EA031435B1 - Способ получения и очистки коллагеназы из vibrio alginolyticus и применение коллагеназы - Google Patents
Способ получения и очистки коллагеназы из vibrio alginolyticus и применение коллагеназы Download PDFInfo
- Publication number
- EA031435B1 EA031435B1 EA201491708A EA201491708A EA031435B1 EA 031435 B1 EA031435 B1 EA 031435B1 EA 201491708 A EA201491708 A EA 201491708A EA 201491708 A EA201491708 A EA 201491708A EA 031435 B1 EA031435 B1 EA 031435B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- collagenase
- stage
- kda
- solution
- ser
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/14—Hydrolases (3)
- C12N9/48—Hydrolases (3) acting on peptide bonds (3.4)
- C12N9/50—Proteinases, e.g. Endopeptidases (3.4.21-3.4.25)
- C12N9/52—Proteinases, e.g. Endopeptidases (3.4.21-3.4.25) derived from bacteria or Archaea
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K38/00—Medicinal preparations containing peptides
- A61K38/16—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
- A61K38/43—Enzymes; Proenzymes; Derivatives thereof
- A61K38/46—Hydrolases (3)
- A61K38/48—Hydrolases (3) acting on peptide bonds (3.4)
- A61K38/4886—Metalloendopeptidases (3.4.24), e.g. collagenase
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Y—ENZYMES
- C12Y304/00—Hydrolases acting on peptide bonds, i.e. peptidases (3.4)
- C12Y304/24—Metalloendopeptidases (3.4.24)
- C12Y304/24003—Microbial collagenase (3.4.24.3)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Y—ENZYMES
- C12Y304/00—Hydrolases acting on peptide bonds, i.e. peptidases (3.4)
- C12Y304/24—Metalloendopeptidases (3.4.24)
- C12Y304/24007—Interstitial collagenase (3.4.24.7), i.e. matrix metalloprotease 1 or MMP1
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Gastroenterology & Hepatology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Enzymes And Modification Thereof (AREA)
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
- Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу получения и очистки микробной коллагеназы (микробной коллагеназы ЕС 3.4.24.3), продуцируемой непатогенной аэробной бактерией Vibrio alginolyticus chemovar. Iophagus (номер NCIMB: 11038, синоним LMG 3418, далее называется Vibrio alginolyticus), причем указанный способ обеспечивает высокие уровни продуцирования коллагеназы с помощью стабильного, воспроизводимого, дешевого способа ферментации. Коллагеназа, продуцируемая Vibrio alginolyticus, в соответствии со способом, описанным в настоящем описании, также демонстрирует удельную активность, превосходную по сравнению с другими микробными коллагеназами, является стабильной в водном растворе и может быть заморожена без значительных повреждений. Другими объектами настоящего изобретения являются препарат и фармацевтические композиции, содержащие коллагеназу, полученную в соответствии с описанным способом получения и очистки, для цели терапевтического лечения расстройств, отличающихся аккумуляцией коллагена или для лечения повреждений/дефектов кожи, которые могут быть улучшены при уменьшении локальной аккумуляции коллагена, а также применение коллагеназы.
Description
Изобретение относится к способу получения и очистки микробной коллагеназы (микробной коллагеназы ЕС 3.4.24.3), продуцируемой непатогенной аэробной бактерией Vibrio alginolyticus chemovar. Iophagus (номер NCIMB: 11038, синоним LMG 3418, далее называется Vibrio alginolyticus), причем указанный способ обеспечивает высокие уровни продуцирования коллагеназы с помощью стабильного, воспроизводимого, дешевого способа ферментации. Коллагеназа, продуцируемая Vibrio alginolyticus, в соответствии со способом, описанным в настоящем описании, также демонстрирует удельную активность, превосходную по сравнению с другими микробными коллагеназами, является стабильной в водном растворе и может быть заморожена без значительных повреждений. Другими объектами настоящего изобретения являются препарат и фармацевтические композиции, содержащие коллагеназу, полученную в соответствии с описанным способом получения и очистки, для цели терапевтического лечения расстройств, отличающихся аккумуляцией коллагена или для лечения повреждений/дефектов кожи, которые могут быть улучшены при уменьшении локальной аккумуляции коллагена, а также применение коллагеназы.
Область техники, к которой относится изобретение
Коллагеназы представляют собой металлоферменты с протеолитической активностью, которые требуют иона цинка в активном сайте для осуществления их специфичной функции разрушения нативного коллагена. В отличие от других протеаз, они могут гидролизовать коллаген при физиологических условиях рН и температуры. Ряд коллагеназ, продуцируемых бактериями, известен из литературы (Vibrio, Clostridium, Streptomyces, Pseudomonas); ферменты, продуцируемые Clostridium (Santyl®, Noruxol®), широко используют в фармацевтических композициях для лечения кожных язв различной природы, пролежней, ожогов различных степеней и гипертрофических рубцов, поскольку они разрушают коллаген, присутствующий в некротической ткани. Это облегчает удаление клеточных остатков, которые часто составляют препятствие для миграции эпителиальных клеток во время заживления ран и процесса реэпителизации (Rao, D.B. et al., 1975). Коллагеназа из Vibrio также используется в последнее время для сходных целей (ЕР 1901755); этот патент описывает исключительно липофильные композиции (липогели), содержащие каррагенан в качестве стабилизирующего агента. Однако воспалительная роль, как правило, которую играет это вещество, известна специалистам в данной области. В любом случае, независимо от ее происхождения, коллагеназа имеет исключительно низкую стабильность в водном носителе, и по этой причине, ее всегда составляют в полностью липофильных носителях; Santyl®, Noruxol® и Bionect Start® представляют собой мази с полностью липофильной основой, в которой фермент никогда не распределяется однородно и подвергается воздействию значительных потерь активности со временем.
Липофильный носитель обеспечивает стабильность фермента и стабильность при хранении фармацевтического продукта, в то же время, подрывая его терапевтическую активность; коллагеназа высвобождается из липофильного носителя очень медленно, с тем результатом, что его биологическая доступность является сильно ограниченной. Коллагеназу можно также использовать для системного лечения, в частности, посредством инъекции, таких расстройств, как адгезивный капсулит (плечелопаточный периартрит), синдром Дюпюитрена, болезнь Пейрони, целлюлит и послеоперационные спайки. Стабильность в водном носителе является критичной для этих применений. Продукт для лечения синдрома Дюпюитрена с помощью инъекций имеется в настоящее время на рынке (лиофильное вещество, разбавляемое во время использования), он содержит смесь двух коллагеназ при точном массовом отношении, которые экстрагируются и очищаются с помощью ферментации бактерии Clostridium histolyticum.
Как уже сказано, последняя является одним из наиболее распространенных источников коллагеназы; однако это патогенный микроорганизм, который требует анаэробной ферментации (Mandl I. et al., 1958, Arch Biochem Biophys, 74: 465-475).
Коллагенолитическая активность некоторых штаммов
Achromobacter идентифицирована в первый раз в 1972 году (Thomson J.A., Woods D.R. and Welton R.L. 1972), и первые исследования осуществлялись впоследствии на штамме Achromobacter iophagus (впоследствии переквалифицированном как Vibrio alginolyticus chemovar. Iophagus, Emod I. et al. 1983), которые демонстрируют присутствие коллагеназы с высоко специфичной активностью (Welton and Woods 1973). Относительно выбора микроорганизма, который должен использоваться для продуцирования коллагеназы посредством ферментации, использование Vibrio alginolyticus является более преимущественным, чем Clostridium histolyticum, поскольку они не патогенны и делают возможным осуществление ферментации в аэробной окружающей среде, со значительными промышленными преимуществами. Патогенность микробного штамма является важным аспектом, поскольку любые примеси (микробные или белковые остатки) в готовом продукте могут вызывать серьезные побочные воздействия. Работа с патогенными штаммами, очевидно, требует особенной осторожности на стадиях очистки, и как следствие этого, более сложного, дорогостоящего промышленного процесса.
Микробная коллагеназа ЕС 3.4.24.3, продуцируемая Vibrio alginolyticus, представляет собой Zn2+ металлопротеазу, которая также отличается от коллагеназ, продуцируемых Clostridium histolyticum, по ряду причин:
она действует специфично на синтетический пептид Pz-Pro-Leu-Gly-Ala-D-Arg (где PZ=4фенилазобензилоксикарбонил), который представляет собой синтетический субстрат, выбираемый для оценки коллагенолитический активности. Коллагеназа от V. alginolyticus продуцируемая в соответствии с настоящим изобретением, является единственной коллагеназой, которая способна разрушать коллаген на связи Leu-Gly (Keil В., Gilles А.-М., Lecroisey A., Hurion N. and Tong N.-T. 1975; Keil B. Matrix Suppl. 1992; 1:127-33);
она имеет гораздо большую протеолитическую активность, чем аналог, получаемый из Clostridium histolyticum;
она имеет специфичность относительно сайта расщепления нативного коллагена; она расщепляет спиральную цепь нативного коллагена на 2 сайтах, предпочтительно, на 3/4 от края с N-окончанием на связи Y-Gly последовательности Pro-Y-Gly-Pro, где Y представляет собой нейтральную аминокислоту. Наоборот, коллагеназа от Clostridium histolyticum дает разнообразные сайты расщепления в цепи нативного коллагена (Lecroisey A., Keil, В. 1979);
Штамм Vibrio alginolyticus chemovar. Iophagus продуцирует только одну коллагеназу, хотя анализ
- 1 031435 продуктов очистки с помощью SDS-PAGE демонстрирует присутствие нескольких полос с различными молекулярными массами, где поддерживается коллагенолитическая активность. Эти низкомолекулярные частицы приписываются процессу аутопротеолиза фермента, который ингибируется конкретно приготовленными буферами (Keil-Dlouha, V. 1976).
В 1992 г. Takeuchi et al. Клонировали полную последовательность, кодирующую коллагеназу из Vibrio alginolyticus. Последовательность аминокислоты, следующая из последовательности нуклеотидов, показывает, что зрелая коллагеназа образуется с помощью 739 аминокислот с молекулярной массой 81875 Да. Нуклеотидные и аминокислотные последовательности коллагеназы из Vibrio alginolyticus не демонстрируют никакого значительного сходства с последовательностями других коллагеназ (Takeuchi H., 1992). К настоящему времени, способы получения фермента из рассматриваемого штамма дают скорее самые умеренные выходы и продукты с неудовлетворительным уровнем чистоты, особенно для использования при инъекциях. Патент ЕР 0115974 описывает способ получения и очистки коллагеназы из V. alginolyticus; конечный продукт представляет собой смесь ферментов (коллагеназу, нейтральные протеазы и эндонуклеазу), которая является стабильной только после добавления фрагментов коллагена бычьей кожи (ASF).
Полученный материал имеет очень низкий уровень чистоты. Кроме того, присутствие ASF может создавать проблемы во время приготовления идентифицированных фармацевтических форм, в частности, поскольку он представляет собой материал животного происхождения, когда выбранные фармацевтические композиции вводятся посредством инъекции.
Кроме того, как уже сказано, фармацевтические композиции, известные в настоящее время, имеют форму мази, в то время как для местных применений и, прежде всего, для системных применений, главное, чтобы фермент коллагеназа находился в исключительно чистой форме и был стабильным в водном носителе (для улучшения распределения фермента в композиции); водный носитель является абсолютно предпочтительным для лечения с помощью инъекции.
Настоящее изобретение позволяет преодолевать эти проблемы путем раскрытия инновационного способа получения и очистки фермента коллагеназы из V. alginolyticus, отличающегося высокими выходами, воспроизводимостью результатов, стабильностью и высоким уровнем чистоты готового продукта. Готовый продукт также является стабильным в водном растворе и может, следовательно, храниться в течение длительных периодов даже при температурах, находящихся в пределах между -20 и -80°С, не подвергаясь значительным повреждениям.
Благодаря высокому уровню чистоты и специфичности расщепления на коллагеновой цепи, коллагеназа, предлагаемая в настоящем документе, может также использоваться для диссоциации тканей и изоляции клеточных кластеров или отдельных клеток для всех экспериментальных и терапевтических процедур, требующих изолированных клеток.
Подробное описание изобретения
В настоящем изобретении заявлен новый способ получения и очистки микробной коллагеназы (Microbial Collagenase EC 3.4.24.3), продуцируемой непатогенной аэробной бактерией Vibrio alginolyticus chemovar. Iophagus (номер NCIMB: 11038, синоним LMG 3418, ниже называется Vibrio alginolyticus); указанный способ обеспечивает высокие уровни продуцирования коллагеназы с помощью стабильного, воспроизводимого, дешевого способа ферментации. Последовательность коллагеназы, продуцируемой Vibrio alginolyticus, в соответствии со способом получения и очистки, описанным в настоящем описании (SEQ ID NO:1), отличается делецией аминокислот 1-75 по сравнению с последовательностью из 814 аминокислот, кодируемой геном коллагеназы V. alginolyticus (в настоящем документе упоминается как SEQ ID NO:2, соответствующая Microbial Collagenase EC 3.4.24.3). С помощью способа по настоящему изобретению, получают зрелый белок, то есть активную сердцевину, состоящую из 739 аа, более конкретно из 76-814 аа:
TACDLEALVTESSNQLISEILSQGATCVNQLFSAESRIQESVFSSDH
MYNIAKHTTTLAKGYTGGGSDELETLFLYLRAGYYAEFYNDNISFIEWV TPAVKESVDAFVNTASFYENSDRHGKVLSEVIITMDSAGLQHAYLPQVT QWLTRWNDQYAQHWYMRNAVNGVFTILFGGQWNEQFVQIIGNQTDL AKALGD FALRAS SIGAE DE FMAANAGRE LGRL TKYT GNAS S WKS QL S RIFEQYEMYGRGDAVWLAAADTASYYADCSEFGICNFETELKGLVLSQ TYTCSPTIRILSQNMTQEQHAAACSKMGYEEGYFHQSLETGEQPVKDD HNTQLQVNIFDSSTDYGKYAGPIFDISTDNGGMYLEGDPSQPGNIPNFIA YEASYANADHFVWNLEHEYVHYLDGRFDLYGGFSHPTEKIVWWSEGI AEYVAQENDNQAALETILDGSTYTLSEIFETTYDGFDVDRIYRWGYLAV
- 2 031435
RFMFENHKDDVNQMLVETRQGNWINYKATITQWANLYQSEFEQWQQT
LVSNGAPNAVITANSKGKVGESITFSSENSTDPNGKIVSVLWDFGDGSTS
TQTKPTHQYGSEGEYSVSLSVTDSEGLTATATHTWISALGGNDTLPQD
CAVQSKVSGGRLTAGEPVCLANQQTIWLSVPAVNESSNLAITTGNGTG NLKLEYSNSGWPDDTNLHGWSDNIGNGECITLSNQSNYWGYVKVSGD FENAAIWDFDAQKCRQ (SEQ ID N0:1)
Кроме того, коллагеназа, продуцируемая Vibrio alginolyticus, в соответствии со способом по настоящему изобретению также демонстрирует удельную активность, превосходную по сравнению с другими микробными коллагеназами, является более чистой и стабильной в водном растворе и может замораживаться без значительного повреждения.
