oder synthetische Makromoleküle, vorzugsweise Kopolymer!sate auf der Basis der Methakrylsäureester, Das Imidazol oder sein Derivat ist direkt oder unter Zwischenschaltung von Spacern an den Träger gebunden« Anknüpfungsstellen sind der Ringstickstoff in 1-Stellung oder derThe invention is based on the object ^ the specific bioaffinity complex formation of proteins to imidazo! is or e exploit its derivatives, and to develop a suitable separation methods based on affinity chromatography "According to the invention hemoproteins are separated or" purified by a hämoproteinhaltige solvent with imidazole or an imidazole derivative t that is bound to a v / asserunlöslichen macromolecular carrier is brought into contact , which are then isolated in the solution remaining or on the carrier hemoproteins and thereafter if necessary. regeneration of the carrier takes place «. The water-insoluble macromolecular carriers are biopolymers, preferably polysaccharides or synthetic macromolecules, preferably copolymers based on the methacrylic acid esters. The imidazole or its derivative is bound to the carrier directly or with the intermediary of spacers. "Attachment sites are the ring nitrogen in the 1-position or

_ 3 —_ 3 -

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Ringkohlenstoff in 2- oder 4 (5)-Stellung des Imidazolrings. Die Realisierbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens ist insofern überraschend, da das Iraidazol bzw« seine Derivate keine physiologische Komplexpartner für Hämoproteine sind0 Die aus der Literatur bekannten'Stabilitätskonstanten, z» B. des Hämoglobin-Imidazöl-Komplexes, liegen an der internen Grenze, die für eine Affinitätschromatographie gefordert werden. Die Bildung und Stabilität dieser Komplexe hängt also weitgehend von der Natur der dem Eisen-protoporphyrin IX umgebenden Proteintasche aboRing carbon in the 2- or 4 (5) position of the imidazole ring. The feasibility of the method of the invention is surprising because the Iraidazol or "its derivatives are no physiological complex partner for Hemoproteins 0 The bekannten'Stabilitätskonstanten from the literature," as the hemoglobin Imidazöl complex, located at the internal border, which for an affinity chromatography is required. The formation and stability of these complexes thus largely depends on the nature of the protein pocket surrounding the iron protoporphyrin IX

Hierbei kam es darauf an, daß die Trägerfixierung des Imidazole bzw, seiner Derivate und die unspezifischen (hydrophoben) Wechselwirkungen des Trägermaterials mit dem Hämoprotein einen positiven Einfluß auf die Komplexbildung und Selektivität haben»It was important that the support fixation of the imidazole or its derivatives and the unspecific (hydrophobic) interactions of the support material with the hemoprotein have a positive influence on the complex formation and selectivity »

Die Herstellung dieser imidazölhaltigen Träger (IMD-Träger) erfolgt nach an sich bekannten Verfahren, Zur Realisierung der Erfindung sind die in WP 124 405 (M. Benes, Me Kühn, K. Pommerening) vorgeschlagenen IMD-Träger generell einsetzbar. Die hämoproteinhaltige Lösung wird bei pH 7 - 10, gegebenenfalls in Anwesenheit von Detergentien und/oder Glycerin, bei Temperaturen von 4 - 3O0C mit dem Träger in Kontakt gebrachte Im Falle der Abtrennung von Hämoglobin kann die Kontaktnahme auch bei geringfügig höherer Temperatur (bis 400C) erfolgen. Hierfür gibt es 2 Möglichkeiten: ;The preparation of these imidazole-containing carrier (IMD carrier) is carried out according to known methods, to implement the invention, the IMD carrier proposed in WP 124 405 (M. Benes, M e Kühn, K. Pommerening) are generally applicable. The hämoproteinhaltige solution at pH 7 - 10 optionally in the presence of detergents and / or glycerol, at temperatures of 4 - 3O 0 C brought into contact with the carrier in the case of the separation of hemoglobin the contact transfer can (even at a slightly higher temperature to 40 0 C). There are 2 options for this:;

