EA044422B1 - METHOD FOR CLEANING IFR-1 - Google Patents

METHOD FOR CLEANING IFR-1 Download PDF

Info

Publication number
EA044422B1
EA044422B1 EA202390485 EA044422B1 EA 044422 B1 EA044422 B1 EA 044422B1 EA 202390485 EA202390485 EA 202390485 EA 044422 B1 EA044422 B1 EA 044422B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
protein
buffer
folding
igf
mixture
Prior art date
Application number
EA202390485
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Илья Владимирович Духовлинов
Алексей Викторович Алексеев
Евгений Леонидович Чирак
Елизавета Романовна Чирак
Анастасия Андреевна Рябченкова
Владимир Владиславович Копать
Евгений Сергеевич Карасёв
Анна Игоревна Саенко
Юлия Геннадьевна Парфенова
Original Assignee
Илья Владимирович Духовлинов
Алексей Викторович Алексеев
Filing date
Publication date
Application filed by Илья Владимирович Духовлинов, Алексей Викторович Алексеев filed Critical Илья Владимирович Духовлинов
Publication of EA044422B1 publication Critical patent/EA044422B1/en

Links

Description

Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates

Изобретение относится к производству белка ИФР-1 для нужд фармацевтической и ветеринарной промышленности и других сфер, где требуется высококачественный чистый белок ИФР-1. В частности, раскрывается способ очистки белка ИФР-1 и препарат белка, получаемый этим способом.The invention relates to the production of IGF-1 protein for the needs of the pharmaceutical and veterinary industries and other areas where high-quality pure IGF-1 protein is required. In particular, a method for purifying the IGF-1 protein and a protein preparation obtained by this method are disclosed.

Сведения о предшествующем уровне техникиInformation about the prior art

ИФР-1 (инсулиноподобный фактор роста 1, соматомедин С, IGF1, insulin-like growth factor 1) является гормоном из семейства инсулиноподобных факторов роста, по структуре и функциям похожий на инсулин. Он участвует в эндокринной, аутокринной и паракринной регуляции процессов роста, развития и дифференцировки клеток и тканей организма, прежде всего костной и мышечной тканей, а также имеет различные иные функции. Белок применяется в качестве маркера, позволяющего диагностировать нарушения роста у детей и акромегалию и контролировать заместительное лечение гормоном роста. Кроме этого, ИФР-1 применяется в качестве лекарственного средства для длительной терапии при нарушении роста у детей и подростков (Increlex, Ipsen Biopharmaceuticals, Inc), а также показана возможность его применения в качестве нейропротективного средства при инсульте (RU2711111, WO 93/08828) и для лечения сложных для ведения ран (Garoufalia Z, et al. Insulin-like growth factor-I and wound healing, a potential answer to non-healing wounds: A systematic review of the literature and future perspectives. Biomed Rep. 2021 Aug; 15(2):66).IGF-1 (insulin-like growth factor 1, somatomedin C, IGF1, insulin-like growth factor 1) is a hormone from the family of insulin-like growth factors, similar in structure and function to insulin. It is involved in the endocrine, autocrine and paracrine regulation of the processes of growth, development and differentiation of cells and tissues of the body, primarily bone and muscle tissue, and also has various other functions. The protein is used as a marker to help diagnose childhood growth disorders and acromegaly and monitor growth hormone replacement treatment. In addition, IGF-1 is used as a drug for long-term therapy for growth disorders in children and adolescents (Increlex, Ipsen Biopharmaceuticals, Inc), and the possibility of its use as a neuroprotective agent for stroke has also been shown (RU2711111, WO 93/08828) and for the treatment of difficult-to-manage wounds (Garoufalia Z, et al. Insulin-like growth factor-I and wound healing, a potential answer to non-healing wounds: A systematic review of the literature and future perspectives. Biomed Rep. 2021 Aug; 15(2):66).

Препараты ИФР-1 применяются спортсменами для набора мышечной массы и увеличения силовых показателей и используют в ветеринарии, например для повышения привеса крупного и мелкого рогатого скота, свиней. ИФР-1 включают в состав космецевтических средств, предназначенных для борьбы с признаками старения кожи (DermaHeal Cosmeceutical Mask Pack, YBK Investment, Inc.).IGF-1 preparations are used by athletes to gain muscle mass and increase strength indicators and are used in veterinary medicine, for example, to increase the weight gain of cattle, small ruminants, and pigs. IGF-1 is included in cosmeceutical products designed to combat signs of skin aging (DermaHeal Cosmeceutical Mask Pack, YBK Investment, Inc.).

В современной индустрии имеется все возрастающая потребность в получении белка ИФР-1 в больших количествах при приемлемом качестве.In modern industry there is an increasing need to obtain IGF-1 protein in large quantities with acceptable quality.

В промышленности ИФР-1 получают методами биотехнологии с помощью различных экспрессионных систем и с использованием рекомбинантных нуклеиновокислотных молекул. Как правило, используют бактерии, например Escherichia coli, и дрожжи, например Pichia pastoris, трансформированные плазмидой, кодирующей ИФР-1. Преследуя цель максимизировать выход белка, обеспечивают сверхэкспрессию ИФР-1 в бактериях, что приводит к агрегированию белка в тельцах включения, которые содержат плотно упакованный целевой белок (и небольшое количество других белков) и легко отделяются от клеток. Проблема заключается в том, что белок в составе телец включения не имеет правильной третичной структуры, а сами тельца включения нерастворимы, в связи с чем их необходимо солюбилизировать в условиях, которые приводят к денатурации белка, а затем подвергнуть фолдингу (рефолдингу, укладке), т. е. сворачиванию в правильную третичную структуру.In industry, IGF-1 is produced by biotechnology using various expression systems and using recombinant nucleic acid molecules. Typically, bacteria, such as Escherichia coli, and yeast, such as Pichia pastoris, transformed with a plasmid encoding IGF-1 are used. The goal of maximizing protein yield is to overexpress IGF-1 in bacteria, resulting in protein aggregation into inclusion bodies that contain tightly packed target protein (and small amounts of other proteins) and are easily separated from cells. The problem is that the protein in the inclusion bodies does not have the correct tertiary structure, and the inclusion bodies themselves are insoluble, and therefore they must be solubilized under conditions that lead to denaturation of the protein, and then subjected to folding (refolding, folding), i.e. i.e. folding into the correct tertiary structure.

В отличие от бактерий, дрожжи, как правило, секретируют продуцируемый белок в культуральную среду, что уменьшает проблемы с неправильно свернутым белком. Однако, это более сложный для оптимизации продуцент, дающий в среднем меньший выход целевого белка.Unlike bacteria, yeast tend to secrete the protein they produce into the culture medium, which reduces problems with misfolded protein. However, this is a more difficult producer to optimize, giving on average a lower yield of the target protein.

Технологии денатурации (солюбилизации) и фолдинга разнятся по общему выходу, по выходу белка требуемой конформации, по возможности масштабировать процесс, по экономичности. Не существует универсального подхода для всех целевых белков; в процессе фолдинга помимо корректного сворачивания может наблюдаться некорректное сворачивание и агрегация белка, а, следовательно, требуется тонкая настройка этого процесса для повышения эффективности и выхода (Eiberle M., Jungbauer A. Technical refolding of proteins: Do we have freedom to operate? Biotechnology Journal, 2010, 5 (6), pp. 547).Denaturation (solubilization) and folding technologies differ in overall yield, in the yield of protein of the required conformation, in the ability to scale the process, and in cost-effectiveness. There is no one-size-fits-all approach for all target proteins; during the folding process, in addition to correct folding, incorrect folding and aggregation of the protein may be observed, and, therefore, fine tuning of this process is required to increase efficiency and yield (Eiberle M., Jungbauer A. Technical refolding of proteins: Do we have freedom to operate? Biotechnology Journal , 2010, 5 (6), pp. 547).

Солюбилизация достигается за счет использования, например, хаотропных агентов, например мочевины или солей гуанидина, в высоких концентрациях. Далее следует фолдинг, при котором создают условия, способствующие правильной укладке и образованию дисульфидных связей между целевыми аминокислотными остатками. Для этой цели применяют различные агенты, в том числе мочевину и соли гуанидина (но в более низких концентрациях), циклодекстрины, нитрат этиламмония и т. п. Буфер для фолдинга должен содержать окислительно-восстановительный компонент (редокс-пару) для обеспечения образования дисульфидных связей, например глутатион окисленный-восстановленный, цистеин-цистин и т. п.Solubilization is achieved by using, for example, chaotropic agents such as urea or guanidine salts in high concentrations. This is followed by folding, in which conditions are created that promote proper folding and the formation of disulfide bonds between the target amino acid residues. For this purpose, various agents are used, including urea and guanidine salts (but in lower concentrations), cyclodextrins, ethyl ammonium nitrate, etc. The folding buffer must contain a redox component (redox couple) to ensure the formation of disulfide bonds , for example oxidized-reduced glutathione, cysteine-cystine, etc.

Известен способ получения рекомбинантного ИФР-1 в Escherichia coli, при котором бактерию трансформируют кодирующей ИФР-1 плазмидой рЕТ15, культивируют бактерию, выделяют тельца включения, солюбилизируют их в буфере с мочевиной в течение 12 ч, и проводят фолдинг с буфером, содержащим редокс-пару глутатион-глутатиондисульфид, затем центрифугируют и очищают с помощью гель-фильтрации (Jafari S. et ai., Recombinant production of mecasermin in E. coli expression system. Res Pharm Sci. 2014 Nov-Dec;9(6):453-61). В этом документе не раскрыты детали относительно выхода и активности полученного белка.There is a known method for producing recombinant IGF-1 in Escherichia coli, in which the bacterium is transformed with the IGF-1 encoding plasmid pET15, the bacterium is cultivated, inclusion bodies are isolated, solubilized in a buffer with urea for 12 hours, and folded with a buffer containing a redox couple. glutathione-glutathione disulfide, then centrifuged and purified by gel filtration (Jafari S. et ai., Recombinant production of mecasermin in E. coli expression system. Res Pharm Sci. 2014 Nov-Dec;9(6):453-61) . This document does not disclose details regarding the yield and activity of the resulting protein.

В патенте US5650496 раскрыто получение правильно свернутого ИФР-1 в дрожжах Pichia pastoris с помощью способа, включающего очистку белка на катионообменной смоле, разворачивание/фолдинг, хроматографию гидрофобных взаимодействий, очистку белка на катионообменной смоле, обращеннофазовую хроматографию, гель-проникающую хроматографию, диафильтрацию. Предпочтительный состав буфера для разворачивания/фолдинга включает 2 М мочевины, 1,5 мМ хлорида натрия, 15% этано- 1 044422 ла, 5 мМ бората натрия и 0,2 мМ дитиотрейтола при рН 9,0-9,5. Этот способ является трудоемким и затратным; кроме того, неясна эффективность этого способа при работе с тельцами включения.US5650496 discloses the production of properly folded IGF-1 in the yeast Pichia pastoris using a method including cation exchange resin protein purification, unfolding/folding, hydrophobic interaction chromatography, cation exchange resin protein purification, reverse phase chromatography, gel permeation chromatography, diafiltration. The preferred unfolding/folding buffer composition includes 2 M urea, 1.5 mM sodium chloride, 15% ethanol, 5 mM sodium borate and 0.2 mM dithiothreitol at pH 9.0-9.5. This method is labor-intensive and costly; In addition, the effectiveness of this method when working with inclusion bodies is unclear.