По этой причине, другим объектом настоящего изобретения является коллагеназа, полученная в соответствии с описанным способом получения и очистки, для использования в терапевтическом лечении патологий, отличающихся аккумуляцией коллагена, или для лечения повреждений/дефектов кожи, которые улучшаются благодаря уменьшению локальной аккумуляции коллагена; так, например, разумно рассмотреть кожные язвы различной природы, пролежни, ожоги различной степени, ошпаривания и гипертрофические рубцы, целлюлит, послеоперационные спайки и, по-прежнему, плечелопаточный периартрит или адгезивный капсулит, синдром Дюпюитрена, болезнь Пейрони.
Другим объектом настоящего изобретения являются фармацевтические композиции, содержащие коллагеназу, полученную в соответствии с описываемым способом получения и очистки, для использования в терапевтическом лечении расстройств, отличающихся аккумуляцией коллагена, или для лечения повреждений/дефектов кожи, которые улучшаются при уменьшении локальной аккумуляции коллагена; примеры представляют собой кожные язвы различной природы, пролежни, ожоги различной степени, ошпаривания и гипертрофические рубцы, целлюлит, послеоперационные спайки, адгезивный капсулит (плечелопаточный периартрит), синдром Дюпюитрена и болезнь Пейрони.
Коллагеназа, полученная с помощью способа, описанного ниже, отличается: молекулярной массой 82 кДа;
удельной активностью в пределах от 1000 до 1800 нкатал/мг;
чистотой в пределах от 98,0 до 100%;
отсутствием микробных и белковых загрязнений;
стабильностью при рН в пределах от 5,5 до 11;
стабильностью в водном растворе при 4°С в течение 30 дней;
стабильностью в водном растворе при температуре в пределах от -20 до -80°С в течение 24-48 месяцев;
лиофилизируемостью с получением стабильного лиофильного порошка.
Способ получения и очистки коллагеназы в соответствии с настоящим изобретением включает следующие стадии:
Стадия А: Инокуляция Vibrio alginolyticus chemovar. Iophagus в колбу Эрленмейера и ферментация в культуральном бульоне на основе пептона небычьего животного происхождения или на основе смеси пептонов небычьего животного происхождения и растительного происхождения;
Стадия В: Осветление ферментированного бульона, полученного на стадии А, посредством ультрафильтрации в тангенциальном потоке с помощью кассеты с номинальным отсечением по молекулярной массе (MWCO) 100-500 кДа;
Стадия С: Диализ и концентрирование осветленного бульона/раствора, полученного на Стадии В, посредством ультрафильтрации в тангенциальном потоке с помощью кассет с MWCO 5-3 0 кДа;
Стадия D1: Очистка раствора, полученного на стадии С, с помощью анионообменной смолы, несущей слабо основные группы, при рН в пределах от 6,9 до 7,4;
Стадия D2: Оценка коллагенолитической активности в собранных на стадии D1 фракциях с помощью стандартного хроматофорного субстрата коллагеназы;
Стадия Е: Диализ и концентрирование собранных на стадии D1 фракций, которые имеют коллагенолитическую активность, определенную на стадии D2, посредством ультрафильтрации в тангенциальном потоке с помощью кассет с MWCO 10-50 кДа;
Стадия F1: Очистка раствора, полученного на стадии Е, с помощью анионообменной смолы, несущей сильно основные группы, при рН в пределах от 6,9 до 7,4;
Стадия F2: Оценка коллагенолитической активности в собранных на стадии F1 фракциях с помощью стандартного хроматофорного субстрата коллагеназы;
Стадия G: Диализ и концентрирование собранных на стадии F1 фракций, которые имеют коллагенолитическую активность >95%, определенную на стадии F2, посредством ультрафильтрации в тангенциальном потоке с помощью кассет с MWCO 10-50 кДа;
Стадия Н: Фильтрование раствора, содержащего коллагеназу, полученную на стадии G, через 0,2 мкм абсолютный фильтр и хранение при температуре в пределах от -20° до -80°С.
- 3 031435
Исследование с помощью материалов и методов, описанных в разделе Методы исследования, ниже, осуществляют в конце каждой стадии.
Стадия А: представляет собой загрузочный способ ферментации; инокулум приготавливают в колбе Эрленмейера, содержащей культурный бульон, сформированный с помощью пептона не-бычьего животного происхождения, например, свиного происхождения, или смеси пептонов не-бычьего животного и растительного происхождения, NaCl, CaCl2 и TRIS (трис-гидроксиметиламинометан), при рН в пределах между 6,9 и 7,4, предпочтительно, при рН 7,1. Когда оптическая плотность, измеряемая при 600 нм (OD600nm), достигает значения в пределах между 1 и 4, инокулум является готовым для переноса в ферментер.
Среда, используемая для ферментации, является такой же, как используют для приготовления инокулума, с добавлением малого количества противовспенивателя для предотвращения образования пены из-за аэрации и перемешивания.
Одна ферментация длится в течение 14-20 ч, обычно 16 ч. В течение ферментации отбирают образцы с помощью стерильной процедуры для проверки чистоты, OD600nm, ферментативной активности и рН.
Когда ферментативная активность составляет >25000 нкатал/л, ферментацию прекращают и добавляют CaCl2 для стабилизации фермента. Температуру понижают приблизительно до 8°С и смесь оставляют при перемешивании.
Осуществляют следующие контрольные исследования на растворе, полученном на стадии A: OD600nm; pH; ферментативная активность; концентрация белка; SDS-PAGE.
Ферментативный бульон, получаемый со стадии А, содержит, в дополнение к коллагеназе, представляющей интерес, другие протеазы, продуцируемые бактериями во время ферментации (в основном серинпротеазу), белковые агрегаты с высокой молекулярной массой и остатки среды.
Стадия В: ферментативный бульон, получаемый со стадии А, осветляют с помощью ультрафильтрации в тангенциальном потоке (TFF 1) с помощью кассет с MWCO 100-500 кДа, предпочтительно, 300 кДа; это устраняет микробные клетки и белковые агрегаты с высокой молекулярной массой.
Осуществляют следующие контрольные исследования на растворе, полученном на стадии В: рН; ферментативная активность; концентрация белка; SDS-PAGE; анализ с использованием казеиназы.
Стадия С: осветленную среду, полученную со стадии В, концентрируют и диализируют посредством ультрафильтрации с помощью кассет с MWCO 5-30 кДа, предпочтительно с MWCO 10 кДа, приблизительно 15-25 раз. Раствор, полученный на стадии С, как правило, демонстрирует ферментативную активность 500-700 нкатал/мл и является стабильным в течение 12 месяцев при -20°С. Целью фильтрации в тангенциальном потоке с помощью кассет с MWCO 5-30 кДа является значительное уменьшение объема и замена культурной среды на буфер из 25 мМ TRIS-HCl, 10 мМ CaCl2, рН 7,1, который стабилизирует коллагеназу и является пригодным для следующего далее способа очистки.
Осуществляют следующие контрольные исследования на растворе, полученном на стадии С: рН; ферментативная активность; концентрация белка; SDS-PAGE.
Стадия D: раствор, содержащий коллагеназу, полученную со стадии С, подвергается первой хроматографической очистке с помощью анионообменной смолы, несущей диэтиламиноалкильные группы, предпочтительно, диэтиламиноэтильные, такой как DE-52 (диэтиламиноэтил целлюлоза DEAE, Whatman). Эти смолы несут слабо основные группы и по этой причине имеют степень ионизации, зависимую от рН, в узком диапазоне рН между 6,9 и 7,4, предпочтительно при рН 7,1.
Затем раствор, содержащий коллагеназу, полученную со стадии С, загружают в колонку (Pall Chromatography Column Resolute Mod. 400-V-EP7040), набитую смолой DE-52.
Осуществление хроматографии отслеживают с помощью детектора УФ-видимого света на 280 нм.
Перед загрузкой колонки ее уравновешивают с помощью такого же буфера, называемого ниже уравновешивающий буфер (25 мМ TRIS-HCl, 10 мМ CaCl2, рН 7,1), в котором коллагеназа диализируется в течение стадии С.
После загрузки смолу со связанной коллагеназой элюируют с помощью указанного выше уравновешивающего буфера для удаления белков, не связанных со смолой. Вторую промывку с помощью буфера с более высокой электропроводностью, называемого ниже промывочный буфер (300 мМ TRISHCl и 10 мМ CaCl2 при рН 7,1), осуществляют для удаления примесей с низкой молекулярной массой. Коллагеназу, связанную со смолой, элюируют с помощью дальнейшего увеличения электропроводности с помощью третьего буфера, называющегося элюирующий буфер (300 мМ TRIS-HCl, 700 мМ NaCl и 10 мМ CaCl2 при рН 7,1).
Стадия Е: фракции, собранные во время элюирования, которые демонстрируют коллагенолитическую активность и демонстрируют хорошую чистоту при SDS-PAGE, объединяют и переносят в систему ультрафильтрации с помощью кассет с MWCO 10-50 кДа, предпочтительно, 30 кДа, для концентрирования и диализа в буфере, который стабилизирует коллагеназу и является пригодным для следующего далее способа очистки.
Осуществляют следующие контрольные исследования на растворе, полученном на стадии Е: рН; ферментативная активность; концентрация белка; SDS-PAGE; анализ с использованием казеиназы.
Стадия F: раствор, получаемый со стадии Е, проходит на вторую стадию очистки с помощью анио
- 4 031435 нообменной хроматографии с использованием смолы, несущей сильно основные обменные группы, образованные с помощью четвертичного аммония, такой как Source™15Q (GE Healthcare). Осуществление хроматографии отслеживают с помощью детектора УФ-видимого света на 280 нм.
Перед загрузкой, колонку (Millipore GS 70-550), набитую смолой Source™15Q, уравновешивают с помощью такого же буфера, в котором диализируют коллагеназу в течение стадии Е (уравновешивающий буфер).
Раствор, содержащий коллагеназу, полученную со стадии Е, загружают в колонку, и смолу со связанной коллагеназой элюируют с помощью уравновешивающего буфера для удаления несвязанных белков. Коллагеназу, связанную со смолой, элюируют посредством дальнейшего увеличения электропроводности с помощью второго буфера (элюирующий буфер 2-300 мМ TRIS-HCl и 10 мМ CaCl2 при рН 7,1).
Стадия G: фракции, собранные во время элюирования, которые демонстрируют коллагенолитическую активность и демонстрируют чистоту >95% при SDS-PAGE, объединяют и переносят в систему ультрафильтрации с помощью кассет с MWCO 10-50 кДа, предпочтительно 30 кДа, для концентрирования и диализа в буфере, который стабилизирует коллагеназу.
Осуществляют следующие контрольные исследования на растворе, полученном на Стадии G: рН; ферментативная активность; концентрация белка; SDS-PAGE.
Стадия Н: раствор коллагеназы, получаемый со стадии G, разбавляют в стабилизирующем буфере и фильтруют через 0,2 мкм абсолютный фильтр. Стерильный раствор, полученный таким образом, представляет собой готовый продукт способа очистки, и его анализируют на следующие характеристики:
концентрация белка, ферментативная активность, рН, анализ с использованием казеиназы, чистота согласно SDS, анализ димеров и высокомолекулярных соединений с помощью UPLC (сверхэффективной жидкостной хроматографии) SEC (эксклюзионной хроматографии), эндотоксины, исследования стерильности.
Методы анализа
Спектрофотометрическое определение ферментативной активности коллагеназы (Wunsch, E., & Heidrich, H. G., модифицированный метод)
Настоящий способ позволяет определить активность коллагеназы, присутствующей в водных растворах. Активность выражается в каталах, определяемых как количество фермента, который катализирует преобразование 1 моль субстрата за 1 с при условиях, указанных для метода. Количество фермента, который катализирует преобразование субстрата за заданное время при 37°С и рН 7,1, по отношению к количеству анализируемого раствора, выражается в нкатал/мл. Принцип способа основан на реакции между коллагеназой и синтетическим субстратом PZ-L-пролил-L-лейцил-глицил-L-пролил-D-аргинином (где PZ=4-фенилазобензилоксикарбонил), специфичным по отношению к коллагеназе. После взаимодействия с коллагеназой синтетический субстрат расщепляется на 2 фрагмента, PZ-L-пролил-L-лейцил и глицил^-пролил^-аргинин. Второй фрагмент является бесцветным, в то время как первый представляет собой хромофор и может определяться спектрофотометрически после экстракции с помощью органического раствора этилацетата, подкисленного лимонной кислотой. Коэффициент поглощения фрагмента на 320 нм пропорционален ферментативной активности.
Для осуществления ферментативного анализа необходимо приготовить последовательные разбавления образца, с тем, чтобы получить концентрацию фермента, которая попадает в диапазон линейности метода.
Образец, который должен анализироваться, разбавляют в буфере 25 мМ Tris, 10 мМ CaCl2, рН 7,1; 0,5 мл этого буферного раствора взаимодействуют при 37°С в течение 15 мин с 2 мл 1,23 мМ раствора синтетического субстрата. По окончании ферментативной реакции 0,5 мл реакционной смеси экстрагируют с помощью органической фазы со смесью, 5:1, этилацетата и 0,5% лимонной кислоты, рН 3,5. Органическую фазу удаляют и дегидратируют посредством добавления 300 мг безводного сульфата натрия. Дегидрированную органическую фазу анализируют спектрофотометрически на 320 нм в сравнении с этилацетатом. Результаты ферментативной активности, выраженные в нкатал/мл, вычисляют с помощью следующей формулы:
Активность, нкатал/мл= [ (Abs32o образца-АЬэзго контроля) хСт . конц . (мкмоль/мл) / (Abs32o
CT.-Abs32o контроля) ] х (50 χ1000/900) xfd
1000=коэффициент преобразования из мкмоль в нмоль
900=с в 15 мин
Fd=коэффициент преобразования для начального разбавления раствора коллагеназы
- 5 031435
50=коэффициент преобразования для разбавления образца (0,5 мл и разбавляют до 2,5 мл, 0,5 мл и разбавляют до 5 мл)
Ст.конц. (мкмоль/мл)=0,02=0,4 мл 250-мкМ раствора, разбавленного до 5 мл.
Контроль получают с помощью такой же ферментативной реакции как для коллагеназа, где раствор, содержащий фермент, заменен эталонным буфером (25 мМ Tris, 10 мМ CaCl2, рН 7,1).