a) Der Träger wird in die hämoproteinhaltige Lösung eingetragen und nach der für die Adsorption notwendigen Zeit, etwa 1 bis 24 Stunden durch Filtration wieder abgetrennt (Eintopfoder Batchverfahren)»a) The carrier is introduced into the hemoprotein-containing solution and after the time necessary for the adsorption, separated again by filtration for about 1 to 24 hours (one-pot or batch process) »

b) Der Träger befindet sich in einer Säule, auf die die proteinhalt ige Lösung aufgebracht wird (Säulenverfahren),b) the support is located in a column to which the proteinaceous solution is applied (column method),

Das Batchverfahren wird besonders vorteilhaft für Reinigungsoperationen eingesetzt, d0 he bei der Abtrennung von Verunreinigungen«, Das Säulenverfahren wird besonders vorteilhaft für Trennoperationen eingesetzt, wenn die Proteine unterschiedlich starkThe batch method is particularly advantageously employed for cleaning operations, i.e., 0 h e in the separation of impurities ", the column method is particularly advantageously used for separation operations, if the proteins to different extents

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aber nicht zu fest an den Träger gebunden werden. Die proteinhaltige Lösung wird bei einem pH von 7 bis 10, gegebenenfalls in Anwesenheit von Detergentien und/oder Glyzerin, bei Temperaturen von 4 - 300C, vorzugsweise bei Raumtemperatur, auf die Säule aufgebracht. Anschließend wird eluiert, wobei die Hämoproteine auf Grund der unterschiedlich festen Bindung zum Träger nacheinander in der Elutionsflüssigkeit erscheinen«, Die entsprechenden Fraktionen werden aufgefangen und die Isolierung des enthaltenen reinen Hämoproteins in an sich bekannter Weise durchgeführt«but not too tightly tied to the carrier. The protein-containing solution is applied at a pH of 7 to 10, optionally in the presence of detergents and / or glycerol, at temperatures of 4 - 30 0 C, preferably at room temperature, applied to the column. The elution is then carried out, the haemoproteins appearing successively in the elution liquid due to the different degrees of binding to the support. The appropriate fractions are collected and the isolation of the pure hemoprotein contained is carried out in a manner known per se.

Die IMD-Träger können nach ihrer Regenerierung .wiederholt eingesetzt werden«» Die Regenerierung erfolgt vorzugsweise durch Behandlung mit Harnstoff und einem Gemisch Pyridin/LTatronlaugej gegebenenfalls unter Zusatz von Dithionit oder durch pH-Änderung des Elutionspuffers· Das erfindungsgemäße Verfahren ist einfach durchzuführen und hat den Vorteil allgemeiner Anwendbarkeit« Die zu trennenden bzw* zu reinigenden Hämoproteine werden mit guten Ausbeuten und in hoher Reinheit erhalten. So wurde z« B. aus einem Hämoglobin AIyoglobin-Gemisch mit dem Säulenverfahren das Myoglobin chromatographisch rein in über 90 folger Ausbeute isoliert» Aus einem Zytochrom P-450/Zytochrom P-420-Gemisch wurde mit dem Batch-Verfahren Zytochrom P-420 bis 85 % des Ausgangswertes entfernte Vorteilhaft läßt sich das Verfahren auch für die Abtrennung von Hämoglobin aus biologischen Materialien (zo B0 hämolytischen Seren) anwenden. Je nach Verfahrensbedingungen werden dabei 40 - 100 % des vorhandenen Hämoglobins entfernt.The regeneration is preferably carried out by treatment with urea and a mixture of pyridine / LTatronlaugej optionally with the addition of dithionite or by changing the pH of the elution buffer. The inventive method is easy to carry out and has the Advantage of general applicability «The hemoproteins to be separated or cleaned * are obtained in good yields and in high purity. For example, from a hemoglobin AIyoglobin mixture using the column method, the myoglobin was isolated chromatographically pure in over 90 % yield. »From a cytochrome P-450 / cytochrome P-420 mixture was prepared using the batch method cytochrome P-420 to 85% of baseline remote Advantageously, the method can also for the separation of hemoglobin from biological materials (e.g. o 0 B hemolytic sera) apply. Depending on the process conditions, 40-100 % of the available hemoglobin is removed.