Остается потребность в способах очистки рекомбинантного ИФР-1 с более высокой эффективностью, высоким общим выходом белка, высоким выходом правильно уложенного функционального белка, экономичностью и масштабируемостью, универсальностью в отношении сырья. Кроме того, необходим способ, который бы подходил для очистки белка, продуцируемого в бактериальной клетке.There remains a need for methods for purifying recombinant IGF-1 with higher efficiency, high overall protein yield, high yield of properly folded functional protein, cost-effectiveness and scalability, and versatility with respect to raw materials. In addition, a method is needed that is suitable for purifying the protein produced in the bacterial cell.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Вышеуказанные проблемы решаются настоящим изобретением, а именно способом очистки белка ИФР-1, включающим:The above problems are solved by the present invention, namely, a method for purifying the IGF-1 protein, including:

a) денатурацию белка с помощью солюбилизирующего буфера, содержащего 7-8 М мочевины и 210 мМ дитиотрейтола, с рН не менее 12,5;a) protein denaturation using a solubilizing buffer containing 7-8 M urea and 210 mM dithiothreitol, with a pH of at least 12.5;

b) фолдинг белка;b) protein folding;

c) хроматографическую очистку;c) chromatographic purification;

d) смену буферного раствора;d) changing the buffer solution;

причем стадия фолдинга (b) включает:wherein the folding step (b) includes:

b1) смешивание полученной на стадии (а) смеси с фолдирующим буфером в соотношении 1:2-1:3 об.:об., причем фолдирующий буфер содержит воду, стабилизатор, представляющий собой сахар или полиол, и пропанол; и с окислительно-восстановительным компонентом, представляющим собой цистеин и цистамин, который содержится в указанном фолдирующем буфере или добавляется отдельно; и инкубирование полученной смеси в течение не менее 5 суток;b1) mixing the mixture obtained in step (a) with a folding buffer in a ratio of 1:2-1:3 v/v, wherein the folding buffer contains water, a stabilizer, which is sugar or a polyol, and propanol; and with a redox component of cysteine and cystamine, which is contained in said folding buffer or added separately; and incubating the resulting mixture for at least 5 days;

b2) разведение полученной на стадии (b1) смеси ацетатным буфером в соотношении 1:3-1:3,5 об.:об. таким образом, чтобы рН составлял 5,4-5,7;b2) diluting the mixture obtained at stage (b1) with acetate buffer in a ratio of 1:3-1:3.5 v:v. so that the pH is 5.4-5.7;

b3) добавление пероксида водорода к полученной на стадии (b2) смеси в концентрации 0,03-1,96 ммоль/л, инкубирование в течение не менее 30 мин;b3) adding hydrogen peroxide to the mixture obtained in step (b2) at a concentration of 0.03-1.96 mmol/l, incubating for at least 30 minutes;

b4) центрифугирование полученной смеси и фильтрацию супернатанта, который затем направляют на стадию (с).b4) centrifuging the resulting mixture and filtering the supernatant, which is then sent to step (c).

Предложенный способ обеспечивает следующие преимущества:The proposed method provides the following advantages:

больший выход продукта;greater product yield;

продукт характеризуется меньшим количеством неправильно уложенных форм ИФР-1, т. е. большей долей правильно уложенного ИФР-1;the product is characterized by a smaller number of incorrectly folded forms of IGF-1, i.e., a larger proportion of correctly folded IGF-1;

возможно получение белка в высоких концентрациях;it is possible to obtain protein in high concentrations;

сниженное содержание примеси продуцента (белков, ДНК и/или ЛПС).reduced content of producer impurities (proteins, DNA and/or LPS).

Помимо указанного выше, способ очистки является экономически выгодным, поскольку позволяет при имеющемся выходе белка тратить меньшее количество реактивов, использовать менее ценные реагенты (например, избегать использования аргинина), проводить процесс при комнатной температуре.In addition to the above, the purification method is cost-effective, since it allows, given the existing protein yield, to spend less reagents, use less valuable reagents (for example, avoid the use of arginine), and carry out the process at room temperature.

В частности, высокий выход достигается за счет снижения потерь, прежде всего выпадения осадка, на стадиях денатурации, фолдинга и хроматографической очистки, а высокий выход правильно уложенной формы ИФР-1 достигается за счет указанных выше существенных условий проведения фолдинга.In particular, high yield is achieved by reducing losses, primarily precipitation, at the stages of denaturation, folding and chromatographic purification, and high yield of the correctly folded form of IGF-1 is achieved due to the essential folding conditions indicated above.

В предпочтительных воплощениях способ характеризуется одним или несколькими из указанных ниже признаков:In preferred embodiments, the method is characterized by one or more of the following features:

пропанол представляет собой изопропанол;propanol is isopropanol;

сахар представляет собой сахарозу;sugar is sucrose;

стадия (с) включает хроматографическую очистку на сульфопропилсефарозе и на бутилсефарозе;step (c) includes chromatographic purification on sulfopropyl sepharose and butyl sepharose;

стадию (d) смены буферного раствора выполняют методом ультрафильтрации, сайз-эксклюзионной хроматографии или диализа;step (d) of changing the buffer solution is performed by ultrafiltration, size exclusion chromatography or dialysis;

концентрация каждого из цистеина и цистамина в образуемой на стадии (b1) смеси составляет 1-4 мМ;the concentration of each of cysteine and cystamine in the mixture formed in step (b1) is 1-4 mM;

рН на стадии (b1) составляет 10,5.The pH in step (b1) is 10.5.

Изобретение также относится к продукту ИФР-1, который получен способом по изобретению и представляет собой, без ограничения, фармацевтическую, ветеринарную и/или космецевтическую субстанцию или лабораторный реагент; и к применению указанного продукта по медицинскому, ветеринарному, и/или космецевтическому назначению, или для научных исследований.The invention also relates to an IGF-1 product, which is obtained by the method according to the invention and is, without limitation, a pharmaceutical, veterinary and/or cosmeceutical substance or laboratory reagent; and to the use of said product for medical, veterinary, and/or cosmeceutical purposes, or for scientific research.

Кроме того, настоящее изобретение относится к способу получения продукта ИФР-1, включающему продуцирование ИФР-1 в клетке-продуценте, например в бактериальной, дрожжевой, растительной или животной клетке, и очистке с помощью охарактеризованного выше способа очистки. Предпочтительной клеткой-продуцентом является бактериальная клетка, наиболее предпочтительно Escherichia coli.In addition, the present invention relates to a method for producing an IGF-1 product, comprising producing IGF-1 in a producer cell, such as a bacterial, yeast, plant or animal cell, and purifying using the purification method described above. The preferred producer cell is a bacterial cell, most preferably Escherichia coli.

Перечень графических материаловList of graphic materials

Фиг. 1: Диаграмма, показывающая выход белка (вертикальная ось, г) в зависимости от времени фолдинга (горизонтальная ось, сутки) для способа по изобретению в сравнении со способом, в которомFig. 1: Diagram showing protein yield (vertical axis, g) as a function of folding time (horizontal axis, day) for the method according to the invention in comparison with a method in which

- 2 044422 не используют пару цистеин-цистамин, и способом, в котором не используют перекись водорода. Исходная масса белка, подававшаяся на очистку, составляла 10 г.- 2 044422 do not use the cysteine-cystamine pair, and in a manner that does not use hydrogen peroxide. The initial mass of protein supplied for purification was 10 g.

Фиг. 2: Хроматограмма ВЭЖХ для продукта, полученного способом по изобретению (по горизонтальной оси - время удержания, мин; по вертикальной - миллиоптические единицы).Fig. 2: HPLC chromatogram for the product obtained by the method according to the invention (horizontal axis - retention time, min; vertical axis - millioptic units).

Фиг. 3: Хроматограмма ВЭЖХ для продукта, полученного сравнительным способом (по горизонтальной оси - время удержания, мин; по вертикальной - миллиоптические единицы).Fig. 3: HPLC chromatogram for the product obtained by the comparative method (horizontal axis - retention time, min; vertical axis - millioptic units).

Фиг. 4: Исследование активности белка, очищенного способом по изобретению. А и Б: эксперимент с конверсией резазурина в резофурин, Б - визуально, А - оценка с помощью флуориметра (вертикальная ось - ОЕ, оптические единицы); В - оценка ускорения клеточного роста (порядок образцов на Фиг. 4А-4В одинаковый).Fig. 4: Study of the activity of the protein purified by the method according to the invention. A and B: experiment with the conversion of resazurin to resofurin, B - visually, A - assessment using a fluorimeter (vertical axis - OE, optical units); B - assessment of the acceleration of cell growth (the order of the samples in Fig. 4A-4B is the same).

Подробное описание изобретенияDetailed Description of the Invention

Синтез ИФР-1.Synthesis of IGF-1.

Для осуществления изобретения подходит неочищенный ИФР-1, полученный любым способом. Как правило, ИФР-1 получают в экспрессионных системах, например в бактериях (Escherichia coli, Lactococcus lactis, Bacillus subtilis и т. д.), дрожжах (Pichia pastoris, Saccharomices cerevisiae и т. д.), клетках животных (СНО (клетки яичника китайского хомячка) и т. д.) и даже растений (растение Nicotiana tabacum, суспензия каллуса риса Oryza sativa и т. д.). Экспрессионные системы различаются по выходу белка, его активности (определяемой, прежде всего правильностью третичной структуры), трудоемкости процесса. Способ очистки, предложенный в заявке, принципиально подходит для очистки ИФР-1, полученного в любой из экспрессионных систем, поскольку проводится эффективный фолдинг с получением правильной третичной структуры вне зависимости от исходного состояния экспрессированного белка.Crude IGF-1 obtained by any method is suitable for carrying out the invention. Typically, IGF-1 is produced in expression systems, such as bacteria (Escherichia coli, Lactococcus lactis, Bacillus subtilis, etc.), yeast (Pichia pastoris, Saccharomices cerevisiae, etc.), animal cells (CHO cells Chinese hamster ovary), etc.) and even plants (Nicotiana tabacum plant, Oryza sativa rice callus suspension, etc.). Expression systems differ in protein yield, its activity (determined primarily by the correctness of the tertiary structure), and the labor intensity of the process. The purification method proposed in the application is fundamentally suitable for the purification of IGF-1 obtained in any of the expression systems, since efficient folding is carried out to obtain the correct tertiary structure, regardless of the initial state of the expressed protein.

