DD292927A5 - METHOD FOR THE PRODUCTION OF THE RECOMBINANT CAPSIDAL STRUCTURE HBCAG DELTA-PRES2 / ADW, WHICH CONSTITUTES THE COREANTIGEN OF HEPATITIS B VIRUS WITH THE EPITOPE HBVPRES2 / ADW EXPOSED TO ITS SURFACE - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung der rekombinanten Kapsidstruktur HBcAgD-preS2/adw, die das Coreantigen des Hepatitis B-Virus mit dem an seiner Oberflaeche exponierten Epitop HBVpreS2/adw darstellt. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dasz das Fragment des S-Gens des Hepatitis B-Virus, Subtyp adw, bezeichnet als preS2/adw mit einer Laenge von 180 Basenpaaren (Bp) in den Restriktionsort Cla I des Vektorplasmis pHBc 1615 unter Bildung des rekombinanten Gens HBcAgD-presS2/adw eingebaut wird. Den Produzentenstamm des HBcAgD-presS2/adw erhaelt man durch Transformation von E. coli K802-Zellen mit rekombinanten Plasmid-DNA pHBV 32-46. Dieser Produzentenstamm ermoeglicht die Herstellung der rekombinanter Kapsidstruktur HBcAgD-presS2/adw, die das Coreantigen des Hepatitis B-Virus (HBV) mit dem an seiner Oberflaeche exponierten Epitop preS2/adw darstellt.{Kapsid; Coreantigen; Hepatitis B-Virus; preS2-Region; Epitop; rekombinante DNA; Gentechnik; Escherichia coli; Virusdiagnostik; Vakzine}The invention relates to a method for the production of the recombinant capsid HBcAgD-preS2 / adw, which represents the core antigen of the hepatitis B virus with the epitope HBVpreS2 / adw exposed on its surface. The essence of the invention is that the fragment of the S gene of the hepatitis B virus, subtype adw, referred to as preS2 / adw with a length of 180 base pairs (bp) in the restriction site Cla I of the vector plasmid pHBc 1615 to form the recombinant Gens HBcAgD-presS2 / adw is incorporated. The producer strain of HBcAgD-presS2 / adw is obtained by transformation of E. coli K802 cells with recombinant plasmid DNA pHBV 32-46. This producer strain makes it possible to produce the recombinant capsid structure HBcAgD-presS2 / adw, which represents the hepatitis B virus (HBV) core antigen with the preS2 / adw epitope exposed on its surface {Kapsid; Core antigen; Hepatitis B virus; preS2 region; epitope; recombinant DNA; genetic engineering; Escherichia coli; Diagnostic Virology; Vaccine}
Description
Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft die rekombinante Kapsidstruktur HBcAg Δ-preS2/adw, die das Coreantigen des Hepatitis B-Virus mit dem an seiner Oberfläche exponierten Epitop HBVpreS 2/adw darstellt.The invention relates to the recombinant capsid structure HBcAg Δ-preS2 / adw, which represents the core antigen of the hepatitis B virus with the epitope HBVpreS 2 / adw exposed on its surface.
Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art
Die Möglichkeit der effektiven Synthese von Kapsid-ähnlichen rekombinanten Partikeln in E.coli, die das Coreantigen (HBcAg) des humanen Hepatitis B-Virus darstellen (Borisova, G. P., et al. Dokl. Akad. Nauk SSSR, 1984,279,1245-1249 Borisova, G. P., et al. Biopolimery i kletka, 1985,1,99-105) und an ihrer Oberfläche die komplette Aminosäuresequenz des preS2/Subtyp ayw exponieren, ist gezeigt worden: HBcAg-preS 2(2-54) und HBcAg Δ-preS 2 (1-55). Die Fusionsproteine enthalten die preS2-Region von der 2. bis zur 54. bzw. von der 1. bis zur 55. Aminosäure. Das Fusionsprotein HBcAg-preS 2 (2-54) enthält die vollständige Sequenz des HBcAg, während dem Fusionsprotein HBcAgA-preS2 (1-55) die 39 C-terminalen Aminosäuren des HBcAg fehlen. Diese Proteine werden gebildet im Ergebnis der Expression rekombinanter Gene, bei denen die kodierende Sequenz der preS2-Region, ausgeschnitten aus dem klonierten HBV-Genom des Subtyps ayw (Pumpen, P. P., et al. Dokl. Akad. Nauk SSSR, 1981, 260,1022-1 024), in das Kodon für die 144.Aminosäure des HBcAg inseriert ist. Solche Kapsid-ähnlichen Strukturen exponieren an ihrer Oberfläche preS2-Epitope des HBV-Subtyp ayw. Sie besitzen die immunogenen Eigenschaften von preS2-, HBc- und HBe-Antigenen und können in der Diagnostik eingesetzt werden. Außerdem kann das preS 2-Antigen HBV-neutralisierende Antikörper induzieren (Neurath, R.S., et al. Science, 1984,224,392, loth, Y. E., et al. Proc. Natl. Acad. Sei. USA, 1986,83,9174). Somit können solche rekombinanten Proteine als Bestandteile von Diagnostika und/oder Vakzine dienen. Kapside auf der Grundlage des HBcAg, die an ihrer Oberfläche die preS2-Region dei· HBV-Subtyp adw exponieren, sind bisher nicht beschrieben worden.The possibility of effective synthesis of capsid-like recombinant particles in E. coli representing the core antigen (HBcAg) of human hepatitis B virus (Borisova, GP, et al., Dokl. Akad. Nauk SSSR, 1984, 279, 1245- 1249 Borisova, GP, et al., Biopolimery i kletka, 1985, 1-109-105) and exposing on their surface the complete amino acid sequence of the preS2 / subtype ayw has been shown: HBcAg-preS 2 (2-54) and HBcAg Δ -PreS 2 (1-55). The fusion proteins contain the preS2 region from the 2nd to the 54th and from the 1st to the 55th amino acid, respectively. The fusion protein HBcAg-preS 2 (2-54) contains the complete sequence of HBcAg, while the fusion protein HBcAgA-preS2 (1-55) lacks the 39 C-terminal amino acids of HBcAg. These proteins are produced as a result of the expression of recombinant genes in which the coding sequence of the preS2 region excised from the cloned HBV genome of the subtype ayw (Pumpen, PP, et al., Dokl. Akad. Nauk SSSR, 1981, 260, 1022-1 024) into which codon for the 144th amino acid of HBcAg is inserted. Such capsid-like structures expose on their surface preS2 epitopes of the HBV subtype ayw. They have the immunogenic properties of preS2, HBc and HBe antigens and can be used in diagnostics. In addition, the preS 2 antigen can induce HBV-neutralizing antibodies (Neurath, R.S., et al., Science, 1984, 224, 392, loth, Y.E., et al., Proc. Natl. Acad., U.S.A., 1986, 83, 9174). Thus, such recombinant proteins can serve as components of diagnostics and / or vaccines. HBcAg-based capsids that exhibit on their surface the preS2 region of HBV subtype adw have not previously been described.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Das Ziel der Erfindung besteht darin, rekombinante K&r.;sidstrukturen mit hoher Immunogenität und großen Ausbeuten herzustellen.The aim of the invention is recombinant K r;. Sidstrukturen with high immunogenicity and high yields to produce.
Darstellung des Wesens der ErfindungPresentation of the essence of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, die Gewinnung rekombinanter Kapsldstrukturen, die das Coreantigen des Hepatitis B-Virus (HBV) mit dem an seiner Oberfläche exponierten Epitop HBVpreS2/adw darstellen, und die Schaffung eines Produzentenstammes für solche Strukturen.The object of the invention is to obtain recombinant capsid structures representing the core antigen of the hepatitis B virus (HBV) with the epitope HBVpreS2 / adw exposed on its surface, and to provide a producer strain for such structures.