Стандарт представляет собой 0,2504-мМ раствора реакционного фрагмента PZ-L-пролил-Е-лейцина в этилацетате;
0,4 мл этого раствора добавляют в раствор, состоящий из 4.6 мл этилацетата и 1 мл 0,5% лимонной кислоты, рН 3,5. Органическую фазу удаляют и дегидратируют посредством добавления 300 мг безводного сульфата натрия. Дегидрированную органическую фазу анализируют спектрофотометрически при 320 нм в сравнении с этилацетатом.
Определение концентрации белка с помощью метода Лоури
Концентрацию белка для растворов, содержащих коллагеназу, определяют с помощью метода Лоури в соответствии со следующими ссылками:
1) European Pharmacopoeia 5,0, Total Protein, Chapter 2.5.33;
2) Lowry, O.H. et al., 1951, Protein measurement with the Folin phenol reagent , J. Biol. Chem., 193, 265-275.
Эксклюзионная хроматография на колонке для UPLC
Анализ с помощью эксклюзионной хроматографии на колонке для UPLC используют для определения димеров и молекул с высокой молекулярной массой (определенных как примеси) и/или продуктов деградации коллагеназы. Используемый инструмент представляет собой Acquity UPLC H-Class с детектором PDA eX, снабженный колонкой Acquity UPLC ВЕН 200 SEC. Анализ осуществляют в изократическом режиме с использованием фосфатного буфера, рН 6,4-6,7, приготовленного следующим образом: Na2PO4, 8,9 г/л, NaH2PO4, 6,9 г/л, и NaCl, 8,76 г/л. Буфер фильтруют через 0,2 мкм абсолютные фильтры перед использованием. 1,5-4 мкг белка инжектируют в объем 5 мкл для каждого исследования.
Электрофорез SDS-PAGE
Электрофоретический анализ на 10% полиакриламидном геле в присутствии додецилсульфата натрия (SDS) осуществляют в соответствии с методом Леммли (Laemmli U. K., 1970, Cleavage of structural proteins during the assembly of head of the bacteriophage T4, Nature, 227, 680-685).
Определение казеиназы
Определение казеиназы используют в качестве метода анализа неспецифичных протеаз, присутствующих в качестве примесей в растворе коллагеназы. Метод анализа осуществляют в соответствии с Anson M.L. (1938) J. Gen. Physiol. 22, 79-89 и Folin O. и Ciocalteu V. (1927) J. Biol. Chem. 73, 627-650. Казеиназу определяют с использованием казеина в качестве субстрата. Реакция может схематически иллюстрироваться следующим образом:
Казеин + Н2О —> Аминокислоты
Количество тирозина, образующегося в реакции, определяют колориметрически посредством реакции с реагентом Фолина-Чокальтеу, который имеет свойство окисления тирозина в щелочной окружающей среде таким образом, что он проявляет голубой цвет. Вкратце, 1 мл раствора, который должен анализироваться, добавляют к 5 мл 0,65% (мас./об.) раствора казеина и оставляют взаимодействовать в течение 30 мин при 37°С. По окончании инкубирования добавляют 0,5 мл трихлоруксусной кислоты (ТСА) и образец фильтруют через 0,45-мкм фильтры 2 мин. Фильтрат собирают; добавляют 5 мл 0,5 М Na2CO3 и 1 мл 0,5 н реагента Фолина-Чокальтеу и смесь оставляют для взаимодействия в течение 30 мин при 37°С. По окончании реакции образец еще раз фильтруют через 0,45 мкм фильтры, и фильтрат анализируют с помощью спектрофотометра, измеряя коэффициент поглощения на длине волны 660 нм. В это же время контроль и калибровочную линию получают с помощью раствора 1,1 мМ L-тирозина в качестве стандарта.
Результаты вычисляют с помощью следующей формулы:
ЕДИНИЦа. /МЛ [ [ ( О · D . образца - О · Г . КОНТрОЛЯ ) — С ] /ГП ] х
10x6,5x8xfd/(1χ2) с = известный член
М = угловой коэффициент = коэффициент преобразования из 30 мин в 5 ч
6,5 = общий объем в мл стоп-раствора = общий объем колориметрического раствора = мл образца коллагеназы = мл образца, используемого для проявления цвета fd = коэффициент разбавления
Измерение оптической плотности OD600nm
Этот метод делает возможным оценку роста клеток в течение различных стадий способа получения, от 5-литровой колбы Эрленмейера до 1000-литрового биореактора. Для измерения OD600nm отбирают 1 мл суспензии клеток и центрифугируют при относительном центробежном ускорении 12000 g в течение 5 мин, супернатант удаляют и клетки суспендируют повторно в 1 мл дистиллированной Н2О, после чего
- 6 031435 регистрируют коэффициент поглощения на 600 нм.
Анализ эндотоксинов
Анализ эндотоксинов готового раствора коллагеназы осуществляют, как описано в European Pharmacopoeia, Endotoxin Test, Chapter 2.6.14.
Определение ферментативной активности коллагеназы с помощью UPLC
Настоящий метод делает возможным количественное определение активности коллагеназы, посредством анализа с помощью UPLC. Метод основан на количественном определении фрагмента, образующегося при ферментативной реакции (в соответствии с методом Вюнша), по сравнению с внешним стандартом.
Количество фермента, который катализирует преобразование субстрата за заданное время при 37°С и рН 7,1, по отношению к количеству анализируемого раствора, выражают в нкатал/мл. Активность выражается в каталах, определяется как количество фермента, которое катализирует преобразование 1 моль субстрата за 1 сек при условиях, указанных в методе.
Диапазон использования метода в линейных условиях простирается приблизительно до 1,2 нкатал/мл, как максимальная активность коллагеназы в растворе, который может анализироваться в соответствии с описанной методологией, без необходимости в осуществлении разбавлений.
Водный раствор коллагеназы взаимодействует с синтетическим субстратом PZ-L-пролил-L-лейцилглицилФ-пролил^-аргинином (где PZ=4-фенилазобензилоксикарбонил). Два фрагмента высвобождаются при контролируемых условиях (рН, температура, время): PZ-L-пролил-L-лейцин; глицилЖ-пролил^аргинин. Второй фрагмент определяют с помощью UPLC.
Рабочие параметры системы UPLC представляют собой скорость потока: 0,919 мл/мин продолжительность анализа: 3 мин длина волны: 320 нм инжектируемый объем: 1,4 мкл температура колонки: 25°С ___________________________________________________
Время (минуты) | Лимонная кислота 0,5% масс/объем pH 3,5 | Ацетонитрил |
0 | 50 | 50 |
1,17 | 50 | 50 |
0,34 | 10 | 90 |
1,13 | 10 | 90 |
При этих условиях субстрат элюируется приблизительно через 0,25 мин, а фрагмент приблизительно через 0,44 мин.
Определение ферментативной активности состоит из следующих стадий:
I. Приготовление буферного раствора из 25 мМ TRIS-HCl, 10 мМ CaCl2, рН 7,1 (Реагент А).
II. Приготовление 0,5% раствора лимонной кислоты (Реагент В).
III. Приготовление 1,23 мМ раствора субстрата (Реагент С).
IV. Приготовление раствора PZ-L-пролил-L-лейцина, 200 мкМ в ацетонитриле (реагент Е).
V. Приготовление раствора коллагеназы, который должен анализироваться (раствор D).
Ферментативный раствор разбавляют в мерной колбе буферным раствором (Реагент А), с получением раствора с активностью меньше чем 1,2 нкатал/мл.
VI. Ферментативная реакция. 2 мл реагента С и 0,5 мл раствора D вводят из пипетки в пробирку для исследований с крышкой на резьбе с использованием стеклянной пипетки. Смесь оставляют взаимодействовать в течение 15 мин при 37°С на термостатической бане. По окончании реакции это называют раствором Y. Контроль W приготавливают параллельно следующим образом: 2 мл реагента С и 0,5 мл буферного раствора (реагент А). Смесь оставляют для взаимодействия в течение 15 мин при 37°С на термостатической бане.
VII. Образцы приготавливают посредством отбора 0,5 мл раствора Y и введения их в 10 мл колбу, содержащую 2,0 мл 0,5% лимонной кислоты и дополняют до объема колбы ацетонитрилом.
VIII. Эталонный раствор приготавливают посредством введения 0,5 мл контроля W, 2,0 мл лимонной кислоты и 1,5 мл реагента Е в 10 мл колбу и дополнения до объема колбы ацетонитрилом.
IX. Инжектируют 1,4 мкл эталонного раствора, а затем 1,4 мкл раствора, который должен анализироваться.
Результаты для ферментативной активности, выраженные как в нкатал/мл, вычисляют с помощью следующей формулы:
Активность, нкатал/мл=[(площадь образцахстандартная конц.
(мкмоль/мл))/стандартная площадь]χ(1000χ100/ 900) χ fd
Вычисление ферментативной активности=наномоли в секунду на мл раствора (нкатал/мл), где
1000 = коэффициент преобразования из микромоль в нмоль;
- 7 031435
100 = коэффициент преобразования для разбавления образца (0,5 до 2,5 мл, 0,5 до 10 мл);
900 = с в 15 мин;
Стандарт конц. (мкмоль/мл) = 0,03 (1,5 мл 200 мкМ раствора до 10 мл);
fd = коэффициент разбавления раствора коллагеназы, используемый для приготовления раствора D.
Характеризация белка Определение N-конечной последовательности
N-конечную последовательность аминокислот коллагеназы, полученной от Vibrio alginolyticus chemovar. Iophagus, определяют с помощью метода деградации Эдмана с использованием жидкофазного автоматического секвенсора белков (ABI-Perkin Elmer mod. 477°). Полученную последовательность проверяют с помощью биоинформатического анализа, запуская поиск BLAST (Basic Logical Alignment Search Tool) последовательности по всей базе данных GenBank.
Анализ пептидного картирования
Для анализа карты пептидов, коллагеназу сначала восстанавливают с помощью DTT, алкилируют йодацетамидом, а затем обессоливают с использованием колонки PD10, элюируя 1% уксусной кислотой. Элюат подвергают воздействию триптического гидролиза, и фрагменты анализируют с помощью MALDI-MS. Глобальный спектр показан на (фиг. 1: анализ триптического переваривания); это позволяет авторам установить, что более 90% аминокислотной последовательности идентичны последовательности, помещенной в базу данных, соответствующей коллагеназе, продуцируемой Vibrio alginolyticus chemovar Iophagus.
Круговой дихроизм
Спектры кругового дихроизма в дальней УФ области (FUV-CD) регистрируют на спектрополяриметре Jasco, модель J-810, соединенном с баней, термостатируемой при 25°С. Спектры регистрируют с использованием 0,1-см кюветы при скорости 20 нм/мин, с откликом каждые 8 с, для среднего из двух наборов данных. Каждый образец исследуют дважды.
Сигнал CD выражают как эллиптичность на средний остаток, вычисленную по формуле [0]=©obsxMRW/ (10x1xc), где ©obs представляет собой наблюдаемую эллиптичность в миллиградусах, MRW представляет собой среднюю молекулярную массу на остаток, I представляет собой оптический путь в см, и с представляет собой концентрацию в мг/мл. Образцы анализируют при концентрации 0,2 мг/мл.
Пример 1. Получение и очистка коллагеназы из Vibrio alginolyticus chemovar. Iophagus при 800-л ферментации.
(фиг. 2: Блок-схема способа получения и очистки)
Ферментация
Ферментация разделяется на 2 стадии:
Стадия 1: Приготовление инокулума
Стадия 2: Ферментация
Стадия 1: культурная среда представляет собой жидкость и состоит из раствора 1,21 г/л TRIS, 23,4 г/л NaCl, 0,29 г/л CaCl2 и 15 г/л пептона не-бычьего животного происхождения (свиного, или смеси с пептонами свиного и растительного происхождения), растворенного в дистиллированной воде (Millipore milliQ). рН среды доводят до 7,1 с помощью HCl и стерилизуют ее в автоклаве при температуре >122°С в течение 30 мин. 1,5-мл ампулу Vibrio alginolyticus chemovar. Iophagus (WCB-Working Cell Bank) инокулируют в 5-л колбе Эрленмейера, содержащей 2 л культурной среды, и инкубируют при 30°С при перемешивании приблизительно при 150 об/мин, в течение времени, находящегося в пределах между 8 и 16 часов. Когда OD600nm достигает значения в пределах между 1 и 4, инокулум становится готовым для переноса в ферментер.
Стадия 2: культурная среда является такой же, как используют на стадии 1, с добавлением 0,25 г/л противовспенивателя Sigma 204, стерилизованной при >122°С в течение 30 мин в ферментере. 2 л инокулума переносят с помощью стерильной процедуры в ферментер, содержащий 800 л ферментационного бульона, и параметры ферментации устанавливаются следующим образом:
температура 30°С±1°С, перемешивание 50-150 об/мин, воздух 10-80 м3/ч, н.у.
растворенный кислород >50%, рН 7,1±0,1, давление 0-0,4 бар.
Типичная ферментация длится в течение 14-20 ч, как правило 16 ч, что соответствует наивысшему уровню ферментативной активности коллагеназы в течение всего процесса ферментации. Во время ферментации образцы отбирают с помощью стерильной процедуры для проверки чистоты культуры, OD600nm и ферментативной активности. Активность коллагеназы определяют спектрофотометрически с помощью модифицированного метода Wunsch-Heidrich (Wunsch, E. & Heidrich, H.G. 1963).
Когда ферментативная активность составляет >25000 нкатал/литр, ферментацию прекращают и добавляют CaCl2 до конечной концентрации 1,47 г/л для стабилизации фермента. Температуру понижают
- 8 031435 приблизительно до 8°С и смесь оставляют при перемешивании в течение приблизительно 10-30 мин. Как правило, ферментированный бульон имеет следующие характеристики:
1) Ферментативная активность в пределах между 25000 и 50000 нкатал/л
2) OD600nm в пределах между 5 и 8
3) Отсутствие микробных загрязнений
Осветление: ультрафильтрация TFF1 с помощью кассет с MWCO 300 кДа (номинальное отсечение по молекулярной массе)
Ферментационный бульон, приблизительно 800 л, переносят в систему ультрафильтрации, содержащую Holder Sartocon II (Sartorius), внутри которого находятся пять кассет с MWCO 300 кДа (Code 3021467907E-SG), каждая - с площадью фильтрации 0,5 м2. Фильтрационная мембрана изготовлена из модифицированного полиэфирсульфона (PES), главная характеристика которого представляет собой низкое сродство к белкам, делая возможным >80% извлечения и осветления среды при малой потере коллагеназы.
