DD286819A5 - METHOD OF GENERATING THE RECOMBINANT CAPSIDAL STRUCTURE HBCAG DELTA-HIVGP41 (78-129), WHICH SHOWS THE COREANTIGEN OF THE HEPATITIS B VIRUS WITH THE EPITOP HIVGP41 EXPOSED TO ITS SURFACE (78-129) - Google Patents
METHOD OF GENERATING THE RECOMBINANT CAPSIDAL STRUCTURE HBCAG DELTA-HIVGP41 (78-129), WHICH SHOWS THE COREANTIGEN OF THE HEPATITIS B VIRUS WITH THE EPITOP HIVGP41 EXPOSED TO ITS SURFACE (78-129) Download PDFInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung der rekombinanten Kapsidstruktur HBcAgd-HIVgp41 (78-129), die das Coreantigen des Hepatitis B-Virus mit dem an seiner Oberflaeche exponierten Epitop HIVgp41 (78-129) darstellt. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dasz das Fragment des env-Gens von HIV 1, bezeichnet als HIVgp41 (78-129), mit einer Laenge von 153 Basenpaaren (Bp) in den Restriktionsort Cla I des Vektorplasmids pHBc 1615 unter Bildung des rekombinanten Gens HBcAgd-HIVgp41 (78-129) eingebaut wird. Dabei geht infolge einer Deletion im Vektroplasmid die kodierende Sequenz fuer den C-terminalen Teil des HBcAg verloren, so dasz die Termination der Translation unmittelbar nach dem Epitop HIVgp41 (78-129) stattfindet. Den Produzentenstamm des HBcAgd-HIVgp41 (78-129) erhaelt man durch Transformation von E. coli K802-Zellen mit rekombinanter Plasmid-DNA pHIV 41-9. Dieser Produzentenstamm ermoeglicht die Herstellung der rekombinanten Kapsidstruktur HBcAgd-HIVgp41 (78-129), die das Coreantigen des Hepatitis B-Virus mit dem an seiner Oberflaeche exponierten Epitop HIVgp41 (78-129) darstellt.{Kapsid; Coreantigen; Hepatitis B-Virus; Humanes Immundefizienzvirus; Transmembranprotein; Epitop; rekombinante DNA; Gentechnik; Escherichia coli; Virusdiagnostik; Vakzine}The invention relates to a process for the production of the recombinant capsid structure HBcAgd-HIVgp41 (78-129), which represents the coreantigen of the hepatitis B virus with the surface-exposed epitope HIVgp41 (78-129). The essence of the invention is that the fragment of the env gene of HIV 1, designated HIVgp41 (78-129), with a length of 153 base pairs (bp) in the restriction site Cla I of the vector plasmid pHBc 1615 to form the recombinant gene HBcAgd-HIVgp41 (78-129) is incorporated. Due to a deletion in the vector plasmid, the coding sequence for the C-terminal part of the HBcAg is lost so that the termination of the translation takes place immediately after the epitope HIVgp41 (78-129). The producer strain of HBcAgd-HIVgp41 (78-129) is obtained by transformation of E. coli K802 cells with recombinant plasmid DNA pHIV 41-9. This producer strain makes it possible to produce the recombinant capsid structure HBcAgd-HIVgp41 (78-129), which represents the core antigen of the hepatitis B virus with the surface epitope HIVgp41 (78-129). {Kapsid; Core antigen; Hepatitis B virus; Human immunodeficiency virus; Transmembrane protein; epitope; recombinant DNA; genetic engineering; Escherichia coli; Diagnostic Virology; Vaccine}
Description
Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing
Die Erfindung betrifft die rekombinante Kapsidstruktur HBcAgA-HIVgp41 (78-129), dio das Coreantigen des Hepatitis-B-Virus mit dem an seiner Oberfläche exponiorten Epitop HIVgp41 (7C 129) darstellt.The invention relates to the recombinant capsid structure HBcAgA-HIVgp41 (78-129), which represents the core antigen of the hepatitis B virus with the epitope HIVgp41 (7C 129) which is more highly exponentiated on its surface.
