EA008044B1 - Apparatus and method for storing proteins - Google Patents

Apparatus and method for storing proteins Download PDF

Info

Publication number
EA008044B1
EA008044B1 EA200501144A EA200501144A EA008044B1 EA 008044 B1 EA008044 B1 EA 008044B1 EA 200501144 A EA200501144 A EA 200501144A EA 200501144 A EA200501144 A EA 200501144A EA 008044 B1 EA008044 B1 EA 008044B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
protein
buffer solution
alkaline
alkaline buffer
proteins
Prior art date
Application number
EA200501144A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA200501144A1 (en
Inventor
Дэвид Филип Кнайт
Лариса Пиннок
Original Assignee
Спин`Тек Инжиниринг Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Спин`Тек Инжиниринг Гмбх filed Critical Спин`Тек Инжиниринг Гмбх
Publication of EA200501144A1 publication Critical patent/EA200501144A1/en
Publication of EA008044B1 publication Critical patent/EA008044B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K1/00General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
    • C07K1/02General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length in solution
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D1/00Treatment of filament-forming or like material
    • D01D1/02Preparation of spinning solutions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L89/00Compositions of proteins; Compositions of derivatives thereof
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F4/00Monocomponent artificial filaments or the like of proteins; Manufacture thereof
    • D01F4/02Monocomponent artificial filaments or the like of proteins; Manufacture thereof from fibroin

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)

Abstract

An apparatus for the storage of a protein (20) comprising a first compartment (30) for storing the protein (20) and a second compartment (40) for storing an alkaline buffer (50), the second compartment (40) being in fluid communication with the first compartment (30) is described. In one preferential embodiment of the invention, the alkaline buffer comprises calcium ions which encourage the gelling of the protein (20). A method for the storage of a protein (20) is also described. The method comprises: a first step of placing the protein in a first storage compartment (30); a second step of exposing the protein (20) to an alkaline buffer (50); and a third step of maintaining the protein (20) in the alkaline atmosphere in the first storage compartment (30).

Description

Область применения изобретенияThe scope of the invention

Настоящее изобретение имеет отношение к созданию устройства для хранения и способу хранения протеинов.The present invention relates to a storage device and method for storing proteins.

Известный уровень техникиPrior art

Одна из проблем, связанных с длительным хранением протеинов, заключается в том, что они теряют свои биологические свойства с течением времени, так как молекула деградирует. Уже предложены различные способы хранения протеинов, чтобы решить эту проблему.One of the problems associated with long-term storage of proteins is that they lose their biological properties over time, as the molecule degrades. Various methods for storing proteins have already been proposed to solve this problem.

Например, в заявке на патент Японии ДР-А-63-092671 (КаиеЬо) предложен способ хранения протеинов, в соответствии с которым фиброин или коллаген растворяют в водном растворе. В раствор добавляют гидролизный фермент, а затем хелатную добавку. РН смеси устанавливают в диапазоне от 4,5 до 7,5 и раствор пропускают через фильтр, имеющий поры около 1 мкм или меньше. Наконец, раствор сушат, чтобы получить полимер со средней степенью полимеризации в диапазоне 200-600.For example, Japanese Patent Application DR-A-63-092671 (Kaieo) proposes a method for storing proteins, according to which fibroin or collagen is dissolved in an aqueous solution. A hydrolysis enzyme is added to the solution, followed by a chelating additive. The pH of the mixture is set in the range from 4.5 to 7.5 and the solution is passed through a filter having pores of about 1 μm or less. Finally, the solution is dried to obtain a polymer with an average degree of polymerization in the range of 200-600.

Однако было бы желательно хранить протеин в его природном состоянии без обработки ферментом или без обработки хелатной добавкой.However, it would be desirable to store the protein in its natural state without treatment with an enzyme or without treatment with a chelate additive.

В природе существуют различные способы хранения протеинов. Натуральный шелк состоит из тонких, блестящих нитей, производимых тутовым шелкопрядом ВотЬух топ и другими беспозвоночными из накопленного протеинового прядильного раствора или из сырья. Эти шелковые нити зачастую превосходят синтетические полимеры, которые используют в настоящее время для изготовления материалов, причем их свойства главным образом остаются неизменными при длительном хранении протеинового прядильного раствора в железах организма. Например, прочность на растяжение и ударная вязкость драглайновых шелков, производимых некоторыми пауками, может превышать аналогичные характеристики материала Кеу1ег™ (Кевлар), который представляет собой самое прочное выпускаемое промышленностью в настоящее время волокно. Такие драглайновые шелка имеют также высокую термостойкость. Многие шелка являются также разлагаемыми микроорганизмами и не выдерживают воздействия окружающей среды. Они являются регенерируемыми и могут быть получены при помощи высокоэффективного процесса при низком давлении и низкой температуре, с использованием в качестве растворителя только воды. Натуральный процесс прядения замечателен тем, что водный раствор протеина превращается в прочный и нерастворимый материал. Способ, при помощи которого пауки и тутовые шелкопряды производят шелковые нити, описан в статье Ыс.|шб сгуЦаПше кршпшд о£ кр1бег кйк («Жидкое кристаллическое прядение шелкового паука»), Уо11га111 апб ΚηίβΙιΓ ЫаШге, уо1. 410, 29 Магсй 2001, радек 541-8. Авторы обращают внимание на то, как пауки и тутовые шелкопряды хранят молекулы протеинового прядильного раствора и экструдируют из них прочные нити. В статье анализируются свидетельства того, что природный механизм прядения пауками предусматривает добавку ионов водорода и ионов калия и удаление ионов натрия, когда прядильный раствор проходит через прядильный тракт (канал).In nature, there are various ways of storing proteins. Natural silk consists of thin, shiny yarns produced by the mulberry silkworm Vulbop top and other invertebrates from the accumulated protein dope or from raw materials. These silk threads are often superior to synthetic polymers that are currently used for the manufacture of materials, and their properties mainly remain unchanged during prolonged storage of protein dope in the glands of the body. For example, the tensile strength and toughness of dragline silks produced by some spiders may exceed the similar characteristics of the Keulier ™ (Kevlar) material, which is the most durable fiber currently manufactured by the industry. Such dragline silk also has high heat resistance. Many silks are also biodegradable and cannot withstand environmental influences. They are recoverable and can be obtained using a highly efficient process at low pressure and low temperature, using only water as a solvent. The natural spinning process is remarkable in that the aqueous protein solution turns into a strong and insoluble material. The method by which spiders and silkworms produce silk threads is described in the article Yb. 410, 29 Magsy 2001, Radek 541-8. The authors pay attention to how spiders and silkworms store the molecules of the protein dope and extrude strong strands from them. The article analyzes evidence that the natural mechanism of spinning by spiders involves the addition of hydrogen ions and potassium ions and the removal of sodium ions when the spinning solution passes through the spinning path (channel).

В статье Кп1дН1 апб Уо11га111 Вю1одюа1 Ыс.|шб Сгук1а1 Е1а81отегк («Биологические жидкокристаллические эластомеры»), Тгапк. РЫ1. Я. 8ос. В. 357, 155-163 (2002), авторы указывают, что совокупность протеинов спидроина и фиброина образует прочные нити, так как главные структурные протеины шелков, фиброины тутовых шелкопрядов и спидроины пауков представляют собой амфифильные повторяющиеся блок-сополимеры типа АВАВ, где А представляет собой гидрофобный блок, а В представляет собой менее гидрофобный блок.In the article Kp1dN1 apb Uo11ga111 Vu1odyu1 Ys. | Shb Sguk1a1 E1a81oteg (Biological liquid crystal elastomers), Tgapk. PY1. I. 8os. C. 357, 155-163 (2002), the authors indicate that the combination of the spidroin and fibroin proteins forms strong strands, since the main structural proteins of silk, silkworm fibroins and spider speedroins are amphiphilic repeating block copolymers of the ABAB type, where A represents a hydrophobic block, and B is a less hydrophobic block.