Целью ультрафильтрации с помощью кассет для 300 кДа является удаление микробной массы из ферментационного бульона и удаление белковых агрегатов приблизительно до 320 кДа.
Диализ и концентрирование: ультрафильтрация TFF2 с помощью кассет с MWCO 10 кДа
После осветления среду концентрируют и диализируют в системе ультрафильтрации PALL Mod UF-A-P0971, внутри которой находятся шесть кассет с MWCO 10 кДа (Code 34293012R), каждая - с площадью фильтрации 0,5 м2. Фильтрационная мембрана изготовлена из модифицированного полиэфирсульфона (PES), главная характеристика которого представляет собой низкое сродство к белкам, что делает возможным >80% извлечение. Ультрафильтрация с помощью кассет 10 кДа делает возможным уменьшение объема в 15-25 раз, удаление низкомолекулярных загрязнений и замену культурной среды буфером из 25 мМ TRIS, 10 мМ CaCl2, рН 7,1, который является пригодным для следующего далее процесса очистки. После ультрафильтрации осуществляют следующие анализы:
1) Ферментативная активность
2) Анализ белков
3) SDS-PAGE (фиг. 3: SDS-PAGE на стадиях ультрафильтрации с 300 кДа и 10 кДа)
Пояснение к фиг. 3
Полоса 1 - широкодиапазонный SigmaMarker™
Полоса 2 - 10-мкл ферментационный бульон
Полоса 3 - 20-мкл ферментационный бульон
Полоса 4 - фильтрат, 10 мкл, TFF, 300 кДа
Полоса 5 - фильтрат, 20 мкл, TFF, 300 кДа
Полоса 6 - 2-мкл ретентат TFF 10 кДа
Полоса 7 - 5-мкл ретентат TFF 10 кДа
Полоса 8 - 16-мкл ретентат TFF 10 кДа
Полоса 9 - 2 мкг коллагеназа FIDIA
Слабая анионная хроматография (Whatman DE-52)
Раствор, содержащий коллагеназу, полученный от процесса ультрафильтрации, представляет собой исходные материалы для первой очистки с помощью слабой анионообменной хроматографии с использованием смолы DE-52 (Whatman DEAE: диэтиламиноэтил целлюлоза).
Хроматографические анализы отслеживают с помощью детектора УФ-видимого света на 280 нм. Как правило, 10-25 л раствора, содержащего коллагеназу при концентрации белка 0,8-1,2 г/л, загружают в колонку (Pall Chromatography Column Resolute Mod. 400-V-EP7040), набитую 10 кг смолы DE-52. Количество белков в целом, загружаемых в колонку, составляет 0,8-3 г/кг смолы. Смолу уравновешивают 10 объемами колонки (BV) 25 мМ TRIS-HCl и 10 мМ CaCl2 при рН 7,1, это называется ниже уравновешивающим буфером.
После загрузки смолу со связанной коллагеназой элюируют 2-4 BV, как правило 2 BV уравновешивающего буфера для удаления белков, не связанных со смолой, и восстановления значений электропроводности до значений до загрузки образца.
Для удаления низкомолекулярных примесей осуществляют дополнительное элюирование с помощью 3-5 BV, как правило 4 BV буфера, приготовленного следующим образом: 300 мМ TRIS-HCl и 10 мМ CaCl2 при рН 7,1 (промывочный буфер). Коллагеназу, связанную со смолой, элюируют посредством увеличения электропроводности с помощью 3-5 BV, как правило 4 BV, третьего буфера со следующей композицией: 300 мМ TRIS-HCl, 700 мМ NC1 и 10 мМ CaCl2 при рН 7,1 (элюирующий буфер).
Фракцию, собранную во время элюирования с помощью элюирующего буфера, подвергают анализу ферментативной активности и анализируют с помощью SDS-PAGE.
Типичный хроматографический профиль представляет три различных пика, как показано на фиг. 4 (типичная хроматограмма DE-52):
первый (I) (пик, элюируемый с помощью уравновешивающего буфера) соответствует несвязанным белкам, он не демонстрирует ферментативной активности;
- 9 031435 второй пик (II) соответствует элюированию с помощью промывочного буфера, он представляет коллагенолитическую активность, но не используется, поскольку присутствуют также многочисленные примеси;
третий пик (III) соответствует элюированию с помощью элюирующего буфера и представляет собой пик с самой высокой активностью фермента и с самой высокой чистотой.
Как правило, пик, содержащий коллагеназу, имеет объем 18-22 л и анализируется относительно следующих характеристик:
1) Ферментативная активность
2) Анализ белков
3) SDS-PAGE (фиг. 5)
Пояснение к фиг. 5
Полоса 1 - 5 мкл образца после TFF2
Полоса 2 - 20 мкл несвязанного белка
Полоса 3 - 10 мкл фракции 1 пика I
Полоса 4 - 10 мкл фракции 2 пика I
Полоса 5 - 10 мкл фракции 1 пика II
Полоса 6 - 10 мкл фракции 2 пика II
Полоса 7 - 10 мкл пика III
Диализ и концентрирование: ультрафильтрация TFF3 с помощью кассет с MWCO 30 кДа
Фракцию, соответствующую третьему хроматографическому пику, концентрируют и диализируют в системе ультрафильтрации Cogent™ (Millipore), внутри которой находятся две кассеты с MWCO 30 k (Code 31158044R), каждая - с площадью фильтрации 0,1 м2. Фильтрационная мембрана изготовлена из полиэфирсульфона (PES), главной характеристикой которого является низкое сродство к белкам, делающее возможным извлечение >95%. Ультрафильтрация с помощью кассет 3 0 кДа делает возможным уменьшение объема в 3-6 раз и замену элюирующего буфера DE-52 на буфер из 25 мМ TRIS, 10 мМ CaCl2, рН 7,1, который является пригодным для следующего далее процесса очистки. На ультрафильтрате осуществляют следующие виды контроля:
1) Ферментативная активность
2) Анализ белков
Сильно анионная хроматография (Source™ 15Q GE Healthcare)
Раствор коллагеназы, получаемый от TFF3, представляет собой исходные материалы для второй очистки с помощью сильной анионообменной хроматографии с использованием смолы Source™ 15Q (GE Healthcare). Хроматографические анализы отслеживают с помощью детектора УФ-видимого света на 280 нм. Как правило, 3-6 л раствора, содержащего коллагеназу при концентрации белка 0,8-1,2 мг/мл, загружают в колонку (Millipore GBP 70-550), набитую 100-200 мл смолы Source™15Q; количество белков в целом, загруженное в колонку, соответствует количеству 24-36 мг/мл смолы. Перед загрузкой, смолу уравновешивают 2 объемами колонки (BV) 10 мМ TRIS-HCl и 10 мМ CaCl2 при рН 7,1, это называется уравновешивающий буфер.
После загрузки, смолу со связанной коллагеназой элюируют с помощью 5-7 BV уравновешивающего буфера для удаления несвязанных белков и восстановления электропроводности до начальных значений. Коллагеназа, связанная со смолой, элюируется с помощью 5-10 BV 300 мМ Tris-HCl и 10 мМ CaCl2 при рН 7,1 (элюирующий буфер). Фракцию, содержащую коллагеназу, элюируют в виде одного пика, как правило, 1-2 литра, что можно увидеть на хроматограмме, показанной на фиг. 6 (типичная хроматограмма для Source™15Q).
Фракцию, содержащую коллагеназу, собранную во время элюирования, подвергают следующим видам контроля:
1) Ферментативная активность
2) Анализ белков
3) SDS-PAGE (фиг. 7: SDS-PAGE фракций от Source™ 15Q)
Пояснение к фиг. 7
Полоса 1 - концентрация несвязанного белка 20 мкл, 20Х
Полоса 2 - Фракция 1 10 мкл
Полоса 3 - Фракция 2 10 мкл
Полоса 4 - LMW
Диализ и концентрирование: ультрафильтрация TFF4 с помощью кассет с MWCO 30 кДа
Фракцию, содержащую коллагеназу, переносят в систему ультрафильтрации Cogent™ (Millipore), внутри которой находятся две кассеты с MWCO 3 0 кДа с мембраной из полиэфирсульфона (PES), каждая - с площадью фильтрации 0,1 м2. Эта стадия ультрафильтрации дает возможность для диализа и концентрирования образца по отношению к буферу из 25 мМ TRIS-HCl и 10 мМ CaCl2, рН 7,1.
Фильтрование и хранение
Раствор, полученный после TFF4, фильтруют через 0,2-мкм абсолютные фильтры из полиэфир
- 10 031435 сульфона (PES) для конечной стерилизации продукта. Конечный продукт хранят в специальных контейнерах при -20°С.
Полученный таким образом раствор коллагеназы анализируют на следующие характеристики: концентрация белков;
ферментативная активность;
рН;
анализ неспецифичных протеаз;
чистота согласно SDS-PAGE (фиг. 8: SDS-PAGE готового продукта);
чистота согласно UPLC SEC (анализ димеров и высокомолекулярных частиц);
исследование LAL для определения эндотоксинов (в соответствии с European Pharmacopoeia, продукт должен содержать не более 5 МЕ/кг/час).
Пояснение к фиг. 8
Полоса 1 - HMW
Полоса 2 - Коллагеназа fidia 0,5 мкг/полоса
Полоса 3 - Коллагеназа fidia 1 мкг/полоса
Полоса 4 - Коллагеназа fidia 2 мкг/полоса
Конкретные характеристики приведены в таблице ниже.
Таблица
Исследование | Описания |
Идентификация: эксклюзионная хроматография на колонке для UPLC | - положительная |
Внешний вид | Прозрачный, бесцветный раствор в 25 мМ TRIS-HCl, 10 мМ СаС12, pH 7,1 |
pH раствора | 7,1±0,2 |
Концентрация белков | <1,0 мг/мл раствора |
Удельная активность | 1000-1800 нкатал/мг |
Активность казеиназы | <1,0 Ед/мл |
Чистота согласно UPLC | 98,0-100% |
Идентификация | Молекулярная масса 82 кДа |
Чистота согласно SDS-PAGE | 98,0-100% |
Эндотоксины | Отсутствуют или соответствуют European Pharmacopoeia |
Коллагеназа, полученная и очищенная в соответствии с настоящим изобретением, исследуется автором для проверки следующих характеристик, с результатами, приведенными ниже:
чистота: имеет чистоту в пределах между 98 и 100%;
не содержит микробных и белковых загрязнений (эндотоксинов, ДНК);
стабильна при рН в пределах между 5,5 и 11 (установлено с помощью ферментативного исследования);
стабильна в водном растворе, например, в содержащем 25 мМ TRIS-HCl, 10 мМ CaCl2, рН 7,1, при Т в пределах между 4 и 40°С, в частности стабильна при 37°С;
стабильна в водном растворе при 4°С в течение 30 дней;
стабильна в водном растворе при Т в пределах между -20°С и -80°С в течение 24-48 месяцев;
может быть высушена вымораживанием вместе с соответствующими наполнителями (описанными ниже) с получением стабильного лиофильного порошка.
Лиофилизат коллагеназы, который представляет собой другой предмет настоящего изобретения, приготавливают вместе с наполнителями, особенно пригодными для поддержания его стабильности, и предпочтительно может содержать мальтозу: 95-96%, предпочтительно 95,75%;
соли (такие как TRIS-HCl + CaCl2): 1,0-1,5%, предпочтительно 1,3%;
коллагеназу: 2,5-3,5%, предпочтительно 2,95%, с получением порошка, полученного сушкой вымораживанием, с активностью фермента в пределах между 7-20 нкатал/мг порошка.
Количества, указанные выше, для лиофилизата коллагеназы представляют собой проценты массовые по отношению к общей массе лиофилизата.
Коллагеназа, полученная в соответствии со способом получения и очистки, является, следовательно, пригодной для получения фармацевтических композиций различных типов и разработана, как сказано, для использования при лечении расстройств, отличающихся аккумуляцией коллагена или для лечебно-косметического лечения повреждений/дефектов кожи, которые улучшаются при уменьшении локальной аккумуляции коллагенов. Наиболее частые применения относятся к наружному и/или местному ле
- 11 031435 чению ожогов различной степени, ошпаривания, пролежней, сосудистых язв и диабетических язв; в этих случаях, коллагеназа эффективно устраняет ожоговый струп, делая, таким образом, возможным активирование лежащих под ними клеток для целей процессов восстановления. Другие терапевтические применения относятся к целлюлиту, послеоперационным спайкам, гипертрофическим рубцам и келоидам; в этих ситуациях, аномальное продуцирование коллагена отрицательно влияет на обычный процесс восстановления, и они могут улучшаться при лизировании нерегулярно аккумулируемого коллагена.
Другие расстройства, которые могут лечиться с помощью коллагеназы, представляют собой адгезивный капсулит (плечелопаточный периартрит), синдром Дюпюитрена и болезнь Пейрони.
Может потребоваться местное или системное применение, в частности применение с помощью инъекций, в зависимости от расстройства.
Относительно местных применений, неожиданная стабильность в водном растворе фермента, описываемого в настоящем документе, делает возможным его приготовление в гидрофильных носителях; в частности, обнаружено, что коллагеназа может быть приготовлена вместе с конкретными полимерами, которые гидратируются при контакте с эксудатом из повреждения, на которое их помещают, с возникновением геля. В этой ситуации фермент высвобождается постепенно и в более высоких количествах, чем получается с помощью обычных липофильных носителей, используемых в настоящее время, с получением лучшего терапевтического воздействия;
количество ежедневных нанесений также может быть уменьшено, улучшая, таким образом, податливость пациента. Фармацевтическая форма для местного применения, предпочтительная в рамках настоящего изобретения, представляет собой пылевидный порошок, промышленное приготовление которого не требует никаких специальных процессов и который может легко измеряться в форме фармацевтического препарата, правильно осаждаться в пределах повреждения и храниться в течение длительных периодов времени. Используемый гидрофильный полимер должен быть способным поглощать текучую среду, внезапно выделяемую из раны, с образованием прилипающего материала геля. Указанный гель, очевидно, должен иметь характеристики вязкости, которые делают возможным его пребывание на поверхности раны; избыточно твердый гель имеет тенденцию к витрификации, в то время как избыточно жидкий гель соскальзывает с поверхности раны, унося при этом активный ингредиент. Кроме того, поскольку препарат должен быть стерильным, главное для выбранного полимера - поддерживать его реологические свойства после гидратирования, даже когда он предварительно стерилизуется с помощью обычных средств (обычно, гамма излучения). Для идентификации наиболее пригодного для использования полимера автор осуществил ряд исследований многочисленных полимеров (крахмала и его производных, альгинатов, производных целлюлозы, поливиниловых спиртов и их производных, смол и пектинов), как кратко описано в настоящем документе. В стеклянной чашке Петри диаметром 5 см создают сплошную пленку солевого раствора толщиной 2,5 мм, на которую порошкообразный полимер, который должен исследоваться (приблизительно 1 г), распыляют из стального сита с отверстиями фиксированного размера. Дополнительную жидкость добавляют постольку, поскольку полимер, преобразованный в гель, способен ее поглощать, поддерживая такую вязкость, что он не стекает с чашки, когда ее удерживают вертикально. После оценки доли поглощения жидкости и прозрачности и консистентности полученного геля, принимается решение, что полимер, наиболее пригодный для целей настоящего изобретения, представляет собой гликолят кукурузного крахмала.