Es sind rekombinante Strukturen bekannt, welche Epitope des Transmembranproteins gp41 des HIV 1 tragen, und auf der Grundlage von bakteriellen Proteinen gewonnen werden, aber keine kapsidbildenden Fähigkeiten besitzen (1-5). Ihr Nachteil besteht in einer geringen Immunogenität, dio dadurch verursacht wird, daß die eingefügten Epitope nicht ihre native Konformation besitzen. Ein weiteres Hindernis für den Einsatz solcher Proteine als Vakzine ist der hohe Anteil von bakteriellem i'rotein.Recombinant structures are known which carry epitopes of the transmembrane protein gp41 of HIV 1 and are derived on the basis of bacterial proteins but have no capsid-forming abilities (1-5). Their disadvantage consists in a low immunogenicity, which is caused by the fact that the inserted epitopes do not have their native conformation. Another obstacle to the use of such proteins as vaccines is the high proportion of bacterial i'rotein.
Rekombinante Kapsidstrukturen, die Proteinepitope des HIV 1 tragen, unter anderem des gp41, sind nicht bekannt.Recombinant capsid structures carrying HIV 1 protein epitopes, including gp41, are unknown.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Das Ziel der Erfindung besteht darin, rekombinante Kapsidstrukturen mit hoher Immunogenität und großen Ausbeuten kostengünstig herzustellen.The aim of the invention is to inexpensively produce recombinant capsid structures with high immunogenicity and high yields.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Aufgabe der Erfindung ist die Gewinnung rekombinanter Kapsidstrukturen, die das Coreantigen des Hepatitis-B-Virus mit dem an seiner Oberfläche exponierten Epitop HIVgp41 (78-129) darstellen, und die Schaffung eines Produzontonstammüs für solche Strukturen.The object of the invention is to obtain recombinant capsid structures representing the core antigen of the hepatitis B virus with the epitope HIVgp41 (78-129) exposed on its surface, and to provide a produceront stem for such structures.
Diese Aufgabenstellung wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, laß im Ergebnis dor Konstruktion des rokombinnnten Gens HBcAgA-HIVgp41 (78-129), welches die Synthese des entsprechenden Proteins \odiert, und des Exprossionsplasmids pHIV 41-9 ein Produzentenstamm erhalten wird (E. coli/pHIV41-9), der die Produktion der rekombinanten Kapsidstruktur HBcAgA-HIVgp 41 (78-129) mit einem Anteil von 0,4% am Gesamtprotein von E. coli sichert.This problem is solved according to the invention, as a result of the construction of the rokomininnnten gene HBcAgA-HIVgp41 (78-129), which \ 's the synthesis of the corresponding protein, and the Proprssionsplasmids pHIV 41-9 a producer strain is obtained (E. coli / pHIV41 -9), which ensures the production of the recombinant capsid structure HBcAgA-HIVgp 41 (78-129) in a proportion of 0.4% of the total protein of E. coli.
Das rekombinanto Plasmid pHIV41-9, dosson Konstruktionsschema in Fig. 1 dargestellt ist, besteht aus folgenden Elementen:The recombinant plasmid pHIV41-9, dosson construction scheme is shown in Fig. 1, consists of the following elements:
- DMA des Plasmids pHBc 1615 (6), einer Variante des Plasmids pHBc 3, welche das Gen des HBcAg mit einem optimierten Initiationsbereich für die Translation enthält (7), und ein mutiertes Gen des HBcAg, das einen Polylinker-Einschub im Kodon fur die 144. Aminosäure hat, der für den Einbau von Fremdabschnitten in diesem Bereich vorgesehen ist, besitzt; Länge 6700Bp- DMA of the plasmid pHBc 1615 (6), a variant of the plasmid pHBc 3, which contains the gene of HBcAg with an optimized translation initiation region (7), and a mutant gene of HBcAg, which has a polylinker insert in the codon for the 144. has amino acid, which is intended for the incorporation of foreign parts in this area, has; Length 6700bp
- Fragment dos HIV 1-Genoms, isoliert aus dem Plasmid pBH 10 (8), welches dem Abschnitt zwischen den Restriktionsorten Sau 3A;.« und Hind III entspricht und den Bereich des gp41 (78-129) kodiert; Länge 153BpFragment of the HIV 1 genome isolated from the plasmid pBH 10 (8), which corresponds to the section between the restriction sites Sau 3A, and Hind III and encodes the region of gp41 (78-129); Length 153bp
Die Größüdes Plasmids beträgt 6900Bp, das Molekulargewicht 4,41 MD.The size of the plasmid is 6900 bp, the molecular weight is 4.41 MD.
