DE3544459C2 - Process for synthesizing long chain deoxyribonucleic acid (DNA) - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Synthetisieren von langkettiger Desoxyribonucleinsäure (DNA), die Informationen für die Synthese von spezifischen Proteinen trägt gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Insbesondere ist die Erfindung auf ein Verfahren zum Synthetisieren von langkettiger DNA in reiner Form und auf chemischem Wege, d. h. ohne Verwendung von Enzymen, durch die sogenannte Festphasentechnik unter Verwendung von Blöcken mit 4 bis 8 Basensequenzen und unter Verwendung von aminiertem CPG als Träger gerichtet.The invention relates to a method for synthesizing long chain deoxyribonucleic acid (DNA), the information for the synthesis of specific proteins according to the preamble of claim 1. In particular The invention is based on a method for synthesizing long chain DNA in pure form and chemically, d. H. without the use of enzymes, through the so-called solid phase technique using blocks with 4 to 8 base sequences and directed using aminated CPG as a carrier.
Es ist bereits bekannt, da die Synthese von Polypeptiden durch gentechnologische Maßnahmen unter Verwendung synthetischer Gene durch die Stufen (1) Synthese von Struktur-Gen; (2) Rekombination des Gens in das geeignete Plasmid; (3) Transformation eines geeigneten Wirstorganismus durch das gebildete Chimärenplasmid; und (4) Gewinnen des gewünschten Polypeptids durch Kultivieren der transformierten Substanz möglich ist.It is already known since the synthesis of polypeptides through genetic engineering measures using synthetic Genes through stages (1) synthesis of structural gene; (2) recombination of the gene into the appropriate plasmid; (3) transformation of a suitable host organism through the formed Chimeric plasmid; and (4) recovering the desired polypeptide is possible by culturing the transformed substance.
In neuerer Zeit zieht die Entwicklung von DNA-Sonden das Interesse als neuartige Methode der Gentechnologie auf sich. Dies ist ein Identifikationsverfahren für unbekannte DNA und RNA (Ribonucleinsäure), die ein transkribiertes, durch Hybridisierung von bekannter einzelsträngiger DNA und RNA erhaltenes Produkt sind, wobei die Fähigkeit von DNA und RNA, durch Auswahl einer Komplementärsubstanz ebenso wie die Beziehung von Schablone und Abguß eine Doppelhelix zu bilden, ausgenutzt wird. Da eine empfindliche und rasche Identifizierung durch Anwendung der Hybridisierungsmethode möglich ist, kann durch Auffinden von spezifischer DNA und RNA im Genspiegel von Blut und Zellen von Patienten und pathogenen Bakterien diese Methode für die Diagnose des genauen Namens eines Krankheitserregers angewendet werden. Folglich ist DNA bei Anwendung als DNA-Sonde von hohem Wert als Diagnosemittel. In recent times, the development of DNA probes has drawn that Interest as a novel method of genetic engineering. This is an identification method for unknown DNA and RNA (ribonucleic acid), which is a transcribed, by hybridization obtained from known single-stranded DNA and RNA Product are, the ability of DNA and RNA, by selection a complementary substance as well as the relationship of Template and cast to form a double helix, exploited becomes. Because a sensitive and rapid identification through Application of the hybridization method is possible by Finding specific DNA and RNA in the gene level of blood and cells from patients and pathogenic bacteria using this method for the diagnosis of the exact name of a pathogen be applied. Hence DNA is when used as a DNA probe of great value as a diagnostic tool.
Wie die vorstehend erwähnte DNA als Struktur-Gen und als Quelle für die Verwendung als DNA-Sonde angeht, so ist bezüglich ihrer Natur bekanntgeworden, daß sie, je länger die Basensequenz ist, um so wichtiger als Informationsträger ist und um so breiter der Anwendungsbereich als DNA-Sonde ist. Es ist jedoch ebenfalls bekannt, daß ihre Synthese um so schwieriger ist, je länger die Basensequenz ist.Like the DNA mentioned above as a structural gene and as Source for use as a DNA probe is concerned with their nature became known that the longer the Base sequence is all the more important as information carrier and the wider the field of application as a DNA probe. However, it is also known that their synthesis is all the more so the more difficult the longer the base sequence is.
