DE3410159A1 - Process for obtaining Cu2Zn2superoxide dismutase from red blood cells from vertebrates - Google Patents

Process for obtaining Cu2Zn2superoxide dismutase from red blood cells from vertebrates

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DE3410159A1
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Alfred Dipl.-Biochem. 7400 Tübingen Gärtner
Hans-Jürgen Dr. Hartmann
Ulrich Prof. Dr. Weser
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GAERTNER ALFRED DIPL BIOCHEM
HARTMANN HANS JUERGEN
WESER ULRICH
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GAERTNER ALFRED DIPL BIOCHEM
HARTMANN HANS JUERGEN
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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/0004Oxidoreductases (1.)
    • C12N9/0089Oxidoreductases (1.) acting on superoxide as acceptor (1.15)

Abstract

The invention relates to a simple, low-cost and rapid process for obtaining superoxide dismutase of extremely high purity from red blood cells from vertebrates, especially mammals, preferably large animals, wherein, in the first stage of the process, haemolysed red blood corpuscles are heated without any further addition of chemicals, and in the second stage of the process after removal of the precipitate by chromatography of the resulting solution the superoxide dismutase is isolated.

Description

Verfahren zur Gewinnung von Cu Zn Superoxiddismutase aus roten Blut-Process for the production of Cu Zn superoxide dismutase from red blood

9 2 zellen von Wirbeltieren. 9 2 vertebrate cells.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Isolierung von Cu2Zn2Superoxiddismutase aus roten Blutkörperchen von Wirbeltieren, insbesondere Säugetieren.The invention relates to a method for isolating Cu2Zn2 superoxide dismutase from red blood cells of vertebrates, especially mammals.

Superoxiddismutasen sind Enzyme, die das radikalische Superoxidanion °2 in Gegenwart von Protonen nach folgender Gleichung disproportionieren ( Journal of Biological Chemistry, Band 244, S.6049-5055, 1969 ). Superoxide dismutases are enzymes which disproportionate the radical superoxide anion ° 2 in the presence of protons according to the following equation (Journal of Biological Chemistry, Volume 244, pp. 6049-5055, 1969).

Superoxid, bzw. seine Folgeprodukte können im physologischen Geschehen potentiell toxisch wirken, indem sie zum Beispiel die Gelenkflüssigkeit oder auch das genetische Material angreifen können.Superoxide and its secondary products can occur in the physical process have a potentially toxic effect by, for example, the synovial fluid or also attack the genetic material.

Es gibt Superoxiddismutasen, die entweder Eisen oder Mangan oder Kupfer und Zink enthalten. Das letztere Enzym kommt in den Zellen höherer Lebewesen vor und ist am weitesten verbreitet. Die Kupfer-und Zink enthaltende Superoxiddismutase ( Cu2Zn2Superoxiddismutase ) aus den roten Blutkörperchen vom Rind hat ein Molekulargewicht von 31 300 und besteht aus zwei identischen Untereinheiten mit je einem Kupfer und einem Zink. Die Sequenz der Aminosäuren sowie deren räumliche Anordnung ist bekannt.There are superoxide dismutases that are either iron or manganese or copper and contain zinc. The latter enzyme occurs in the cells of higher living things and is the most common. Superoxide dismutase containing copper and zinc (Cu2Zn2 superoxide dismutase) from bovine red blood cells has a molecular weight of 31 300 and consists of two identical sub-units, each with a copper and a zinc. The sequence of the amino acids and their spatial arrangement is known.

Cu2Zn2Superoxiddismutase ist eines der widerstandsfähigsten Enzyme gegenüber Denaturierung durch Hitze ( Hoppe-Seyler's Zeitschrift für Physiologische Chemie, Band 353, S. 1059-1068, 1972 ).Cu2Zn2 superoxide dismutase is one of the most resistant enzymes to denaturation by heat (Hoppe-Seyler's Zeitschrift für Physiologische Chemie, Vol. 353, pp. 1059-1068, 1972).

Ebensowenig wird sie durch proteinabbauende Enzyme zerstört.Nor is it destroyed by protein-degrading enzymes.

Gereinigte Rinderblut-Superoxiddismutase kommt in zwei Ladungsisomeren mit isoelektrischen Punkten von pH 5,2 und pH 4,9 vor.Purified bovine blood superoxide dismutase comes in two charge isomers with isoelectric points of pH 5.2 and pH 4.9.