Гликолят кукурузного крахмала представляет собой мелкодисперсный белый, сыпучий, очень гигроскопичный порошок, используемый при производстве таблеток и капсул, благодаря его разрыхляющим свойствам, но никогда не используемый путем непосредственного нанесения. Гликолят кукурузного крахмала имеет рН в пределах между 5,5 и 7,5, то есть сходный с рН ткани, на которую его наносят, и набухает в воде с увеличением его объема вплоть до 300-кратного.
В дополнение к ферменту коллагеназе, пылевидный порошок может также содержать другой активный ингредиент, который стимулирует миграцию клеток, чтобы сделать возможной более быструю реэпителизацию поверхности раны, и по этой причине, более быстрое затягивание раны. Из разнообразных возможных агентов гиалуроновая кислота является особенно пригодной для этих целей; она представляет собой гетерополисахарид, состоящий из чередующихся остатков D-глюкуроновой кислоты и NацетилЮ-глюкозамина. Она представляет собой прямоцепной полимер с молекулярной массой, находящейся в пределах между 50000 и 13х106 Да, в зависимости от источника, из которого ее получают, и от используемых методов приготовления. НА, используемая в настоящем изобретении, может быть получена из любого источника, такого как экстракт из морских петушков (ЕР 138572 В1), ферментация (из Streptococcus) или биосинтез (из Bacillus), и имеет среднюю молекулярную массу в пределах между 400 и 3х106 Да, в частности в пределах между 1х105 Да и 1х106 Да, и еще более конкретно в пределах между 200000 и 750000 Да. Предпочтительно НА, используемая в настоящем документе для местного нанесения, имеет среднюю молекулярную массу (MW) в пределах между 130 и 230 кДа, предпочтительно между 145 и 210 кДа и еще более предпочтительно между 160 и 200 кДа; последняя будет ниже называться НА со средним MW 200 кДа. НА со средней молекулярной массой в пределах между 200 и 1800 кДа, предпочтительно в пределах между 500 и 1300 кДа, а еще более предпочтительно в пределах между 750
- 12 031435 и 1200 кДа, используется для применений для инъекций. Упоминания средней молекулярной массы относятся к средневзвешенной MW, вычисленной с помощью метода собственной вязкости (Terbojevich et al., Carbohydr Res, 1986, 363-377).
НА встречается в природе в перицеллюлярных гелях, в базовом веществе соединительной ткани позвоночных животных (у которых она является одним из главных компонентов), в синовиальной жидкости суставов, в жидкой части стекловидного тела и пупочном канатике.
Продемонстрировано, что НА играет критическую роль в процессе восстановления тканей, как с точки зрения структур (при организации внеклеточного матрикса и регулировки его гидратирования), так и в качестве вещества, которое стимулирует широкий диапазон процессов, в которых она непосредственно и опосредованно вовлечена (образование сгустков крови, фагоцитарная активность, пролиферация фибробластов, неоваскуляризация, реэпителизация, и тому подобное). (Weigel P. et al., J Theoretical Biol, 1986:219-234; Abatangelo G. et al., J Surg Res, 1983, 35:410-416; Goa K. et al., Drugs, 1994, 47:536566). Роль НА в препаратах, описанных в настоящем документе, заключается не только в ускорении заживления ран, но прежде всего, в предотвращении повреждения коллагеназой, которая собирается на краях раны, живых здоровых клеток, которые находятся там, предотвращая их миграцию в направлении областей, которым необходима регенерация. Кроме того, присутствие НА, которое также представляет собой полимер-поглотитель, способствует образованию геля на поверхности раны и улучшает высвобождение, а, следовательно, ферментативную активность коллагеназы, как уже продемонстрирована и как будет иллюстрироваться ниже.
Описанные препараты могут также включать агент, который облегчает проскальзывание порошков на стадии смешивания; вещества, которые используют чаще всего, включают коллоидный диоксид кремния, который необязательно может включаться в количествах, находящихся в пределах между 0,1 и 3%, предпочтительно в пределах между 0,2 и 1%, как известно специалистам в данной области.
В рамках настоящего изобретения автор последовательно намерен предложить фармацевтические композиции для местного применения в форме пылевидного порошка, содержащие коллагеназу, полученную с помощью способа, описанного выше, в количестве, эквивалентном активности в пределах между 2 и 8 нкатал/г готового продукта, предпочтительно 5 нкатал/г готового продукта;
необязательно, НА со средневзвешенной молекулярной массой, находящейся в пределах между 130 и 230 кДа, предпочтительно в пределах между 145 и 210 кДа, а еще более предпочтительно в пределах между 160 и 200 кДа, в количестве, находящемся в пределах между 0,1 и 5%, предпочтительно между 0,2 и 2%;
необязательно, коллоидный диоксид кремния в количестве в пределах между 0,1 и 3%, предпочтительно между 0,2 и 1%;
гликолят кукурузного крахмала, в количестве, необходимом для завершения процентной композиции.
Количества, показанные выше для пылевидного порошка, представляют собой проценты массовые по отношению к общей массе композиции.
Некоторые примеры приготовления фармацевтических композиций, описанных выше, будут теперь описываться в качестве примера, но не ограничения.
Пример 2. Приготовление пылевидного порошка, содержащего коллагеназу, гиалуроновую кислоту (НА) и гликолят кукурузного крахмала (Препарат 1).
Коллагеназу, в лиофильной форме, отмеривают таким образом, что она соответствует активности 5 нкатал/г готового продукта.
Коллагеназа эквивалент 5 нкатал/г
НА со средним MW 200 кДа 0,2 г гликолят кукурузного крахмала по потребности до 100 г
Примерно половину от количества гелеобразующего полимера взвешивают и вводят в контейнер; коллагеназу и НА, предварительно микронизированные и просеянные на 50 мкм сите, взвешивают и вводят в контейнер. Наконец, оставшееся количество гелеобразующего полимера взвешивают и вводят в контейнер. Приготовление осуществляют с помощью непосредственного смешивания порошков в полиэтиленовом флаконе в форме параллелепипеда, закрытом полиэтиленовой промежуточной крышкой и полипропиленовым колпачком на резьбе, с емкостью, достаточной для того, чтобы оставалось по меньшей мере 40-50% пустого пространства над смесью. Флакон, закрепленный на консоли V-образного смесителя в наклонном положении (под углом 45°), вращается с наклоном вокруг своей малой оси при скорости 50 об/мин. Перемешивание осуществляют до тех пор, пока смесь не станет гомогенной.
- 13 031435
Пример 3. Приготовление пылевидного порошка, содержащего коллагеназу, гиалуроновую кислоту (НА), гликолят кукурузного крахмала и глидант (Препарат 2).
Коллагеназу, в лиофильной форме, отмеривают таким образом, что она соответствует активности 5 нкатал/г готового продукта.
Коллагеназа эквивалент 5 нкатал/г
НА со средним MW 200 кДа 0,2 г
Коллоидный диоксид кремния 0,2 г
Гликолят кукурузного крахмала по потребности до 100 г
Примерно половину от количества гелеобразующего полимера взвешивают и вводят в контейнер; коллагеназу и НА, предварительно микронизированные и просеянные на 50 мкм сите, взвешивают и вводят в контейнер. Наконец, оставшееся количество гелеобразующего полимера и глидант взвешивают и вводят в контейнер. Приготовление осуществляют с помощью непосредственного смешивания порошков в полиэтиленовом флаконе в форме параллелепипеда, закрытого полиэтиленовой промежуточной крышкой и полипропиленовым колпачком на резьбе, с емкостью, достаточной для того, чтобы оставалось по меньшей мере 40-50% пустого пространства над смесью. Флакон, закрепленный на консоли V-образного смесителя в наклонном положении (под углом 45°), вращается с наклоном вокруг его малой оси при скорости 50 об/мин. Перемешивание осуществляют до тех пор, пока смесь не станет гомогенной.
Пример 4. Приготовление пылевидного порошка содержащего коллагеназу, гиалуроновую кислоту (НА), гликолят кукурузного крахмала и глидант (Препарат 3).
Коллагеназу в лиофильной форме отмеривают таким образом, что она соответствует активности 5 нкатал/г готового продукта.
Коллагеназа эквивалент 5 нкатал/г
НА со средним MW 200 кДа 0,2 г
Коллоидный диоксид кремния 1 г гликолят кукурузного крахмала по потребности до 100 г
Относительно приготовления, см. Пример 2.
Пример 5. Приготовление пылевидного порошка, содержащего коллагеназу и гликолят кукурузного крахмала (Препарат 4).
Коллагеназу в лиофильной форме отмеривают таким образом, что она соответствует активности 5 нкатал/г готового продукта.
Коллагеназа эквивалент 5 нкатал/г
Гликолят кукурузного крахмала по потребности до 100 г
Приблизительно половину от количества гелеобразующего полимера взвешивают и вводят в контейнер; коллагеназу взвешивают и вводят в контейнер. Наконец, оставшееся количество гелеобразующего полимера взвешивают и вводят в контейнер. Приготовление осуществляют с помощью непосредственного смешивания порошков в полиэтиленовом флаконе в форме параллелепипеда, закрытом полиэтиленовой промежуточной крышкой и полипропиленовым колпачком на резьбе, с емкостью, достаточной для того, чтобы оставалось по меньшей мере 40-50% пустого пространства над смесью. Флакон, закрепленный на консоли V-образного смесителя в наклонном положении (под углом 45°), вращается наклонно вокруг его малой оси при скорости 50 об/мин. Перемешивание осуществляют до тех пор, пока смесь не станет гомогенной.
Пример 6. Приготовление пылевидного порошка, содержащего коллагеназу, гликолят кукурузного крахмала и глидант (Препарат 5).
Коллагеназу, в лиофильной форме, отмеривают таким образом, что она соответствует активности 5 нкатал/г готового продукта.
Коллагеназа эквивалент 5 нкатал/г
Коллоидный диоксид кремния 0,2 г гликолят кукурузного крахмала по потребности до 100 г
Примерно половину от количества гелеобразующего полимера взвешивают и вводят в контейнер; коллагеназу взвешивают и вводят в контейнер. Наконец, оставшееся количество гелеобразующего полимера и глидант взвешивают и вводят в контейнер. Приготовление осуществляют с помощью непосредственного смешивания порошков в полиэтиленовом флаконе в форме параллелепипеда, закрытом полиэтиленовой промежуточной крышкой и полипропиленовым колпачком на резьбе, с емкостью, достаточной для того, чтобы оставалось по меньшей мере 40-50% пустого пространства над смесью. Флакон, закрепленный на консоли V-образного смесителя в наклонном положении (под углом 45°), вращается наклонно вокруг его малой оси при скорости 50 об/мин. Перемешивание осуществляют до тех пор, пока смесь не станет гомогенной.
- 14 031435
Пример 7. Приготовление пылевидного порошка, содержащего коллагеназу, гликолят кукурузного крахмала и глидант (Препарат 6).
Коллагеназу в лиофильной форме отмеривают таким образом, что она соответствует активности 5 нкатал/г готового продукта.
Коллагеназа эквивалент 5 нкатал/г
Коллоидный диоксид кремния 1 г
Гликолят кукурузного крахмала по потребности до 100 г
Относительно приготовления, см. Пример 5.
Как сказано, реология указанных пылевидных порошков до и после стерилизации, и их рабочие характеристики с точки зрения высвобождения коллагеназы, оценивают после гидратирования. Последнее исследование осуществляют посредством сравнения со стандартным продуктом (Bionect Start®), содержащим коллагеназу в липофильном носителе.
Реологическая оценка до и после стерилизации
Образцы для исследований приготавливают в соответствии с примерами 1 и 3, которые представляют собой наиболее сложные препараты из тех, которые описаны.
г каждого из нестерильных Препарата 1 и Препарата 3 гидратируют с помощью 7 мл солевого раствора; такую же процедуру осуществляют на 1 г этих же препаратов, предварительно стерилизованных с помощью гамма излучения (доза 25 кГрэй). Гели, полученные таким образом, анализируют для оценки вязких модулей G' и G с помощью вискозиметра HAAKE модели Mars II, снабженного приспособлением для измерения с конусом и пластинкой с диаметром 60 мм, под углом 1°; измерение осуществляют при 20±0,5°С при контроле вращения с постепенным увеличением скорости от 0 до 5 с-1 за 8 мин; интерполяцию осуществляют при 1,0 с-1. Результаты показаны на графике фиг. 11 (реологическая оценка до и после стерилизации): каждый препарат четко сохраняет практически неизменными свои реологические свойства, даже после стерилизации. Препарат 1, без глиданта, имеет несколько более высокие модули G' и G, но не до статистически значимой степени. Это означает, что глидант не оказывает воздействия на реологию, и используется ли он или нет, зависит, следовательно, от рабочих условий. Однако необходимо подчеркнуть, что выбранный полимер сохраняет характеристики прилипания и вязкости, идентифицированные в предыдущих исследованиях, которые необходимы для оптимального высвобождения фермента, содержащегося в препарате.
Оценка коллагенолитической активности
Эти исследования исследуют поведение препаратов с гиалуроновой кислотой и без нее, по сравнению с коммерческим эталонным продуктом (Bionect Start®), содержащим коллагеназу в липофильном носителе (мази) и гиалуроновую кислоту.
Поскольку глидант не оказывает воздействия на ферментативную активность коллагеназы, решено исследовать Препараты 1 (с НА) и 4 (без НА). Деградирующая ферментативная активность определяется с помощью количественного анализа на стандартном коммерческом субстрате (Collagenase Chromophor substrate kit - Fluka 27669). Способ модифицируют соответствующим образом, чтобы сделать возможным исследование порошкообразных препаратов исследуемых образцов и моделирование условий, для которых указанные препараты будут экспонироваться после нанесения in vivo. Анализ основан на гидролизе конкретного субстрата коллагеназы: 4-фенилазобензилоксикарбонил-Pro-Leu-Gly-Pro-D-Arg-OH (компонент А). Указанный субстрат деградирует до Pz-Pro-Leu-OH (желто-оранжевый фрагмент) и H-Gly-ProD-Arg-OH в присутствии фермента коллагеназы. Пептид Pz-Pro-Leu-OH растворим в органических растворителях, и экстрагируется с помощью этилацетата из смеси, подкисленной лимонной кислотой. Избыток недеградированного субстрата остается в подкисленной водной фазе. Pz-Pro-Leu-OH в этилацетате определяется количественно спектрофотометрически с помощью регистрации на 320 нм.