Folglich ist die Entwicklung einer Technik zum Synthetisieren von langkettiger DNA auf einfache Weise äußerst wünschenswert.Hence the development of a technique for synthesizing of long chain DNA is extremely desirable in a simple manner.
Herkömmliche Methoden zum Synthetisieren von DNA laufen wie folgt ab: So wird zunächst ein vergleichsweise kurzes DNA- Fragment mit 10 bis 20 Basenresten chemisch synthetisiert, dann werden sie zu Fragmenten mit der Gesamtstruktur von doppelsträngiger DNA gekoppelt, die die Informationen für die gewünschte Peptidsynthese trägt, und schließlich werden sie auf geeignete Weise in wäßriger Lösung unter Verwendung eines DNA-Ligase genannten Enzyms gekoppelt.Conventional methods for synthesizing DNA run like follows from: First, a comparatively short DNA Chemically synthesized fragment with 10 to 20 base residues, then they become fragments with the overall structure of double stranded DNA coupled to the information for the desired peptide synthesis, and eventually they will suitably coupled in aqueous solution using an enzyme called DNA ligase.
Nach dieser Methode werden jedoch vor der Blockkondensation nur vergleichsweise kurze Fragmente mit einer (Monomer), zwei (Dimer) oder drei (Trimer) Basen hergestellt, und es ist nicht möglich, langkettige DNA mit 80 Resten od. dgl. zu synthetisieren.This method, however, is used before block condensation only comparatively short fragments with one (monomer), two (Dimer) or three (trimer) bases made and it is not possible to synthesize long-chain DNA with 80 residues or the like.
Außerdem ist es bei dieser Methode wesentlich, das mit DNA- Ligase bezeichnete Enzym zu verwenden. Somit ist es zum Synthetisieren von doppelsträngiger DNA als Gen erforderlich, daß alle Basensequenzen, die die doppelsträngige DNA bilden, gleichzeitig synthetisiert werden. Folglich ist diese Methode bei einem Verfahren zum Synthetisieren von doppelsträngiger DNA nicht sonderlich effektiv.It is also essential with this method that DNA- To use ligase designated enzyme. So it's for synthesizing of double-stranded DNA as a gene required that all base sequences that make up the double-stranded DNA can be synthesized simultaneously. Hence this method in a method of synthesizing double-stranded DNA not particularly effective.
Erfindungsgemäß werden die Studien fortgesetzt, um die erwähnten technischen Schwierigkeiten zu überwinden. Es konnte durch Anwendung des als Triestermethode bezeichneten Verfahrens (unter den sogenannten Festphasentechniken), bei dem 1% Polystyrol als Träger verwendet und Tetramere (mit 4 Basen) oder Pentamere (mit 5 Basen) wiederholten Blockkondensation unterzogen werden, die Synthese von DNA mit etwa 46 Basen erreicht werden.According to the invention, the studies are continued to the mentioned overcome technical difficulties. It could by using the procedure known as the Trieste Method (under the so-called solid phase techniques), in which 1% Polystyrene used as a carrier and tetramers (with 4 bases) or pentamers (with 5 bases) repeated block condensation undergo the synthesis of DNA with about 46 bases can be achieved.