Различные способы получения ИФР-1 раскрыты, без ограничения, в US5324639, US5650496, RU2372941, RU2711111. Дополнительные средства и методы получения рекомбинантных белков известны специалисту в данной области, например, из Sambrook J. & Russell D. Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 3rd ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y. (2000); Ausubel et al., Short Protocols in Molecular Biology: A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology, Wiley, John & Sons, Inc. (2002); Harlow and Lane Using Antibodies: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y. (1998); и Coligan et al., Short Protocols in Protein Science, Wiley, John & Sons, Inc. (2003).Various methods for producing IGF-1 are disclosed, without limitation, in US5324639, US5650496, RU2372941, RU2711111. Additional tools and methods for producing recombinant proteins are known to one skilled in the art, for example, from Sambrook J. & Russell D. Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 3rd ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y. (2000); Ausubel et al., Short Protocols in Molecular Biology: A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology, Wiley, John & Sons, Inc. (2002); Harlow and Lane Using Antibodies: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y. (1998); and Coligan et al., Short Protocols in Protein Science, Wiley, John & Sons, Inc. (2003).

Способом по изобретению можно очищать различные варианты ИФР-1, обладающие биологической активностью ИФР-1 и, следовательно, пригодные для применения в медицине, ветеринарии, космецевтике и в научных исследованиях. Предпочтительно, ИФР-1 представляет собой человеческий ИФР-1 (hIGF-1), имеющий 70 аминокислотных остатков (7,6 кДа), также известный как мекасермин (Increlex): GPETLCGAELVDALQFVCGDRGFYFNKPTGIGSSSRRAPQTGIVDECCFRSCDLRRLEMY CAPLKPAKSA (DB01277; также известны варианты мекасермина с I в положении 4 или с Y в положении 43 относительно указанной последовательности, которые могут применяться для очистки). Может быть использован, например, вариант из 71 аминокислотных остатков с добавленной первой аминокислотой М (GenBank: САА01954.1), или des(1-3)IGF-1, представляющий собой укороченный вариант (67 аминокислотных остатков), в котором отсутствуют первые три аминокислоты (GPE). В неограничивающих воплощениях может быть использован ИФР-1 с селеноцистеином в положениях 4, 29, 41, 43, как известно из WO2018204764; или с аланином, глицином или серином в одном или нескольких положениях 3, 4, 5, 10, 14, 17, 23, 24, 25, 43, 49 или 63 и любой аминокислотой в положении 7, как известно из WO2000040612; или с метионином в положении 43 и, необязательно, с добавленной первой аминокислотой М, как известно из RU2711111; с изолейцином в положении 4 и любые иные варианты, которые можно применять в качестве биологически активного ИФР-1.The method according to the invention can purify various variants of IGF-1 that have biological activity of IGF-1 and are therefore suitable for use in human medicine, veterinary medicine, cosmeceuticals and scientific research. Preferably, the IGF-1 is human IGF-1 (hIGF-1), having 70 amino acid residues (7.6 kDa), also known as mecasermin (Increlex): GPETLCGAELVDALQFVCGDRGFYFNKPTGIGSSSRRAPQTGIVDECCFRSCDLRRLEMY CAPLKPAKSA (DB01277; variants of mecasermin with I at position 4 are also known or with Y at position 43 relative to the specified sequence, which can be used for purification). For example, a variant of 71 amino acid residues with the first amino acid M added (GenBank: CAA01954.1), or des(1-3)IGF-1, which is a shortened version (67 amino acid residues) in which the first three are missing amino acids (GPE). In non-limiting embodiments, IGF-1 can be used with selenocysteine at positions 4, 29, 41, 43, as known from WO2018204764; or with alanine, glycine or serine at one or more positions 3, 4, 5, 10, 14, 17, 23, 24, 25, 43, 49 or 63 and any amino acid at position 7, as known from WO2000040612; or with methionine at position 43 and, optionally, with the first amino acid M added, as known from RU2711111; with isoleucine at position 4 and any other options that can be used as biologically active IGF-1.

При решении о том, какой организм использовать для производства ИФР-1, склоняются, как правило, к бактерии, в частности Escherichia coli, поскольку простота работы с ней, а также высокий выход белка, по-видимому, перевешивают остальные недостатки, такие как необходимость избавляться от бактериальных токсинов и отсутствие правильной третичной структуры экспрессируемого в бактерии белка. Именно в Escherichia coli получают мекасермин.When deciding which organism to use to produce IGF-1, one tends to lean toward bacteria, particularly Escherichia coli, since its ease of handling and high protein yield seem to outweigh other disadvantages, such as the need to getting rid of bacterial toxins and the lack of correct tertiary structure of the protein expressed in the bacteria. It is from Escherichia coli that mecasermin is obtained.

Как отмечалось ранее, сверхэкспрессия в бактериях приводит к накоплению белка в тельцах включения, которые можно достаточно просто выделить путем лизиса клеток, центрифугирования и отмывки, как известно специалистам (Palmer I, Wingfield PT. Preparation and extraction of insoluble (inclusion-body) proteins from Escherichia coli. Curr Protoc Protein Sci. 2004 Nov; Chapter 6:6.3.1-6.3.18). Лизис можно осуществить, например, ультразвуком, давлением, ферментативно, химически и другими способами, а также их комбинациями. Предпочтительно использовать ультразвуковой гомогенизатор или гомогенизатор высокого давления, еще более предпочтительно в комбинации с химическим или ферментативным лизисом. Лизирующий буфер может содержать, например, бензамидина гидрохлорид, ДТТ, Трис и ЭДТА; в состав буфера необязательно могут быть включены один или несколько ингибиторов протеаз.As noted earlier, overexpression in bacteria leads to the accumulation of protein in inclusion bodies, which can be quite simply isolated by cell lysis, centrifugation and washing, as is known to specialists (Palmer I, Wingfield PT. Preparation and extraction of insoluble (inclusion-body) proteins from Escherichia coli. Curr Protoc Protein Sci. 2004 Nov; Chapter 6:6.3.1-6.3.18). Lysis can be carried out, for example, by ultrasound, pressure, enzymatically, chemically and other methods, as well as combinations thereof. It is preferable to use an ultrasonic or high pressure homogenizer, even more preferably in combination with chemical or enzymatic lysis. The lysis buffer may contain, for example, benzamidine hydrochloride, DTT, Tris and EDTA; Optionally, one or more protease inhibitors may be included in the buffer.

После лизиса и центрифугирования осадок промывают растворами детергентов и хаотропов в низкой концентрации (мочевина или гидрохлорид гуанидина) с дальнейшим центрифугированием и получением осадка, содержащего тельца включения, который далее можно подавать в способ очистки по изо- 3 044422 бретению.After lysis and centrifugation, the precipitate is washed with solutions of detergents and chaotropes in low concentrations (urea or guanidine hydrochloride) with further centrifugation to obtain a precipitate containing inclusion bodies, which can then be fed into the purification method according to the invention.

В случае, когда неочищенный препарат ИФР-1 представляет собой раствор, например культуральную среду в случае секреторной экспрессии, предварительно проводят концентрирование белка, например осаждением, в частности добавлением сульфата аммония, или любыми другими известными специалистам методами. Осадок может быть отмыт известными способами перед подачей в способ очистки по изобретению. Наиболее предпочтительно для реализации изобретения в качестве исходного препарата ИФР-1, подлежащего очистке, использовать тельца включения. При дальнейшем изложении тельца включения упоминаются только для удобства изложения, при этом подразумевается, что их можно заменить на другой препарат ИФР-1. Солюбилизацию проводят, добавляя солюбилизирующий буфер, представляющий собой концентрированный раствор мочевины (7-9 М, предпочтительно не менее 7,1, 7,2, 7,3, 7,4, 7,5, 7,6, 7,7, 7,8, 7,9 М и/или не более 8,9, 8,8, 8,7, 8,6, 8,5, 8,4, 8,3, 8,2, 8,1 М, предпочтительно 7-8 М, наиболее предпочтительно приблизительно 8 М) в буфере с рН не менее 12,5 (в разных воплощениях может составлять примерно 12,6, 12,7, 12,8, 12,9, 13 или выше), а также ДТТ (дитиотреитол) в эффективном количестве, предпочтительно 2-10 мМ. В частности нижняя граница диапазона содержания ДТТ может составлять не менее 2,1, 2,2, 2,3, 2,4, 2,5, 2,6, 2,7, 2,8, 2,9, 3, 3,1, 3,2, 3,3, 3,4, 3,5, 3,6, 3,7, 3,8, 3,9, 4, 4,1, 4,2, 4,3, 4,4, 4,5, 4,6, 4,7, 4,8,4,9, 5, 5,1, 5,2, 5,3, 5,4, 5,5, 5,6, 5,7, 5,8, 5,9 или 6 мМ; верхняя граница - не более 9,9, 9,8, 9,7, 9,6, 9,5, 9,4, 9,3, 9,2, 9,1, 9, 8,9, 8,8, 8,7, 8,6, 8,5, 8,4, 8,3, 8,2, 8,1, 8, 7,9, 7,8, 7,7, 7,6, 7,5, 7,4, 7,3, 7,2, 7,1, 7, 6,9, 6,8, 6,7, 6,6, 6,5, 6,4, 6,3, 6,2, 6,1, 6, 5,9, 5,8, 5,7, 5,6, 5,5, 5,4, 5,3, 5,2, 5,1 или 5. В предпочтительном воплощении содержание ДТТ в буфере составляет 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10 мМ. ДТТ может быть добавлен в солюбилизирующий буфер до того, как подлежащий очистке препарат ИФР1 будет смешан с этим буфером; в альтернативном воплощении сначала смешивают указанный препарат с буфером, содержащим мочевину, а затем после тщательного ресуспендирования добавляют ДТТ. Основу буфера может составлять водный раствор Трис HCl или иное известное специалистам для таких целей вещество. рН буфера регулируют до указанного выше значения с помощью подходящей щелочи, например гидроксида натрия или калия, не ограничиваясь указанным.In the case where the crude IGF-1 preparation is a solution, for example a culture medium in the case of secretory expression, the protein is pre-concentrated, for example by precipitation, in particular by the addition of ammonium sulfate, or by any other methods known to those skilled in the art. The precipitate can be washed by known methods before being introduced into the purification method of the invention. It is most preferable for the implementation of the invention to use inclusion bodies as the initial IGF-1 preparation to be purified. In the following presentation, inclusion bodies are mentioned only for convenience of presentation, and it is understood that they can be replaced with another IGF-1 drug. Solubilization is carried out by adding a solubilizing buffer, which is a concentrated urea solution (7-9 M, preferably at least 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5, 7.6, 7.7, 7 .8, 7.9 M and/or no more than 8.9, 8.8, 8.7, 8.6, 8.5, 8.4, 8.3, 8.2, 8.1 M, preferably 7-8 M, most preferably about 8 M) in a buffer with a pH of at least 12.5 (in various embodiments may be about 12.6, 12.7, 12.8, 12.9, 13 or higher), and DTT (dithiothreitol) in an effective amount, preferably 2-10 mM. In particular, the lower limit of the DTT content range can be at least 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 3, 3 ,1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 4, 4.1, 4.2, 4.3, 4 ,4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8,4.9, 5, 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5, 5.6, 5 .7, 5.8, 5.9 or 6 mM; upper limit - no more than 9.9, 9.8, 9.7, 9.6, 9.5, 9.4, 9.3, 9.2, 9.1, 9, 8.9, 8.8 , 8.7, 8.6, 8.5, 8.4, 8.3, 8.2, 8.1, 8, 7.9, 7.8, 7.7, 7.6, 7.5 , 7.4, 7.3, 7.2, 7.1, 7, 6.9, 6.8, 6.7, 6.6, 6.5, 6.4, 6.3, 6.2 , 6.1, 6, 5.9, 5.8, 5.7, 5.6, 5.5, 5.4, 5.3, 5.2, 5.1 or 5. In a preferred embodiment, DTT content in buffer is 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10 mM. DTT can be added to the solubilization buffer before the IGF1 preparation to be purified is mixed with the buffer; in an alternative embodiment, the drug is first mixed with a buffer containing urea and then, after careful resuspension, DTT is added. The buffer can be based on an aqueous solution of Tris HCl or another substance known to specialists for such purposes. The pH of the buffer is adjusted to the above value using a suitable alkali, such as, but not limited to, sodium or potassium hydroxide.