Diese Aufgabenstellung wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Ergebnis der Konstruktion des rekombinanten Gens HBcAgA-preS2/adw, welches die Synthese des entsprechenden Proteins kodiert, und des Expressionsplasmas pHBV 32-46 ein Produzentenstamm E. coli (pHBV 32-46) erhalten wird, der die Produktion der rekombinanten Kapsidstruktur HBcAg A-preS2/ adw mit einem Anteil von 13,2% am Gesamtprotein von E.coli sichert.This object is achieved according to the invention by obtaining a producer strain E. coli (pHBV 32-46) as a result of the construction of the recombinant gene HBcAgA-preS2 / adw, which codes for the synthesis of the corresponding protein, and the expression plasma pHBV 32-46. which ensures the production of the recombinant capsid structure HBcAg A-preS2 / adw with a share of 13.2% in the total protein of E. coli.
- DNA des Plasmids pHBc1615, einer Variante des Plasmids pHBc3, welche das Gen des HBcAg mit einem optimierten Initiationsbereich für die Translation enthält, und ein mutiertes Gen des HBcAg, das einen Polylinker-Einschub im Kodon für die 144.Aminosäure hat, der für den Einbau von Fremdabschnitten in diesem Bereich vorgesehen ist, besitzt; Länge 6900BpDNA of the plasmid pHBc1615, a variant of the plasmid pHBc3, which contains the gene of HBcAg with an optimized translation initiation region, and a mutant HBcAg gene having a polylinker insert in the codon for the 144 amino acid, which is known for the Incorporation of foreign sections in this area is provided; Length 6900bp
- Fragment des HBV-Genoms, Subtyp adw, welches dem Abschnitt zwischen den Restriktionsorten Eco Rl0 und Eco 130I180 entspricht und den Bereich des preS2 (4. bis 55.Aminosäure) und 9 Aminosäuren des S-Antigens kodiert (Länge 180Bp). Die Größe des Plasmids beträgt 7080Bp.Fragment of the HBV genome, subtype adw, which corresponds to the section between the restriction sites Eco Rl 0 and Eco 130I 180 and encodes the region of the preS2 (4th to 55th amino acid) and 9 amino acids of the S antigen (length 180 bp). The size of the plasmid is 7080Bp.
- Gen HBcAgA-preS2/adw, das die Synthese des Endprodukts gewährleistet,- HBcAgA-preS2 / adw gene, which ensures the synthesis of the final product,
- Gen bla, welches eine Ampizillin-Resistenz verleiht.- Gene bla, which confers ampicillin resistance.
bezeichnet als preS2/adw, mit einer Länge von 180Bp in den Restriktionsort CIaI des Vektorplasmids pHBc1615 unter Bildungdes rekombinanten Gens HBcAg A-preS2/adw eingebaut wird.referred to as preS2 / adw, having a length of 180 bp into the restriction site CIaI of the vector plasmid pHBc1615 to form the recombinant gene HBcAg A-preS2 / adw.
bilden Kolonien mittlerer Größe,form colonies of medium size,
und Aminosäuren eingesetzt.and amino acids used.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher dargestellt werden. Die dazugehörigen Abbildungen zeigen >The invention will be illustrated in more detail below using an exemplary embodiment. The corresponding pictures show>
Fig. 1: Konstruktionsschema der erfindungsgemäßen rekombinanten Plasmid-DNA pHBV 32-46 Fig.2: Bestimmung der preS2-Aktivität mittols Immunoblotting.Fig. 1: Construction scheme of the recombinant plasmid DNA of the invention pHBV 32-46 Fig. 2: Determination of preS2 activity by immunoblotting.