Derzeit findet Cu2Zn2Superoxiddismutase ( im folgenden kurz Superoxiddismutase genannt ) in zwei Bereichen Anwendung.Cu2Zn2 superoxide dismutase (hereinafter referred to as superoxide dismutase for short) is currently found called) in two areas.

Auf der einen Seite wird es in analytischen Enzymlabors als Testprotein verwendet und zum anderen wird es pharmakologisch gegen Krankheiten angewandt, die unter dem Oberbegriff Rheumatismus zusammengefasst sind. Zum Beispiel wird bei Arthritis ein Mechanismus diskutiert, bei dem 02-Radikale entstehen. Diese wiederum führen zur Zersetzung der Gelenkflüssigkeit und verschlimmern dadurch das Leiden. Superoxiddismutase kann die 02-Radikale abfangen und dadurch die Zersetzung der Gelenkflüssigkeit verhindern.On the one hand, it is used in analytical enzyme laboratories as a test protein used and on the other hand it is used pharmacologically against diseases that are summarized under the umbrella term rheumatism. For example, it is used in arthritis discussed a mechanism by which O2 radicals are formed. These in turn lead to decompose the synovial fluid and thereby aggravate the condition. Superoxide dismutase can intercept the 02 radicals and thereby prevent the breakdown of the synovial fluid.

Bislang ist das Mittel "Orgotein" ( gereinigte Superoxiddismutase ) hauptsächlich bei Gelenksentzündungen von Pferden angewandt worden.So far the remedy is "Orgotein" (purified superoxide dismutase ) has mainly been used for joint inflammation in horses.

Mittlerweile ist auch Rinder-Superoxiddismutase für die Anwendung am Menschen unter dem Handelsnamen "Peroxinorm" auf dem Markt.Meanwhile, bovine superoxide dismutase is also available for use on humans under the trade name "Peroxinorm" on the market.

Die Hauptschwierigkeit bei der Isolierung von Superoxiddismutase aus Blut ist die Abtrennung des Hämoglobins. Die erste Isolierung von Superoxiddismutase gelang bereits 1938 durch aufwendigeChromatographieverfahren. In den fünfziger und sechziger Jahren unseres Jahrhunderts wurde das Enzym durch Behandlung von hämolysierten roten Blutkörperchen mit Schwermetallsalzen ( z.B. Bleiacetat ) isoliert.The main difficulty in isolating superoxide dismutase from Blood is the separation of hemoglobin. The first isolation of superoxide dismutase succeeded as early as 1938 through complex chromatography processes. In the fifties and sixties of our century, the enzyme was hemolyzed by treating red blood cells isolated with heavy metal salts (e.g. lead acetate).

Im Jahre 1969 wurde eine Isolierungsmethode entwickelt, die auf der Abtrennung des Hämoglobins mit organischen chlorierten Lösungsmitteln beruht (Journal of Biological Chemistry, supra). Diese Methode wurde später noch modifiziert und verbessert (Biochimica et Biophysica Acta, Band 243, S 203-213, 1971). Diese Isol:ierungsmethode ergibt sehr reine Superoxiddismutase, hat jedoch den Nachteil, daß sie sehr aufwendig ist (Dauer ca. 7 Tage), einen hohen Verbrauch an Chemikalien hat und aus arbeitsmedizinischen Gesichtspunkten wegen der Verwendung chlorierter organischer Verbindungen erhebliche Bedenken bestehen. Die Gesamtausbeute an reiner Superoxiddismutase beträgt lediglich 20c: von dem im roten Blutkörperchen vorkommenden Enzym.In 1969 an isolation method was developed based on the Separation of the hemoglobin with organic chlorinated solvents is based (Journal of Biological Chemistry, supra). This method was later modified and improved (Biochimica et Biophysica Acta, Vol. 243, pp. 203-213, 1971). This isolation method gives very pure superoxide dismutase, but has the disadvantage that it is very expensive is (duration approx. 7 days), has a high consumption of chemicals and occupational health Considerable aspects because of the use of chlorinated organic compounds Concerns exist. The total yield of pure superoxide dismutase is only 20c: from the enzyme found in red blood cells.