Соотношение белкового препарата и солюбилизирующего буфера принципиально не ограничено и выбирается таким, чтобы достичь эффективной солюбилизации, например не менее 10,15,20, 25, 30, 35,40 мл на 1 г препарата.The ratio of the protein drug and the solubilizing buffer is not fundamentally limited and is selected in such a way as to achieve effective solubilization, for example, at least 10,15,20, 25, 30, 35,40 ml per 1 g of the drug.

Смесь препарата ИФР-1 с солюбилизирующим буфером инкубируют при перемешивании не менее получаса, например не менее 45 мин, 1, 1,5, 2, 2,5 или 3 ч. Цель данной стадии (стадия денатурации) состоит в как можно более полном растворении препарата белка с разрушением его пространственного строения.The mixture of the IGF-1 drug with the solubilizing buffer is incubated with stirring for at least half an hour, for example, at least 45 minutes, 1, 1.5, 2, 2.5 or 3 hours. The purpose of this stage (denaturation stage) is to dissolve as completely as possible protein preparation with destruction of its spatial structure.

На следующей стадии (стадия фоддинга) смешивают полученный на предыдущей стадии раствор с фолдирующим буфером в соотношении 1:2-1:3 (по объему). Фолдирующий буфер содержит воду, стабилизатор, представляющий собой сахар или полиол, и пропанол.At the next stage (fodding stage), the solution obtained at the previous stage is mixed with the folding buffer in a ratio of 1:2-1:3 (by volume). The folding buffer contains water, a stabilizer, which is a sugar or polyol, and propanol.

Сахар может быть выбран из моносахаридов или дисахаридов, например сахарозы, трегалозы, галактозы, лактозы, глюкозы, или их смесей. Полиол может представлять собой диол, триол, тетраол, пентаол, гексаол или их смеси; в неограничивающих воплощениях полиол выбран из, например, глицерина, пропиленгликоля, бутандиола эритрита, пентаэритрита, ксилита, сорбита, маннита, рибита или их смесей. Предпочтительно, стабилизатор выбран из глицерина, сахарозы, глюкозы, трегалозы или их смеси, наиболее предпочтительно представляет собой сахарозу. Стабилизатор используется в эффективном количестве, известном специалисту (Butler SL, Falke JJ. Effects of protein stabilizing agents on thermal backbone motions: a disulfide trapping study. Biochemistry. 1996 Aug 20; 35(33): 10595-600). Количество стабилизатора в фолдирующем буфере предпочтительно составляет от 1 мМ до 5 М, например не менее 2, 3,4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 20, 30,40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 200, 300,400, 500, 600, 700, 800 или 900 мМ, 1,2 или 3 М; например не более 4, 3, 2 или 1 М; и наиболее предпочтительно составляет 1 М. Пропанол может представлять собой изопропанол, н-пропанол или их смесь. Количество пропанола может составлять 30-50% (об./об.), например не менее 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50%; например не более 49, 48, 47, 46, 45, 44, 43, 42, 41, 40, 39, 38, 37, 36, 35, 34, 33, 32, 31%.The sugar may be selected from monosaccharides or disaccharides, for example sucrose, trehalose, galactose, lactose, glucose, or mixtures thereof. The polyol may be a diol, triol, tetraol, pentaol, hexaol, or mixtures thereof; in non-limiting embodiments, the polyol is selected from, for example, glycerol, propylene glycol, erythritol butanediol, pentaerythritol, xylitol, sorbitol, mannitol, ribitol, or mixtures thereof. Preferably, the stabilizer is selected from glycerol, sucrose, glucose, trehalose or a mixture thereof, most preferably sucrose. The stabilizer is used in an effective amount known to the skilled person (Butler SL, Falke JJ. Effects of protein stabilizing agents on thermal backbone motions: a disulfide trapping study. Biochemistry. 1996 Aug 20; 35(33): 10595-600). The amount of stabilizer in the folding buffer is preferably from 1 mM to 5 M, for example at least 2, 3.4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 20, 30,40, 50, 60, 70, 80, 90 , 100, 200, 300,400, 500, 600, 700, 800 or 900 mM, 1.2 or 3 M; for example not more than 4, 3, 2 or 1 M; and most preferably is 1 M. The propanol may be isopropanol, n-propanol, or a mixture thereof. The amount of propanol can be 30-50% (v/v), for example at least 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46 , 47, 48, 49, 50%; for example no more than 49, 48, 47, 46, 45, 44, 43, 42, 41, 40, 39, 38, 37, 36, 35, 34, 33, 32, 31%.

Окислительно-восстановительный (редокс) компонент выбран из пары цистеин-цистамин. Концентрация каждого вещества в смеси фолдирующего буфера с раствором, полученным на стадии солюбилизации, составляет обычно 0,1-10 мМ, например от 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9 или 2 мМ или выше; например 9,5, 9, 8,5, 8, 7,5, 7, 6,5, 6, 5,5, 5, 4,5, 4, 3,5, 3, 2,5, 2, 1,5, 1,4, 1,3, 1,2, 1,1 или 1 мМ или ниже.The redox component is selected from the cysteine-cystamine pair. The concentration of each substance in the mixture of the folding buffer with the solution obtained at the solubilization stage is usually 0.1-10 mM, for example from 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9 or 2 mM or higher ; for example 9.5, 9, 8.5, 8, 7.5, 7, 6.5, 6, 5.5, 5, 4.5, 4, 3.5, 3, 2.5, 2, 1 .5, 1.4, 1.3, 1.2, 1.1 or 1 mM or lower.

Предпочтительно, используется по 1-4 мМ каждого, наиболее предпочтительно - по 1 мМ каждого. Соотношение между цистеином и цистамином не является принципиальным и может составлять от 1:4 до 4:1, например 1:4,1:3, 1:2,1:1,2:1,3:1 или 4:1. Пара цистеин-цистамин может быть заранее добавлена в фолдирующий буфер, который затем смешивают с раствором, полученным на стадии солюбилизации. Как правило, в таком варианте осуществления буфер используют сразу после изготовления. В альтернативном воплощении пару цистеин-цистамин добавляют во время или после смешивания раствора, полученного на стадии солюбилизации, с фолдирующим буфером. рН фолдирующего буфера регулируют так, чтобы он находился в щелочном диапазоне, предпочтительно более 10, например 10-11, в частности,Preferably, 1-4 mM of each is used, most preferably 1 mM of each. The ratio between cysteine and cystamine is not fundamental and can range from 1:4 to 4:1, for example 1:4,1:3, 1:2,1:1,2:1,3:1 or 4:1. The cysteine-cystamine pair can be pre-added to the folding buffer, which is then mixed with the solution obtained from the solubilization step. Typically, in such an embodiment, the buffer is used immediately after manufacture. In an alternative embodiment, the cysteine-cystamine pair is added during or after mixing the solution obtained from the solubilization step with the folding buffer. The pH of the folding buffer is adjusted to be in the alkaline range, preferably greater than 10, for example 10-11, in particular

- 4 044422- 4 044422

10,1, 10,2, 10,3, 10,4, 10,5, 10,6, 10,7, 10,8 или 10,9. Если цистеин-цистамин добавляют в фолдирующий буфер отдельно, в одном воплощении рН подводят, при необходимости, перед добавлением цистеинацистамина.10.1, 10.2, 10.3, 10.4, 10.5, 10.6, 10.7, 10.8 or 10.9. If cysteine-cystamine is added separately to the folding buffer, in one embodiment the pH is adjusted, if necessary, before adding cysteine-cystamine.

Полученную на стадии фолдинга смесь инкубируют в течение не менее 5 суток. В частности, продолжительность инкубирования может составлять 5, 6, 7, 8, 9 или 10 суток. Инкубирование предпочтительно проводят при комнатной температуре и постоянном перемешивании.The mixture obtained at the folding stage is incubated for at least 5 days. In particular, the duration of incubation can be 5, 6, 7, 8, 9 or 10 days. Incubation is preferably carried out at room temperature and constant stirring.

После инкубирования полученную смесь разводят ацетатным буфером в соотношении смесь:буфер, составляющем 1:3-1:3,5 (по объему). При этом контролируют рН таким образом, чтобы он составлял не более 5,7, предпочтительно в диапазоне 5,4-5,7, например 5,4, 5,5, 5,6 или 5,7, регулируя его добавлением, например, уксусной кислоты после смешивания смеси и буфера. Ацетатный буфер может быть изготовлен, например, на основе водного раствора ацетата натрия. Предпочтительно в буфер дополнительно добавляют поверхностно-активное вещество (ПАВ), предпочтительно неионное ПАВ, в частности этоксилаты жирных спиртов, этоксилаты жирных кислот, алкилфенолэтоксилаты, этоксилированные амины или амиды жирных кислот, эфиры жирных кислот и сорбита, эфиры жирных кислот и глицерина, эфиры жирных кислот и полигидроксисоединений, полоксамеры и т. п. ПАВ. Неограничивающие примеры ПАВ включают семейство Tween (твин, Polysorbate, полисорбат), например полисорбат-20 (твин-20), или Triton X, например Triton Х-100. Наиболее предпочтителен полисорбат-20. Количество ПАВ в ацетатном буфере может составлять, не ограничиваясь указанным, 0,05-5%, например 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9 или 2,0% или в пределах любого поддиапазона, образуемого любыми из указанных значений.After incubation, the resulting mixture is diluted with acetate buffer in a mixture:buffer ratio of 1:3-1:3.5 (by volume). In this case, the pH is controlled so that it is no more than 5.7, preferably in the range of 5.4-5.7, for example 5.4, 5.5, 5.6 or 5.7, adjusting it by adding, for example, acetic acid after mixing the mixture and buffer. The acetate buffer can be made, for example, based on an aqueous solution of sodium acetate. Preferably, a surfactant (surfactant), preferably a nonionic surfactant, is additionally added to the buffer, in particular fatty alcohol ethoxylates, fatty acid ethoxylates, alkylphenol ethoxylates, ethoxylated fatty acid amines or amides, fatty acid esters of sorbitol, fatty acid esters of glycerol, fatty acid esters acids and polyhydroxy compounds, poloxamers, etc. Surfactants. Non-limiting examples of surfactants include the Tween family, such as Polysorbate-20, or Triton X, such as Triton X-100. Polysorbate-20 is most preferred. The amount of surfactant in the acetate buffer may be, but is not limited to, 0.05-5%, for example 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0. 8, 0.9, 1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9 or 2.0% or within any subrange formed by any of the specified values.