- Gen HBcAgA-HIVgp41 (78-129), das die Synthese des Endprodukts gewährleistet,Gene HBcAgA-HIVgp41 (78-129), which ensures the synthesis of the final product,
- Gen bla, welches eine Ampizillin-Resistens verleiht.- Gene bla, which gives an ampicillin resist.
rekombinanton Gens HBcAgA-HIVgp41 (78-129) eingebaut wird. Dabei geht infolge einer Deletion im Vektorplasmid diekodierende Sequenz für den C-terminalen Teil des HBcAg verloren, so daß die Termination der Translation unmittelbar nach demRecombinant gene HBcAgA-HIVgp41 (78-129) is incorporated. Due to a deletion in the vector plasmid, the coding sequence for the C-terminal part of the HBcAg is lost, so that the termination of the translation immediately after the
rekombinanter Plasmid-DNA pHIV 41 -9.recombinant plasmid DNA pHIV 41 -9.
Kohlenwasserstoffe, als Stickstoffquelle sowohl Mineralsalze als auch organische Verbindungen in Form von Pepton, Trypton und Aminosäuren eingesetzt.Hydrocarbons, used as nitrogen source both mineral salts and organic compounds in the form of peptone, tryptone and amino acids.
Anwesenheit von Plasmid-DNA im Zellstamm wird durch Kontrolle der Ampizillin-Resistonz bestätigt, außerdem durch die Gewinnung und Analyse von Plasmid-DNA.Presence of plasmid DNA in the cell strain is confirmed by control of ampicillin resistence, as well as recovery and analysis of plasmid DNA.
Der Zellstamm ist in der Kollektion des Zentralmuseums industrieller Mikroorganismen der UdSSR unter der Nummer WKPMW4971 deponiert.The cell strain is deposited in the collection of the Central Museum of Industrial Microorganisms of the USSR under the number WKPMW4971.
1. Konstruktion rekombinanter Plasmid-DNA pHIV 41-91. Construction of Recombinant Plasmid DNA pHIV 41-9
2μρ des Plasmids pHBc 1615, nach Standardmethoden gewonnen, spaltet man mit 4 Einheiten der Restriktase CIa I in 2SpI der2μρ of the plasmid pHBc 1615, obtained according to standard methods, is cleaved with 4 units of the restrictase CIa I in 2SpI of
15 Minuten bei C5°C. Das Auffüllen der überhängenden Endon erfolgt in 100μΙ dor Lösung B (5OmM Tris-HCI, pH 7,5; 1OmM15 minutes at C5 ° C. The overhanging endon is filled in 100 μl of solution B (50 mM Tris-HCl, pH 7.5; 10 mM
aus E. coli (Klenow-Fragment) im Laufe einer Stunde bei 120C. Nach Reinigen im Agarosegel (auf DE-81 Papier), nach bekannterfrom E. coli (Klenow fragment) in the course of one hour at 12 0 C. After purification in agarose gel (on DE-81 paper), according to known
20pg des Plasmids pSS 3,8, welches das Fragment SaI IUH-Sac Igtsi dos HIV 1-Genoms trägt, werden mit 50 Einheiten der20pg of the plasmid pSS 3.8, which carries the fragment SaI I UH -Sac Igtsi dos HIV 1 genome, with 50 units of the
das Fragmentgemisch auf ein 1 %iges Agarosegel aufgetragen. Das Fragment BgI H7198-BgI Hm28 mit dem Molekulargewicht von0,51 MD (Größe 1430 Bp) extrahiert man aus dem Agarosegel in leichtschmelzender Agarose (DNA2).the fragment mixture is applied to a 1% agarose gel. The fragment Bgl H 7198 -Bgl Hm 28 with the molecular weight of 0.51 MD (size 1430 bp) is extracted from the agarose gel in light melting agarose (DNA2).
5pg DNA2 spaltet man mit 10 Einheiten Sau 3A und 10 Einheiten Hind IM in 20μΙ der Lösung A im Laufe von 2 Stunden bei 379C.5pg DNA2 was cleaved with 10 units of Sau 3A, and 10 units of Hind IM in 20μΙ the solution A in the course of 2 hours at 37 C. 9
beschrieben, auf (DNA3).described on (DNA3).
0,1 Mg DNA I und 0,05Mg DNA 3 verbindet man mit Hilfe von 10 Einheiten T4-DNA-Ligase in 1OmI der Lösung B bei Zugabo von1OmM DTT und 5OmM ATP bei einer Inkubationszeit von 12 Stunden bei4"C.0.1 μg of DNA I and 0.05 μg of DNA 3 are combined by means of 10 units of T 4 DNA ligase in 10 μl of solution B with addition of 1 mM DTT and 5 mM ATP with an incubation time of 12 hours at 4 ° C.