-5- I9 -9- I 9

Die Erfindung soll an einigen Beispielen erläutert werden, die jedoch die Erfindung nicht einschränken«The invention will be illustrated by a few examples which, however, do not limit the invention.

AusfUhrungsbeispiele · .EXAMPLES OF EXAMPLES.

Beispiel 1111 Example 11 1 1

1 g bzw«' 2 g des makroporösen IMD-Trägers mit Strulctureinheit1 g or 2 g of the macroporous IMD support with Structureinheit

der allgemeinen Formel I (siehe Anlage)of general formula I (see attachment)

(n = 1j2), hergestellt nach YvT 124 405, werden in Äthanol gequollenj mit Wasser und 0,1 M Phosphatpuffer, pH 7, gewaschen(n = 1j2), prepared according to YvT 124 405, are swollen in ethanol with water and 0.1 M phosphate buffer, pH 7

und in eine Säule gefüllt»and filled in a column »

1 ml einer O?53 mVal/1 Met Hb (Mensch)-Lösung^, pH-7, wird auf die Säule gegeben und anschließend mit dem Phosphatpuffer eluierte Die Konzentrationsbestimmung im Eluat ergibt eine1 ml of an O ? 53 mVal / 1 Met Hb (human) solution, pH-7, is added to the column and then eluted with the phosphate buffer. Concentration determination in the eluate gives a

Bindung des Hb an der Säule von 64 - 74 %o Binding of Hb to the column of 64-74 % o

(MetHb,= Methämoglobinj das Fe liegt im 3-wertigen Valenzzustand vor, Die Konzentrationsangaben beziehen sich immer auf das Fe (1 Mol = 4 Val/1),(MetHb, = methaemoglobin, the Fe is in the 3-valent valence state, the concentration data always refer to the Fe (1 mol = 4 Val / 1),

- 6· - 19 4299- 6 · - 19 4299

Die Bestimmung der Hb-Konzentration erfolgt über den CN-Komplex mit £' nm = 11 (bezogen auf Pe). Die Bindung des Hb undThe Hb concentration is determined via the CN complex with £ ' nm = 11 (relative to Pe). The binding of Hb and

der anderen Proteine an den Träger kann auch aus der Differenz der Absorption der Ausgangslösung und des Eluats bei 279 nm und/oder der Soretbande bestimmt werden. Innerhalb der Fehlergrenze ergeben die einzelnen Methoden übereinstimmende Werte. Beim Batch-Verfahreη (5 ml 0,1" mVal/1 MetHb-Lösung, 2 Stunden Inkubation bei .Raumtemperatur) werden bis zu 72% des angebotenen MetHb gebunden, ·of the other proteins to the support may also be determined from the difference in absorbance of the starting solution and eluate at 279 nm and / or the Soret band. Within the error limit, the individual methods yield matching values. In the batch process (5 ml 0.1 "mVal / 1 MetHb solution, 2 hours incubation at room temperature), up to 72% of the MetHb available is bound,

Beispiel 2Example 2

300 mg bzw, 750 mg I (η = 1,2) werden analog Beispiel 1 vorbehandelt und mit einem Puffer pH 9 (0,1 M NaHCO3-, 0,5 M NaCl) gewaschen. 5 ml einer 0,1 rnVal/l MetHb (Mensch)-Lösung im gleichen Puffer werden bei Raumtemperatur 3,5 Stunden im Kreislauf über die Säule gepumpt. Hierbei werden 77-80% des Hb gebunden.300 mg or 750 mg I (η = 1.2) are pretreated analogously to Example 1 and washed with a buffer pH 9 (0.1 M NaHCO 3 -, 0.5 M NaCl). 5 ml of 0.1 rnVal / l MetHb (human) solution in the same buffer are pumped at room temperature over the column for 3.5 hours. Hereby 77-80% of the Hb are bound.