Selbst bei dieser Methode betrug jedoch die Anzahl der Basen in der erhaltenen DNA höchstens 50, und die Schwierigkeit der Synthese von DNA mit langen Ketten, wie mit 80 bis 150 Resten, bestand weiter.Even with this method, however, the number of bases was in the DNA obtained at most 50, and the difficulty of the Synthesis of DNA with long chains, such as with 80 to 150 residues, persisted.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Synthetisieren von Desoxyribonucleinsäure (DNA) bereitzustellen, mit dem (1) die Synthese von langkettiger DNA mit entsprechend umfangreicher Geninformation und (2) die Synthese unter günstigeren Bedingungen möglich ist.The object of the invention is therefore to provide a method for synthesizing of deoxyribonucleic acid (DNA) with which (1) the synthesis of long-chain DNA with correspondingly extensive Genetic information and (2) synthesis under cheaper Conditions is possible.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch angegebenen Merkmale gelöst.According to the invention, this object is achieved by features specified in the claim solved.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend im einzelnen erläutert.The present invention will hereinafter be described in more detail explained.
Jeder Block kann vor der Kondensation auf herkömmliche Weise erhalten werden, wobei jede Base einer Flüssigphasensynthese unterzogen wird. Each block can be conventionally pre-condensed can be obtained, each base of a liquid phase synthesis is subjected.
Animiertes CPG (Glas mit regulierten Poren; Controlled Pore Glass) (vgl. Tetrahedron Letters, 24, 747-750, 1983) wird erfindungsgemäß als Träger bei der Festphasentechnik eingesetzt. An die Aminogruppe dieser Substanz wird Deoxythymidin gebunden, das auf übliche Weise in 3′-Succinat umgewandelt wird. Dies wird als Träger für das Nucleosid verwendet. Jeder gewünschte Block wird auf diesem Harz nacheinander in Richtung der 5′-terminalen Gruppe verlängert. Was das Kondensationsmittel angeht, so kann beispielsweise Mesitylensulfonyl-3-nitrotriazolid (MSNT) verwendet werden. Die hierdurch erhaltene DNA ist einzelsträngig, und die Komplementärstrang-DNA, die für die Erzeugung der DNA- Doppelhelix erforderlich ist, kann leicht auf ähnliche Weise erhalten werden. Solche DNA-Doppelhelix kann aber auch leicht durch Anwendung der DNA-Polymerase unter Verwendung von kurzen Fragmenten (10 Basenpaare od. dgl.) als Schablone erhalten werden, die mit dem 3′-terminalen Bereich der erhaltenen einzelsträngigen DNA komplementär sind. Die Tatsache, daß DNA-Polymere verwendet werden kann, ist einer der vorteilhaftesten Verdienste der vorliegenden Erfindung, da die Kondensationsreaktion ohne Verwendung von DNA-Ligase durchgeführt werden kann, die bei den konventionellen Methoden in breitem Rahmen eingesetzt wird.Animated CPG (glass with regulated pores; controlled pore Glass) (cf. Tetrahedron Letters, 24, 747-750, 1983) is invented used as a carrier in solid phase technology. To the amino group This substance binds to deoxythymidine is converted into 3'-succinate in the usual way. This is called Carrier used for the nucleoside. Any block you want is successively on this resin towards the 5'-terminal Group extended. As for the condensing agent, it can for example, mesitylenesulfonyl-3-nitrotriazolide (MSNT) is used will. The DNA obtained in this way is single-stranded, and the complementary strand DNA, which is used to generate the DNA Double helix required can easily be done in a similar way be preserved. Such a DNA double helix can also easily by using DNA polymerase using short Fragments (10 base pairs or the like) are obtained as a template, with the 3'-terminal region of the single-stranded DNA obtained are complementary. The fact that DNA polymers are used is one of the most beneficial merits of the present invention, since the condensation reaction without Use of DNA ligase can be performed at the conventional methods are widely used.
Die erhaltene Doppelhelix-DNA wird auf bekannte Weise zu dem Vektorplasmid gekoppelt, dann auf Bakterien, wie Escherichia coli, transformiert, und der Stamm kultiviert, um das gewünschte Polypeptid zu erhalten. Bei den vorstehenden Stufen können verschiedene gentechnologische Maßnahmen, die bereits eingeführt sind, angewendet werden.The double helix DNA obtained becomes the in a known manner Vector plasmid then coupled to bacteria like Escherichia coli, transformed, and the strain cultivated, to get the desired polypeptide. With the above Different genetic engineering measures can be used in stages have already been introduced.