5 χ 109 Zellen/ml), zugegeben, um die rekombinanten Plasmid-DNAs zu transformieren.5 x 10 9 cells / ml) was added to transform the recombinant plasmid DNAs.
2. Transformation des erflndungsgemlßen Plasmids In einen Produzenttnstamm2. Transformation of the Inventive Plasmid Into a Production Strain
Don Produzontenstamm erhält man durch Transformation von E.coii K802 mit dem rekombinanton Plasmid pH IV41-9. Dio Zellen worden in M9-Medium mit Zusatz von 10g/l Kasaminsauren, 2g/l Glukose und 0,02g/l Ampizillin bis zu einer optischen Dichte von OD140 4-5 kultiviert. Die Zellen werden durch Zentrifugation gesammelt und im dreifachen Volumen eines Puffers lysiert, der 0,05 M Tris-HCI, pH8,0,0,15MNaCI, 0,1% Triton X100,0,005MEDTA und 3mg/mlLysozym enthält. Nach 30minütiger Inkubation bei 4CC worden dio Zellen einem dreimaligen Frieren/Tauen ausgesetzt. Anschließend werden Desoxyribonukleaso und MgCIj bis zu Endkonzentrationen von 20Mg/ml bzw. 1OmM zugegeben und bei 40C nochmals 30 Minuten inkubiert. Das Lysat wird 30 Sekunden mit Ultraschall behandelt und dann zentrifugiert (10000g, 4°C). Das rekombinante Protein HBcAgA-HIVgp41 (78-129) wird wie folgt gereinigt:Don producer strain is obtained by transformation of E. coli K802 with the recombinant plasmid pH IV41-9. Dio cells were cultured in M9 medium supplemented with 10 g / L casamine acids, 2 g / L glucose and 0.02 g / L ampicillin to an optical density of OD 140 4-5. The cells are collected by centrifugation and lysed in three volumes of a buffer containing 0.05 M Tris-HCl, pH 8.0, 0, 15 MNaCl, 0.1% Triton X100, 0.005 MEDTA and 3 mg / ml lysozyme. After 30 minutes incubation at 4 C C has been subjected to a three-times freezing / thawing dio cells. Subsequently Desoxyribonukleaso and MgCIj up to final concentrations of 20 mg / ml and 1OmM added and incubated for another 30 minutes at 4 0 C. The lysate is sonicated for 30 seconds and then centrifuged (10000g, 4 ° C). The recombinant protein HBcAgA-HIVgp41 (78-129) is purified as follows:
Das Lysat wird mit Ammoniumsulfat fraktioniert. HBcAgA-HIVgp41 (78-129) wird durch 30% Sättigung mit Ammoniumsulfat gefällt. Das Pellet wird gesammelt und gelöst in 0,04 M Natriumphosphat, pH 8,0,0,15 M NaCI, 0,1 % Triton X 100, bis zu einer Endkonzentration des Prouins von 25-50mg/ml. 6-7 ml dieser Lösung trägt man auf eine SepharoseCI4B-Säule(2,1 χ 75cm) auf, die mit dem gleichen Puffer (nur ohno Triton X 100) ausgeglichen wurdo. Die Fraktionen mit HBcAg-Aktivität (siehe unten) sammelt man und verwendet sie sofort oder nach Konzentrierung durch nochmalige Fällung mit 50% Ammoniumsulfat.The lysate is fractionated with ammonium sulfate. HBcAgA-HIVgp41 (78-129) is precipitated by 30% saturation with ammonium sulfate. The pellet is collected and dissolved in 0.04 M sodium phosphate, pH 8.0, 0, 15 M NaCl, 0.1% Triton X 100, to a final concentration of the proin of 25-50 mg / ml. 6-7 ml of this solution is applied to a column of Sepharose CI4B (2.1 x 75 cm), which was balanced with the same buffer (only without Triton X 100). The fractions with HBcAg activity (see below) are collected and used immediately or after concentration by repeated precipitation with 50% ammonium sulfate.
Die Charakterisierung der erfindungsgemäßen Kapsidstruktur wird wie folgt vorgenommen:The characterization of the capsid structure according to the invention is carried out as follows:
Bettlmr lung der HBcAg-Aktlvltat mittels radialer Immundiffutlon (RID)Treatment of HBcAg Aktlvltat by means of radial immunodiffusion (RID)
Den HBcAg-Titer bestimmt man mit Hilfe der radialen Immundiffusion nach Ouchterlony. Dafür bereitet man eine Verdünnungsreihe (1:2\ η s 1) des Zellysats und titriert gegen anti-HBc-Antikörper des Menschen.The HBcAg titer is determined by radial immunodiffusion according to Ouchterlony. For this purpose prepare a dilution series (1: 2 \ η s 1) of the cell lysate and titrated against human anti-HBc antibodies.