Beispiel 3 , Example 3 ,

2 g NHg-gruppenhaltige Agarose (AH-Sepharöse) werden nach dem Quellen und Waschen mit einer 0,5 M NaCl-Lösung in 16 ml der NaClJ-Lösung suspendiert und 3,2 ml einer 25%igen Glutaraldehyd-Lösung zugegeben. Das Reaktionsgemisch wird 3 Stunden bei Raumtemperatur geschüttelt. Nach dem Waschen mit der 0,5 M NaCl-Lösung und Umpuffern auf pH. 9 (0,1 M NaHCO35 0,5 M NaCl) wird der Träger mit 16 ml einer 0,05 M Histamin-Losung in dem Puffer pH 9 3 Stunden bei Raumtemperatur geschüttelt.2 g NHg group-containing agarose (AH Sepharose) are suspended after swelling and washing with a 0.5 M NaCl solution in 16 ml of NaClJ solution and 3.2 ml of a 25% glutaraldehyde solution was added. The reaction mixture is shaken for 3 hours at room temperature. After washing with the 0.5 M NaCl solution and buffering to pH. 9 (0.1 M NaHCO 35 0.5 M NaCl), the support is shaken with 16 ml of a 0.05 M histamine solution in the buffer pH 9 for 3 hours at room temperature.

-R Π Γ 7 IQ 7 7 .· K Ί K\ O / '"-R Π Γ 7 IQ 7 7 · K Ί K \ O / '"

194 299194 299

Nach dem Waschen und Umpuffern auf pH 8 werden die überschüssigen Aldehydgruppen durch Umsetzung mit 16 ml einer 1 M Athanolamin-Lösung, pH 8, blockiert.After washing and buffering to pH 8, the excess aldehyde groups are blocked by reaction with 16 ml of a 1 M ethanolamine solution, pH 8.

5 ml einer 0,43 mVal/l MetHb'-Lösung im Puffer, pH S1 werden 2 Stunden bei Raumtemperatur mit dem IMD-Träger geschüttelt. Nach Abtrennen des Trägers sind 100% des angebotenen Hb adsorptiv am Träger gebunden,5 ml of a 0.43 meq / l MetHb 'solution in the buffer, pH S 1, are shaken for 2 hours at room temperature with the IMD support. After separation of the support, 100% of the Hb offered are adsorptively bound to the support,

Beispiel 4Example 4

Zu 1 g bzw«, 2 g analog Beispiel 1 ν or behände Item I (n = 2) werden 2,5 ml einer Lösung gegeben, die im Puffer pH 9To 1 g or 2 g analogously to Example 1 or container Item I (n = 2) are added 2.5 ml of a solution which in the buffer pH 9

(HemcM (0,1 M NaHGO3, 0,5 M NaCl) 0,04 mVal/1 MetHt/und 0,0LmM (HemcM (0.1 M NaHGO 3 , 0.5 M NaCl) 0.04 mVal / 1 MetHt / and 0.01 mlm

Humanserumalbumin (HSA) enthält. Unter ständiger Durchmischung (Rühren, Schütteln, Rotieren) wird die Lösung 2 Stunden bei Raumtemperatur mit dem IMD-Träger in Kontakt gebracht,, Nach Abtrennen des Trägers sind 80-90% des MetHb und nur 9-11% des HSA gebunden.Human serum albumin (HSA). With constant mixing (stirring, shaking, rotating), the solution is brought into contact with the IMD support for 2 hours at room temperature. After separation of the support, 80-90% of the MetHb and only 9-11% of the HSA are bound.