После стадии разведения к смеси добавляют пероксид водорода в количестве, при котором в смеси обеспечивается концентрация перексида водорода 0,03-1,96 ммоль/л. В частности, эта концентрация может составлять от 0,05, 0,1, 0,15, 0,2, 0,25, 0,3, 0,35, 0,4, 0,45, 0,5, 0,55, 0,6, 0,65, 0,7, 0,75, 0,8, 0,85, 0,9, 0,95, 1, 1,05, 1,1, 1,15, 1,2, 1,25, 1,3, 1,35, 1,4, 1,45, 1,5, 1,55, 1,6, 1,65, 1,7, 1,75, 1,8, 1,85 или 1,9; и/или до 1,9, 1,85, 1,8, 1,75, 1,7, 1,65, 1,6, 1,55, 1,5, 1,45, 1,4, 1,35, 1,3, 1,25, 1,2, 1,15, 1,1, 1,05, 1, 0,95, 0,9, 0,85, 0,8, 0,75, 0,7, 0,65, 0,6, 0,55, 0,5, 0,45, 0,4, 0,35, 0,3, 0,25, 0,2, 0,15 или 0,1. При использовании 30%-го водного раствора пероксида водорода можно руководствоваться соотношением раствор перекиси водорода:смесь, составляющим от 1:250000 до 1:5000 (об./об.), например 1:250000, 1:240000, 1:230000, 1:220000, 1:210000, 1:200000, 1:190000, 1:180000,1:170000, 1:160000, 1:150000, 1:140000, 1:130000, 1:120000, 1:110000, 1:100000, 1:90000, 1:80000, 1:70000, 1:60000, 1:50000, 1:40000, 1:30000, 1:20000, 1:10000 или 1:5000 или находящимся в любом поддиапазоне, образованном любыми из указанных значений. Использование раствора другой концентрации пероксида водорода входит в объем настоящего изобретения, и вышеуказанное соотношение будет пропорционально изменено, как известно специалистам в данной области. После добавления пероксида водорода инкубируют полученную смесь в течение не менее 30 мин; в некоторых воплощениях продолжительность может составлять не менее 45 мин, 1, 1,5, 2, 2,5 или 3 ч. Представляется, что добавление пероксида водорода позволяет избежать залипания белка на колонке, что позволяет дополнительно увеличить выход.After the dilution stage, hydrogen peroxide is added to the mixture in an amount that ensures a hydrogen peroxide concentration of 0.03-1.96 mmol/l in the mixture. In particular, this concentration can be from 0.05, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3, 0.35, 0.4, 0.45, 0.5, 0, 55, 0.6, 0.65, 0.7, 0.75, 0.8, 0.85, 0.9, 0.95, 1, 1.05, 1.1, 1.15, 1, 2, 1.25, 1.3, 1.35, 1.4, 1.45, 1.5, 1.55, 1.6, 1.65, 1.7, 1.75, 1.8, 1.85 or 1.9; and/or up to 1.9, 1.85, 1.8, 1.75, 1.7, 1.65, 1.6, 1.55, 1.5, 1.45, 1.4, 1, 35, 1.3, 1.25, 1.2, 1.15, 1.1, 1.05, 1, 0.95, 0.9, 0.85, 0.8, 0.75, 0, 7, 0.65, 0.6, 0.55, 0.5, 0.45, 0.4, 0.35, 0.3, 0.25, 0.2, 0.15 or 0.1. When using a 30% aqueous solution of hydrogen peroxide, you can be guided by a hydrogen peroxide solution:mixture ratio of 1:250000 to 1:5000 (v/v), for example 1:250000, 1:240000, 1:230000, 1 :220000, 1:210000, 1:200000, 1:190000, 1:180000,1:170000, 1:160000, 1:150000, 1:140000, 1:130000, 1:120000, 1:110000, 1:1 00000 , 1:90000, 1:80000, 1:70000, 1:60000, 1:50000, 1:40000, 1:30000, 1:20000, 1:10000 or 1:5000 or in any subrange formed by any of the above values. The use of a solution of a different concentration of hydrogen peroxide is within the scope of the present invention, and the above ratio will be proportionally changed, as known to those skilled in the art. After adding hydrogen peroxide, incubate the resulting mixture for at least 30 minutes; in some embodiments, the duration may be at least 45 minutes, 1, 1.5, 2, 2.5, or 3 hours. It appears that the addition of hydrogen peroxide avoids sticking of the protein on the column, thereby further increasing yield.

После инкубирования полученную смесь центрифугируют, а супернатант отделяют и фильтруют.After incubation, the resulting mixture is centrifuged, and the supernatant is separated and filtered.

Полученный раствор направляют на стадию хроматографической очистки (ВЭЖХ). Выбор методов хроматографической очистки не принципиален для осуществления способа по изобретению и остается на усмотрение специалиста. Виды хроматографических методов очистки рекомбинантных белков, используемые реагенты и оборудование хорошо известны специалистам в данной области; практические аспекты этих методов раскрыты, например, в Protein Purification Handbook. GE Healthcare Bio-Sciences AB 18-1132-29 AD 02/2007. Общий подход в очистке белка заключается в минимизации количества стадий (поскольку на каждой стадии неизбежны потери целевого белка) и использовании различных методик, если используется более одной стадии. Следует учесть, что подбор методов очистки может зависеть от: (а) природы примесей, что в свою очередь зависит от исходного препарата белка, подаваемого на очистку в способ; и (б) области применения очищенного белка. Так, например, при продуцировании белка в бактериальных системах получаемый препарат может содержать пирогены - бактериальные экзо- и эндотоксины, содержание которых необходимо контролировать, если белок будет использоваться в медицине или ветеринарии, особенно в виде форм для парентерального введения. Как правило, контролируют уровень липополисахаридов (ЛПС) с помощью, например, LAL-теста (ОФС. 1.2.4.0006.15 Бактериальные эндотоксины).The resulting solution is sent to the stage of chromatographic purification (HPLC). The choice of chromatographic purification methods is not essential for implementing the method according to the invention and remains at the discretion of the specialist. The types of chromatographic methods for the purification of recombinant proteins, the reagents and equipment used are well known to specialists in this field; the practical aspects of these methods are covered, for example, in the Protein Purification Handbook. GE Healthcare Bio-Sciences AB 18-1132-29 AD 02/2007. The general approach in protein purification is to minimize the number of steps (since loss of the target protein is inevitable at each step) and to use different techniques if more than one step is used. It should be noted that the selection of purification methods may depend on: (a) the nature of the impurities, which in turn depends on the initial protein preparation supplied to the method for purification; and (b) applications of the purified protein. For example, when producing protein in bacterial systems, the resulting drug may contain pyrogens - bacterial exo- and endotoxins, the content of which must be controlled if the protein is to be used in medicine or veterinary medicine, especially in the form of forms for parenteral administration. As a rule, the level of lipopolysaccharides (LPS) is monitored using, for example, the LAL test (OPS. 1.2.4.0006.15 Bacterial endotoxins).

В различных воплощениях способа по изобретению могут быть использованы следующие хроматографические методики: ионообменная (ИОХ, IEX), гель-фильтрационная (или (сайз-)эксклюзионная; GF или SEC), гидрофобного взаимодействия (ГХ, HIC), обращенно-фазовая (ОФХ, RPC), аффинная (АС, АХ) и другие типы. В объем изобретения входят 1 или более одного (2, 3 или 4) этапов хроматографической очистки, и/или 1 или более одного (2, 3 или 4) типов хроматографической очистки. Предпочтительно, количество этапов и/или типов хроматографической очистки минимизировано, например 1 или 2 этапа/типа. Наиболее предпочтительно, используется 2 этапа очистки, представляющие собой 2 типа хроматографической очистки, например ионообменную хроматографию й хроматографию гидрофобного взаимодействия или любую комбинацию из любых двух вышеуказанных методик. Еще более предпочтитель- 5 044422 но, сначала проводят ИОХ, затем ГХ. Под указанным выше одним типом хроматографической очистки понимается также использование различных видов подвижной и/или неподвижной фаз, например, в случае ИОХ, - использование разных ионообменников (например, сильный/слабый).In various embodiments of the method according to the invention, the following chromatographic techniques can be used: ion exchange (IEX), gel filtration (or (size) exclusion; GF or SEC), hydrophobic interaction (GC, HIC), reverse phase (RPC, RPC), affine (AC, AX) and other types. The invention includes 1 or more than one (2, 3 or 4) chromatographic purification steps, and/or 1 or more than one (2, 3 or 4) types of chromatographic purification. Preferably, the number of chromatographic purification steps and/or types is minimized, for example 1 or 2 steps/types. Most preferably, 2 purification steps are used, representing 2 types of chromatographic purification, for example, ion exchange chromatography and hydrophobic interaction chromatography or any combination of any two of the above techniques. Even more preferably, IOC is carried out first, then GC. The above-mentioned one type of chromatographic purification also means the use of different types of mobile and/or stationary phases, for example, in the case of IOC, the use of different ion exchangers (for example, strong/weak).

В случае ИОХ, неподвижная фаза может быть выбрана, без ограничения, из диэтиламиноэтилцеллюлозы (DEAE целлюлоза), сефадекса с группами четвертичного аминоэтила (QAE сефадекс), сефарозы с группами четвертичного аммония (Q сефароза), карбоксиметилцеллюлозы (СМ целлюлоза), сульфопропилсефарозы (SP сефароза), полимера полистирола/дивинилбензола с метилсульфатными группами (SOURCE С) и т. п. Предпочтительно, используется SP сефароза.In the case of IOC, the stationary phase may be selected from, without limitation, diethylaminoethylcellulose (DEAE cellulose), quaternary aminoethyl Sephadex (QAE Sephadex), quaternary ammonium Sepharose (Q Sepharose), carboxymethylcellulose (CM cellulose), sulfopropyl Sepharose (SP Sepharose ), polystyrene/divinylbenzene polymer with methyl sulfate groups (SOURCE C), etc. Preferably, SP Sepharose is used.

В случае ГХ, неподвижная фаза имеет, без ограничения, группы фенил, октил, бутил и т. п., предпочтительная неподвижная фаза - бутилсефароза.In the case of GC, the stationary phase has, without limitation, phenyl, octyl, butyl, etc. groups, the preferred stationary phase being butyl sepharose.

Различные примеры хроматографической очистки ИФР-1 известны специалистам в данной области (см., например, Ищук С. А. с соавт. Получение рекомбинантного инсулиноподобного фактора роста-1 и его действие на клетки нейробластомы in vitro. Медицинский академический журнал. 2018. Том 18. № 4).Various examples of chromatographic purification of IGF-1 are known to specialists in this field (see, for example, Ishchuk S. A. et al. Preparation of recombinant insulin-like growth factor-1 and its effect on neuroblastoma cells in vitro. Medical academic journal. 2018. Volume 18 No. 4).

После стадии хроматографической очистки проводят смену буферного раствора, в котором находится ИФР-1, любым известным специалистам способом с получением раствора ИФР-1, пригодного для использования в любых целях. В неограничивающих воплощениях может применяться любой из указанных методов: ультрафильтрация, диализ, эксклюзионная хроматография или иной метод и их комбинации (Flickinger, M.C., Reis, R.V. and Zydney, A.L. (2010). Protein Ultrafiltration. In Encyclopedia of Industrial Biotechnology, M.C. Flickinger (Ed.); Size Exclusion Chromatography. Principles and methods. Cytiva. CY12707-03Dec20-HB; Andrew, S.M., Titus, J.A. and Zumstein, L. (2001), Dialysis and Concentration of Protein Solutions. Current Protocols in Toxicology, 10: A.3H.1-A.3H.5). Конечный состав раствора ИФР-1 зависит от назначения получаемого белка, и может состоять из (помимо белка) воды или подходящего буфера (фосфатный, ацетатный и т. д.). В различных воплощениях, раствор ИФР-1 может также необязательно содержать ПАВ (например, твин-20) и/или консервант (например, бензиловый спирт). ИФР-1 (т.е. препарат, раствор, продукт, композиция ИФР-1), полученный способом очистки по изобретению пригоден для любых целей, например хранения, переработки, изготовления фармацевтических, ветеринарных, космецевтических, лабораторных и прочих препаратов, в том числе путем лиофилизации; или непосредственного использования в качестве биологически активного вещества. Настоящее изобретение также относится к препарату ИФР-1, полученному способом очистки по изобретению, и к применению этого препарата в медицине, спортивной индустрии, ветеринарии, космецевтике, лабораторных исследованиях.After the chromatographic purification stage, the buffer solution in which IGF-1 is located is changed by any method known to specialists to obtain an IGF-1 solution suitable for use for any purpose. In non-limiting embodiments, any of the following methods may be used: ultrafiltration, dialysis, size exclusion chromatography or other method and combinations thereof (Flickinger, M.C., Reis, R.V. and Zydney, A.L. (2010). Protein Ultrafiltration. In Encyclopedia of Industrial Biotechnology, M.C. Flickinger ( Ed.); Size Exclusion Chromatography. Principles and methods. Cytiva. CY12707-03Dec20-HB; Andrew, S. M., Titus, J. A. and Zumstein, L. (2001), Dialysis and Concentration of Protein Solutions. Current Protocols in Toxicology, 10: A.3H.1-A.3H.5). The final composition of the IGF-1 solution depends on the purpose of the protein being obtained, and may consist of (in addition to protein) water or a suitable buffer (phosphate, acetate, etc.). In various embodiments, the IGF-1 solution may also optionally contain a surfactant (eg, Tween-20) and/or a preservative (eg, benzyl alcohol). IGF-1 (i.e. preparation, solution, product, composition of IGF-1) obtained by the purification method according to the invention is suitable for any purpose, for example, storage, processing, production of pharmaceutical, veterinary, cosmeceutical, laboratory and other drugs, including by lyophilization; or direct use as a biologically active substance. The present invention also relates to the IGF-1 preparation obtained by the purification method according to the invention, and to the use of this preparation in medicine, the sports industry, veterinary medicine, cosmeceuticals, and laboratory research.

Если в данной заявке не определено иное, научные и технические термины, используемые в связи с настоящим изобретением, имеют обычные для данной области техники значения, которые понятны специалистам. В общем, используемые номенклатура и методы клеточной и тканевой культуры, молекулярной биологии, микробиологии и химии белков и нуклеиновых кислот, гибридизации, аналитической химии, синтетической органической химии и медицинской и фармацевтической химии, описанные в данной заявке, представляют собой номенклатуру и методы, хорошо известные и обычно использующиеся в данной области.Unless otherwise defined in this application, scientific and technical terms used in connection with the present invention have meanings customary in the art and understood by those skilled in the art. In general, the nomenclature and methods used in cell and tissue culture, molecular biology, microbiology and protein and nucleic acid chemistry, hybridization, analytical chemistry, synthetic organic chemistry, and medicinal and pharmaceutical chemistry described in this application represent nomenclature and methods well known and commonly used in the art.

Используемая здесь терминология предназначена для целей описания конкретных вариантов воплощения изобретения и не является ограничивающей. Когда в настоящем описании и формуле изобретения встречаются формы единственного числа, они также должны пониматься как альтернативно подразумевающие множественное число, если контекст явным образом не указывает на иное.The terminology used herein is intended for the purpose of describing specific embodiments of the invention and is not limiting. Whenever the singular number appears in the present specification and claims, it is also to be understood to alternatively imply the plural unless the context clearly indicates otherwise.

Любые раскрытые здесь числовые значения предусматривают варьирование в пределах погрешности измерений, обусловленной обычно применяемыми методами и оборудованием для каждого конкретного параметра. Таким образом, числовые значения также могут рассматриваться как характеризуемые термином приблизительно, около или примерно.Any numerical values disclosed herein are subject to variation within the measurement uncertainty associated with the methods and equipment typically used for each specific parameter. Thus, numerical values can also be considered to be characterized by the term approximately, about, or roughly.

Термины включающий, содержащий, имеющий и т. п. означают, что помимо указанных элементов (например, ингредиентов) могут содержаться иные неоговоренные (несущественные) элементы. В каждом случае данные термины также охватывают значение состоящий из, т. е. в одном из воплощений подразумевают, что описываемый объект характеризуется наличием только указанных элементов.The terms including, containing, having, etc. mean that in addition to the specified elements (for example, ingredients), other unspecified (non-essential) elements may be contained. In each case, these terms also include the meaning consisting of, i.e., in one embodiment, they imply that the object described is characterized by the presence of only the specified elements.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.Information confirming the possibility of implementing the invention.

Представленные далее примеры не ограничивают объем притязаний, который определяется формулой изобретения. Специалист будет понимать, что с учетом ограничений, накладываемых формулой, изобретение предполагает различные варианты воплощений, все из которых включены в объем защиты, обеспечиваемой патентом.The examples presented below do not limit the scope of the claims, which are determined by the claims. One skilled in the art will appreciate that, subject to the limitations of the claims, the invention is capable of various embodiments, all of which are included within the scope of protection provided by the patent.

Пример 1. Получение и очистка рекомбинантного ИФР-1.Example 1. Preparation and purification of recombinant IGF-1.

Получение биомассы, содержащей ИФР-1.Obtaining biomass containing IGF-1.

Получали ИФР-1 (GPETLCGAELVDALQFVCGDRGFYFNKPTGYGSSSRRAPQTGMVDE CCFRSC DLRRLEMYCAPLKPAKSA) способом, описанным в RU2711111: трансформировали клетки Е. coli BL21 Star (DE3) (Invitrogen, USA) вектором на основе плазмиды рЕТ28а(+), содержащей вставку, кодирующую ИФР-1; биомассу культивировали в биореакторах объемом 40 и 300 л. В ходе культивирования отслеживали показатели оптической плотности, рН, рО2. Клетки осаждают проточным центрифугированием. Проверяли количество целевого белка в биомассе методом электрофореза и в работу допускали толькоIGF-1 was obtained (GPETLCGAELVDALQFVCGDRGFYFNKPTGYGSSSRRAPQTGMVDE CCFRSC DLRRLEMYCAPLKPAKSA) by the method described in RU2711111: E. coli BL21 Star (DE3) cells (Invitrogen, USA) were transformed with a vector based on the pET28a(+) plasmid containing an insert encoding IGF-1 1; biomass was cultivated in bioreactors with a volume of 40 and 300 l. During cultivation, indicators of optical density, pH, pO 2 were monitored. Cells are pelleted by flow centrifugation. The amount of target protein in the biomass was checked by electrophoresis and only

- 6 044422 биомассу, имеющую удовлетворительные результаты анализа.- 6 044422 biomass with satisfactory analysis results.

Выделение и отмывка телец включения.Isolation and washing of inclusion bodies.

Для всех работ использовали высокоочищенную воду с кондуктивностью менее ОД мкСм/см. Все процедуры взвешивания производили с помощью лабораторных весов с точностью измерения 0,01 г.For all work, highly purified water with a conductivity of less than OD µS/cm was used. All weighing procedures were carried out using laboratory scales with a measurement accuracy of 0.01 g.

При приготовлении растворов объемы добавляемых реактивов измеряли с помощью мерных цилиндров.When preparing solutions, the volumes of added reagents were measured using graduated cylinders.

Помещали навеску биомассы в емкость, содержащую первый отмывочный буфер (в соотношении биомасса:буфер, составляющем 1:10 (г:мл)), и ресуспендировали до однородного состояния с помощью миксера погружного типа, избегая вспенивания. Проводили дезинтеграцию клеток при помощи соникатора. Суспензию центрифугировали при 12000 об/мин, и по окончании центрифугирования осадок телец поместили в емкость, содержащую второй отмывочный буфер (в соотношении тельца:буфер, составляющем 1:10 (г:мл)), и гомогенизировали с помощью погружного миксера до однородности.A sample of biomass was placed in a container containing the first washing buffer (in a biomass:buffer ratio of 1:10 (g:ml)) and resuspended until homogeneous using a submersible mixer, avoiding foaming. Cell disintegration was carried out using a sonicator. The suspension was centrifuged at 12,000 rpm, and at the end of centrifugation, the body pellet was placed in a container containing a second wash buffer (body:buffer ratio of 1:10 (g:ml)) and homogenized using a submersible mixer until smooth.

Отмывочные буферы содержат 2 М мочевины, 100 мМ TpucHCI, рН 7,0, 5 мМ ЭДТА, 5 мМ ДТТ, 2% Triton Х-100.Washing buffers contain 2 M urea, 100 mM TpucHCI, pH 7.0, 5 mM EDTA, 5 mM DTT, 2% Triton X-100.

Солюбилизация и фолдинг.Solubilization and folding.

Взвешивали отмытые тельца и затем тщательно ресуспендировали в солюбилизирующем растворе, содержащем 8 М мочевины и 25 мМ TpucHCI при рН 12,5, в соотношении тельца:буфер, составляющем 1:20 (г:мл). Затем к смеси добавляли 5 мМ ДТТ и инкубировали при перемешивании не менее получаса до полного растворения. К полученной смеси добавляли фолдирующий буфер, содержащий 1 М сахарозы, 40% изопропанола в соотношении 1:3 (млгмл), подводили рН до 10,5 гидроксидом натрия, затем добавляли 1 мМ цистеина и 1 мМ цистамина в порошке (концентрация относительно конечного объема смеси). Полученную фолдирующую смесь инкубировали при комнатной температуре и постоянном перемешивании в течение не менее 5 суток (общая продолжительность эксперимента - 8 суток), при этом отбирали пробу для ВЭЖХ раз в сутки для контроля процесса фолдирования.The washed bodies were weighed and then carefully resuspended in a solubilizing solution containing 8 M urea and 25 mM TpucHCI at pH 12.5, in a body:buffer ratio of 1:20 (g:ml). Then 5 mM DTT was added to the mixture and incubated with stirring for at least half an hour until complete dissolution. A folding buffer containing 1 M sucrose, 40% isopropanol in a ratio of 1:3 (mgml) was added to the resulting mixture, the pH was adjusted to 10.5 with sodium hydroxide, then 1 mM cysteine and 1 mM cystamine powder were added (concentration relative to the final volume of the mixture ). The resulting folding mixture was incubated at room temperature and constant stirring for at least 5 days (the total duration of the experiment was 8 days), and a sample was taken for HPLC once a day to monitor the folding process.

По окончании фолдирования смесь при перемешивании разводили буфером для разведения, содержащим 15 мМ ацетата натрия, 1% полисорбата-20, в соотношении смесь:буфер, составляющем 1:3 (мл:мл). рН полученной смеси доводили до значения в диапазоне 5,4-5,7 с помощью уксусной кислоты. Затем добавили 30%-й пероксид водорода в соотношении 1:5000 (мл:мл) и инкубировали при комнатной температуре и перемешивании 30 мин.After folding, the mixture was diluted with stirring with a dilution buffer containing 15 mM sodium acetate, 1% polysorbate-20, in a mixture:buffer ratio of 1:3 (ml:ml). The pH of the resulting mixture was adjusted to a value in the range of 5.4-5.7 using acetic acid. Then 30% hydrogen peroxide was added in a ratio of 1:5000 (ml:ml) and incubated at room temperature with stirring for 30 minutes.

Параллельно проводили контрольные эксперименты: в одном из них фолдинг проводили без использования редокс-пары, а в другом осуществляли способ согласно изобретению, но без добавления пероксида водорода. Выход в каждом случае посуточно показан на Фиг. 1. Как видно, добавление пероксида водорода существенным образом влияет на выход белка, по-видимому, обеспечивая обратимость связывания белка с неподвижной фазой колонки и его более эффективное элюирование. Время фолдинга (более 5 сут) существенно уменьшает потери белка на последующих стадиях, обеспечивая высокий выход. Использование цистеина-цистина позволяет повысить выход белка в большей степени.In parallel, control experiments were carried out: in one of them, folding was carried out without the use of a redox couple, and in the other, the method according to the invention was carried out, but without the addition of hydrogen peroxide. The daily output in each case is shown in Fig. 1. As can be seen, the addition of hydrogen peroxide significantly affects the protein yield, apparently ensuring reversibility of protein binding to the column stationary phase and its more efficient elution. Folding time (more than 5 days) significantly reduces protein loss at subsequent stages, providing high yield. The use of cysteine-cystine allows the protein yield to be increased to a greater extent.

Полученную суспензию центрифугировали при 3700 об/мин, супернатант отделяли и фильтровали через тканевый и капсульный фильтры.The resulting suspension was centrifuged at 3700 rpm, the supernatant was separated and filtered through fabric and capsule filters.

Хроматография.Chromatography.

Очищали ИФР-1 на хроматографической колонке, содержащей SP Sepharose Fast Flow следующим образом. Колонку (объем сорбента SP Sepharose Fast Flow составляет 270 мл, 1 мл сорбента связывает 50 мг белка) при скорости потока 40 мл/мин промывали 300 мл очищенной воды для удаления раствора этанола, затем 1 М NaOH, затем опять водой. Промывали колонку 200 мл элюирующего буфера (буфер В (15 мМ ацетат натрия, 1% Твин-20, 1 М NaCl, pH 5,4) при скорости потока 40 мл/мин. Уравновешивали колонку 300 мл стартового буфера (буфер А (15 мМ ацетат натрия, 1% Твин-20, рН 5,4), при скорости потока 40 мл/мин. Наносили раствор белка (фильтрованный супернатант с предыдущей стадии) на колонку при скорости потока 40 мл/мин с помощью пробоотборного насоса. Промывали колонку 300 мл стартового буфера при скорости потока 40 мл/мин. Затем проводили элюирование в градиенте от 0 до 50% элюирующего буфера В за 35 минут при скорости потока 40 мл/мин. Собирали пик, соответствующий целевому белку, в емкость объемом 500 мл и измеряли полученный объем. Отбирали образец на анализ методом спектрофотометрии и оценивали количество полученного белка. Колонку регенерировали по программе CIP для SP Sepharose (2 М NaCl, 1 M NaOH) и консервировали. Измерение оптической плотности проводилось при длине волны 280 нм.IGF-1 was purified on a chromatography column containing SP Sepharose Fast Flow as follows. The column (SP Sepharose Fast Flow sorbent volume is 270 ml, 1 ml of sorbent binds 50 mg of protein) at a flow rate of 40 ml/min was washed with 300 ml of purified water to remove the ethanol solution, then with 1 M NaOH, then again with water. The column was washed with 200 ml of elution buffer (buffer B (15 mM sodium acetate, 1% Tween-20, 1 M NaCl, pH 5.4) at a flow rate of 40 ml/min. The column was equilibrated with 300 ml of starting buffer (buffer A (15 mM sodium acetate, 1% Tween-20, pH 5.4), at a flow rate of 40 ml/min. Apply the protein solution (filtered supernatant from the previous step) to the column at a flow rate of 40 ml/min using a sampling pump. Wash the column 300 ml of starting buffer at a flow rate of 40 ml/min. Then, elution was carried out in a gradient from 0 to 50% of elution buffer B over 35 minutes at a flow rate of 40 ml/min. The peak corresponding to the target protein was collected in a 500 ml container and the result was measured volume. A sample was taken for analysis by spectrophotometry and the amount of protein obtained was assessed. The column was regenerated using the CIP program for SP Sepharose (2 M NaCl, 1 M NaOH) and preserved. Optical density was measured at a wavelength of 280 nm.

Далее проводили депирогенизацию белка на хроматографической колонке, содержащей бутилсефарозу, следующим образом. Колонку (объем сорбента составляет 314 мл) промывали при скорости потока 20 мл/мин 400 мл очищенной воды, затем 30%-м изопропанолом и водой, затем 1 М NaOH, потом опять водой и уравновешивали колонку 500 мл буфера А (1 М сульфата аммония, 50 мМ TpucHCl, рН 8) при скорости потока 20 мл/мин. Перед нанесением на колонку разводили раствор белка, полученный на предыдущем этапе, до концентрации 5 мг/мл 3 М сульфатом аммония и 1 М TpucHCl (рН 8) так, чтобы в конечном растворе было 1 М сульфата аммония и 50 мМ TpucHCI. Наносили полученный раствор белка на колонку при скорости потока 20 мл/мин с помощью пробоотборного насоса. Промывали колонку 400 мл стартового буфера (А) при скорости потока 20 мл/мин. Смывали белок 100% элюирующим буфером В (15 мМ ацетат натрия, 1% Твин-20, рН 5,4) за 35 минут при скорости потока 20 мл/мин. Собирали пик,Next, the protein was depyrogenated on a chromatographic column containing butyl Sepharose as follows. The column (sorbent volume is 314 ml) was washed at a flow rate of 20 ml/min with 400 ml of purified water, then with 30% isopropanol and water, then with 1 M NaOH, then again with water, and the column was equilibrated with 500 ml of buffer A (1 M ammonium sulfate , 50 mM TpucHCl, pH 8) at a flow rate of 20 ml/min. Before application to the column, the protein solution obtained in the previous step was diluted to a concentration of 5 mg/ml with 3 M ammonium sulfate and 1 M TpucHCl (pH 8) so that the final solution contained 1 M ammonium sulfate and 50 mM TpucHCI. The resulting protein solution was applied to the column at a flow rate of 20 ml/min using a sampling pump. The column was washed with 400 ml of starting buffer (A) at a flow rate of 20 ml/min. The protein was washed away with 100% elution buffer B (15 mM sodium acetate, 1% Tween-20, pH 5.4) for 35 minutes at a flow rate of 20 ml/min. Collected the peak

- 7 044422 соответствующий целевому белку, в емкость объемом 500 мл и измеряли объем полученного белка. Отбирали образец на анализ методом спектрофотометрии и оценивали количество полученного белка. Колонку регенерировали по программе CIP для бутилсефарозы (1М NaOH) и консервировали. Измерение оптической плотности проводилось при длине волны 280 нм.- 7 044422 corresponding to the target protein, into a 500 ml container and the volume of the resulting protein was measured. A sample was taken for analysis using spectrophotometry and the amount of protein obtained was assessed. The column was regenerated using the CIP program for butyl Sepharose (1 M NaOH) and preserved. Optical density measurements were carried out at a wavelength of 280 nm.

Смена буфера.Buffer change.

Помещали раствор белка, полученный на предыдущем этапе, в диализный мешок с диаметром пор не менее чем в 2 раза меньше размера белка. Мешок с белком помещали в крупную ёмкость с буфером, содержащим 15 мМ ацетата натрия, 1% твина. Оставляли на 6 ч (из них 3 ч при перемешивании). Повторяли указанные манипуляции 3-4 раза и получали белковый раствор, по существу не содержащий сульфат аммония. Образцы разводили в буфере, содержащем 15 мМ ацетате натрия, 1% твин, 0,5% бензилового спирта, до концентрации 5 мг/мл, затем фильтровали через антибактериальный фильтр в чистые банки тёмного цвета. Полученный препарат хранили при +4°С. Отбирали образец для проведения контроля качества согласно ФСП, включающего в себя определение концентрации белка методом ВЭЖХ, определение количества белков штамма продуцента, определение количества ДНК штамма продуцента, определение остаточного количества ЛПС LAL-тестом. Продукт, полученный способом по изобретению, соответствует следующим показателям:The protein solution obtained at the previous stage was placed in a dialysis bag with a pore diameter of at least 2 times smaller than the protein size. The protein bag was placed in a large container with a buffer containing 15 mM sodium acetate, 1% Tween. Leave for 6 hours (3 hours of which with stirring). These manipulations were repeated 3-4 times and a protein solution essentially free of ammonium sulfate was obtained. Samples were diluted in a buffer containing 15 mM sodium acetate, 1% Tween, 0.5% benzyl alcohol to a concentration of 5 mg/ml, then filtered through an antibacterial filter into clean dark-colored jars. The resulting preparation was stored at +4°C. A sample was taken for quality control according to the FSP, which included determining the protein concentration by HPLC, determining the amount of proteins of the producer strain, determining the amount of DNA of the producer strain, and determining the residual amount of LPS using the LAL test. The product obtained by the method according to the invention meets the following indicators:

содержание ДНК штамма продуцента не более 3 нг/мл, содержание белков штамма продуцента не более 8 нг/мл, уровень ЛПС не более 12,5 ЕЭ/мл;the DNA content of the producer strain is not more than 3 ng/ml, the protein content of the producer strain is not more than 8 ng/ml, the LPS level is not more than 12.5 EU/ml;

и, следовательно, пригоден для использования по назначению.and is therefore suitable for its intended use.

Хроматограммы ВЭЖХ для продукта, полученного по изобретению, и продукта, полученного традиционным способом, показаны на Фиг. 2 и 3, соответственно. На Фиг. 3 можно видеть множество изоформ белка, представленных в приблизительно равных соотношениях, что говорит о неоптимальности фолдирования; напротив, на Фиг. 2, соответствующей продукту по изобретению, можно видеть преобладание одного пика нативной формы белка, для подтверждения чего далее проверяли его активность.HPLC chromatograms for the product obtained according to the invention and the product obtained by the conventional method are shown in FIG. 2 and 3, respectively. In FIG. 3 you can see many protein isoforms presented in approximately equal proportions, which indicates non-optimal folding; on the contrary, in Fig. 2, corresponding to the product according to the invention, one can see the predominance of one peak of the native form of the protein, to confirm which its activity was further tested.

Пример 2. Исследование активности очищенного белка.Example 2. Study of the activity of purified protein.

В первую очередь проводили оценку ускорения клеточного роста. Оценивали влияние описанных в литературе низких концентраций гормона (разводили образцы до 4 нг/мл) на рост и дифференцировку клеток линии нейробластомы мыши Neuro2a. Как видно на микрофотографиях (Фиг. 4В) низкая концентрация гормона влияет на рост клеток: видно увеличение объема клеток, изменение строения (появляются характерные для нейронов отростки), но добавление 10% фетальной сыворотки, содержащей все необходимые для роста и дифференцировки гормоны и вещества, усиливает эффект. Поэтому в дальнейших экспериментах увеличивали концентрации гормона до 100 нг/мл. Далее проводили эксперимент с конверсией резазурина в резоруфин. Резазурин представляет собой феноксазиновый окислительновосстановительный индикатор. Имея синий или фиолетовый цвет, при восстановлении становится розовым флуоресцирующим резоруфином. Клетки, в том числе линии Neuro2a, во время метаболизма восстанавливают резазурин, а активность метаболизма пропорциональна уровню восстановления резазурина в флуоресцирующий резоруфин. Таким образом, по интенсивности свечения клеток в ультрафиолете можно определить активность добавленного гормона. В планшет с клетками в среде без сыворотки вносили одинаковое количество образца гормона, разведенного в 10000 раз. После инкубации клеток добавляли резазурин и инкубировали 4 ч для конверсии. Оценивали свечение визуально.First of all, the acceleration of cell growth was assessed. The effect of low concentrations of the hormone described in the literature (samples diluted to 4 ng/ml) on the growth and differentiation of the mouse neuroblastoma cell line Neuro2a was assessed. As can be seen in the micrographs (Fig. 4B), a low concentration of the hormone affects cell growth: an increase in cell volume and a change in structure are visible (processes characteristic of neurons appear), but the addition of 10% fetal serum, containing all the hormones and substances necessary for growth and differentiation, enhances the effect. Therefore, in further experiments, the hormone concentrations were increased to 100 ng/ml. Next, an experiment was carried out with the conversion of resazurin to resorufin. Resazurin is a phenoxazine redox indicator. Having a blue or violet color, when reduced it becomes a pink fluorescent resorufin. Cells, including the Neuro2a lineage, reduce resazurin during metabolism, and the metabolic activity is proportional to the level of reduction of resazurin into fluorescent resorufin. Thus, the activity of the added hormone can be determined by the intensity of cell glow in ultraviolet light. An equal amount of the hormone sample, diluted 10,000 times, was added to a plate with cells in a serum-free medium. After incubation of the cells, resazurin was added and incubated for 4 h for conversion. The glow was assessed visually.

Как видно из фотографии (Фиг. 4Б), образец гормона активирует метаболизм клеток по отношению к образцу без добавления сыворотки, что видно даже невооруженным взглядом.As can be seen from the photograph (Fig. 4B), the hormone sample activates cell metabolism in relation to the sample without the addition of serum, which is visible even with the naked eye.

Для более точной оценки влияния продукта на клетки переносили культуральную среду без клеток в другой планшет и измеряли светимость на флуориметре BMG Clariostar по стандартному протоколу Resarufin. Как видно из полученных данных (Фиг. 4А), продукт имеет высокую активность (выше, чем в образце с добавлением сыворотки), и имеет активность, сравнимую со стандартом от Sigma.To more accurately assess the effect of the product on the cells, the culture medium without cells was transferred to another plate and the luminosity was measured on a BMG Clariostar fluorometer using the standard Resarufin protocol. As can be seen from the data obtained (Figure 4A), the product is highly active (higher than the serum-spiked sample) and has activity comparable to the Sigma standard.

Claims (6)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Способ очистки белка ИФР-1, включающий:1. A method for purifying IGF-1 protein, including: а) денатурацию белка с помощью солюбилизирующего буфера, содержащего 7-8 М мочевины и 210 мМ дитиотреитола, с рН не менее 12,5;a) protein denaturation using a solubilizing buffer containing 7-8 M urea and 210 mM dithiothreitol, with a pH of at least 12.5; b) фолдинг белка;b) protein folding; c) хроматографическую очистку;c) chromatographic purification; d) смену буферного раствора;d) changing the buffer solution; причем стадия фолдинга (b) включает:wherein the folding step (b) includes: b1) смешивание полученной на стадии (а) смеси с фолдирующим буфером в соотношении 1:2-1:3 об.:об., причем фолдирующий буфер содержит воду, стабилизатор, представляющий собой сахар или полиол, и пропанол; и с окислительно-восстановительным компонентом, представляющим собой цистеин и пистамин, который содержится в указанном фолдирующем буфере или добавляется отдельно; и инкубирование полученной смеси в течение не менее 5 суток;b1) mixing the mixture obtained in step (a) with a folding buffer in a ratio of 1:2-1:3 v/v, wherein the folding buffer contains water, a stabilizer, which is sugar or a polyol, and propanol; and with a redox component of cysteine and pistamine, which is contained in said folding buffer or added separately; and incubating the resulting mixture for at least 5 days; b2) разведение полученной на стадии (b1) смеси ацетатным буфером в соотношении 1:3-1:3,5 об.:об. таким образом, чтобы рН составлял 5,4-5,7;b2) diluting the mixture obtained at stage (b1) with acetate buffer in a ratio of 1:3-1:3.5 v:v. so that the pH is 5.4-5.7; b3) добавление пероксида водорода к полученной на стадии (b2) смеси в концентрации 0,03-1,96 ммоль/л, инкубирование в течение не менее 30 мин;b3) adding hydrogen peroxide to the mixture obtained in step (b2) at a concentration of 0.03-1.96 mmol/l, incubating for at least 30 minutes; b4) центрифугирование полученной смеси и фильтрацию супернатанта, который затем направляют на стадию (с).b4) centrifuging the resulting mixture and filtering the supernatant, which is then sent to step (c). 2. Способ по п.1, где пропанол представляет собой изопропанол, а сахар представляет собой сахарозу.2. The method according to claim 1, wherein the propanol is isopropanol and the sugar is sucrose. 3. Способ по п.1 или 2, где стадия (с) включает хроматографическую очистку на сульфопропилсефарозе и на бутилсефарозе.3. The method according to claim 1 or 2, where step (c) includes chromatographic purification on sulfopropyl sepharose and butyl sepharose. 4. Способ по любому из пп.1-3, где стадию (d) смены буферного раствора выполняют методом ультрафильтрации, сайз-эксклюзионной хроматографии или диализа.4. The method according to any one of claims 1 to 3, where step (d) of changing the buffer solution is performed by ultrafiltration, size exclusion chromatography or dialysis. 5. Способ по любому из пп.1-4, где концентрация каждого из цистеина и цистамина в образуемой на стадии (b1) смеси составляет 1-4 мМ.5. Method according to any one of claims 1 to 4, where the concentration of each of cysteine and cystamine in the mixture formed in step (b1) is 1-4 mM. 6. Способ по любому из пп.1-5, где рН на стадии (b1) составляет 10,5.6. Method according to any one of claims 1 to 5, wherein the pH in step (b1) is 10.5.
EA202390485 2023-02-10 METHOD FOR CLEANING IFR-1 EA044422B1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA044422B1 true EA044422B1 (en) 2023-08-25

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6903092B2 (en) Purification of recombinantly produced polypeptides
RU2567811C2 (en) Method for purification of blood-coagulation factor viii
DE69635076T3 (en) METHOD FOR CONTROLLING SIALYLATION OF PROTEIN MADE BY MAMMALIAN CELL CULTURE
US20100310548A1 (en) Methods of Manufacturing a Biologic Using a Stable Storage Intermediate
HUE029110T2 (en) Cell culture medium for adamts protein expression
CN104540846B (en) Methods for refolding g-csf from inclusion bodies
AU2008217189B2 (en) Method of purification of hydrophobic proteins
CN108642030A (en) New recombinant factor C, its manufacturing method and measuring endotoxin method
Wei et al. Antimicrobial properties of an immunomodulator-15 kDa human granulysin
JP2016538267A (en) Antibody purification
CN106434526A (en) Non-serum non-animal-origin-additive insect cell culture medium
JP2007039454A (en) Vegetarian protein a preparation and method for forming the same
EP1567659A2 (en) Method for continuous, automated blending of solutions from acids and bases
TW201514197A (en) Toxoids, compositions and related methods
CN105820232B (en) The preparation method and its product of mono-modified polyethylene glycol Recombinant Human Erythropoietin and application
JP4399615B2 (en) Stabilizing means and composition for thrombin
Kachhawaha et al. Bioprocessing of recombinant proteins from Escherichia coli inclusion bodies: insights from structure-function relationship for novel applications
EA044422B1 (en) METHOD FOR CLEANING IFR-1
AU740665B2 (en) Purification of molecules
Kanayama et al. Development of low endotoxin gelatin for regenerative medicine
Kadir et al. Production and downstream processing of biotech compounds
JPWO2017098627A1 (en) Peptide composition
Luitjens et al. Production and Purification of Recombinant Proteins
Kadir et al. Production and purification of recombinant proteins
WO2018222723A1 (en) C3 fusion protein and methods of making and using thereof