Als Standard verwendet man gereinigten HBcAg aus rekombinanten Bakterien (1 mg/ml). Die Ergebnisse der Titration der HBcAg-Aktivität mittels RID sind in der Tabelle 1 aufgeführt.As a standard, purified HBcAg from recombinant bacteria (1 mg / ml) is used. The results of the titration of HBcAg activity by RID are shown in Table 1.
Synthese von HBcAgA-HIVgp41 (78-129) in E. coli K802-Zellen, die rekombinante Plasrnid-DNA pHIV 41-9 tragenSynthesis of HBcAgA-HIVgp41 (78-129) in E. coli K802 cells carrying recombinant plasmid DNA pHIV 41-9
Stamm ODiM Titer im Protein HBcAg Ertrag desStrain OD iM titer in protein HBcAg yield of
RID mg/ml mg/ml Produkts (%)RID mg / ml mg / ml product (%)
E.CONK802 4,0 1:2 15,0 0,06 0,4E.CONK802 4.0 1: 2 15.0 0.06 0.4
Bestimmung dergp4VAktivltlt mittels ImmunbSottlngDetermination of gp4Vactivation by immunoblotting
Für das Immunoblotting resuspendiert man die Zellen (6mg) in 100μΙ Probenpuffer nach Laemmli, der 2% SDS und 2% ß-Mercaptoäthanol enthält, und lysiort durch 2minütiges Erhitzen im kochenden Wasserbnd. Die erhaltenen Lysate (2-4mg/ml Protein)trägtmanaufeinGradienten-Polyacrylamidgel(12-18%)auf(Größe150mm χ 150mm χ 0,75mm). Die Elektrophorese wird 15 Stunden bei einer Stromstärke von 7 mA durchgeführt.For immunoblotting, cells (6 mg) are resuspended in 100 μl Laemmli sample buffer containing 2% SDS and 2% β-mercaptoethanol and lysed by heating in the boiling water bath for 2 minutes. The obtained lysates (2-4 mg / ml protein) are applied to a gradient polyacrylamide gel (12-18%) (size 150mm χ 150mm χ 0.75mm). The electrophoresis is carried out for 15 hours at a current of 7 mA.
Nach der Elektrophorese überträgt man die Proteine auf Nitrozellulose HAWP. Die Filter werden mit dem humanen monoklonalen anti-gp41-Antikörper 3D6 in einer Verdünnung von 1:500 in T8S-Puffer (5OmM Tris-HCI, pH 7,8,15OmM NaCI, 0,1 % Triton X 100,1 % BSA) 15 Stunden bei 200C inkubiert. Nach dreimaligem Waschen in TBS-Puffer inkubiert man die Filter 2 Stunden bei 200C mit dem Peroxidase-markierten Konjugat der Antikörper gogen humanes Immungobulin (Verdünnung 1:16).After electrophoresis, the proteins are transferred to nitrocellulose HAWP. The filters are incubated with the human monoclonal anti-gp41 antibody 3D6 at a dilution of 1: 500 in T8S buffer (50 mM Tris-HCl, pH 7.8, 15 mM NaCl, 0.1% Triton X 100.1% BSA). Incubated for 15 hours at 20 0 C. After washing three times in TBS-buffer by incubating the filters for 2 hours at 20 0 C with the peroxidase-labeled conjugate of antibodies gogen human Immungobulin (dilution 1:16).
Die Filter spült man mit TBS-Puffer (3-5mal) und entwickelt mit Diaminobenzidin.The filters are rinsed with TBS buffer (3-5 times) and developed with diaminobenzidine.
Die Zellysate des Produzentenstammes weisen dabei das Auftreten spezifischer Färbunijszonen auf, welche einem Protein mit einem Molekulargewicht von 21 kD (Länge 200 Aminosäuren) entsprechen, was in Übereinstimmung mit dem Konstruktionsschema in Figur 1 steht. Die Kontrollysate von E. coli K802-Zellen (pHBc 3) weisen solche Zonen nicht auf.The cell lysates of the producer strain thereby show the occurrence of specific staining zones which correspond to a protein having a molecular weight of 21 kD (length 200 amino acids), which is in accordance with the construction scheme in FIG. The control rate of E. coli K802 cells (pHBc 3) does not show such zones.
Claims (3)
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