Die Konzentrationsbestimmung des HSA erfolgt^ mit einem Extinktionskoeffisienten £ ·\α = 7,15, das Molekulargewicht wird mit 66500 angenommen. Die Bindung des HSA an den Träger wird aus der UV-Absorption bei 279 nm unter Berücksichtigung der Hb-Absorption ermittelt»The determination of the concentration of HSA is carried out with an extinction coefficient ε · α = 7.15, the molecular weight is assumed to be 66500. The binding of the HSA to the support is determined from the UV absorption at 279 nm, taking into account the absorption of Hb »

Beispiel 5Example 5

Der makroporöse IMD-Träger der allgemeinen Formel I (n = 1, 300 mg; η = 2, 450 mg; η = 3, 550 mg) wird in einer Säule mit 0,1 M Phosphatpuffer, pH 7,3, der 0,3% Na-dodezylsulfat enthält, gewaschen. 1 ml eines Gemisches aus 1 Teil 0,53 mVal/l MetHb'- und 1 Teil 0,12 mM HSA-Lösung wird auf die Säule gegeben und mit dem Na-dodezylsulfat enthaltenden Puffer eluierte Über 90% des MetHb werden an den IMD-Träger gebunden»The macroporous IMD support of the general formula I (n = 1, 300 mg, η = 2.54 mg, η = 3, 550 mg) is dissolved in a column with 0.1 M phosphate buffer, pH 7.3, 0, 3% sodium dodecyl sulfate, washed. 1 ml of a mixture of 1 part of 0.53 meq / l and 1 part MetHb'- 0.12 mM HSA solution is added to the column and containing the Na-buffer eluted dodezylsulfat e About 90% of the MetHb be the IMD Bearer bound »

--6.0lZ.137 7 M) 7 !)i) V;;--6.0lZ.137 7 M) 7!) I) V ;;

-β- 19A299-β- 19A299

Beispiel 6 Example 6

Vollserum (Mensch) wird durch Zugabe von MetHb hämolytisch gemacht (0,4-2,9 mVal/1 MetHb) und mit 0,1 M NaHCO3-Puffer, pH 9-9,5, der 0,5 M KaCl enthält, verdünnt (1:10 - 1:11). 2,5 ml dieses hämolytischen Serums werden mit 500 mg des analog Beispiel 1 vorbehandelten I (n = 1,2) entweder 24 Stunden bei 4 C oder 2 Stunden bei Raumtemperatur unter ständiger Durchmischung in Eontakt gebracht. Nach Abtrennen des IMD-Trägers sind 39-59% des MetHb gebunden» Das Serum wird sofort gegen 0,1 M Phosphatpuffer, pH 7, dialysiert und durch Ultrafiltration konzentriert*Whole serum (human) is made hemolytic by adding MetHb (0.4-2.9 meq / 1 MetHb) and containing 0.1 M NaHCO 3 buffer, pH 9-9.5, containing 0.5 M KaCl. diluted (1:10 - 1:11). 2.5 ml of this hemolytic serum are brought into contact with 500 mg of the I (n = 1.2) pretreated analogously to Example 1, either for 24 hours at 4 ° C. or for 2 hours at room temperature, with constant mixing. After separation of the IMD support, 39-59% of the MetHb are bound »The serum is immediately dialyzed against 0.1 M phosphate buffer, pH 7, and concentrated by ultrafiltration *

Beispiel .7.Example .7.

Vollserum (Mensch) wird durch Zugabe von MetHb hämolytisch gemacht (0,4-3 mVal/1 MetHb) und mit 0,1 M Phosphatpuffer, pH 7,3, der 0,3% Na-dodezylsulfat enthält, verdünnt (1:10-1:11).Whole serum (human) is hemolyzed by addition of MetHb (0.4-3 meq / 1 MetHb) and diluted with 0.1 M phosphate buffer, pH 7.3, containing 0.3% Na dodecyl sulfate (1:10 -1: 11).