Спидроин и фиброин имеют два состояния. Первое состояние представляет собой состояние безопасного хранения, при котором, как полагают, чрезвычайно длинные протеиновые цепи свертываются в короткие, достаточно компактные молекулы в виде стержней. Протеины фиброина или спидроина в этом первом состоянии имеют преимущественно случайную спиральную и/или винтовую вторичную структуру. Второе состояние представляет собой твердое состояние с преимущественно бета кристаллической вторичной структурой. В этом втором состоянии образуется нанофибриллярный композит, который содержит хорошо упакованную фракцию очень длинных нанофибрилл (тонких волокон), имеющих диаметр около 5 нм. Нанофибриллы ориентированы главным образом параллельно длинной оси прочной нити и, вероятно, содержат все или большинство бета кристаллитов. Бета кристаллиты имеют ширину около 5 нм и расположены главным образом параллельно длинной оси нанофибрилл. Полагают, что меньшие количества менее кристаллического и более неупорядоченного материала образуют матрицу между нанофибриллами.Spidroin and fibroin have two conditions. The first state is a state of safe storage in which it is believed that extremely long protein chains coagulate into short, fairly compact molecules in the form of rods. Proteins of fibroin or spidroin in this first state have a predominantly random helical and / or helical secondary structure. The second state is a solid state with a predominantly beta crystalline secondary structure. In this second state, a nanofibrillar composite is formed that contains a well-packed fraction of very long nanofibrils (thin fibers) having a diameter of about 5 nm. Nanofibrils are oriented mainly parallel to the long axis of the strong filament and probably contain all or most of the beta crystallites. Beta crystallites have a width of about 5 nm and are located mainly parallel to the long axis of the nanofibrils. It is believed that smaller amounts of less crystalline and more disordered material form a matrix between nanofibrils.

Первое состояние хранения является метастабильным. Полагают, что его преобразование во второе состояние нанофибрилл вызывает как агрегацию молекул, так и изменение конформации вторичной структуры. Полагают, что изменение конформации происходит в наиболее гидрофобных блочных типах повторяющегося блок-сополимера, который преобразуется из структуры «случайная спиральная»/альфа винтовая структура в бета кристаллическую структуру. Полагают, что по меньшей мере 5 факторов участвуют в транзиции агрегации и конформации, в результате чего образуются прочные нити, а именно уменьшение рН; добавление ионов калия к протеину; удаление ионов натрия из протеина; потеря воды и приложение механического напряжения к образующимся нитям. Кроме того, конверсия (преобразование) может ускоряться за счет секреции полеолов и поверхностно-активных веществ. Тонкие продольные выступы с малой поверхностной энергией в отделе конечной части тракта прядения у пауков могутThe first storage state is metastable. It is believed that its transformation into the second state of nanofibrils causes both aggregation of molecules and a change in the conformation of the secondary structure. It is believed that a change in conformation occurs in the most hydrophobic block types of the repeating block copolymer, which is converted from a random helical / alpha helical structure to a beta crystalline structure. It is believed that at least 5 factors are involved in the transition of aggregation and conformation, resulting in the formation of strong filaments, namely a decrease in pH; adding potassium ions to protein; removal of sodium ions from protein; water loss and application of mechanical stress to the resulting threads. In addition, the conversion (conversion) can be accelerated due to the secretion of fields and surfactants. Thin longitudinal protrusions with low surface energy in the department of the final part of the spinning path in spiders can

- 1 008044 содействовать преобразованию протеинового прядильного раствора в твердую нить. После образования коротких нанофибрилл, они могут действовать как затравки, инициирующие дальнейшую агрегацию и изменение конформации протеина, в результате чего ускоряется полная скорость транзиции.- 1 008044 to facilitate the conversion of the protein dope to a solid filament. After the formation of short nanofibrils, they can act as seeds, initiating further aggregation and changes in protein conformation, resulting in accelerated full rate of transition.

Если оставить растворы фиброина или спидроина в первом состоянии хранения без обработки, то они самопроизвольно преобразуются в нерастворимое бета кристаллическое состояние, в результате чего преждевременно образуются нерастворимые флокуляты (Пос5) или гели, из которых не могут быть экструдированы или вытянуты полезные нити. Это преобразование может быть необыкновенно быстрым и обычно для его завершения требуется 1-3 дня. Это создает проблему при экструдировании или вытягивании нити из шелковых протеинов. Бактериальный протеолиз (расщепление белков) может принимать участие в этом превращении ίη νίΐΓΟ за счет разрезания протеинов на более короткие пептиды, которые более склонны к изменению конформации или к кристаллизации. Альтернативно, протеолиз может содействовать превращению за счет удаления защитных доменов, которые тормозят агрегацию или изменение конформации. Превращение природного раствора фиброина или спидроина в нерастворимую форму может также ускоряться за счет введения затравки при помощи материала, который уже перешел в бета состояние. Замораживание или механическая резка природных растворов также могут приводить к преобразованию в бета кристаллическое состояние. Регенерированные растворы фиброина и спидроина, приготовленные путем растворения шелковых нитей в разобщающем агенте, таком как бромид лития, тиоцианат лития, тиоцианат натрия, хлорид кальция, нитрат кальция, также постепенно претерпевают аналогичное образование флокулятов или геля, когда разобщающий агент удаляют за счет диализа. Это также создает проблему, когда желают прясть или экструдировать материал из регенерированных шелков.If you leave the solutions of fibroin or speedroin in the first storage state without treatment, then they spontaneously transform into an insoluble beta crystalline state, as a result of which insoluble flocculates (Pos5) or gels form prematurely, from which useful filaments cannot be extruded or extended. This conversion can be unusually fast and usually takes 1-3 days to complete. This creates a problem when extruding or pulling filaments from silk proteins. Bacterial proteolysis (protein cleavage) can take part in this ίη νίΐΓΟ transformation by cutting proteins into shorter peptides, which are more prone to conformational changes or crystallization. Alternatively, proteolysis may facilitate conversion by removing protective domains that inhibit aggregation or conformational change. The conversion of a natural solution of fibroin or spidroin into an insoluble form can also be accelerated by the introduction of seed using material that has already gone into a beta state. Freezing or mechanical cutting of natural solutions can also lead to conversion to beta crystalline state. Regenerated solutions of fibroin and speedroin prepared by dissolving silk threads in a release agent, such as lithium bromide, lithium thiocyanate, sodium thiocyanate, calcium chloride, calcium nitrate, also gradually undergo a similar formation of flocculates or gel when the release agent is removed by dialysis. This also creates a problem when it is desired to spin or extrude material from regenerated silks.

Было обнаружено, что первое состояние хранения поддерживается в заднем и среднем отделах железы у тутовых шелкопрядов и соответствует А зоне для пауков. В этих областях соответствующих желез протеин хранится при удивительно высоких концентрациях (20-40 % по весу/объему). Полагают, что пауки хранят протеин в виде жидкого кристаллического золя высокой вязкости, который сохраняется в первой, второй и большей части третьей ветви тракта шелковой железы. Тутовые шелкопряды финальной возрастной стадии после новой линьки хранят протеин в виде геля в заднем и среднем отделах шелковой железы, однако, он преобразуется в золь в тракте (в задней части заднего отдела) незадолго до прядения. После преобразования геля в золь он продвигается назад вниз в тракт секреции и побуждает материал, хранящийся в среднем и заднем отделах, протекать вперед вниз, так что он может быть вытянут в нить в передней (дистальной) части тракта.It was found that the first state of storage is maintained in the posterior and middle glands of silkworms and corresponds to the A zone for spiders. In these areas of the corresponding glands, the protein is stored at surprisingly high concentrations (20-40% by weight / volume). It is believed that spiders store the protein in the form of a liquid crystalline sol of high viscosity, which is stored in the first, second, and most of the third branch of the silk gland tract. Silkworms of the final age stage after a new molt store the protein in the form of a gel in the back and middle sections of the silk gland, however, it is converted to sol in the tract (in the back of the back section) shortly before spinning. After the gel is transformed into sol, it moves back down into the secretion tract and causes the material stored in the middle and rear sections to flow forward downward, so that it can be pulled into the thread in the front (distal) part of the tract.