Ebenfalls 1969 wurde auch eine rein wässrige Isolierungsmethode entwickelt, die durch Modifizierungen bis auf 50% Gesamtausbeute gesteigert werden konnte ( FEBS Letters, Band 155, S. 15-18, 1983 ). Diese Isolierung, die auf der Bindung von Superoxiddismutase an schwach basische Ionenaustauscher beruht, liefert ebenfalls ein sehr reines Enzym. Sie ist jedoch sehr aufwendig und allenfalls für den Labormaßstab geeignet.Also in 1969 a purely aqueous isolation method was developed, which could be increased by modifications up to 50% overall yield ( FEBS Letters, Vol. 155, pp. 15-18, 1983). This insulation that is on the bond of superoxide dismutase based on weakly basic ion exchangers also provides a very pure enzyme. However, it is very complex and at best for the laboratory scale suitable.

Desweiteren ist eine Isolierungsmethode bekannt, die eine Verbindung der früheren Schwermetallmethode mit der Hitzebehandlung darstellt ( JA-OS 53-31 206 ). Hierbei werden hämolysierte rote Blutkörperchen in Gegenwart zweiwertiger Metallsalze erhitzt und dadurch Hämoglobin ausgefällt. Diese Isolierungsmethode liefert nur unreine Superoxiddi smutase von vergleichsweise geringer Aktivität.Furthermore, an isolation method is known, which is a connection the earlier heavy metal method with heat treatment (JA-OS 53-31 206). Here, hemolyzed red blood cells become divalent in the presence of them Metal salts are heated and hemoglobin is precipitated as a result. This isolation method supplies only impure superoxide di-smutase of comparatively low activity.

Eine andere bekannte Methode ( JA-OS 49-50 195 ) unterwirft hämolysierte rote Blutkörperchen einer Hitzebehandlung mit anschließender proteolytischer Zersetzung des Oberstandes. Auch hier erhält man geringe Ausbeuten von relativ unreinem Enzym. Außerdem ist die Anwendung proteolytischer Enzyme im technischen Maßstab schlecht kontrollierbar.Another known method (JA-OS 49-50 195) subjects hemolyzed red blood cells from heat treatment with subsequent proteolytic decomposition of the upper class. Here too, low yields of relatively impure enzyme are obtained. In addition, the use of proteolytic enzymes on an industrial scale is poor controllable.

Schließlich ist eine Isolierungsmethode bekannt ( DE-PS Nr. 31 24 228), die eine Verbesserung der beiden letztgenannten Methoden darstellt. In zwei Verfahrensstufen werden hämolysierte rote Blutkörperchen in Gegenwart eines anorganischen Neutralsalzes und eines Obergangsmetallsalzes erhitzt und der gebildete Niederschlag entfernt. Bei dieser Methode erhält man nach der zweimaligen Hitzebehandlung klare Lösungen ohne störendes Hämoglobin, jedoch ist die Verfahrenstechnik durch die zweimalige Erhitzung recht aufwendig. Die Verwendung von Neutralsalzen erfordert einen zusätzlichen Dialyseschritt vor der Chromatographie.Finally, an isolation method is known (DE-PS No. 31 24 228), which is an improvement on the latter two methods. In two Process stages are hemolyzed red blood cells in the presence of an inorganic Neutral salt and a transition metal salt heated and the precipitate formed removed. With this method, clear ones are obtained after two heat treatments Solutions without interfering hemoglobin, however, the process engineering is by the two-fold Heating quite expensive. The use of neutral salts requires an additional one Dialysis step before chromatography.

Nach den Angaben dieser Patentschrift erhält man ein Protein, das eine Komplexverbindung mit Superoxiddismutase und Hämoglobin bilden kann.According to the information in this patent specification, a protein is obtained which can form a complex compound with superoxide dismutase and hemoglobin.

Dieses sogenannte Affinitätsprotein soll bei Hitzedenaturierung, Gefrieren oder Altern von roten Blutkörperchen Komplexe mit Superoxiddismutase bilden und diese dadurch inaktivieren. Es soll sich bei diesem Affinitätsprotein um ein Lipoprotein handeln, das durch die Zugabe der einwertigen Neutralsalze mit anschließender Hitzebehandlung abgetrennt werden kann.This so-called affinity protein is said to be used in the event of heat denaturation or freezing or aging of red blood cells to form complexes with superoxide dismutase and thereby inactivate them. This affinity protein is said to be a lipoprotein act that through the Addition of the monovalent neutral salts followed by Heat treatment can be separated.