1. Konstruktion rekombinanter Plasmid-DNA pHBV 32-461. Construction of recombinant plasmid DNA pHBV 32-46
2μρ des Plasmids pHBc1615, nach Standardmethoden gewonnen, spaltet man mit 2 Einheiten der Restriktase CIaI in 25μΙ der Lösung A (1 OmM Tris-HCI, pH 7,5; 50 mM NaCI; 1OmM MgCI2) 2 Stunden bei 370C. Die Restriktase inaktiviert man 15 Minuten bei 65°C. Die linearisierte Plasmid-DNA, Länge 6900Bp, isoliert man aus einem 0,8%igen Agarosegel und resuspendiert sie in 20μΙ H2O(DNAI).2μρ of the plasmid pHBc1615, obtained according to standard methods, is cleaved with 2 units of the restrictase CIaI in 25μΙ of the solution A (1 OmM Tris-HCl, pH 7.5, 50 mM NaCl, 10 mM MgCl 2 ) for 2 hours at 37 0 C. Die Restrictase is inactivated for 15 minutes at 65 ° C. The linearized plasmid DNA, 6900 bp in length, is isolated from a 0.8% agarose gel and resuspended in 20μΙ H 2 O (DNAI).
20Mg des Plasmids pAE 10, das das vollständige Genom des HBV-Genoms, Subtyp adw, enthält, spaltet man mit 50 Einheiten der Restriktase Eco Rl und 50 Einheiten der Restriktase Eco 1301 in 100 μΙ der Lösung A16 Stunden bei 370C. Nach der Inkubation wird das Fragmentgemisch auf ein 2%iges Agaiosegel aufgetragen und das Fragment mit einer Länge von 180 Bp, welches das Epitop preS2/adw trägt, nach bekannten Methoden aus dem Gel eluiert. Das Fragment wird in 10μΙ H2O resuspendiert (DNA2). 0,05Mg DNA2 und 0,1 Mg DNAI werden gemischt und die überhängenden Enden in 20μΙ der Lösung B (5OmM Tris-HCI, pH 7,5; 1OmM MgCI2; 1OmM DTT; 25mM NaCI) durch Zugabe von je 100μΜ dATP, dCTP, dTTP und dGTP sowie 5 Einheiten DNA-Polymerase aus E.coli (Klenow-Fragment) im Laufe einer Stunde bei Raumtemperatur aufgefüllt. Die DNAs verbindet man mit Hilfe von 10 Einheiten T4-DNA-Ligase in 10μΙ der Lösung B bei Zugabe von 1 mM ATP im Laufe von 12 Stunden bei 40C. Zum Reaktionsgemisch werden ΙΟΟμΙ E.coli RR1-Zellen, die vorher mit 10OmM CaCI2 behandelt worden waren (Endkonzentration 5 χ 1Q9 Zellen/ml), zugegeben, um die rekombinanten Plasmid-DNAs zu transformieren. Die Auswahl der Klone erfolgt mit Hilfe der Restriktionsanalyse der Plasmid-DNA, die im Schnellverfahren isoliert worden war. Das Plasmid mit dem erwarteten Restriktionsspaltmuster erhält die Bezeichnung pHBV 32-46. Figur 1 zeigt das Konstruktionsschema dieses Plasmids.20mg of plasmid pAE 10, the adw the complete genome of the HBV genome, subtype contains, is cleaved with 50 units of Eco RI and 50 units restrictase the restrictase Eco 1301 100 μΙ of the solution A16 hours at 37 0 C. After the Incubation, the fragment mixture is applied to a 2% Agaiosegel and the fragment with a length of 180 bp, which carries the epitope preS2 / adw eluted by known methods from the gel. The fragment is resuspended in 10μΙ H 2 O (DNA2). 0.05 μg of DNA2 and 0.1 μg of DNAI are mixed and the overhanging ends are mixed in 20 μl of solution B (50 mM Tris-HCl, pH 7.5, 10 mM MgCl 2 , 10 mM DTT, 25 mM NaCl) by adding in each case 100 μM dATP, dCTP , dTTP and dGTP and 5 units of E. coli DNA polymerase (Klenow fragment) were filled in at room temperature over one hour. The DNAs are connected by means of 10 units T4 DNA ligase in 10μΙ of the solution B with the addition of 1 mM ATP in the course of 12 hours at 4 0 C to the reaction mixture are ΙΟΟμΙ E. coli RR1 cells, previously with 10OmM CaCl 2 (final concentration 5 × 10 9 cells / ml) were added to transform the recombinant plasmid DNAs. The selection of the clones is carried out by means of the restriction analysis of the plasmid DNA, which had been isolated by a rapid procedure. The plasmid with the expected restriction cleavage pattern is designated pHBV 32-46. Figure 1 shows the construction scheme of this plasmid.