Erfindungsgemäß ist es möglich, langkettige DNA, wie mit 80 bis 150 Resten, zu synthetisieren, und folglich können Polypeptide mit 15 bis 30 Aminosäuren durch bekannte gentechnologische Maßnahmen synthetisiert werden. Beispielsweise können die folgenden Polypeptide synthetisiert werden: Das die Ausschüttung von Wachstumshormon inhibierende Somatostatin (14 Aminosäuren), das Magensäuresekretions-Stimulans Gastrin (17 Aminosäuren), das die Pankreassektretion stimulierende Zwölffingerdarmhormon Sekretin (27 Amionosäuren), das die Sekretion von Wachstumshormon, von Insulin und den Blutzuckerspiegelanstieg stimulierende Glucagon (29 Aminosäuren), morphinartige Mittel (β-Endorphin, 31 Aminosäuren) und den Kalkspiegel erhöhende Mittel (Calcitonin, 32 Aminosäuren) u. dgl.According to the invention, it is possible to use long-chain DNA, such as at 80 to 150 residues, to synthesize, and consequently polypeptides with 15 to 30 amino acids by known genetic engineering Measures are synthesized. For example the following polypeptides are synthesized: This is the release growth hormone inhibiting somatostatin (14 Amino acids), the gastric acid secretion stimulant gastrin (17 amino acids) that stimulates pancreatic secretion Duodenal hormone secretin (27 amino acids), which the Secretion of growth hormone, insulin and the rise in blood sugar stimulating glucagon (29 amino acids), morphine-like agents (β-endorphin, 31 amino acids) and Lime level increasing agents (calcitonin, 32 amino acids) u. the like
Außerdem wird die langkettige DNA nach der Erfindung nicht nur für DNA-Basensequenzen von Struktur-Genen verwendet, sondern auch für die Herstellung von allgemeiner DNA, einschließlich regulierenden Bereichen und spezifischen Sequenzen, ebenso wie für langkettige DNA-Sonden zur Aufklärung ihrer Strukturen. Folglich kann die Erfindung mit Erfolg für die Entwicklung von Diagnosemitteln eingesetzt werden.In addition, the long chain DNA according to the invention is not only used for DNA base sequences of structural genes, but also for the production of general DNA, including regulatory areas and specific sequences, as well for long-chain DNA probes to clarify their structures. Consequently, the invention can be successfully used for development diagnostic tools.
Gemäß der Erfindung kann langkettige DNA einfach und in großen Mengen synthetisiert werden. Die langkettige DNA nach der Erfindung kann auf dem Gebiet der Gentechnologie effektiv (1) als Geninformationsträger für die Polypeptidsynthese und (2) als Ausgangsstoff für die Anwendung bei DNA-Sonden eingesetzt werden.According to the invention, long chain DNA can be simple and large Quantities are synthesized. The long chain DNA after the Invention can be effective in the field of genetic engineering (1) as a gene information carrier for polypeptide synthesis and (2) used as a starting material for use in DNA probes will.
Die Erzeugung von DNA betrug bisher pro Ansatz bestenfalls 0,1 OD (1OD ist etwa 50 µm äquivalent). Erfindungsgemäß ist es nun jedoch möglich, große Mengen von 30 bis 50 OD pro Ansatz herzustellen. Infolgedessen ist eine Ausdehnung der Anwendbarkeit auf dem Gebiet von langkettiger DNA als Gen und als DNA-Sonde zu erwarten.So far, the production of DNA was at best per approach 0.1 OD (1OD is about 50 µm equivalent). According to the invention however, it is now possible to use large quantities of 30 to 50 OD to manufacture per approach. As a result, an expansion of the Applicability in the field of long chain DNA as a gene and expected as a DNA probe.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen näher erläutert, die die Synthese von Endorphin betreffen, dessen physiologische Wirksamkeit, wie die Wirkung als auf das Zentralnervensystem wirkendes Analgetikum und endokrines Hormon, bekannt sind. The invention is explained in more detail below with the aid of examples, which concern the synthesis of endorphin, its physiological Effectiveness, such as the effect than on the central nervous system acting analgesic and endocrine hormone, known are.