Neuere der Erfindung zugrunde liegende Untersuchungen lassen diese Theorie zweifelhaft erscheinen. Zwar ist bekannt, daß bei der Reinigung von Superoxiddismutase ein Begleitprotein auftritt, das ähnliche Eigenschaften wie die Superoxiddismutase hat, jedoch zeigt dieses kaum lipophile Eigenschaften. Es kann weder bei hohen noch bei niederen Ionenstärken durch stark lipophile Adsorptionsgele abgetrennt werden. Außerdem ist die bekannte Isolierungsmethode widersprüchlich. Würde nämlich beim Altern der obengenannte Komplex aus Superoxiddismutase und dem Affinitätsprotein entstehen, so wäre die Ausbeute an freier Superoxiddismutase aus gealterten roten Blutkörperchen geringer als bei nicht gealterten. Dies ist nicht der Fall.More recent studies on which the invention is based allow this Theory seem doubtful. It is known that in the purification of superoxide dismutase an accompanying protein occurs that has properties similar to superoxide dismutase has, however, it shows hardly any lipophilic properties. It can neither at high nor at at low ionic strengths are separated by highly lipophilic adsorption gels. In addition, the well-known isolation method is contradicting itself. Namely, would Aging the above complex of superoxide dismutase and the affinity protein arise, the yield of free superoxide dismutase from aged red ones would be Blood cells lower than in unaged. This is not the case.

Desweiteren wurde dabei gefunden, daß die Hitzebehandlung von hämolysierten roten Blutkörperchen in bezug auf Superoxiddismutase bei hohen Salzkonzentrationen wesentlich ungünstiger verläuft als bei niederen Salzkonzentrationen. Hohe Salzkonzentrationen stabilisieren Hämogl obi n, während niedere Salzkonzentrationen die Superoxi ddi smutase stabilisieren. Bei Anwendung niederer Salzkonzentrationen besteht außerdem der Vorteil, daß die Dialyse des Rohextrakts für die nachfolgende Chromatographie entfällt.It was also found that the heat treatment of hemolyzed red blood cells for superoxide dismutase at high salt concentrations is much more unfavorable than with lower salt concentrations. High salt concentrations stabilize Haemogl obi n, while lower salt concentrations the Superoxi ddi stabilize smutase. When using lower salt concentrations there is also the advantage that the dialysis of the crude extract for the subsequent chromatography not applicable.

Die gereinigte Superoxiddismutase, die nach dem oben beschriebenen Verfahren gereinigt wurde, hat eine durchschnittliche spezifische Enzymaktivität von 2200 U/mg Protein. Hochgereinigte Superoxiddismutase, die nach früheren Verfahren hergestellt wurde, hat aber eine spezifische Aktivität von 3300 U/mg Protein (Journal of Biological Chemistry, supra).The purified superoxide dismutase obtained according to the above Process purified has an average specific enzyme activity of 2200 U / mg protein. Highly purified superoxide dismutase obtained from previous processes but has a specific activity of 3300 U / mg protein (Journal of Biological Chemistry, supra).

Das heißt, das erstgenannte Enzym ist nur zu zwei Dritteln angereichert und enthält noch 30C. Verunreinigungen durch andere Proteine.This means that the former enzyme is only two-thirds enriched and still contains 30C. Other protein contamination.

Superoxiddismutase ist immunologisch äußerst schwach aktiv. Enzyme verschiedener Tierarten einschließlich des Menschen gleichen sich in der Sequenz der Aminosäurereste. Deshalb läßt sich das gereinigte Enzym aus Rinderblut auch problemlos am Menschen anwenden. Grundvoraussetzung dafür ist allerdings, daß die Superoxiddismutase absolut frei von Fremdproteinen ist. Bei Anwesenheit auch nur geringer Spuren an Fremdproteinen können starke allergische Reaktionen beim Patienten auftreten, die das primäre Krankheitsbild (z.B. Arthritis) bei weitem übertreffen.Superoxide dismutase is extremely weakly immunologically active. Enzymes different animal species including humans are similar in sequence the amino acid residues. Therefore, the purified enzyme can also be extracted from bovine blood easy to use on humans. Basic requirement for it is, however, that the superoxide dismutase is absolutely free of foreign proteins. When present even small traces of foreign proteins can cause severe allergic reactions occur in patients who have the primary clinical picture (e.g. arthritis) by far surpass.