Краткое изложение изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Задачей настоящего изобретения является создание устройства для хранения и способа хранения протеинов.An object of the present invention is to provide a storage device and a method for storing proteins.

Эта и другие задачи настоящего изобретения были решены за счет создания устройства для хранения протеина, которое содержит первую камеру для хранения протеина и вторую камеру для хранения щелочного буферного раствора. В соответствии с предпочтительным вариантом настоящего изобретения вторая камера содержит щелочной буферный раствор, содержащий хлорид кальция. Вторая камера находится во флюидальном (то есть в жидкостном или газообразном) сообщении с первой камерой. Таким образом, протеин, который хранится в первой камере, находится в щелочном состоянии и содержит ионы кальция, причем в этом состоянии он является намного более стабильным, чем необработанные растворы спидроина или фиброина, непосредственно извлеченные из желез организмов или приготовленные за счет растворения шелка паука или тутового шелкопряда в разобщающем агенте. За счет этого существенно замедляется распад или преждевременное образование бета листовой формы, с бета состоянием протеина.This and other objectives of the present invention have been achieved by providing a protein storage device that comprises a first protein storage chamber and a second alkaline buffer storage chamber. According to a preferred embodiment of the present invention, the second chamber contains an alkaline buffer solution containing calcium chloride. The second chamber is in fluid (i.e., liquid or gaseous) communication with the first chamber. Thus, the protein stored in the first chamber is in an alkaline state and contains calcium ions, and in this state it is much more stable than untreated solutions of spidroin or fibroin directly extracted from the glands of organisms or prepared by dissolving spider silk or silkworm in uncoupling agent. Due to this, the decay or premature formation of a beta leaf form significantly slows down, with the beta state of the protein.

В соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения щелочной буферный раствор выбран из группы щелочей, в которую входят аммиак, ацетат аммония, формиат аммония, цитрат аммония, Тгб/НСТ НЕРЕ8, ΡΙΡΕ8, карбонат натрия, карбонат калия, фосфат натрия, фосфат калия, а также их смеси.According to a first embodiment of the present invention, the alkaline buffer solution is selected from the group of alkalis which includes ammonia, ammonium acetate, ammonium formate, ammonium citrate, Tgb / HCT HEPE8, ,8, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium phosphate, potassium phosphate, and also mixtures thereof.

В соответствии с одним из вариантов азид натрия вводят в протеин в дополнение к щелочному буферному раствору. Альтернативно, могут быть добавлены фенилтиомочевина, цианид натрия или цианид калия.In one embodiment, sodium azide is introduced into the protein in addition to an alkaline buffer solution. Alternatively, phenylthiourea, sodium cyanide or potassium cyanide may be added.

В соответствии с одним из вариантов 100-700 мМ ионов кальция добавляют к щелочному буферному раствору, преимущественно в виде хлорида. При таких обстоятельствах щелочной буферный раствор может не содержать ионов карбоната или фосфата.In one embodiment, 100-700 mM calcium ions are added to the alkaline buffer solution, preferably in the form of chloride. Under such circumstances, the alkaline buffer solution may not contain carbonate or phosphate ions.

Когда ионы кальция добавляют к щелочному буферному раствору, они вызывают превращение концентрированного раствора шелковых протеинов или их аналогов в гель. Полученный таким путем гель является намного более стабильным, чем растворы золь состояния шелковых протеинов. Вынужденное (наведенное) таким путем гель-состояние может быть преобразовано назад в золь-состояние перед проведением экструзии, прядением или иным формованием шелка. Это может быть достигнуто при помощи диализа с использованием диализного раствора, содержащего 20-100 мМ раствора этилендиаминтетрауксусной кислоты (ΕΌΤΑ), с подстройкой рН до 7,0-7,8 при помощи раствора аммиака или гидWhen calcium ions are added to the alkaline buffer solution, they cause the concentrated solution of silk proteins or their analogues to turn into a gel. The gel obtained in this way is much more stable than solutions of the sol state of silk proteins. Forced (induced) in this way, the gel state can be converted back to the sol state before extrusion, spinning, or other shaping of silk. This can be achieved by dialysis using a dialysis solution containing 20-100 mm ethylene diamine tetraacetic acid solution (ΕΌΤΑ), adjusting the pH to 7.0-7.8 using an ammonia solution or a guide

- 2 008044 роксида натрия. Эта обработка удаляет ионы кальция. Альтернативно, ионы кальция могут быть удалены за счет диализа с использованием не содержащей ионов воды. В любом случае, в диализант должен быть добавлен полиэтиленгликоль или другой растворимый в воде полимер, чтобы поддерживать или увеличивать концентрацию протеина при помощи обратного диализа.- 2 008044 sodium oxide. This treatment removes calcium ions. Alternatively, calcium ions can be removed by dialysis using ion-free water. In either case, polyethylene glycol or another water-soluble polymer must be added to the dialysant to maintain or increase the protein concentration by reverse dialysis.

В соответствии с предпочтительным вариантом, по меньшей мере, часть внутренней поверхности стенок первой камеры хранения образована или покрыта материалом с низкой поверхностной энергией, таким как политетрафторэтилен (РТЕЕ), силан, нейлон, полиэтилен или поликарбонат, который также содействует предотвращению преждевременного образования бета листовой формы протеина.According to a preferred embodiment, at least part of the inner surface of the walls of the first storage chamber is formed or coated with a material with low surface energy, such as polytetrafluoroethylene (PTEE), silane, nylon, polyethylene or polycarbonate, which also helps to prevent premature beta sheet formation protein.

В устройстве щелочной буферный раствор имеет газообразную форму или форму раствора. Если его используют в газообразной форме, то он может поступать непосредственно к поверхности или поверхностям раствора протеина или может диффундировать в них через пористую или полупроницаемую поверхность. Если используют щелочной буферный раствор, то он может быть отделен от протеина при помощи пористой или полупроницаемой мембраны, или же отдельный поток буферного раствора может поступать в поток раствора протеина и затем отводиться с поверхности раствора протеина. Если щелочной буферный раствор используют в газообразной форме, то он может диффундировать непосредственно в раствор протеина, чтобы сделать его щелочным. Если щелочной буферный раствор отделен от протеина при помощи пористой или полупроницаемой мембраны, то тогда как буферный раствор, так и ионы кальция, которые он может содержать, могут диффундировать через указанную мембрану в раствор протеина.In the apparatus, the alkaline buffer solution has a gaseous form or a solution form. If it is used in gaseous form, it can flow directly to the surface or surfaces of the protein solution or can diffuse into them through a porous or semi-permeable surface. If an alkaline buffer solution is used, it can be separated from the protein using a porous or semi-permeable membrane, or a separate stream of the buffer solution can enter the stream of the protein solution and then be diverted from the surface of the protein solution. If the alkaline buffer solution is used in gaseous form, it can diffuse directly into the protein solution to make it alkaline. If the alkaline buffer solution is separated from the protein by a porous or semi-permeable membrane, then both the buffer solution and the calcium ions it may contain can diffuse through the membrane into the protein solution.

В соответствии с еще одним вариантом настоящего изобретения протеин непосредственно перемешивают с щелочным раствором, так как это помогает сохранять протеин в состояние золя. Ионы кальция могут быть введены непосредственно в щелочной раствор.In accordance with another embodiment of the present invention, the protein is directly mixed with an alkaline solution, as this helps to keep the protein in a sol state. Calcium ions can be introduced directly into the alkaline solution.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения азид натрия вводят в буферный раствор с рН свыше 7,4, чтобы получить финальную концентрацию свыше 0,0001М.In accordance with a preferred embodiment of the present invention, sodium azide is introduced into a buffer solution with a pH above 7.4 to obtain a final concentration above 0.0001 M.