2^5 ml dieses Serums werden mit 500 mg I (n = 1,2) 2 Stunden bei Raumtemperatur und ständiger Durchmischung in Kontakt gebrachte Nach Abtrennen des IMD-Trägers sind 90-100% des MetHb gebunden. Das Serum wird sofort analog Beispiel 6 dialysiert und konzentriert«2 ^ 5 ml of this serum are contacted with 500 mg of I (n = 1.2) for 2 hours at room temperature with constant mixing. After separation of the IMD support, 90-100% of the MetHb are bound. The serum is immediately dialyzed and concentrated as in Example 6

Beispiel 8Example 8

2 g makroporöses Poly-glykolmethakrylat (Spheron 1000) werden nach bekannten Verfahren mit 400 mg BrCN aktiviert» Der aktivierte Träger wird bei pH 9$5 mit ,y^Mol Histamin umgesetzt. Die Desaktivierung der nicht umgesetzten Gruppen des Trägers erfolgt mit 5 ml einer 1 M Äthanolamin-Lösung, pH 8« Hämolytisches Vollserum (0,5 mVal/1 MetHb) wird analog Beispiel 7 verdünnt« 5 ml des Serums werden analog Beispiel 7 mit dem IMD-Träger in Kontakt gebracht. 65-78% des MetHb werden an den Träger gebunden©2 g of macroporous poly-glycol methacrylate (Spheron 1000) are activated by known methods with 400 mg of BrCN. The activated carrier is reacted at pH 9 $ 5 with, 1 mol of histamine. The deactivation of the unreacted groups of the carrier is carried out with 5 ml of a 1 M ethanolamine solution, pH 8 "hemolytic whole serum (0.5 meq / 1 MetHb) is diluted analogously to Example 7." 5 ml of the serum are analogous to Example 7 with the IMD Carrier brought into contact. 65-78% of the MetHb are bound to the carrier ©

7 -v Ii 7<) l)V #x 7 -v Ii 7 <) l ) V #x

ϊ 9 4 2 9 9-ϊ 9 4 2 9 9-

Beispiel 9Example 9

3,0 g IMD-Träger mit der Struktureinheit der allgemeinen Formel I (n = 1,2) werden in einer Säule bei Raumtemperatur mit 0,1 M Puffer f?H 8 äquilibriert« 1 ml eines Gemisches aus Hämoglobin(Rind)/Myoglobin(Rind) (Hämoproteinkonzentration 0,4 - 0,5 m Val/l) wird auf die Säule gegeben und anschließend mit dem Puffer pH 8 über einen Fraktionssammler eluiert«, Die gelchromatographische Untersuchung der proteinhaltigeη Fraktionen zeigt, daß beim Einsatz des IMD-Trägers (n = 2) rdines Myoglöbin eluiert wird und im Falle η = 1 das Myo-. globin im Vergleich zum Hämoglobin stark angereichert ist»3.0 g of IMD support having the structural unit of general formula I (n = 1.2) are equilibrated in a column at room temperature with 0.1 M buffer for 8 ml of a mixture of hemoglobin (bovine) / myoglobin (Bovine) (hemoprotein concentration 0.4-0.5 mVal / l) is added to the column and then eluted with the buffer pH 8 via a fraction collector. The gel chromatographic examination of the protein-containing fractions shows that when using the IMD support (n = 2) and myogloebin is eluted, and in the case of η = 1 the myo-. globin is highly enriched compared to hemoglobin »

Beispiel 10Example 10

10-11 ml gequollener IMD-Träger mit der Struktureinheit der allgemeinen Formel II (siehe Anlage) werden in einer Säule bei Raumtemperatur oder 40C mit 0,1 M Puffer pH 8 äquiiibriert. 1 ml eines Gemisches aus Hämoglobin/Myoglobin (Rind) (Konzentration je Hämoprotein) wird auf die Säule gegeben und 0,25 m Val/l anschließend mit dem pH 8 Puffer über einen Fraktionssammler eluiert.10-11 ml of swollen IMD support with the structural unit of the general formula II (see Appendix) are equilibrated in a column at room temperature or 4 0 C with 0.1 M buffer pH 8. 1 ml of a mixture of hemoglobin / myoglobin (bovine) (concentration per hemoprotein) is added to the column and 0.25 mVal / l is then eluted with the pH 8 buffer via a fraction collector.