Материалы и методы
Collagenase Chromophor substrate kit - Fluka 27669
Препарат 1
Препарат 4
Bionect Start®
Солевой раствор
TRIS Буфер мМ лимонной кислоты
Этилацетат
Безводный Na2SO4.
Осуществляют 3 исследования для каждого препарата.
Стадия 1.
1,1 мл раствора субстрата при концентрация 2,6 мМ помещают в 1,5-мл пробирку Corning Costar SpinX (Sigma, фиг. 9A), как описано в коммерческом методе анализа Fluka. 100 мг каждого порошкообразного препарата коллагеназы (Препараты 1 и 4), которые гидратируют с помощью солевого раствора с массой, равной 4 массам порошка, вставляют в контейнер, несущий мембрану с пористостью 0,22 мкм
- 15 031435 (фиг. 9В). Контейнер герметично закрывают с помощью соответствующей крышки, чтобы предотвратить набухание порошка из-за дальнейшего поглощения жидкости во время эксперимента. Контейнер помещают в пробирку с раствором субстрата (фиг. 9С). Пробирку герметично закрывают и переворачивают, чтобы сделать возможным контакт между раствором субстрата и мембраной контейнера. Коллагеназа и субстрат могут проходить через мембрану свободно, в то время как порошки остаются в контейнере. Препарат в целом инкубируют при 32°С. Контейнеры заменяют, как указано в протоколе, для моделирования ежедневного нанесения, нанесения каждые два дня и однократного нанесения.
Для Bionect Start®, который представляет собой мазь, Стадию 1 модифицируют, как описано ниже:
0,6 мл раствора субстрата при концентрации 1,3 мМ помещают в 1,5-мл пробирки Эппендорф (фиг. 10: пробирка Эппендорф для модифицированной стадии 1), как описано в коммерческом методе анализа Fluka. Колпачки пробирок Эппендорф заполняют приблизительно 250 мг Bionect Start®, который приводят в контакт с раствором субстрата и инкубируют при 32°С. Колпачки заменяют, как указано в протоколе, чтобы моделировать ежедневное нанесение, нанесение каждые два дня и однократное нанесение.
Стадия 2:
Когда заканчивается заданный период контакта, 125 мкл смеси субстрата, обработанной, как описано на Стадии 1, отбирают в каждый фиксированный момент времени и помещают в 1,5-мл пробирку Эппендорф. К этому раствору добавляют 250 мкл лимонной кислоты (25 мМ) и 1,25 мл этилацетата. Раствор перемешивают в течение 15 с и центрифугируют. Этилацетат, который содержит гидролизованный субстрат, переносят в пробирку Эппендорф, содержащую безводный Na2SO4. После перемешивания и центрифугирования пробирки Эппендорф органическую фазу переносят в новую пробирку Эппендорф. Гидролизованный субстрат, содержащийся в органической фазе, определяют спектрофотометрически на 320 нм.
Данные анализа приводятся на графиках фиг. 12-14.
Сразу видно, что порошкообразные препараты действуют гораздо лучше, чем эталонный продукт при каждой из исследуемых частот нанесения и для каждого рассмотренного момента времени.
В частности, значения для Препаратов 1 и 4 всегда являются в высшей степени значимыми по сравнению с эталонным продуктом, демонстрируя их лучшую эффективность, что означает меньше нанесений для пациента. В любом случае, очевидно, что порошкообразные препараты действуют гораздо лучше, чем препараты, содержащие коллагеназу в липофильном носителе. Это означает не только, что коллагеназа, присутствующая в порошкообразных препаратах, действует в водной окружающей среде, образующейся, когда эксудат поглощается гликолятом кукурузного крахмала, демонстрируя ранее упомянутую стабильность в водном растворе, но также и то, что неожиданно она действует лучше, чем ожидалось.
Относительно препаратов для инъекций, как ранее сказано, они существенно используют чистоту фермента, полученного с помощью способа, описанного выше, и его неожиданную стабильность в водном носителе, и то и другое, при Т окружающей среды и при температурах, находящихся в пределах между -20 и -80°С. Композиции для инъекций предпочтительно состоят из коллагеназы в форме, полученной сушкой вымораживанием, разбавленной в водном растворе, предпочтительно во время использования, и содержат на единичную дозу:
коллагеназу, полученную в соответствии с описанным способом, в количестве, эквивалентном активности, находящейся в пределах между 120 и 450 нкатал;
стерильный солевой раствор (0,9% NaCl);
необязательно, НА со средневзвешенной молекулярной массой в пределах между 750 и 1200 кДа, при концентрации, находящейся в пределах между 1 и 30 мг/мл солевого раствора, предпочтительно в пределах между 8 и 20 мг/мл, а еще более предпочтительно в пределах между 10 и 15 мг/мл.
Некоторые примеры приготовления растворов коллагеназы для инъекций будут теперь описываться в качестве примера, но не ограничения.
Пример 8. Приготовление раствора коллагеназы для инъекций в стерильном солевом растворе (0,9% NaCl).
Коллагеназа эквивалент 196 нкатал
Стерильный солевой раствор 1 мл
Фермент в лиофильной форме, содержащийся в соответствующей стерильной ампуле, разбавляют с помощью 0,35 мл стерильного солевого раствора, отбирают с помощью градуированного шприца. После осторожного перемешивания получают стабильный раствор.
Пример 9. Приготовление раствора коллагеназы для инъекций в стерильном солевом растворе (NaCl 0,9%).
Коллагеназа эквивалент 392 нкатал
Стерильный солевой раствор 1 мл
Фермент в лиофильной форме, содержащийся в соответствующей стерильной ампуле, разбавляют с помощью 0,7 мл стерильного солевого раствора, отмеривают с помощью градуированного шприца. После острожного перемешивания получают стабильный раствор.
- 16 031435
Пример 10. Приготовление раствора коллагеназы для инъекций, приготовленного в НА с MW 750 кДа.
Коллагеназа эквивалент 196 нкатал
Раствор НА 1 мл
Раствор НА предварительно разбавляют посредством растворения 10 мг предварительно микронизированной НА, содержащейся в соответствующей стерильной ампуле в 1 мл стерильного солевого раствора. Фермент в лиофильной форме разбавляют с помощью 0,35 мл раствора НА, отмеривают с помощью градуированного шприца. После осторожного перемешивания до растворения порошка коллагеназы получают стабильный раствор.
Пример 11. Приготовление раствора коллагеназы для инъекций, приготовленного с НА с MW 1200 кДа кДа.
Коллагеназа эквивалент 392 нкатал
Раствор НА 1 мл
Раствор НА предварительно разбавляют посредством растворения 15 мг предварительно микронизированной НА, содержащейся в соответствующей стерильной ампуле в 1 мл стерильного солевого раствора. Фермент в лиофильной форме разбавляют с помощью 0,7 мл раствора НА, отмеривают с помощью градуированного шприца. После осторожного перемешивания до растворения порошка коллагеназы получают стабильный раствор.
Растворы, полученные таким образом, могут храниться при 4°С, хотя предпочтительно вводить их в виде инъекции непосредственно после приготовления или в пределах 8 ч после него. В дополнение к типичным терапевтическим применениям, описанным выше, коллагеназа в соответствии с настоящим изобретением может также использоваться при диссоциации тканей и при изоляции клеточных кластеров или отдельных клеток как для терапевтических целей, так и для целей экспериментальных исследований. Это применение используют, например, в процедуре трансплантации островковых клеток Лангерханса для изоляции островковых клеток от окружающей ткани поджелудочной железы. Коллагеназа также может успешно использоваться для изоляции кардиомиоцитов, гепатоцитов и опухолевых клеток для цели разработки соответствующей вакцины, и в целом для всех клеток, которые можно использовать в области генной инженерии тканей (костей, хрящей, щитовидной железы и тому подобное).
СПИСОК ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ
<110> | Fidia Farmaceutici S.p.A |
<120> | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ И ОЧИСТКИ КОЛЛАГЕНАЗЫ ИЗ VIBRIO ALGINOLYTICUS И |
ПРИМЕНЕНИЕ КОЛЛАГЕНАЗЫ
<130> | 1484PCT |
<150> <151> | PD2012A000118 2012-04-18 |
<160> | 3 |
<170> | PatentIn version 3.5 |
<210> <211> <212> <213> | 1 739 Белок Vibrio alginolyticus |
<220>
<221> mat_peptide <222> (1)..(739) <223>
<400> 1
Thr Ala Cys Asp Leu Glu Ala Leu Val Thr Glu Ser Ser Asn Gln Leu
5 10 15
- 17 031435
Ile | Ser | Glu | Ile 20 | Leu | Ser | Gln | Gly | Ala 25 | Thr | Cys | Val | Asn | Gln 30 | Leu | Phe |
Ser | Ala | Glu | Ser | Arg | Ile | Gln | Glu | Ser | Val | Phe | Ser | Ser | Asp | His | Met |
35 | 40 | 45 | |||||||||||||
Tyr | Asn | Ile | Ala | Lys | His | Thr | Thr | Thr | Leu | Ala | Lys | Gly | Tyr | Thr | Gly |
50 | 55 | 60 | |||||||||||||
Gly | Gly | Ser | Asp | Glu | Leu | Glu | Thr | Leu | Phe | Leu | Tyr | Leu | Arg | Ala | Gly |
65 | 70 | 75 | 80 | ||||||||||||
Tyr | Tyr | Ala | Glu | Phe | Tyr | Asn | Asp | Asn | Ile | Ser | Phe | Ile | Glu | Trp | Val |
85 | 90 | 95 | |||||||||||||
Thr | Pro | Ala | Val | Lys | Glu | Ser | Val | Asp | Ala | Phe | Val | Asn | Thr | Ala | Ser |
100 | 105 | 110 | |||||||||||||
Phe | Tyr | Glu | Asn | Ser | Asp | Arg | His | Gly | Lys | Val | Leu | Ser | Glu | Val | Ile |
115 | 120 | 125 | |||||||||||||
Ile | Thr | Met | Asp | Ser | Ala | Gly | Leu | Gln | His | Ala | Tyr | Leu | Pro | Gln | Val |
130 | 135 | 140 | |||||||||||||
Thr | Gln | Trp | Leu | Thr | Arg | Trp | Asn | Asp | Gln | Tyr | Ala | Gln | His | Trp | Tyr |
145 | 150 | 155 | 160 | ||||||||||||
Met | Arg | Asn | Ala | Val | Asn | Gly | Val | Phe | Thr | Ile | Leu | Phe | Gly | Gly | Gln |
165 | 170 | 175 | |||||||||||||
Trp | Asn | Glu | Gln | Phe | Val | Gln | Ile | Ile | Gly | Asn | Gln | Thr | Asp | Leu | Ala |
180 | 185 | 190 | |||||||||||||
Lys | Ala | Leu | Gly | Asp | Phe | Ala | Leu | Arg | Ala | Ser | Ser | Ile | Gly | Ala | Glu |
195 | 200 | 205 | |||||||||||||
Asp | Glu | Phe | Met | Ala | Ala | Asn | Ala | Gly | Arg | Glu | Leu | Gly | Arg | Leu | Thr |
210 | 215 | 220 | |||||||||||||
Lys | Tyr | Thr | Gly | Asn | Ala | Ser | Ser | Val | Val | Lys | Ser | Gln | Leu | Ser | Arg |
225 | 230 | 235 | 240 | ||||||||||||
Ile | Phe | Glu | Gln | Tyr | Glu | Met | Tyr | Gly | Arg | Gly | Asp | Ala | Val | Trp | Leu |
245 | 250 | 255 | |||||||||||||
Ala | Ala | Ala | Asp | Thr | Ala | Ser | Tyr | Tyr | Ala | Asp | Cys | Ser | Glu | Phe | Gly |
260 | 265 | 270 |
- 18 031435
Ile | Cys | Asn 275 | Phe | Glu | Thr | Glu | Leu 280 | Lys | Gly | Leu | Val | Leu 285 | Ser | Gln | Thr |
Tyr | Thr | Cys | Ser | Pro | Thr | Ile | Arg | Ile | Leu | Ser | Gln | Asn | Met | Thr | Gln |
290 | 295 | 300 | |||||||||||||
Glu | Gln | His | Ala | Ala | Ala | Cys | Ser | Lys | Met | Gly | Tyr | Glu | Glu | Gly | Tyr |
305 | 310 | 315 | 320 | ||||||||||||
Phe | His | Gln | Ser | Leu | Glu | Thr | Gly | Glu | Gln | Pro | Val | Lys | Asp | Asp | His |
325 | 330 | 335 | |||||||||||||
Asn | Thr | Gln | Leu | Gln | Val | Asn | Ile | Phe | Asp | Ser | Ser | Thr | Asp | Tyr | Gly |
340 | 345 | 350 | |||||||||||||
Lys | Tyr | Ala | Gly | Pro | Ile | Phe | Asp | Ile | Ser | Thr | Asp | Asn | Gly | Gly | Met |
355 | 360 | 365 | |||||||||||||
Tyr | Leu | Glu | Gly | Asp | Pro | Ser | Gln | Pro | Gly | Asn | Ile | Pro | Asn | Phe | Ile |
370 | 375 | 380 | |||||||||||||
Ala | Tyr | Glu | Ala | Ser | Tyr | Ala | Asn | Ala | Asp | His | Phe | Val | Trp | Asn | Leu |
385 | 390 | 395 | 400 | ||||||||||||
Glu | His | Glu | Tyr | Val | His | Tyr | Leu | Asp | Gly | Arg | Phe | Asp | Leu | Tyr | Gly |
405 | 410 | 415 | |||||||||||||
Gly | Phe | Ser | His | Pro | Thr | Glu | Lys | Ile | Val | Trp | Trp | Ser | Glu | Gly | Ile |
420 | 425 | 430 | |||||||||||||
Ala | Glu | Tyr | Val | Ala | Gln | Glu | Asn | Asp | Asn | Gln | Ala | Ala | Leu | Glu | Thr |