Die Superoxiddismutase, die nach dem oben beschreibenen Verfahren gereinigt wurde, ist nur bis zu zwei Dritteln Reinheit angereichert. Aus den genannten Gründen bestehen daher erhebliche Bedenken bei klinischer Anwendung.The superoxide dismutase produced by the process described above has been purified is only enriched by up to two thirds of the purity. From the above There are therefore considerable concerns about clinical application.

Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Isolierung von Superoxiddismutase verfügbar zu machen, das auch in großtechnischem Maßstab einfach,schnell und billig ist und auch eine absolute Reinheit des Endproduktes ermöglicht.Accordingly, it is an object of the invention to provide a method for isolation to make superoxide dismutase available, also on an industrial scale is easy, quick and cheap and also an absolute purity of the end product enables.

Diese Aufgabe ist mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst und mit jenen der Unteransprüche weitergebildet. Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet in seiner ersten Stufe im Prinzip ohne chemische oder biochemische Zusätze. Es kann frisches, tiefgefrorenes oder konserviertes Blut verwendet werden. Eine teilweise Abtrennung von Blutnlasr;a ist zu empfehlen, vorzuziehen ist jedoch dessen vollständige Entfernung.This task is with the characterizing features of the claim 1 solved and developed with those of the subclaims. The inventive method works in its first stage in principle without chemical or biochemical additives. Fresh, frozen or preserved blood can be used. One partial separation of blood vessels; a is recommended, but this is preferable complete removal.

Vorteilhaft, aber nicht erforderlich ist die Stabilisierung des Blutes mit saurem Citrat, so daß ein pH von 6.5-7.0 erreicht wird.Stabilization of the blood is advantageous, but not necessary with acid citrate, so that a pH of 6.5-7.0 is achieved.

Das erfindungsgemäße Verfahren beginnt mit der Hämolyse der roten Blutkörperchen, wobei mit dem zwei- bis vierfachen Volumen an destilliertem oder Leitungswasser unter heftigem Rühren verdünnt wird. Die Lösung wird dann 1-60 Minuten, vorzugsweise 10-20 Minuten, z.B. 15 Minuten 0 unter starkem Rühren auf Temperaturen von 60-90 C, vorzugsweise von 70-800C, z.B. bei 750C erhitzt. Dabei werden 93-97 des Hämoglobins und die meisten Nichthämoglobinproteine außer Superoxiddismuase ausgefällt. Es wird bewußt in Kauf genommen, daß noch geringe Mengen Hämoglobin im überstand der Superoxiddismutaselösung verbleiben, die Lösung also noch schwach rot ist. Das restliche Hämoglobin kann durch die nachfolgende Chromatographie leicht abgetrennt werden.The inventive method begins with the hemolysis of the red Blood cells, with two to four times the volume of distilled or Tap water is diluted with vigorous stirring. The solution is then 1-60 minutes, preferably 10-20 minutes, e.g. 15 minutes 0 with vigorous stirring to temperatures from 60-90 C, preferably from 70-800C, e.g. heated at 750C. It will be 93-97 of hemoglobin and most non-hemoglobin proteins except superoxide dismutation failed. It is consciously accepted that small amounts of hemoglobin are still present remain in the supernatant of the superoxide dismutase solution, so the solution is still weak is red. The remaining hemoglobin can easily be removed by the subsequent chromatography be separated.

Nach dem Abkühlen der Lösung wird zentrifugiert oder filtriert oder durch mehrere Lagen Textilgewebe gepreßt. Der klare Oberstand wird mit verdünnter Essigsäure auf pH 6.4 bis 6.8 eingestellt und an Diethylaminoethyl-Ionenaustauschern, vorzugsweise DEAE-Cellulose (Partikelgröße 40-160 cm, etherverbrückte Diethylaminoethyl-Glucose und Quervernetzung der Cellulose mit Epichlorhydrin; unter dem Handelsnamen der Firma Pharmacia "DEAE-Sephacel") chromatographiert.After the solution has cooled, it is centrifuged or filtered or pressed through several layers of textile fabric. The clear supernatant is diluted with Acetic acid adjusted to pH 6.4 to 6.8 and on diethylaminoethyl ion exchangers, preferably DEAE cellulose (particle size 40-160 cm, ether-bridged diethylaminoethyl glucose and crosslinking the cellulose with epichlorohydrin; under the trade name of Pharmacia "DEAE-Sephacel") chromatographed.