Хранимым протеином может быть либо природный протеин, полученный, например, при помощи расчленения животного, либо рекомбинантный протеин, полученный при помощи генной инженерии, либо регенерированный шелковый раствор, приготовленный при помощи растворения тутового шелкопряда или волокон шелка в разобщающем агенте, который затем удаляют при помощи диализа, либо смесь упомянутых выше протеинов или аналогов протеина. Настоящее изобретение может найти применение при хранении протеинов фиброина или спидроина, или же их гомологов или регенерированных растворов фиброина или спидроина.The stored protein can be either a natural protein obtained, for example, by dismembering an animal, or a recombinant protein obtained by genetic engineering, or a regenerated silk solution prepared by dissolving a silkworm or silk fibers in a release agent, which is then removed using dialysis, or a mixture of the above proteins or protein analogues. The present invention may find use in the storage of fibroin or speedroin proteins, or their homologues or regenerated solutions of fibroin or speedroin.

Вообще говоря, хранимые протеины представляют собой повторяющиеся амфифильные блоксополимерные протеины или аналоги протеина, которые содержат заряженные группы и которые приготовлены при помощи химического синтеза или генной инженерии.Generally speaking, stored proteins are repeating amphiphilic block copolymer proteins or protein analogues that contain charged groups and which are prepared by chemical synthesis or genetic engineering.

Задача настоящего изобретения была решена также за счет создания способа хранения протеина, причем указанный способ включает в себя первую операцию помещения протеина в первую камеру хранения. При проведении второй операции на протеин воздействуют при помощи щелочного буферного раствора (который преимущественно содержит ионы кальция и азид натрия) в течение определенного периода времени. При проведении третьей операции протеин сохраняют в щелочной среде в первой камере хранения.The objective of the present invention was also solved by creating a method of storing protein, and this method includes a first step of placing the protein in the first storage chamber. During the second operation, the protein is exposed with an alkaline buffer solution (which mainly contains calcium ions and sodium azide) for a certain period of time. During the third operation, the protein is stored in an alkaline environment in the first storage chamber.

Это позволяет создать раствор для длительного хранения протеинов шелка или их аналогов и регенерированных шелковых растворов.This allows you to create a solution for long-term storage of silk proteins or their analogues and regenerated silk solutions.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг. 1 показана схема первого варианта устройства, подходящего для хранения протеинов.In FIG. 1 shows a diagram of a first embodiment of a device suitable for storing proteins.

На фиг. 2 показана схема второго варианта устройства, подходящего для хранения протеинов.In FIG. 2 shows a diagram of a second embodiment of a device suitable for storing proteins.

На фиг. 3 показаны результаты воздействия щелочного буферного раствора и азида натрия на время хранения концентрированных растворов природного фиброина.In FIG. Figure 3 shows the effects of alkaline buffer solution and sodium azide on the storage time of concentrated solutions of natural fibroin.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

На фиг. 1 показана схема первого варианта устройства 10, подходящего для хранения протеина 20. Устройство 10 имеет камеру 30 для хранения протеина, в которую помещают протеин 20. Камера 30 для хранения протеина соединена при помощи трубы или трубки 35 с камерой 40 для хранения щелочи. В камере 40 для хранения щелочи хранится щелочной раствор 50. Камера 30 для хранения протеина преимущественно имеет часть внутренних стенок или главным образом все внутренние стенки, которые изготовлены из материала или покрыты материалом с низкой поверхностной энергией, таким как политетрафторэтилен (РТЕЕ), полиэтилен или поликарбонат.In FIG. 1 shows a diagram of a first embodiment of a device 10 suitable for storing protein 20. The device 10 has a protein storage chamber 30 in which the protein 20 is placed. The protein storage chamber 30 is connected via a pipe or tube 35 to the alkali storage chamber 40. An alkaline solution 50 is stored in the alkali storage chamber 40. The protein storage chamber 30 advantageously has a portion of the inner walls or substantially all of the inner walls that are made of or coated with a material with low surface energy such as polytetrafluoroethylene (PTEE), polyethylene or polycarbonate .

Протеин 20 в камере 30 для хранения протеина может быть природным протеином, который получен, например, за счет расчленения животного. В качестве примеров таких природных протеинов можно привести (но без ограничения) протеин типа спидроин, полученный из большой ампулатной (слюнной) железы пауков рода №рЫ1а или протеин типа фиброин, полученный от тутового шелкопряда ВгошЬух шоп или от других разновидностей тутовых шелкопрядов. Настоящее изобретение применимо также к гомологам этих протеинов или к рекомбинантным протеинам, полученным при помощи генной инженеThe protein 20 in the protein storage chamber 30 may be a natural protein, which is obtained, for example, by dismembering an animal. Examples of such natural proteins include, but are not limited to, a speedroin-type protein obtained from the large ampullary (salivary) gland of spiders of the genus No. L1A or a fibroin-type protein obtained from the silkworm Vhoshuh shop or from other varieties of silkworms. The present invention is also applicable to homologues of these proteins or to recombinant proteins obtained by genetic engineering.

- 3 008044 рии. Настоящее изобретение применимо, кроме того, к регенерированным шелковым растворам, приготовленным за счет растворения шелков в растворах, которые содержат разобщающие агенты. Вообще говоря, можно полагать, что настоящее изобретение может быть использовано для хранения любых протеинов или аналогов протеинов, которые представляют собой повторяющиеся амфифильные блоксополимеры и которые содержат заряженные группы.- 3 008044 RII. The present invention is also applicable to regenerated silk solutions prepared by dissolving silks in solutions that contain uncoupling agents. Generally speaking, it can be believed that the present invention can be used to store any proteins or protein analogues that are repeating amphiphilic block copolymers and which contain charged groups.

В камере 40 для хранения щелочи могут быть использованы самые различные типы щелочного раствора. Например, в качестве щелочи может быть использована смесь аммиака с уксусной кислотой, ацетат аммония, смесь аммиака с муравьиной кислотой или формиат аммония. Эти буферные растворы являются летучими и создают в камере 30 для хранения протеина 20 щелочную атмосферу. Вместо этого могут быть использованы ТИ8/НС1, НЕРЕ8 или ΡΙΡΕ8, однако, эти буферные растворы не являются летучими. В соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения щелочной буферный раствор выбран из группы щелочей, в которую входят буферные растворы аммиака, ацетата аммония, формиата аммония и цитрата аммония. Могут быть использованы также фосфат калия и карбонат калия. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения щелочной буферный раствор содержит 100-700 мМ ионов кальция, преимущественно веденных в виде хлорида кальция.In the alkali storage chamber 40, a wide variety of types of alkaline solution can be used. For example, as an alkali, a mixture of ammonia with acetic acid, ammonium acetate, a mixture of ammonia with formic acid, or ammonium formate can be used. These buffer solutions are volatile and create an alkaline atmosphere in the protein storage chamber 30. Instead, TI8 / HC1, HEPE8, or ΡΙΡΕ8 can be used, however, these buffer solutions are not volatile. According to a first embodiment of the present invention, the alkaline buffer solution is selected from the group of alkalis which includes buffer solutions of ammonia, ammonium acetate, ammonium formate and ammonium citrate. Potassium phosphate and potassium carbonate may also be used. In accordance with a preferred embodiment of the present invention, the alkaline buffer solution contains 100-700 mm calcium ions, mainly in the form of calcium chloride.