435 | 440 | 445 | |||||||||||||
Ile | Leu | Asp | Gly | Ser | Thr | Tyr | Thr | Leu | Ser | Glu | Ile | Phe | Glu | Thr | Thr |
450 | 455 | 460 | |||||||||||||
Tyr | Asp | Gly | Phe | Asp | Val | Asp | Arg | Ile | Tyr | Arg | Trp | Gly | Tyr | Leu | Ala |
465 | 470 | 475 | 480 | ||||||||||||
Val | Arg | Phe | Met | Phe | Glu | Asn | His | Lys | Asp | Asp | Val | Asn | Gln | Met | Leu |
485 | 490 | 495 | |||||||||||||
Val | Glu | Thr | Arg | Gln | Gly | Asn | Trp | Ile | Asn | Tyr | Lys | Ala | Thr | Ile | Thr |
500 | 505 | 510 | |||||||||||||
Gln | Trp | Ala | Asn | Leu | Tyr | Gln | Ser | Glu | Phe | Glu | Gln | Trp | Gln | Gln | Thr |
515 | 520 | 525 |
- 19 031435
Leu Val 530 | Ser Asn Gly Ala | Pro 535 | Asn | Ala | Val | Ile | Thr 540 | Ala | Asn | Ser | Lys | ||||
Gly | Lys | Val | Gly | Glu | Ser | Ile | Thr | Phe | Ser | Ser | Glu | Asn | Ser | Thr | Asp |
545 | 550 | 555 | 560 | ||||||||||||
Pro | Asn | Gly | Lys | Ile | Val | Ser | Val | Leu | Trp | Asp | Phe | Gly | Asp | Gly | Ser |
565 | 570 | 575 | |||||||||||||
Thr | Ser | Thr | Gln | Thr | Lys | Pro | Thr | His | Gln | Tyr | Gly | Ser | Glu | Gly | Glu |
580 | 585 | 590 | |||||||||||||
Tyr | Ser | Val | Ser | Leu | Ser | Val | Thr | Asp | Ser | Glu | Gly | Leu | Thr | Ala | Thr |
595 | 600 | 605 | |||||||||||||
Ala | Thr | His | Thr | Val | Val | Ile | Ser | Ala | Leu | Gly | Gly | Asn | Asp | Thr | Leu |
610 | 615 | 620 | |||||||||||||
Pro | Gln | Asp | Cys | Ala | Val | Gln | Ser | Lys | Val | Ser | Gly | Gly | Arg | Leu | Thr |
625 | 630 | 635 | 640 | ||||||||||||
Ala | Gly | Glu | Pro | Val | Cys | Leu | Ala | Asn | Gln | Gln | Thr | Ile | Trp | Leu | Ser |
645 | 650 | 655 | |||||||||||||
Val | Pro | Ala | Val | Asn | Glu | Ser | Ser | Asn | Leu | Ala | Ile | Thr | Thr | Gly | Asn |
660 | 665 | 670 | |||||||||||||
Gly | Thr | Gly | Asn | Leu | Lys | Leu | Glu | Tyr | Ser | Asn | Ser | Gly | Trp | Pro | Asp |
675 | 680 | 685 | |||||||||||||
Asp | Thr | Asn | Leu | His | Gly | Trp | Ser | Asp | Asn | Ile | Gly | Asn | Gly | Glu | Cys |
690 | 695 | 700 | |||||||||||||
Ile | Thr | Leu | Ser | Asn | Gln | Ser | Asn | Tyr | Trp | Gly | Tyr | Val | Lys | Val | Ser |
705 | 710 | 715 | 720 | ||||||||||||
Gly | Asp | Phe | Glu | Asn | Ala | Ala | Ile | Val | Val | Asp | Phe | Asp | Ala | Gln | Lys |
725 | 730 | 735 |
Cys Arg Gln
<210> | 2 |
<211> | 814 |
<212> | Белок |
<213> | Vibrio alginolyticus |
- 20 031435 <220>
<221>
<222> (1)..(814) <223> Активная сердцевина коллагеназы от Vibrio Alginolyticus <400> 2
Met 1 | Glu | Leu | Lys | Ile 5 | Leu | Ser | Val | Ala | Ile 10 | Ala | Thr | Thr | Leu | Thr 15 | Ser |
Thr | Gly | Val | Phe | Ala | Leu | Ser | Glu | Pro | Val | Ser | Gln | Val | Thr | Glu | Gln |
20 | 25 | 30 | |||||||||||||
His | Ala | His | Ser | Ala | His | Thr | His | Gly | Val | Glu | Phe | Asn | Arg | Val | Glu |
35 | 40 | 45 | |||||||||||||
Tyr | Gln | Pro | Thr | Ala | Thr | Leu | Pro | Ile | Gln | Pro | Ser | Lys | Ala | Thr | Arg |
50 | 55 | 60 | |||||||||||||
Val | Gln | Ser | Leu | Glu | Ser | Leu | Asp | Glu | Ser | Ser | Thr | Ala | Cys | Asp | Leu |
65 | 70 | 75 | 80 | ||||||||||||
Glu | Ala | Leu | Val | Thr | Glu | Ser | Ser | Asn | Gln | Leu | Ile | Ser | Glu | Ile | Leu |
85 | 90 | 95 | |||||||||||||
Ser | Gln | Gly | Ala | Thr | Cys | Val | Asn | Gln | Leu | Phe | Ser | Ala | Glu | Ser | Arg |
100 | 105 | 110 | |||||||||||||
Ile | Gln | Glu | Ser | Val | Phe | Ser | Ser | Asp | His | Met | Tyr | Asn | Ile | Ala | Lys |
115 | 120 | 125 | |||||||||||||
His | Thr | Thr | Thr | Leu | Ala | Lys | Gly | Tyr | Thr | Gly | Gly | Gly | Ser | Asp | Glu |
130 | 135 | 140 | |||||||||||||
Leu | Glu | Thr | Leu | Phe | Leu | Tyr | Leu | Arg | Ala | Gly | Tyr | Tyr | Ala | Glu | Phe |
145 | 150 | 155 | 160 | ||||||||||||
Tyr | Asn | Asp | Asn | Ile | Ser | Phe | Ile | Glu | Trp | Val | Thr | Pro | Ala | Val | Lys |
165 | 170 | 175 | |||||||||||||
Glu | Ser | Val | Asp | Ala | Phe | Val | Asn | Thr | Ala | Ser | Phe | Tyr | Glu | Asn | Ser |
180 | 185 | 190 | |||||||||||||
Asp | Arg | His | Gly | Lys | Val | Leu | Ser | Glu | Val | Ile | Ile | Thr | Met | Asp | Ser |
195 | 200 | 205 | |||||||||||||
Ala | Gly | Leu | Gln | His | Ala | Tyr | Leu | Pro | Gln | Val | Thr | Gln | Trp | Leu | Thr |
210 | 215 | 220 |
- 21 031435
Arg Trp Asn Asp Gln 225 | Tyr Ala Gln His 230 | Trp | Tyr 235 | Met | Arg | Asn | Ala | Val 240 | |||||||
Asn | Gly | Val | Phe | Thr | Ile | Leu | Phe | Gly | Gly | Gln | Trp | Asn | Glu | Gln | Phe |
245 | 250 | 255 | |||||||||||||
Val | Gln | Ile | Ile | Gly | Asn | Gln | Thr | Asp | Leu | Ala | Lys | Ala | Leu | Gly | Asp |
260 | 265 | 270 | |||||||||||||
Phe | Ala | Leu | Arg | Ala | Ser | Ser | Ile | Gly | Ala | Glu | Asp | Glu | Phe | Met | Ala |
275 | 280 | 285 | |||||||||||||
Ala | Asn | Ala | Gly | Arg | Glu | Leu | Gly | Arg | Leu | Thr | Lys | Tyr | Thr | Gly | Asn |
290 | 295 | 300 | |||||||||||||
Ala | Ser | Ser | Val | Val | Lys | Ser | Gln | Leu | Ser | Arg | Ile | Phe | Glu | Gln | Tyr |
305 | 310 | 315 | 320 | ||||||||||||
Glu | Met | Tyr | Gly | Arg | Gly | Asp | Ala | Val | Trp | Leu | Ala | Ala | Ala | Asp | Thr |
325 | 330 | 335 | |||||||||||||
Ala | Ser | Tyr | Tyr | Ala | Asp | Cys | Ser | Glu | Phe | Gly | Ile | Cys | Asn | Phe | Glu |
340 | 345 | 350 | |||||||||||||
Thr | Glu | Leu | Lys | Gly | Leu | Val | Leu | Ser | Gln | Thr | Tyr | Thr | Cys | Ser | Pro |
355 | 360 | 365 | |||||||||||||
Thr | Ile | Arg | Ile | Leu | Ser | Gln | Asn | Met | Thr | Gln | Glu | Gln | His | Ala | Ala |
370 | 375 | 380 | |||||||||||||
Ala | Cys | Ser | Lys | Met | Gly | Tyr | Glu | Glu | Gly | Tyr | Phe | His | Gln | Ser | Leu |
385 | 390 | 395 | 400 | ||||||||||||
Glu | Thr | Gly | Glu | Gln | Pro | Val | Lys | Asp | Asp | His | Asn | Thr | Gln | Leu | Gln |
405 | 410 | 415 | |||||||||||||
Val | Asn | Ile | Phe | Asp | Ser | Ser | Thr | Asp | Tyr | Gly | Lys | Tyr | Ala | Gly | Pro |
420 | 425 | 430 | |||||||||||||
Ile | Phe | Asp | Ile | Ser | Thr | Asp | Asn | Gly | Gly | Met | Tyr | Leu | Glu | Gly | Asp |
435 | 440 | 445 | |||||||||||||
Pro | Ser | Gln | Pro | Gly | Asn | Ile | Pro | Asn | Phe | Ile | Ala | Tyr | Glu | Ala | Ser |
450 | 455 | 460 | |||||||||||||
Tyr | Ala | Asn | Ala | Asp | His | Phe | Val | Trp | Asn | Leu | Glu | His | Glu | Tyr | Val |
465 470 475 480
- 22 031435
His | Tyr | Leu | Asp | Gly 485 | Arg | Phe | Asp | Leu | Tyr 490 | Gly | Gly | Phe | Ser | His 495 | Pro |
Thr | Glu | Lys | Ile | Val | Trp | Trp | Ser | Glu | Gly | Ile | Ala | Glu | Tyr | Val | Ala |
500 | 505 | 510 | |||||||||||||
Gln | Glu | Asn | Asp | Asn | Gln | Ala | Ala | Leu | Glu | Thr | Ile | Leu | Asp | Gly | Ser |
515 | 520 | 525 | |||||||||||||
Thr | Tyr | Thr | Leu | Ser | Glu | Ile | Phe | Glu | Thr | Thr | Tyr | Asp | Gly | Phe | Asp |
530 | 535 | 540 | |||||||||||||
Val | Asp | Arg | Ile | Tyr | Arg | Trp | Gly | Tyr | Leu | Ala | Val | Arg | Phe | Met | Phe |
545 | 550 | 555 | 560 | ||||||||||||
Glu | Asn | His | Lys | Asp | Asp | Val | Asn | Gln | Met | Leu | Val | Glu | Thr | Arg | Gln |
565 | 570 | 575 | |||||||||||||
Gly | Asn | Trp | Ile | Asn | Tyr | Lys | Ala | Thr | Ile | Thr | Gln | Trp | Ala | Asn | Leu |
580 | 585 | 590 | |||||||||||||
Tyr | Gln | Ser | Glu | Phe | Glu | Gln | Trp | Gln | Gln | Thr | Leu | Val | Ser | Asn | Gly |
595 | 600 | 605 | |||||||||||||
Ala | Pro | Asn | Ala | Val | Ile | Thr | Ala | Asn | Ser | Lys | Gly | Lys | Val | Gly | Glu |
610 | 615 | 620 | |||||||||||||
Ser | Ile | Thr | Phe | Ser | Ser | Glu | Asn | Ser | Thr | Asp | Pro | Asn | Gly | Lys | Ile |
625 | 630 | 635 | 640 | ||||||||||||
Val | Ser | Val | Leu | Trp | Asp | Phe | Gly | Asp | Gly | Ser | Thr | Ser | Thr | Gln | Thr |
645 | 650 | 655 | |||||||||||||
Lys | Pro | Thr | His | Gln | Tyr | Gly | Ser | Glu | Gly | Glu | Tyr | Ser | Val | Ser | Leu |
660 | 665 | 670 | |||||||||||||
Ser | Val | Thr | Asp | Ser | Glu | Gly | Leu | Thr | Ala | Thr | Ala | Thr | His | Thr | Val |
675 | 680 | 685 | |||||||||||||
Val | Ile | Ser | Ala | Leu | Gly | Gly | Asn | Asp | Thr | Leu | Pro | Gln | Asp | Cys | Ala |
690 | 695 | 700 | |||||||||||||
Val | Gln | Ser | Lys | Val | Ser | Gly | Gly | Arg | Leu | Thr | Ala | Gly | Glu | Pro | Val |
705 | 710 | 715 | 720 | ||||||||||||
Cys | Leu | Ala | Asn | Gln | Gln | Thr | Ile | Trp | Leu | Ser | Val | Pro | Ala | Val | Asn |
725 730 735
- 23 031435
Glu | Ser | Ser Asn Leu 740 | Ala | Ile | Thr | Thr Gly Asn Gly 745 | Thr | Gly 750 | Asn | Leu | |||||
Lys | Leu | Glu | Tyr | Ser | Asn | Ser | Gly | Trp | Pro | Asp | Asp | Thr | Asn | Leu | His |
755 | 760 | 765 | |||||||||||||
Gly | Trp | Ser | Asp | Asn | Ile | Gly | Asn | Gly | Glu | Cys | Ile | Thr | Leu | Ser | Asn |
770 | 775 | 780 | |||||||||||||
Gln | Ser | Asn | Tyr | Trp | Gly | Tyr | Val | Lys | Val | Ser | Gly | Asp | Phe | Glu | Asn |
785 | 790 | 795 | 800 | ||||||||||||
Ala | Ala | Ile | Val | Val | Asp | Phe | Asp | Ala | Gln | Lys | Cys | Arg | Gln | ||
805 | 810 |
<210> | 3 |
<211> | 15 |
<212> | Белок |
<213> | Vibrio Alginolyticus |
<220> | |||
<221> | MISC_FEATURE | ||
<222> | (1)..(15) | ||
<223> | N-окончание зрелой цепи | ||
<400> | 3 | ||
Thr Ala Cys Asp Leu Glu Ala Leu Val | Thr Glu | Ser Ser Asn Gln | |
1 | 5 | 10 | 15 |
Claims (16)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Способ получения и очистки коллагеназы из Vibrio alginolyticus chemovar. Iophagus, включающий следующие стадии:стадия А: инокуляция Vibrio alginolyticus chemovar. Iophagus в колбу Эрленмейера и ферментация в культуральном бульоне на основе пептона небычьего животного происхождения или на основе смеси пептонов небычьего животного происхождения и растительного происхождения;стадия В: осветление ферментированного бульона, полученного на стадии А, посредством ультрафильтрации в тангенциальном потоке с помощью кассеты с номинальным отсечением по молекулярной массе (MWCO) 100-500 кДа;стадия С: диализ и концентрирование осветленного бульона/раствора, полученного на стадии В, посредством ультрафильтрации в тангенциальном потоке с помощью кассет с MWCO 5-30 кДа;стадия D1: очистка раствора, полученного на стадии С, с помощью анионообменной смолы, несущей слабоосновные группы, при рН в пределах от 6,9 до 7,4;стадия D2: оценка коллагенолитической активности в собранных на стадии D1 фракциях с помощью стандартного хроматофорного субстрата коллагеназы;стадия Е: диализ и концентрирование собранных на стадии D1 фракций, которые имеют коллагенолитическую активность, определенную на стадии D2, посредством ультрафильтрации в тангенциальном потоке с помощью кассет с MWCO 10-50 кДа;стадия F1: очистка раствора, полученного на стадии Е, с помощью анионообменной смолы, несущей сильноосновные группы, при рН в пределах от 6,9 до 7,4;стадия F2: оценка коллагенолитической активности в собранных на стадии F1 фракциях с помощью стандартного хроматофорного субстрата коллагеназы;стадия G: диализ и концентрирование собранных на стадии F1 фракций, которые имеют коллагено- 24 031435 литическую активность >95%, определенную на стадии F2, посредством ультрафильтрации в тангенциальном потоке с помощью кассет с MWCO 10-50 кДа;стадия Н: фильтрование раствора, содержащего коллагеназу, полученную на стадии G, через 0,2мкм абсолютный фильтр и хранение при температуре в пределах от -20 до -80°С.