Die Aminosäuresequenz von Endorphinen ist bekannt, und die DNA- Basensequenz entsprechend dazu kann unter Verwendung einer Codierungstabelle frei gewählt werden. Sie sind nachfolgend zusammen mit ihrer Beziehung zwischen jedem Block, der die DNA-Basensequenz darstellt, wie sie erfindungsgemäß verwendet werden, angegeben. Die obere, die mittlere und die untere Spalte (Zahlen darin sind Block-Nummern) bezeichnen jeden Block, die Basensequenz bzw. die entsprerchende Aminosäuresequenz. Übrigens sind an beiden Endpunkten der DNA-Basensequenzen restriktierte Enzymstellen angegeben. Diese Stellen werden zum Einfügen von Plasmit verwendet.The amino acid sequence of endorphins is known and the DNA Base sequence corresponding to this can be done using a Coding table can be chosen freely. You are below along with their relationship between each block that the DNA base sequence as used according to the invention are specified. The top, the middle and the bottom Columns (numbers in it are block numbers) denote each Block, the base sequence or the corresponding amino acid sequence. Incidentally, at both endpoints are the DNA base sequences restricted enzyme sites specified. These places are used to insert plasmit.
Unter den die vorstehenden Endorphin-Gene darstellenden Blocks wurde der Block 7 auf nachstehend erläuterte Weise synthetisiert.Among the blocks representing the above endorphin genes block 7 was synthesized in the manner explained below.
Weitere die Gene vom Endorphintyp darstellende Blocks (1-6 und 8-17) können auf ähnliche Weise hergestellt werden. Die jeweiligen Ausbeuten sind nachfolgend zusammengestellt.Further blocks representing the genes of the endorphin type (1-6 and 8-17) can be made in a similar manner. The respective yields are summarized below.
α-Endorphin-Gen (Deoxy-80-mer) mit restriktierten Enzymstellen wurde nach der Festphasentechnik wie folgt synthetisiert:α-endorphin gene (deoxy-80-mer) with restricted enzyme sites was synthesized using the solid phase technique as follows:
- 1. Deoxythymidin-CPG-Harz wird mit CH₂Cl/MeOH gewaschen.1. Deoxythymidine-CPG resin is washed with CH₂Cl / MeOH.
- 2. Es wird mit 2% BSA/CH₂Cl₂-MeOH detrityliert (dieser Vorgang wird wiederholt und rasch durchgeführt, bis die Verfärbung verschwindet).2. It is detritylated with 2% BSA / CH₂Cl₂-MeOH (this process is repeated and carried out quickly until the discoloration disappears).
- 3. Nach Ersatz durch Pyridin wird es der azeotropen Trocknung unterzogen. Eine Pyridin-Lösung eines jeden Blockes wird zugefügt, azeotrop getrocknet und MSNT und Pyridin für die Umsetzung zugesetzt. Es wird bei Raumtemperatur stehengelassen und mit Pyridin gewaschen.3. After replacement with pyridine it becomes azeotropic drying subjected. A pyridine solution of each block is added Dried azeotropically and MSNT and pyridine for implementation added. It is left to stand at room temperature and washed with pyridine.
- 4. 0,1 M Dimethylaminopyridin/Pyridin-Lösung und Essigsäureanhydrid werden zugesetzt, bei Raumtemperatur stehengelassen und mit Pyridin gewaschen.4. 0.1 M dimethylaminopyridine / pyridine solution and acetic anhydride are added at room temperature left standing and washed with pyridine.