В соответствии с предпочтительным вариантом азид натрия также вводят в протеин 20 в первой камере хранения в дополнение к щелочному буферному раствору. В соответствии с альтернативным вариантом осуществления настоящего изобретения фенилтиомочевину, цианид натрия или цианид калия добавляют к протеину 20.In a preferred embodiment, sodium azide is also introduced into protein 20 in a first storage chamber in addition to an alkaline buffer solution. According to an alternative embodiment of the present invention, phenylthiourea, sodium cyanide or potassium cyanide are added to protein 20.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения показанным на фиг. 2, камера 30 для хранения протеина 20 отделена от камеры 40 для хранения щелочи 50 при помощи полупроницаемой или пористой мембраны 60. Полупроницаемая или пористая мембрана 60 допускает прохождение ионов для изменения рН протеина 20, хранимого в камере 30 для хранения протеина. В случае использования полупроницаемой мембраны полиэтиленгликоль может быть введен в щелочной буферный раствор при концентрации до 70% по весу/объему для того, чтобы удалять воду из раствора протеина в камере для хранения протеина при помощи обратного диализа. При этих обстоятельствах, молекулярный вес использованного полиэтиленгликоля должен превышать молекулярный вес отсечки полупроницаемой мембраны. Указанным образом могут быть использованы и другие полимеры, при условии, что они растворяются в воде и имеют достаточный размер, не позволяющий им проходить через диализную мембрану.In accordance with another embodiment of the present invention shown in FIG. 2, the protein storage chamber 30 is separated from the alkali storage chamber 40 by a semi-permeable or porous membrane 60. The semi-permeable or porous membrane 60 allows ions to pass through to change the pH of the protein 20 stored in the protein storage chamber 30. In the case of using a semi-permeable membrane, polyethylene glycol can be introduced into the alkaline buffer solution at a concentration of up to 70% by weight / volume in order to remove water from the protein solution in the protein storage chamber using reverse dialysis. Under these circumstances, the molecular weight of the polyethylene glycol used must exceed the molecular weight of the cutoff of the semipermeable membrane. Other polymers can be used in this way, provided that they dissolve in water and are of sufficient size to prevent them from passing through the dialysis membrane.

Таким образом, протеин 20 может быть защищен от преждевременной коагуляции за счет обработки в первой камере 30 на период времени от 1 мин, а преимущественно по меньшей мере 20 мин. Этот период времени зависит от количества протеина 20, его исходного значения рН, температуры, площади поверхности протеина 20, на которую воздействует щелочной буферный раствор, от расстояния, через которое щелочной буферный раствор должен диффундировать, чтобы дойти до всех протеинов 20, и от буферной емкости протеина 20 и щелочных буферных растворов.Thus, protein 20 can be protected from premature coagulation by treatment in the first chamber 30 for a period of 1 minute, and preferably at least 20 minutes. This time period depends on the amount of protein 20, its initial pH, temperature, the surface area of protein 20 exposed to the alkaline buffer solution, the distance that the alkaline buffer solution must diffuse to reach all proteins 20, and the buffer capacity protein 20 and alkaline buffer solutions.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения протеин 20 перемешан с щелочным буферным раствором, таким как ацетат аммония или формиат аммония, имеющим рН свыше 7,4 и концентрацию, равную 0,1М или выше. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения щелочной буферный раствор содержит от 100 до 700 мМ ионов кальция и избыток 0,0001М азида натрия.In accordance with a preferred embodiment of the present invention, protein 20 is mixed with an alkaline buffer solution, such as ammonium acetate or ammonium formate, having a pH above 7.4 and a concentration of 0.1 M or higher. According to a preferred embodiment of the present invention, the alkaline buffer solution contains from 100 to 700 mM calcium ions and an excess of 0.0001 M sodium azide.

Пригодность различных щелочных растворов для повышения стабильности протеина 20 была оценена двумя путями. Прежде всего, был проведен диализ небольших капель концентрированных растворов протеина при помощи различных щелочных буферных растворов, в течение времени до четырех недель, и с интервалами было определено состояние гель- или золь-раствора протеина. Типичные результаты приведены на фиг. 3. Во-вторых, обоснованность этого подхода была подтверждена попыткой вытягивания волокон из небольших объемов раствора протеина, после его хранения в течение различных временных продолжительностей в контакте с щелочными буферными растворами. В этом случае было использовано биомиметическое прядильное устройство, описанное в РСТ публикации νθ-Α-01/38614. Тесты с использованием биомиметического прядильного устройства показали, что протеин 20, который хранился в контакте с атмосферой, насыщенной парами раствора 1М гидроксида аммония, все еще может быть использован для прядения и получения нити, филамента или волокна после одной недели хранения. Продолжительность времени хранения может быть увеличена, если азид натрия добавлен в протеин 20.The suitability of various alkaline solutions to increase the stability of protein 20 has been evaluated in two ways. First of all, small drops of concentrated protein solutions were dialyzed using various alkaline buffer solutions for up to four weeks, and the state of the gel or sol solution of the protein was determined at intervals. Typical results are shown in FIG. 3. Secondly, the validity of this approach was confirmed by an attempt to draw fibers from small volumes of a protein solution, after its storage for various time durations in contact with alkaline buffer solutions. In this case, a biomimetic spinning device was used as described in PCT publication νθ-Α-01/38614. Tests using a biomimetic spinning device showed that protein 20, which was stored in contact with an atmosphere saturated with 1M ammonium hydroxide solution pairs, can still be used to spin and produce a yarn, filament or fiber after one week of storage. The duration of storage time can be increased if sodium azide is added to protein 20.

Устройство и способ могут быть использованы не только для хранения природных и рекомбинантных протеинов, они могут быть также использованы для хранения регенерированных растворов фиброина и спидроина, которые были приготовлены путем растворения шелков, сделанных из этих протеинов, в соответствующем растворе, содержащем разобщающий (разрывающий водородную связь) агент. В качестве одного из примеров такого разобщающего агента можно привести смесь 50:50 по объему насыщенного бромида лития и абсолютного этанола.The device and method can be used not only for storing natural and recombinant proteins, they can also be used for storing regenerated solutions of fibroin and speedroin, which were prepared by dissolving silks made from these proteins in an appropriate solution containing uncoupling (breaking the hydrogen bond ) agent. As one example of such a release agent, a 50:50 mixture by volume of saturated lithium bromide and absolute ethanol can be given.

Пример 1. Увеличение времени хранения.Example 1. The increase in storage time.

- 4 008044- 4 008044

В приведенном примере увеличено время хранения растворов протеина, которые содержат протеин шелкопряда, полученный из шелковых желез шелкопряда ВошЬух шоп, регенерированный раствор фиброина ВошЬух шоп или концентрированный раствор спидроина, полученный из больших ампулатных желез пауков №рЫ1а.In the given example, the storage time of protein solutions that contain silkworm protein obtained from the silk glands of the silkworm Voshuh Shop, a regenerated solution of fibroin Woshuh Shop, or a concentrated solution of spidroin obtained from large ampullary glands of spiders No. pyla has been increased.

При проведении первой операции раствор протеина переводят в диализный мешок (М^СО 5-8 кДа) и сгущают при помощи обратного диализа с использованием раствора, который содержит 20% по весу/объему РЕП (М\У 15-20 кДа) и 0,1 мМ буферного ацетата аммония с рН 7,8, в течение 5 ч при 4°С.During the first operation, the protein solution is transferred into a dialysis bag (M ^ CO 5-8 kDa) and concentrated using reverse dialysis using a solution that contains 20% by weight / volume of REP (M \ U 15-20 kDa) and 0, 1 mm buffer ammonium acetate with a pH of 7.8, for 5 hours at 4 ° C.

Протеин превращают в гель с использованием раствора, который содержит раствор 500 мМ хлорида кальция и 0,1 мМ буферного ацетата аммония с рН 7.8, в течение 1 ч при 4°С. Азид натрия может быть добавлен в диализант до финальной концентрации 0,001 мМ, чтобы предотвратить рост бактерий.The protein is gelled using a solution that contains a solution of 500 mM calcium chloride and 0.1 mM ammonium acetate buffer with a pH of 7.8, for 1 h at 4 ° C. Sodium azide can be added to the dialysant to a final concentration of 0.001 mM to prevent bacterial growth.

Полученный гель может храниться при 4°С, по меньшей мере, в течение четырех недель.The resulting gel can be stored at 4 ° C for at least four weeks.

Полученный гель может быть преобразован назад в золь за счет использования дистиллированной воды или водного раствора 100 мМ этилендиаминтетрауксусной кислоты, перед проведением экструзии или иного формирования объекта.The resulting gel can be converted back to sol by using distilled water or an aqueous solution of 100 mM ethylenediaminetetraacetic acid, before extrusion or other formation of the object.