2. Transformation des erfindungsgemäßen Plasmids in einen Produzentenstamm2. Transformation of the plasmid according to the invention into a producer strain
Den Produzentenstamm erhält man durch Transformation von E.coli K802 mit dem rekombirianten Plasmid pHBV 32-46. Die Zellen werden in M 9-Medium mit Zusatz von 10g/l Kasaminsäuren, 2g/l Glukose und 0,02 g/l Ampizillin bis zu einer optischen Dichte von OD6Gd 4-5 kultiviert. Die Zellen werden durch Zentrifugation gesammelt und im dreifachen Volumen eines Puffers lysiert, der 0,05 M Tris-HCI, pH 8,0; 0,15 M NaCI; 0,1 % Triton X100; 0,005 M EDTA und 3 mg/ml Lysozym enthält. Nach 30minütiger Inkubation bei 40C werden die Zellen einem dreimaligen Frieren/Tauen ausgesetzt. Anschließend werden Desoxyribonuklease und MgCI2 bis zu Endkonzentrationen von 20μg/ml bzw. 1OmM zugegeben und bei 40C nochmals 30 Minuten inkubiert. Das Lysat wird 30 Sekunden mit Ultraschall behandelt und dann zentrifugiert (1000Ox g, 40C).The producer strain is obtained by transformation of E. coli K802 with the recombiriant plasmid pHBV 32-46. The cells are cultured in M 9 medium with addition of 10 g / l casamic acids, 2 g / l glucose and 0.02 g / l ampicillin to an optical density of OD 6 Gd 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 M NaCl; 0.1% Triton X100; 0.005 M EDTA and 3 mg / ml lysozyme. After 30 minutes incubation at 4 0 C, the cells are subjected to three repeated freeze / thawing. Then deoxyribonuclease and MgCl 2 are added to make final concentrations of 20 .mu.g / ml and 1OmM and incubated again for 30 minutes at 4 0 C. The lysate is treated for 30 seconds with ultrasound and then centrifuged (1000Ox g, 4 0 C).
(2,1 cm x 75cm) auf, die mit dem gleichen Puffer (nur ohne Triton X100) ausgeglichen wurde. Die Fraktionen mit HBcAg-Aktivität(siehe unten) sammelt man und verwendet sie sofort oder nach Konzentrierung durch nochmalige Fällung mit 50%(2.1 cm x 75 cm) balanced with the same buffer (only without Triton X100). Collect the fractions with HBcAg activity (see below) and use them immediately or after concentrating by reprecipitation with 50%.
mg/ml mg/ml Produkts (%)mg / ml mg / ml product (%)
E.coliE.coli
(pHBV 32-46) 4,0 1:128 15,0 2,0 13,2(pHBV 32-46) 4.0 1: 128 15.0 2.0 13.2
wird 15 Stunden bei einer Stromstärke von 7 mA durchgeführt.is carried out for 15 hours at a current of 7 mA.
dem Peroxidase-markierten Konjugat der Antikörper gegen Maus-Immunglobulin (Verdünnung 1:200). Die Filter spült man mitthe peroxidase-labeled conjugate of the antibodies against mouse immunoglobulin (dilution 1: 200). The filters are rinsed with
einem Molekulargewicht von 21,3kD (Länge 205 Aminosäuren) entsprechen, was in Übereinstimmung mit demcorresponds to a molecular weight of 21.3 kD (length 205 amino acids), which is in accordance with the
vorgenommen:performed:
einer lOOOOOfachen Vergrößerung untersucht. Das Protein HBcAg A-preS2/adw bildet Kapside mit einem Durchmesser vonexamined a 10000X magnification. The protein HBcAg A-preS2 / adw forms capsids with a diameter of
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