Unter diesen Bedingungen wird das restliche Hämoglobin vollständig abgetrennt. Das gewonnene Eluat wird lyophilisiert. Dabei wird das oben beschriebene Begleitprotein der Superoxiddismutase vollständig denaturiert. Alternativ kann das Volumen auch durch Ultrafiltration verkleinert werden. Die verbleibende gelöste Superoxiddismutase wird anschließend einer Gelfiltration in destilliertem Wasser unterworfen.Under these conditions the remaining hemoglobin becomes complete severed. The eluate obtained is lyophilized. This is what is described above Completely denatured accompanying protein of superoxide dismutase. Alternatively, it can Volume can also be reduced by ultrafiltration. The remaining dissolved Superoxide dismutase is then subjected to gel filtration in distilled water subject.

Man erhält so ein salzfreies hochreines Produkt (Gelfiltration über epichlorhydrin-vernetztes Dextran ; Handelsbezeichnung der Firma Pharmacia "Sephadex G-75").A salt-free, highly pure product is obtained in this way (gel filtration over epichlorohydrin crosslinked dextran; Pharmacia trade name "Sephadex" G-75 ").

Das gesamte Isolierungsverfahren kann ohne Beeinträchtigung von Ausbeute und Reinheit in destilliertem oder Leitungswasser sowie bei Temperaturen von 0-400C, vorzugsweise von 0-200C, z.B. bei 4 0C durchgeführt werden Nachfolgend werden drei Beispiele für Isolierungsverfahren nach obigem Muster angeführt. Superoxiddismutase ist das einzige Kupferprotein der roten Blutkörperchen (FEBS Letters, Band 155, S. 15-18. 190X3) Somit kann der Kupfergehalt der einzelnen Lösungen direkt mit dem Gehalt an Superoxiddismutase korreliert werden. Ein Liter rote Blutkörperchen vom Rind enthalten ca. 500 sg Kupfer. Das entspricht ca. 120 mg Superoxiddi smutase.The entire isolation process can be carried out without affecting the yield and purity in distilled or tap water and at temperatures of 0-400C, preferably be carried out from 0-200C, e.g. at 40C. The following are three Examples of isolation methods are given according to the above sample. Superoxide dismutase is the only copper protein in red blood cells (FEBS Letters, Volume 155, Pp. 15-18. 190X3) Thus, the copper content of the individual solutions can be directly related to the Content of superoxide dismutase can be correlated. One liter of red blood cells from Beef contain around 500 grams of copper. This corresponds to approx. 120 mg superoxide di smutase.

Reinheitskriterien für das Enzym waren UV-Spektroskopie sowie Aktivitätsbestimmungen mit dem Cytochrom-c-Reduktase Test (Journal of Biological Chemistry, 1963, supra) oder dem Formazan-Test (FERS Letters, Band 61, s. 209-212, 1976).Purity criteria for the enzyme were UV spectroscopy and activity determinations with the cytochrome c reductase test (Journal of Biological Chemistry, 1963, supra) or the formazan test (FERS Letters, vol. 61, pp. 209-212, 1976).

1. Beispiel 375 ml rote Blutkörperchen vom Rind wurden gewaschen und drei Monate eingefroren. Der Kupfergehalt betrug 185 cig ( - 45 mg Superoxiddismutase ). Nach dem Auftauen wurde 12 Stunden gegen Leitungswasser dialysiert, mit 750 ml Wasser verdünnt und für 15 Minuten auf 750C erhitzt.Example 1 375 ml of bovine red blood cells were washed and frozen for three months. The copper content was 185 cig (- 45 mg superoxide dismutase ). After thawing, it was dialyzed against tap water for 12 hours, with 750 ml Diluted water and heated to 750C for 15 minutes.

Der Überstand enthielt 125 pg Kupfer ( - 31 mg Superoxiddismutase ) entsprechend 68 % Ausbeute. Er war schwach rot gefärbt. Bei der Ionenaustauschchromatographie an einer Diethylaminoethyl-Cellulose-Säule lief das rote Hämoglobin durch die Säule hindurch, während die Superoxiddismutase vollständig gebunden wurde. Die letztere wurde mit einem linearen NaCl-Gradienten von 0 - 200 mM eluiert. Sie wurde lyophilisiert und in 12 ml Leitungwasser gelöst. Der verbleibende Niederschlag beimLösen enthielt kein Kupfer. Nach einer Molekularsiebfiltration mit destilliertem Wasser wurde lyophilisiert. Die Ausbeute betrug 27 mg mit einer spezifischen Aktivität von 3 300 U/mg. Die Dauer der Isolierung war 4 Tage.The supernatant contained 125 pg copper (-31 mg superoxide dismutase ) corresponding to 68% yield. It was colored pale red. In ion exchange chromatography the red hemoglobin ran through the column on a diethylaminoethyl cellulose column through while the superoxide dismutase was completely bound. The latter was eluted with a linear NaCl gradient from 0-200 mM. It has been lyophilized and dissolved in 12 ml of tap water. The remaining precipitate on dissolution contained no copper. After a molecular sieve filtration with distilled water, lyophilization was carried out. The yield was 27 mg with a specific activity of 3,300 U / mg. The duration isolation was 4 days.