Пример 2. Демонстрация того, что фиброин хранится в виде геля ранее прядения у шелкопряда ВошЬух топ.Example 2. Demonstration that fibroin is stored as a gel before spinning in the silkworm Voshuh top.

Состояние фиброина в заднем, среднем отделах и в задней (железистой) части переднего отдела шелковой железы шелкопряда ВотЬух топ было исследовано путем рассечения животного под бинокулярным микроскопом, на разных стадиях развития шелкопряда. Железы, которые быстро удаляли из шелкопряда, переносили в раствор шелкопряда Ктидет (рН 7,8) для наблюдения. Материал в просвете железы первоначально присутствует в виде золя на всех стадиях, до финальной возрастной стадии за несколько дней до того, как начинается прядение кокона, после чего этот материал хранится в виде геля, до начала прядения кокона и во время начальной стадии прядения кокона. За счет разрезания тракта (в передней части переднего отдела) поперек и наблюдения вытекания прядильного раствора фиброина было обнаружено, что фиброин присутствует в виде золя в этом отделе, непосредственно перед прядением и во время него. Представляется, что после начала прядения образование золя постепенно распространяется назад через шелковый прядильный раствор, по мере того, как размер шелковой железы уменьшается во время прядения. Это показывает, что образование геля является существенным для безопасного хранения шелка, а образование золя является существенным для вытекания шелкового прядильного раствора через тракт для прядения.The state of fibroin in the posterior, middle parts and in the posterior (glandular) part of the anterior part of the silk gland of the silkworm Vulbopus was studied by dissecting the animal under a binocular microscope at different stages of the development of the silkworm. The glands that were quickly removed from the silkworm were transferred to the Qtidet silkworm solution (pH 7.8) for observation. The material in the lumen of the gland is initially present in the form of a sol at all stages, until the final age stage a few days before the cocoon spinning begins, after which this material is stored in gel form, before the cocoon spinning, and during the initial stage of cocoon spinning. By cutting the path (in the front of the front section) across and observing the outflow of the fibroin spinning solution, it was found that the fibroin is present as a sol in this section, immediately before and during spinning. It seems that after the beginning of spinning, the formation of sol gradually spreads back through the silk spinning solution as the size of the silk gland decreases during spinning. This shows that gel formation is essential for the safe storage of silk, and sol formation is essential for the flow of silk dope through the spinning path.

Пример 3. Воздействие добавления и удаления ионов кальция на золь/гель-состояние хранимого природного фиброинаExample 3. The effect of adding and removing calcium ions on the sol / gel state of stored natural fibroin

Прядильные растворы фиброина были получены путем растворения объединенного содержания среднего отдела железы при помощи 1 мл 100 мМ буферного ацетата аммония, содержащего 10 мМ азида натрия и 100 мМ ΕΌΤΑ, с подстройкой рН до величины 7,8 при помощи концентрированного раствора аммиака или уксусной кислоты. Эти растворы могут быть быстро превращены в гель за счет добавления одного объема 1М хлорида кальция к одному объему прядильного раствора фиброина, или при помощи диализа с использованием водных растворов 500 нМ хлорида кальция. Протеин может быть возвращен в золь-состояние при помощи диализа с использованием дистиллированной воды или 100 мМ буферного раствора ацетата аммония (рН 7,8), или более быстро при помощи диализа с использованием 100 мМ буферного раствора ацетата аммония (рН 7,8), содержащего 500 мМ ΕΌΤΑ. Это подсказывает, что переход золь/гель может быть вызван за счет добавки ионов кальция, причем гель может быть вновь возвращен в золь-состояние за счет удаления ионов кальция. Представляется, что вызванный кальцием переход является обратимым после хранения в течение нескольких дней и даже недель в состоянии геля.Spinning solutions of fibroin were obtained by dissolving the combined content of the middle part of the gland using 1 ml of 100 mM ammonium acetate buffer containing 10 mM sodium azide and 100 mM, adjusting the pH to 7.8 using a concentrated solution of ammonia or acetic acid. These solutions can be quickly gelled by adding one volume of 1M calcium chloride to one volume of fibroin spinning solution, or by dialysis using aqueous solutions of 500 nM calcium chloride. The protein can be returned to the sol state by dialysis using distilled water or 100 mM ammonium acetate buffer solution (pH 7.8), or more quickly by dialysis using 100 mM ammonium acetate buffer solution (pH 7.8), containing 500 mM ΕΌΤΑ. This suggests that the sol / gel transition can be caused by the addition of calcium ions, and the gel can be returned to the sol state by removing calcium ions. It appears that the calcium-induced transition is reversible after storage for several days or even weeks in a gel state.

Пример 4. Влияние добавления или удаления иона кальция на хранение растворов природного фиброина.Example 4. The effect of adding or removing calcium ion on the storage of solutions of natural fibroin.

Был получен концентрированный раствор фиброина, который был превращен в гель за счет добавления 1М хлорида кальция, как это описано в примере 3. Исследовали продолжительность времени, в течение которого гель может храниться стабильно в состоянии, которое может быть возвращено в зольсостояние за счет удаления ионов кальция. Для этого отбирали пробы геля, находившиеся при 4°С в течение различных временных промежутков, и проводили их диализ с использованием 100 мМ буферного раствора ацетата аммония (рН 7,8), содержащего 500 мМ ΕΌΤΑ. Эти исследования показывают, что гель кальций-фиброин может быть надежно преобразован в золь после хранения в течение по меньшей мере четырех недель. В отличие от этого, золь, образованный в отсутствии ионов кальция, может храниться только 5-8 дней при 4°С, после чего из него образуется полимеризуемый материал, который не может быть преобразован в золь даже при дополнительном добавлении ΕΌΤΑ. Аналогичные результаты были получены при использовании регенерированного шелкового раствора, приготовленного путем растворения дегуммированного шелка в 9,6М бромида лития и диализа полученного раствора в диализном мешке со срезом низкого молекулярного веса (8рее1торот 10 кДа), с использованием раствора, который содержит 100 мМ лития, 20% по весу/объему полиэтиленгликоля (номинальный молекулярный вес 15 кДа). Однако гель, полученный за счет добавления, как и прежде, ионов кальция к этому раствору, был существенно менее жестким, чем гель, полученный из природного фиброина.A concentrated solution of fibroin was obtained, which was gelled by adding 1M calcium chloride, as described in Example 3. The length of time during which the gel could be stored stably in a state that could be returned to the sol state by removing calcium ions was investigated. . To do this, gel samples were taken at 4 ° C for various time intervals and dialyzed using 100 mM ammonium acetate buffer solution (pH 7.8) containing 500 mM. These studies show that calcium-fibroin gel can be reliably converted to sol after storage for at least four weeks. In contrast, a sol formed in the absence of calcium ions can only be stored for 5-8 days at 4 ° C, after which a polymerizable material is formed from it, which cannot be converted to sol even with the addition of ΕΌΤΑ. Similar results were obtained using regenerated silk solution prepared by dissolving dehumidified silk in 9.6 M lithium bromide and dialysing the resulting solution in a dialysis bag with a low molecular weight cut (8 less than 1 torot of 10 kDa), using a solution that contains 100 mM lithium, 20 % by weight / volume of polyethylene glycol (nominal molecular weight 15 kDa). However, the gel obtained by adding, as before, calcium ions to this solution was significantly less rigid than the gel obtained from natural fibroin.