Dieser Vorgang wird wiederholt, d. h. insgesamt 13mal durchgeführt. Die durchschnittliche Ausbeute dieser Umsetzung liegt bei 84%. Dann wird das Harz bei Raumtemperatur mit einer 0,1-M-Lösung von Tetramethylguanidin-Pyridinaldoxim (vgl. C. B. Reese et al., Tetrahedron Letters, 2727, 1978) in Dioxan-Wasser von den Schutzgruppen befreit, dann mit Pyridin-Wasser gewaschen, das Waschwasser im Vakuum eingeengt, konz. Ammoniakwasser zugesetzt, und das Gemisch erwärmt. Das Ammoniak wird verdampft, und ein Teil des Rückstandes unter Verwendung der Dimethoxytritylgruppe als Target zum Berechnen der Ausbeute der Endstufe genommen. This process is repeated, i. H. performed a total of 13 times. The average yield of this implementation is 84%. Then the resin comes in at room temperature a 0.1 M solution of tetramethylguanidine pyridine doxime (see C. B. Reese et al., Tetrahedron Letters, 2727, 1978) freed from the protective groups in dioxane water, then with Pyridine water washed, the wash water in a vacuum concentrated, conc. Added ammonia water, and that Mixture warmed. The ammonia is evaporated, and one Part of the residue using the dimethoxytrityl group as a target for calculating the output of the final stage taken.
Die Rückstandreaktionslösung wurde einer Phasenumkehrchromatographie (C₁₈-Kieselgel für Prep 500, hergestellt von Waters), der Ionenaustauschchromatographie (DEAE-Toyopal) und der Phasenumkehrchromatographie (C₁₈-Kieselgel, TSK-Gel 10-20 µm) (offen) zum Gewinnen von reinem α-Endorphin-Gen mit restriktierten Enzymstellen (=Deoxy-80-mer) unterzogen.The residue reaction solution was subjected to reverse phase chromatography (C₁₈ silica gel for Prep 500, manufactured by Waters), ion exchange chromatography (DEAE-Toyopal) and Phase reversal chromatography (C₁₈ silica gel, TSK gel 10-20 µm) (open) for obtaining pure α-endorphin gene subjected to restricted enzyme sites (= deoxy-80-mer).
Die Reinheit wurde durch HPCL (Nucleosil 300-7 C₁₈) und durch Elektrophorese herbeigeführt, und die Basensequenzen durch die Maxam-Gilbert-Methode bestätigt. Die Ergebnisse sind den Fig. 1 bis 3 zu entnehmen.The purity was brought about by HPCL (Nucleosil 300-7 C₁₈) and by electrophoresis, and the base sequences confirmed by the Maxam-Gilbert method. The results are shown in FIGS. 1 to 3.
In gleicher Weise wurden α-(Leu⁵)-endorphin-Gen (mit restriktiven Enzymstellen) (Deoxy-77-mer), γ-(Leu⁵)-endorphin-Gen (mit restriktiven Enzymstellen) (Deoxy-77-mer) und γ-Endorphin- Gen (mit restriktiven Enzymstellen) (Deoxy-80-mer) hergestellt.In the same way, α- (Leu⁵) endorphin gene (with restrictive Enzyme sites) (deoxy-77-mer), γ- (Leu⁵) endorphin gene (with restrictive enzyme sites) (deoxy-77-mer) and γ-endorphin Gene (with restrictive enzyme sites) (Deoxy-80-mer).
1 Mol Deoxy-80-mer und synthetisches Starter-Nucleotid (nucleotide primer), das mit der 3′-terminalen Gruppe des ersteren komplementär ist, wurden gemischt, auf 65°C erhitzt und auf Raumtemperatur abgekühlt, um das Deoxy-80-mer und das Starter-Nucleotid zu tempern. Dann wurde E.-coli-Polymerase I (Klenow-Fragment) auf herkömmliche Weise zugesetzt und während 30 min bei 37°C umgesetzt, so daß eine doppelsträngige DNA gebildet wurde.1 mole deoxy-80-mer and synthetic starter nucleotide (nucleotide primer), which with the 3'-terminal group of the former is complementary, mixed, heated to 65 ° C and cooled to room temperature to the deoxy-80-mer and that Anneal starter nucleotide. Then E. coli polymerase I (Klenow fragment) added in a conventional manner and during 30 minutes at 37 ° C, so that a double-stranded DNA was formed.
Die DNA wurde als Niederschlag in Ethanol erhalten, 30 min lang bei 37°C unter Verwendung von T₄-Polynucleotidkinase umgesetzt, und beide 5′-terminalen Gruppen doppelsträngigen DNA phosphoryliert. The DNA was obtained as a precipitate in ethanol, 30 min long at 37 ° C using T₄ polynucleotide kinase implemented, and both 5'-terminal groups double-stranded DNA phosphorylated.
Dann wurde die Vektorplasmid-pUC-8-DNA mit einem restriktiven Enzym Pst 1 geschnitten, der vorstehenden Lösung von doppelsträngiger DNA zugesetzt, über Nacht bei 16°C mit T₄-DNA-Ligase umgesetzt, und die doppelsträngige D-80-mer-DNA mit dem Vektorplasmid gekoppelt.Then the vector plasmid pUC-8 DNA with a restrictive Enzyme Pst 1 cut the above solution from double-stranded DNA added overnight at 16 ° C with T₄ DNA ligase implemented, and the double-stranded D-80-mer DNA coupled to the vector plasmid.
Das auf vorstehend erläuterte Weise bereitete Plasmid wurde in E.- coli-JM-103-Stamm auf übliche Weise transformiert, dann unter Ausnutzung eines Defekts der in dem pUC 8 als Target vorhandenen β-Galaktosidase-Wirksamkeit selektiert, und die Plasmidmoleküle durch Klonieren von dem Stamm erhalten.The plasmid prepared as described above was transformed in E. coli JM-103 strain in the usual way, then taking advantage of a defect in the pUC 8 as Selected existing β-galactosidase activity, and the plasmid molecules by cloning from the strain receive.
Es wurde durch die Maxam-Gilber-Methode bestätigt, daß Plasmid, bei dem Endorphin-Gen in der richtigen Orientierung und Position, wie sie beabsichtigt waren, eingefügt war.It was confirmed by the Maxam-Gilber method that Plasmid with the endorphin gene in the correct orientation and position as intended was inserted.
Trasformierter E.-coli-JM-103-Stamm wurde über Nacht in einem LB-Medium vorkultiviert, in ein 2YT-Medium gepflanzt und einer Schüttelkultur bei 37°C unterzogen.Transformed E. coli JM-103 strain was grown overnight in pre-cultured in an LB medium, planted in a 2YT medium and subjected to a shaking culture at 37 ° C.
IPTG wurde in logarithmischen Phasen der Herstellungsstufen (Anfangs-, Mittel- und Endstufe) zugefügt, um eine Konzentration von 0,5 mM zu erreichen, und die Synthese von Endorphin wurde induziert. Nach der Induzierung durch IPTG wurde das geschmolzene Protein extrahiert und durch HPLC analysiert, wobei gefunden wurde, daß eine adäquate Menge der Proteinproduktion zu beobachten war (1 bis 5,0×10⁵ Moleküle pro Zelle), wenn die Induzierung bei der Anfangsstufe der logarithmischen Herstellungsphase ausgeübt wird. IPTG was in logarithmic stages of the manufacturing stages (Initial, middle and final stages) added to a concentration of 0.5 mM and the synthesis of endorphin was induced. After the induction by IPTG that became extracted molten protein and analyzed by HPLC, an adequate amount of protein production was found was observed (1 to 5.0 × 10⁵ molecules per Cell) if the induction at the initial stage of logarithmic Manufacturing phase is exercised.
Unter Bezugnahme auf natürliches α-Endorphin und γ-Endorphin mit einem Methioninrest im Molekül wurden sie mit Trypsin auf herkömmliche Weise behandelt. Unter Bezugnahme auf α-(Leu⁵)-endorphin und γ-(Leu⁵)-endorphin mit einem Leucinrest anstelle von Methionin wurden sie mit BrCN behandelt. Auf jeden Fall wurde jedes der gewünschten Endorphinproteine der Säulenchromatographie entsprechend dem allgemeinen Reinigungsverfahren von Proteinen unterzogen, woraufhin jedes von ihnen abgetrennt und gereinigt wurde.With reference to natural α-endorphin and γ-endorphin with a methionine residue in the molecule they were with Trypsin treated in a conventional way. In reference to on α- (Leu⁵) -endorphin and γ- (Leu⁵) -endorphin with one Leucine residue instead of methionine, they were treated with BrCN. In any case, each of the desired endorphin proteins column chromatography according to the general Process of protein purification, whereupon each was separated from them and cleaned.
Die Tatsache, daß jedes der erhaltenen Endorphinmoleküle die gewünschte Aminosäuresequenz aufweist, wurde durch den Umstand bestätigt, daß sie identisch waren mit dem bereits durch die Peptidsynthese erhaltenen Proben, wie durch Prüfen mit HPLC unter Anwendung eines Phasenumkehrträgers festgestellt wurde.The fact that each of the endorphin molecules obtained has the desired amino acid sequence was determined by the Fact confirmed that they were identical to that already samples obtained by peptide synthesis as by testing determined by HPLC using a phase reversal carrier has been.
Fig. 1 ist ein Autoradiogramm, das das Ergebnis der 20%-Polyacrylamid-Elektrophorese von Deoxy-80-mer zeigt, das α-Endorphin-Gen enthält und nach Bestimmung durch die Maxam-Gilbert-Methode synthetisiert ist; Fig. 1 is an autoradiogram showing the result of 20% polyacrylamide electrophoresis of deoxy-80-mer containing the α-endorphin gene and synthesized after being determined by the Maxam-Gilbert method;
Fig. 2 ist ein Autoradiogramm, das das Ergebnis der 8%-Polyacrylamid-Elektrophorese von Deoxy-80-mer zeigt, das α-Endorphin-Gen enthält und nach Bestimmung durch die Maxam-Gilbert-Methode synthetisiert ist; und Fig. 2 is an autoradiogram showing the result of 8% polyacrylamide electrophoresis of deoxy-80-mer containing the α-endorphin gene and synthesized after being determined by the Maxam-Gilbert method; and
Fig. 3 zeigt das Ergebnis der Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (Nucleosil 300-7 C₁₈) von Deoxy-80-mer, das α-Endorphin-Gen enthält und nach Bestimmung durch die Maxam-Gilbert-Methode synthetisiert ist; die Ordinate und die Abszisse zeigen die Absorption bzw. die Zeit; als Lösungsmittelsystem wurde Triethylaminacetat/ Acetonitril verwendet, und die Fließgeschwindigkeit betrug 1,0 ml/min. Fig. 3 shows the result of high performance liquid chromatography (Nucleosil 300-7 C₁₈) of deoxy-80-mer, which contains α-endorphin gene and is synthesized after determination by the Maxam-Gilbert method; the ordinate and the abscissa show the absorption and the time, respectively; triethylamine acetate / acetonitrile was used as the solvent system and the flow rate was 1.0 ml / min.
Claims (1)
b) Ionenaustauschchromatographie und
c) Phasenumkehrchromatographiein dieser Reihenfolge ausführt.A process for synthesizing long-chain deoxyribonucleic acid (DNA) using the solid phase technique (Triester method) and aminated CPG as a carrier, characterized in that blocks with 4 to 8 base sequences are chemically coupled in pure form, the purification of the long-chain DNA by a) phase reversal chromatography ,
b) ion exchange chromatography and
c) Perform reverse phase chromatography in that order.
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