2.~Beispiel 250 ml menschliche rote Blutkörperchen, die sechs Wochen konserviert waren, wurden 12 Stunden gegen Leitungswasser dialysiert und dann mit zwei Volumina Wasser verdünnt. Der Kupfergehalt betrug 120 9 ( - 30 mg Superoxiddismutase). Erhitzen auf 74-760C für 15 Minuten und Abtrennen des Niederschlags ergab einen Oberstand von 550 ml mit einem Kupfergehalt von 78 9 ( - 20 mg Superoxiddismutase).2. ~ Example 250 ml human red blood cells that last six weeks were preserved, were dialyzed against tap water for 12 hours and then with diluted two volumes of water. The copper content was 120 9 (-30 mg superoxide dismutase). Heating at 74-760C for 15 minutes and separating the precipitate gave one Supernatant of 550 ml with a copper content of 78 9 (- 20 mg superoxide dismutase).

Ionenaustauscher- und Gelfiltrations-Chromatographie des Oberstandes wurde wie im 1. Beispiel durchgeführt. Die Ausbeute an Superoxiddismutase betrug 17 mg mit einer spezifischen Aktivität von 3100 U/mg.Ion exchange and gel filtration chromatography of the supernatant was carried out as in the 1st example. The superoxide dismutase yield was 17 mg with a specific activity of 3100 U / mg.

3. Beispiel 320 ml frische rote Blutkörperchen wurden einmal mit 0,7 % NaCl gewaschen und danach mit 1 000 ml Wasser verdünnt. Der Kupfergehalt betrug 165 pg ( - 40 mg Superoxiddismutase ). Die Erhitzungsbedingungen waren wie im Beispiel 1. Im Oberstand des erhitzten Hämolysats befanden sich 110 po Kupfer ( - 27 mg Superoxiddismutase. Die weitere Reinigung der Superoxiddismutase wurde wie in Beispiel 1 und 2 durchgeführt. Die Ausbeute an Superoxiddismutase betrug 23 mg mit einer spezifischen Aktivität von 3 200 U/mg.Example 3 320 ml of fresh red blood cells were once with 0.7 % NaCl and then diluted with 1,000 ml of water. The copper content was 165 pg (- 40 mg superoxide dismutase). The heating conditions were as in the example 1. In the supernatant of the heated hemolysate there were 110 po copper (- 27 mg superoxide dismutase. The further purification of the superoxide dismutase was carried out as in Examples 1 and 2. The yield of superoxide dismutase was 23 mg with a specific activity of 3,200 U / mg.

Claims (2)

Patentansprüche 1) Verfahren zur Isolierung von Cu2Zn2Superoxiddismutase aus roten Blutkörperchen von Wirbeltieren, insbesondere Säugetieren, vorzugsweise von Großtieren, dadurch gekennzeichnet, daß man in erster Verfahrensstufe hämolysierte rote Blutkörperchen ohne jeden weiteren Zusatz von Chemikalien erhitzt und den gebildeten Niederschlag von der verbleibenden wässrigen Lösung abtrennt.Claims 1) Process for the isolation of Cu2Zn2 superoxide dismutase from red blood cells of vertebrates, especially mammals, preferably of large animals, characterized in that one hemolyzed in the first process stage red blood cells are heated and formed without any further addition of chemicals Separate precipitate from the remaining aqueous solution. 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man aus der nach der ersten Verfahrensstufe nach Abtrennen des Niederschlags erhaltenen Lösung durch Chromatographie die Cu2Zn2 -Superoxiddismutase isoliert.2) Method according to claim 1, characterized in that from that obtained after the precipitate has been separated off in the first process stage Solution isolated by chromatography the Cu2Zn2 superoxide dismutase.
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Citations (10)

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