Im Eluat werden über 90% des Myoglobins in gelchromatographisch reiner Form zurückgewonnen. Das Hämoglobin wird entweder vollständig an dem Träger adsorbiert (Raumtemperatur) oder erst bei sehr hohen Volumina teilweise eluiert.In the eluate over 90% of myoglobin are recovered in gelchromatographisch pure form. The hemoglobin is either completely adsorbed on the support (room temperature) or partially eluted only at very high volumes.

Beispiel 11Example 11

100 mg bzw. 1 ml gequollener IMD-Träger' der allgemeinen Formel I und II werden mit 0,1 M Phosphat-Puffer pH 7,25, 20% Glyzerin, 1(2) mM EDTA äquilibriert..1 ml mikrosomales Zytochrom P-450 aus Kaninchenleber (Konz. 80-150 /UM) mit 13-36% Zytochrom P-420 in dem Puffer der §usammensetzung:100 mg or 1 ml of swollen IMD carrier of the general formula I and II are equilibrated with 0.1 M phosphate buffer pH 7.25, 20% glycerol, 1 (2) mM EDTA. 1 ml microsomal cytochrome P-1. 450 from rabbit liver (conc. 80-150 / UM) with 13-36% cytochrome P-420 in the buffer of the composition:

~5.utZ.1377 *~ 5.utZ.1377 *

-· 10 -- · 10 -

1 S A 2 9 91 S A 2 9 9

'.0,1 M Phosphat, pH 79 25, 1 mM Dithioerythrit, maximal 6% J Ua-cholat, gegebenenfalls 20% Glyzerin wird zugegeben und die Probe 18 Stunden bei 40C oder 2 Stunden bei Raumtemperatur geschüttelt. Im Eluat ist der Gehalt an Zytochrom P-420 bis zu 87% des Ausgangswertes erniedrigt.'.0.1 M phosphate, pH 7 9 25, 1 mM dithioerythritol, maximum 6% J Ua cholate, optionally 20% glycerol is added and the sample for 18 hours at 4 0 C or 2 hours shaking at room temperature. In the eluate, the content of cytochrome P-420 is reduced to 87% of the initial value.

Beispiel 12Example 12

11 ml (2 g) gequollener IMD-Träger der Formel I (η = 1) werden in einer Säule bei Raumtemperatur mit pH 9 Puffer (0,1 M Borat, 0,5 M WaCl) äquilibriert. 1 ml eines Gemisches aus Katalase (Rind)/Methämoglobin(Rind) mit einer Konzentration von 34 /U-M bzw, 50 M Val/1 wird auf die Säule gegeben und anschließend mit dem Puffer über einen Fraktionssammler eluiert.11 ml (2 g) of swollen IMD-carrier of the formula I (η = 1) are equilibrated in a column at room temperature with pH 9 buffer (0.1 M borate, 0.5 M WaCl). 1 ml of a mixture of catalase (bovine) / methemoglobin (bovine) with a concentration of 34 / UM or, 50 M Val / 1 is added to the column and then eluted with the buffer through a fraction collector.

Nach Konzentrierung der proteinhaltigen Fraktionen konnten über 70% gelchromatographisch reiner Katalase wiedergewonnen werden.After concentration of the protein-containing fractions, more than 70% of pure catalase could be recovered by gel chromatography.