- 5 008044- 5 008044

Claims (32)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Устройство для хранения протеина, которое содержит первую камеру для хранения протеина и вторую камеру для хранения щелочного буферного раствора, причем вторая камера имеет флюидальное сообщение с первой камерой.1. A device for storing protein, which contains a first chamber for storing protein and a second chamber for storing alkaline buffer solution, and the second chamber has fluid communication with the first chamber. 2. Устройство по п.1, в котором щелочной буферный раствор содержит ионы кальция.2. The device according to claim 1, in which the alkaline buffer solution contains calcium ions. 3. Устройство по п.1 или 2, в котором щелочной буферный раствор выбран из группы, в которую входят растворы аммиака, ацетата аммония, формиата аммония, 1П8/НС1. НЕРЕ8, Р1РЕ8, карбоната натрия, карбоната калия, фосфата натрия, фосфата калия, а также их смеси.3. The device according to claim 1 or 2, in which the alkaline buffer solution is selected from the group consisting of solutions of ammonia, ammonium acetate, ammonium formate, 1P8 / HC1. HEPE8, P1RE8, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium phosphate, potassium phosphate, as well as mixtures thereof. 4. Устройство по любому из пп.1-3, в котором щелочной буферный раствор содержит 50-700 мМ ионов кальция.4. The device according to any one of claims 1 to 3, in which the alkaline buffer solution contains 50-700 mm calcium ions. 5. Устройство по любому из пп.1-4, в котором щелочной буферный раствор также содержит азид натрия.5. The device according to any one of claims 1 to 4, in which the alkaline buffer solution also contains sodium azide. 6. Устройство по любому из пп.1-5, в котором, по меньшей мере, часть поверхности внутренних стенок первой камеры образована или покрыта материалом с малой поверхностной энергией.6. The device according to any one of claims 1 to 5, in which at least a portion of the surface of the inner walls of the first chamber is formed or coated with a material with low surface energy. 7. Устройство по любому из пп.1-6, в котором щелочной буферный раствор находится в газообразном виде.7. The device according to any one of claims 1 to 6, in which the alkaline buffer solution is in gaseous form. 8. Устройство по любому из пп.1-6, в котором щелочной буферный раствор отделен от протеина диализной мембраной.8. The device according to any one of claims 1 to 6, in which the alkaline buffer solution is separated from the protein by a dialysis membrane. 9. Устройство по любому из пп.1-8, в котором протеин перемешан с щелочным раствором.9. The device according to any one of claims 1 to 8, in which the protein is mixed with an alkaline solution. 10. Устройство по любому из пп.1-9, в котором протеин перемешан по меньшей мере с одним щелочным буферным раствором соли или солей.10. The device according to any one of claims 1 to 9, in which the protein is mixed with at least one alkaline buffer solution of salt or salts. 11. Устройство по п.10, в котором по меньшей мере один щелочной буферный раствор соли или солей также содержит азид натрия, фенилтиомочевину, цианид натрия или цианид калия.11. The device according to claim 10, in which at least one alkaline buffer solution of salt or salts also contains sodium azide, phenylthiourea, sodium cyanide or potassium cyanide. 12. Устройство по любому из пп.9-11, в котором щелочной раствор представляет собой буферный раствор 0,1М гидроксида аммония, ацетата аммония, формиата аммония, цитрата аммония, 1П8/НС1. ΡΙΡΕ8, НЕРЕ8, карбоната натрия, карбоната калия, фосфата натрия, фосфата калия или смеси этих буферных растворов, с рН свыше 7,4.12. The device according to any one of claims 9 to 11, wherein the alkaline solution is a buffer solution of 0.1 M ammonium hydroxide, ammonium acetate, ammonium formate, ammonium citrate, 1P8 / HC1. ΡΙΡΕ8, HEPE8, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium phosphate, potassium phosphate, or a mixture of these buffer solutions, with a pH above 7.4. 13. Устройство по любому из пп.1-12, в котором рН щелочного буферного раствора превышает 7,4.13. The device according to any one of claims 1 to 12, in which the pH of the alkaline buffer solution exceeds 7.4. 14. Устройство по любому из пп.1-13, в котором концентрация щелочного буферного раствора или объединенных буферных растворов равна или превышает 0,025М.14. The device according to any one of claims 1 to 13, in which the concentration of the alkaline buffer solution or the combined buffer solutions is equal to or greater than 0.025M. 15. Устройство по любому из пп.1-14, в котором протеин представляет собой природный, регенерированный или рекомбинантный протеин, смесь природных протеинов, смесь регенерированных протеинов или смесь рекомбинантных протеинов.15. The device according to any one of claims 1 to 14, in which the protein is a natural, regenerated or recombinant protein, a mixture of natural proteins, a mixture of regenerated proteins or a mixture of recombinant proteins. 16. Устройство по любому из пп.1-15, в котором протеин представляет собой фиброин, или спидроин, или же их гомолог.16. The device according to any one of claims 1 to 15, in which the protein is fibroin, or speedroin, or their homologue. 17. Устройство по любому из пп.1-16, в котором протеины представляют собой повторяющиеся амфифильные блок-сополимерные протеины или аналоги протеинов, которые содержат заряженные группы и которые приготовлены при помощи химического синтеза или генной инженерии.17. The device according to any one of claims 1 to 16, in which the proteins are repeating amphiphilic block copolymer proteins or analogs of proteins that contain charged groups and which are prepared using chemical synthesis or genetic engineering. 18. Способ хранения протеина, включающий в себя помещение протеина в первую камеру хранения;18. A method of storing protein, comprising placing the protein in a first storage chamber; воздействие на протеин при помощи щелочного буферного раствора и сохранение протеина в щелочной среде в первой камере хранения.exposure to the protein with an alkaline buffer solution and preservation of the protein in an alkaline medium in the first storage chamber. 19. Способ по п.18, в котором период времени сохранения протеина в первой камере хранения составляет по меньшей мере одну минуту.19. The method according to p, in which the period of time the protein is stored in the first storage chamber is at least one minute. 20. Способ по п.18 или 19, в котором щелочной буферный раствор содержит ионы кальция.20. The method according to p. 18 or 19, in which the alkaline buffer solution contains calcium ions. 21. Способ по любому из пп.18-20, в котором щелочной буферный раствор выбирают из группы, в которую входят растворы аммиака, ацетата аммония, формиата аммония, цитрата аммония, ТИ8/НС1, НЕРЕ8, Р1РЕ8, карбоната натрия, карбоната калия, фосфата натрия, фосфата калия, а также смеси этих буферных растворов.21. The method according to any one of claims 18 to 20, wherein the alkaline buffer solution is selected from the group consisting of solutions of ammonia, ammonium acetate, ammonium formate, ammonium citrate, TI8 / HC1, HEPE8, P1PE8, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium phosphate, potassium phosphate, as well as a mixture of these buffer solutions. 22. Способ по любому из пп.18-21, в котором щелочной буферный раствор содержит 50-700 мМ ионов кальция.22. The method according to any one of claims 18 to 21, wherein the alkaline buffer solution contains 50-700 mM calcium ions. 23. Способ по любому из пп.18-22, в котором щелочной буферный раствор находится в газообразной форме.23. The method according to any one of claims 18 to 22, wherein the alkaline buffer solution is in gaseous form. 24. Способ по любому из пп.18-23, в котором по меньшей мере один щелочной буферный раствор соли добавляют к протеину.24. The method according to any one of claims 18 to 23, wherein at least one alkaline salt buffer solution is added to the protein. 25. Способ по п.24, в котором щелочной буферный раствор солей также содержит азид натрия, фенилтиомочевину, цианид натрия или цианид калия.25. The method according to paragraph 24, in which the alkaline buffer solution of salts also contains sodium azide, phenylthiourea, sodium cyanide or potassium cyanide. 26. Способ по любому из пп.18-25, в котором щелочной буферный раствор отделяют от протеина при помощи диализной мембраны.26. The method according to any one of claims 18 to 25, wherein the alkaline buffer solution is separated from the protein using a dialysis membrane. 27. Способ по любому из пп.18-26, в котором рН щелочного буферного раствора превышает 7,4.27. The method according to any one of paragraphs.18-26, in which the pH of the alkaline buffer solution exceeds 7.4. - 6 008044- 6 008044 28. Способ по любому из пп.18-27, в котором протеин перемешивают с щелочным раствором ранее хранения.28. The method according to any one of claims 18 to 27, wherein the protein is mixed with an alkaline solution before storage. 29. Способ по любому из пп. 18-28, в котором концентрация щелочного буферного раствора или объединенных буферных растворов равна или больше 0,025М.29. The method according to any one of paragraphs. 18-28, in which the concentration of alkaline buffer solution or pooled buffer solutions is equal to or greater than 0.025M. 30. Способ по любому из пп.18-29, в котором протеин является природным, регенерированным или рекомбинантным протеином, смесью природных протеинов, смесью регенерированных протеинов или смесью рекомбинантных протеинов.30. The method according to any one of claims 18 to 29, wherein the protein is a natural, regenerated or recombinant protein, a mixture of natural proteins, a mixture of regenerated proteins or a mixture of recombinant proteins. 31. Способ по любому из пп.18-30, в котором протеин представляет собой фиброин, или спидроин, или же их гомолог.31. The method according to any one of claims 18-30, wherein the protein is fibroin, or speedroin, or a homologue thereof. 32. Способ по любому из пп.18-31, в котором протеины представляют собой повторяющиеся амфифильные блок-сополимерные протеины или аналоги протеинов, которые содержат заряженные группы и которые приготовлены при помощи химического синтеза или генной инженерии.32. The method according to any one of claims 18-31, wherein the proteins are repeating amphiphilic block copolymer proteins or protein analogs that contain charged groups and which are prepared by chemical synthesis or genetic engineering.
EA200501144A 2002-12-23 2003-12-23 Apparatus and method for storing proteins EA008044B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB0230102.6A GB0230102D0 (en) 2002-12-23 2002-12-23 Apparatus and method for storing proteins
PCT/EP2003/014786 WO2004057068A1 (en) 2002-12-23 2003-12-23 Apparatus and method for storing proteins