- 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии В осветление ферментированного бульона осуществляют с помощью кассеты с MWCO 300 кДа;на стадии С диализ и концентрирование осветленного бульона/раствора осуществляют с помощью кассет с MWCO 10 кДа;на стадии D1 очистку раствора осуществляют при рН 7,1;на стадии Е диализ и концентрирование фракций осуществляют с помощью кассет с MWCO 30 кДа; на стадии F1 очистку раствора осуществляют при рН 7,1;на стадии G диализ и концентрирование фракций осуществляют с помощью кассет с MWCO 30 кДа.
- 3. Способ по п.1 или 2, в котором культурный бульон основан на пептоне свиного животного происхождения или на смеси пептонов свиного и растительного происхождения.
- 4. Способ по любому из пп.1-3, в котором слабоосновные группы анионообменной смолы представляют собой диэтиламиноалкильные группы и сильноосновные группы анионообменной смолы представляют собой группы четвертичного аммония.
- 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что слабоосновные группы анионообменной смолы представляют собой диэтиламиноэтильные группы.
- 6. Коллагеназа из Vibrio alginolyticus chemovar. Iophagus, полученная и очищенная способом по любому из пп.1-5, отличающаяся молекулярной массой 82 кДа;удельной активностью в пределах от 1000 до 1800 нкатал/мг;чистотой в пределах от 98,0 до 100%;отсутствием микробных и белковых загрязнений;стабильностью при рН в пределах от 5,5 до 11;стабильностью в водном растворе при 4°С в течение 30 дней;стабильностью в водном растворе при температуре в пределах от -20 до -80°С в течение 24-48 месяцев;лиофилизируемостью с получением стабильного лиофильного порошка.
- 7. Коллагеназа по п.6, которая стабильна в водном растворе, содержащем 25 мМ TRIS-HCl и 10 мМ CaCl2, при рН 7,1.
- 8. Препарат в форме стабильного лиофильного порошка, включающий 2,5-3,5% коллагеназы по любому из пп.6 и 7, 95-96% мальтозы и 1,0-1,5% солей, причем ферментативная активность коллагеназы находится в пределах от 7 до 20 нкатал/мг препарата.
- 9. Препарат по п.8, содержащий95,75% мальтозы1,3% солей2,95% коллагеназы.
- 10. Применение коллагеназы по любому из пп.6 и 7 в лечении ожогов различной степени, пролежней, ошпаривания, кожных язв различной природы, сосудистых и диабетических язв, целлюлита, послеоперационных спаек, гипертрофических рубцов и келоидов.
- 11. Применение коллагеназы по любому из пп.6 и 7 в лечении адгезивного капсулита, синдрома Дюпюитрена и болезни Пейрони.
- 12. Фармацевтическая композиция в форме пылевидного порошка для местного лечения ожогов различной степени, пролежней, ошпаривания, кожных язв различной природы, сосудистых и диабетических язв, целлюлита, послеоперационных спаек, гипертрофических рубцов и келоидов, содержащая коллагеназу по п.6, в количестве, эквивалентном активности, находящейся в пределах от 2 до 8 нкатал/г готовой композиции;гликолят кукурузного крахмала в качестве наполнителя в необходимом количестве.
- 13. Фармацевтическая композиция по п.12, дополнительно содержащая гиалуроновую кислоту со средневзвешенной молекулярной массой от 130 до 230 кДа в количестве от 0,1 до 5%.
- 14. Фармацевтическая композиция по п.12, дополнительно содержащая гиалуроновую кислоту со средневзвешенной молекулярной массой от 130 до 230 кДа в количестве от 0,1 до 5% и коллоидный диоксид кремния в количестве от 0,1 до 3%.
- 15. Фармацевтическая композиция для инъекций для лечения адгезивного капсулита, синдрома Дюпюитрена и болезни Пейрони, содержащая коллагеназу по п.6 в форме, полученной сушкой вымораживанием, или препарат по п.9, в количестве, эквивалентном активности, находящейся в пределах от 120 до 450 нкатал/дозу;стерильный солевой раствор.- 25 031435
- 16. Фармацевтическая композиция для инъекций по п.15, дополнительно содержащая гиалуроновую кислоту со средневзвешенной молекулярной массой от 750 до 1200 кДа в концентрации от 1 до 30 мг/мл солевого раствора.4700 Reflector Spec #1 [BP - 1335.6,1312]
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT000118A ITPD20120118A1 (it) | 2012-04-18 | 2012-04-18 | "nuovo processo di produzione e purificazione dell'enzima collagenasi da vibrio alginolyticus" |
PCT/EP2013/057998 WO2013156525A1 (en) | 2012-04-18 | 2013-04-17 | New process for the production and purification of the collagenase enzyme from vibrio alginolyticus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA201491708A1 EA201491708A1 (ru) | 2015-02-27 |
EA031435B1 true EA031435B1 (ru) | 2019-01-31 |
Family
ID=46262217
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA201491708A EA031435B1 (ru) | 2012-04-18 | 2013-04-17 | Способ получения и очистки коллагеназы из vibrio alginolyticus и применение коллагеназы |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (3) | US9738883B2 (ru) |
EP (1) | EP2839000B1 (ru) |
CN (2) | CN111424025A (ru) |
CA (1) | CA2870493C (ru) |
DK (1) | DK2839000T3 (ru) |
EA (1) | EA031435B1 (ru) |
ES (1) | ES2575878T3 (ru) |
HK (1) | HK1208882A1 (ru) |
IT (1) | ITPD20120118A1 (ru) |
PT (1) | PT2839000E (ru) |
WO (1) | WO2013156525A1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2781289C1 (ru) * | 2021-04-12 | 2022-10-11 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт вакцин и сывороток и предприятие по производству бактерийных препаратов" Федерального медико-биологического агентства (ФГУП СПбНИИВС ФМБА России) | Способ получения высокоочищенного концентрированного препарата с коллагеназной активностью |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
PT107276B (pt) * | 2013-11-07 | 2018-06-07 | Univ Aveiro | Método para produção de colagenase recombinante para digestão de colagénios |
US11253575B2 (en) * | 2020-04-24 | 2022-02-22 | Innomed Technologies, Inc. | Collagenase Clostridium Histolyticum injection therapies |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0430635A1 (en) * | 1989-11-28 | 1991-06-05 | Suntory Limited | Bacterial collagenase gene |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1984002653A1 (fr) * | 1983-01-05 | 1984-07-19 | Pasteur Institut | Preparation a activite collagenolytique ayant une activite elevee et compositions pharmaceutiques la contenant |
CH666897A5 (fr) | 1983-10-11 | 1988-08-31 | Fidia Spa | Fractions d'acide hyaluronique non inflammatoire, procedes et compositions pharmaceutiques. |
CN85103913A (zh) * | 1985-06-19 | 1986-12-24 | 国家医药管理局上海医药工业研究院 | 胶原酶制备工艺 |
US4883664A (en) * | 1987-06-29 | 1989-11-28 | Mary Sharkey | Medicinal salve |
EP0875250A1 (de) * | 1997-04-29 | 1998-11-04 | Heilmittelbetrieb Isernhagen GmbH | Verwendung eines Extraktes aus Salvia officinalis bei der Bekämpfung der Dupuytren-Kontraktur |
ITPD20050207A1 (it) | 2005-07-07 | 2007-01-08 | Fidia Farmaceutici | Nuove composizioni farmaceutiche contenenti acido ialuronico e collagenas nel trattamento topico di ferite, ustioni ed ulcere |
US7811560B2 (en) * | 2006-01-30 | 2010-10-12 | Auxilium Us Holdings, Llc | Compositions and methods for treating collagen-mediated diseases |
-
2012
- 2012-04-18 IT IT000118A patent/ITPD20120118A1/it unknown
-
2013
- 2013-04-17 CN CN202010162055.8A patent/CN111424025A/zh active Pending
- 2013-04-17 WO PCT/EP2013/057998 patent/WO2013156525A1/en active Application Filing
- 2013-04-17 US US14/394,481 patent/US9738883B2/en active Active
- 2013-04-17 CA CA2870493A patent/CA2870493C/en active Active
- 2013-04-17 DK DK13721289.0T patent/DK2839000T3/en active
- 2013-04-17 EP EP13721289.0A patent/EP2839000B1/en active Active
- 2013-04-17 CN CN201380020103.8A patent/CN104508127B/zh active Active
- 2013-04-17 PT PT137212890T patent/PT2839000E/pt unknown
- 2013-04-17 ES ES13721289.0T patent/ES2575878T3/es active Active
- 2013-04-17 EA EA201491708A patent/EA031435B1/ru unknown
-
2015
- 2015-09-29 HK HK15109570.2A patent/HK1208882A1/xx unknown
-
2017
- 2017-07-12 US US15/647,999 patent/US10774319B2/en active Active
-
2020
- 2020-07-30 US US16/943,487 patent/US11613743B2/en active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0430635A1 (en) * | 1989-11-28 | 1991-06-05 | Suntory Limited | Bacterial collagenase gene |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
LECROISEY A, ET AL.: "Purification, Stability and Inhibition of the Collagenase From Achromobacter Iophagus", FEBS LETTERS., ELSEVIER, AMSTERDAM., NL, vol. 59, no. 2, 1 January 1975 (1975-01-01), NL, pages 167 - 172, XP002981275, ISSN: 0014-5793, DOI: 10.1016/0014-5793(75)80367-X * |
NGUYEN THANH TONG, JACQUES DUMAS, VERA KEIL-DLOUHA: "New Achromobacter collagenase and its immunological relationship with a vertebrate collagenase", BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA., ELSEVIER, NL, vol. 955, no. 1, 1 January 1988 (1988-01-01), NL, pages 43 - 49, XP009165583, ISSN: 0006-3002, DOI: 10.1016/0167-4838(88)90177-X * |
Takeuchi H. et al.: "Structural gene and complete amino acid sequence of Vibrio alginolyticus collagenase", Biochem. J., vol. 281, 1992, pages 703-708, XP055047105, Retrieved from the Internet: URL:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1130748/pdf/biochemj00142-0128.pdf [retrieved on 2012-12-07], page 703, column 2, paragraph 2; figure 2; table 1, page 706, column 2, paragraph 2 * |
TONG, N.T. ; TSUGITA, A. ; KEIL-DLOUHA, V.: "Purification and characterization of two high-molecular-mass forms of Achromobacter collagenase", BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA. PROTEIN STRUCTURE AND MOLECULAR ENZYMOLOGY, ELSEVIER, AMSTERDAM; NL, vol. 874, no. 3, 12 December 1986 (1986-12-12), AMSTERDAM; NL, pages 296 - 304, XP025210494, ISSN: 0167-4838, DOI: 10.1016/0167-4838(86)90028-2 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2781289C1 (ru) * | 2021-04-12 | 2022-10-11 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт вакцин и сывороток и предприятие по производству бактерийных препаратов" Федерального медико-биологического агентства (ФГУП СПбНИИВС ФМБА России) | Способ получения высокоочищенного концентрированного препарата с коллагеназной активностью |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2839000B1 (en) | 2016-04-13 |
US20170314005A1 (en) | 2017-11-02 |
US20200354707A1 (en) | 2020-11-12 |
CA2870493C (en) | 2020-12-29 |
EA201491708A1 (ru) | 2015-02-27 |
HK1208882A1 (en) | 2016-03-18 |
US9738883B2 (en) | 2017-08-22 |
CA2870493A1 (en) | 2013-10-24 |
CN104508127B (zh) | 2020-04-10 |
CN111424025A (zh) | 2020-07-17 |
WO2013156525A1 (en) | 2013-10-24 |
EP2839000A1 (en) | 2015-02-25 |
US10774319B2 (en) | 2020-09-15 |
ITPD20120118A1 (it) | 2013-10-19 |
US11613743B2 (en) | 2023-03-28 |
ES2575878T3 (es) | 2016-07-01 |
US20150056179A1 (en) | 2015-02-26 |
DK2839000T3 (en) | 2016-08-01 |
CN104508127A (zh) | 2015-04-08 |
PT2839000E (pt) | 2016-06-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2021221653B2 (en) | Clostridium histolyticum enzymes and methods for the use thereof | |
AU2007211313C1 (en) | Compositions and methods for treating collagen-mediated diseases | |
CA2099138C (en) | Chondroitinase, process for preparing the same, and pharmaceutical composition comprising the same | |
WO2012041512A1 (en) | Collagenase g and collagenase h compositions for the treatment of diseases involving alterations of collagen | |
WO2012125948A1 (en) | Compositions and methods for producing clostridial collagenases | |
US11613743B2 (en) | Process for the production and purification of the collagenase enzyme from Vibrio alginolyticus | |
CA2318356A1 (en) | Pharmaceutical formulation containing a hyaluronic acid-splitting enzyme of microbial origin | |
US20230167428A1 (en) | A modified bacterial hyaluronidase polypeptide, production process, pharmaceutical compositions and their uses | |
Böhmer et al. | Purification and characterization of a novel heparinase. | |
JP4004585B2 (ja) | 新規コンドロイチン硫酸分解酵素 | |
RU2781289C1 (ru) | Способ получения высокоочищенного концентрированного препарата с коллагеназной активностью | |
WO2023067008A1 (en) | A production of a purified modified bacterial hyaluronidase polypeptide, pharmaceutical compositions and their uses |