Regenerierung der IMD-Träger Beispiel 13 Regeneration of the IMD Carrier Example 13

Die Regenerierung der hämoglobinbeladenen IMD-Träger erfolgt durch mehrstündige Inkubation mit 6 M Harnstoff, Waschen mit Wasser und einem Gemisch aus Pyridin und 0,1 M NaOH (1:4), gegebenenfalls unter Zugabe von Dithionit. Nach mehr als 10-facher Regenerierung ist kein sichtbarer Verlust der Hb-Bindungsfähigkei.t zu beobachten» Auf dem gleichen Wege kann eine generelle Regenerierung der proteinbeladenen Träger erfolgenThe regeneration of the hemoglobin-loaded IMD carrier is carried out by incubation for several hours with 6 M urea, washing with water and a mixture of pyridine and 0.1 M NaOH (1: 4), optionally with the addition of dithionite. After more than 10-fold regeneration, no visible loss of Hb-binding capacity is observed. "In the same way, a general regeneration of the protein-loaded carriers can take place

Bei Waschen der beladenen IMD-Träger mit einem Puffer, , wird Hb ebenfalls vom IMD-Träger teilweise eluierto When washing the loaded IMD carrier with a buffer, Hb is also partially eluted by the IMD carrier o

. des Trägers erfolgte, the carrier took place

2, Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Gegenwart von Detergentien gearbeitet wird«2, method according to item 1, characterized in that working in the presence of detergents «

3# Verfahren nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elution bei einem pH von 7 - 10 in Anwesenheit von Detergentien und gegebenenfalls Glycerin bei Temperaturen von 4 - 3O0C erfolgt.3 # Method according to item 1 and 2, characterized in that the elution at a pH of 7 - 10 in the presence of detergents and optionally glycerol at temperatures of 4 - 3O 0 C.

4« Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regenerierung der Imidazolgruppen enthaltenden Träger durch Abspaltung des Hämoproteins durch Behandlung mit Harnstoff und einem Gemisch PyridinATatronlauge, gegebenenfalls unter Zusatz von Dithionit oder durch pH-Änderung des EIutionspuffers erfolgt.4 «method according to item 1, characterized in that the regeneration of the imidazole-containing carrier by cleavage of the hemoprotein by treatment with urea and a mixture PyridinATatronlauge, optionally with the addition of dithionite or by changing the pH of the EIutionspuffers.

Hierzu tSeite FormelnFor this purpose, page formulas

Formel I n = 1-3Formula I n = 1-3

Tr-0-σ-ΗΗ-( CH2) n-N=CH-( CH2 )m-CH=lT-CH2--CH2 Tr-O-σ-ΗΗ- (CH 2 ) n -N = CH- (CH 2 ) m -CH = lT-CH 2 --CH 2

Formel II: Tr = Polyglykolmethakrylat (Spheron),Formula II: Tr = polyglycol methacrylate (Spheron),

Polysaccarid (Agarose) n. = 2 - 10 , . CDPolysaccharide (agarose) n. = 2 - 10,. CD

m = 3 . 4Nm = 3. 4N

fO CO CDfO CO CD

Claims (1)

194299 -^-194299 - ^ - 1, Verfahren-zur Trennung bzw. Reinigung yon Hämoproteinen, dadurch gekennzeichnet, daß eine hämoprοteinhaltige Lösung mit dem trägerfixierten Imidazol bzw, Imidazolderivat der Formeln I oder II bei einem pH von 7-10 bei Temperaturen von 4 - 3O0G im Säulen- oder Eintopfverfahren (Batch-Verfahren) in Kontakt gebracht wird, anschließend die in der Lösung verbleibenden oder am Träger befindlichen Hämoproteine isoliert werden und danach ggfo eine Regenerierung1, process for the separation or purification of hemoproteins, characterized in that a haemoproteine-containing solution with the carrier-fixed imidazole or imidazole derivative of the formulas I or II at a pH of 7-10 at temperatures of 4 - 3O 0 G in the column or One-pot process (batch process) is brought into contact, then the remaining in the solution or on the carrier hemoproteins are isolated and then optionally o regeneration
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1987000177A1 (en) * 1985-06-26 1987-01-15 Hemosol Inc. Purification of hemoglobin and modified hemoglobin by affinity chromatography

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