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200501144A1 EA200501144A1 (en) 2006-04-28
EA008044B1 true EA008044B1 (en) 2007-02-27

Family

ID=9950384

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200501144A EA008044B1 (en) 2002-12-23 2003-12-23 Apparatus and method for storing proteins

Country Status (15)

Country Link
US (1) US20060289327A1 (en)
EP (1) EP1576212A1 (en)
JP (1) JP2006511722A (en)
KR (1) KR20050084455A (en)
CN (1) CN1729319A (en)
AU (1) AU2003293981A1 (en)
BR (1) BR0317651A (en)
CA (1) CA2511183A1 (en)
EA (1) EA008044B1 (en)
GB (1) GB0230102D0 (en)
IL (1) IL169331A0 (en)
MX (1) MXPA05006953A (en)
NZ (1) NZ541236A (en)
WO (1) WO2004057068A1 (en)
ZA (1) ZA200505071B (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012145594A2 (en) * 2011-04-20 2012-10-26 Trustees Of Tufts College Molded regenerated silk geometries using temperature control and mechanical processing

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7148343B2 (en) * 2001-10-12 2006-12-12 Gentra Systems, Inc. Compositions and methods for using a solid support to purify RNA
KR20130143677A (en) 2004-11-05 2013-12-31 퀴아젠 노쓰 아메리칸 홀딩즈, 인크. Compositions and methods for purifying nucleic acids from stabilization reagents
GB0807868D0 (en) * 2008-04-30 2008-06-04 Knight David P Cartilage repair material and a method for the preparation thereof
US10271561B2 (en) * 2014-03-07 2019-04-30 Tufts University Biopolymer-based preservation of perishable products
JP2017170082A (en) * 2016-03-25 2017-09-28 優一郎 新崎 Brush bristle material and brush
EP3549946A4 (en) 2016-11-29 2020-10-21 Spiber Inc. Protein composition, method for producing same and method for improving heat stability

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08295697A (en) * 1995-04-26 1996-11-12 Kanebo Ltd Production of aqueous solution of silk fibroin at high concentration
JP2003002898A (en) * 2001-04-17 2003-01-08 Kowa Co Method for producing undecomposed silk fibroin solution and skin care agent containing the same
WO2003037925A2 (en) * 2001-10-31 2003-05-08 Fritz Vollrath Precursor silk feedstock for forming filaments

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08295697A (en) * 1995-04-26 1996-11-12 Kanebo Ltd Production of aqueous solution of silk fibroin at high concentration
JP2003002898A (en) * 2001-04-17 2003-01-08 Kowa Co Method for producing undecomposed silk fibroin solution and skin care agent containing the same
WO2003037925A2 (en) * 2001-10-31 2003-05-08 Fritz Vollrath Precursor silk feedstock for forming filaments

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ANON.: "Protein stability and storage" 'Online! 1 June 2003 (2003-06-01), PIERCE BIOTECHNOLOGY, INC, XP002278207 Retrieved from the Internet: URL:www.piercenet.com/files/TR0043dh4-Protein-storage.pdf the whole document *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1997, no. 03, 31 March 1997 (1997-03-31) & JP 08 295697 A (KANEBO LTD), 12 November 1996 (1996-11-12) abstract *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2003, no. 05, 12 May 2003 (2003-05-12) & JP 2003 002898 A (KOWA CO; AGRICULTURE FORESTRY & FISHERIES TECHNICAL INFORMATION SOCIET), 8 January 2003 (2003-01-08) abstract *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012145594A2 (en) * 2011-04-20 2012-10-26 Trustees Of Tufts College Molded regenerated silk geometries using temperature control and mechanical processing
WO2012145594A3 (en) * 2011-04-20 2012-12-20 Trustees Of Tufts College Molded regenerated silk geometries using temperature control and mechanical processing

Also Published As

Publication number Publication date
AU2003293981A1 (en) 2004-07-14
WO2004057068A1 (en) 2004-07-08
BR0317651A (en) 2005-12-06
IL169331A0 (en) 2009-02-11
CA2511183A1 (en) 2004-07-08
EP1576212A1 (en) 2005-09-21
NZ541236A (en) 2007-05-31
KR20050084455A (en) 2005-08-26
CN1729319A (en) 2006-02-01
GB0230102D0 (en) 2003-01-29
US20060289327A1 (en) 2006-12-28
MXPA05006953A (en) 2006-02-22
JP2006511722A (en) 2006-04-06
ZA200505071B (en) 2006-11-29
EA200501144A1 (en) 2006-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7057023B2 (en) Methods and apparatus for spinning spider silk protein
US5252285A (en) Process for making silk fibroin fibers
US20050054830A1 (en) Methods and apparatus for spinning spider silk protein
JP4990763B2 (en) Spider dragline protein, thread and material containing it, vector encoding it, and method of using spider dragline protein and thread containing the same
US2484813A (en) Spun suture
Fujiwara et al. Preparation of high‐strength poly (vinyl alcohol) fibers by crosslinking wet spinning
ZA200505071B (en) Apparatus and method for storing proteins
US5290448A (en) Polyacrylonitrile membrane
CN113136628A (en) Biological fiber, preparation method thereof and wet spinning device
CN110499541B (en) High-strength bionic fiber based on collagen liquid crystal in-situ self-assembly and preparation method thereof
JP2005163204A (en) Gelatin fiber and its production method
US5252277A (en) Process for spinning polypeptide fibers from solutions of lithium thiocyanate and liquefied phenol
CN115192764B (en) Preparation method and application of degradable and absorbable surgical suture based on casein
CN106245134B (en) A kind of spinning process that micro-fluid chip is used for recombinant spider silk proteins
KR100451112B1 (en) Kitosan staple fibers, chemically modified kitosan fibers, and a process for preparation thereof
US20050281859A1 (en) Method and apparatus for forming objects
JPH01260017A (en) High-strength water-disintegrable type polyvinyl alcohol based conjugate fiber
KR102115167B1 (en) Mechanically improved collagen/chitin nanofibers membrane and manufacturing method thereof
JP2005120527A (en) Method for producing gelatin fiber
CN114657647B (en) Preparation method and application of antibacterial conductive alginate fiber
JPS5836090B2 (en) Wet spinning method of poly(2,6-diphenyl-1,4-phenylene oxide)
WO2004057069A1 (en) Method and apparatus for forming objects
JP2020012224A (en) Manufacturing method of macromolecular substance compact
CN114808178A (en) Processing technology of antibacterial and deodorant nylon filament and nylon filament
JPS6352526B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU