EP3201328A1 - Fusion protein and purifying method - Google Patents

Fusion protein and purifying method

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Publication number
EP3201328A1
EP3201328A1 EP15771867.7A EP15771867A EP3201328A1 EP 3201328 A1 EP3201328 A1 EP 3201328A1 EP 15771867 A EP15771867 A EP 15771867A EP 3201328 A1 EP3201328 A1 EP 3201328A1
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EP
European Patent Office
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lysozyme
fusion protein
cdr3 region
protein
binding agent
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP15771867.7A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Johann Kubicek
Frank Schäfer
Jörg LABAHN
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Original Assignee
Individual
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C07K16/00Immunoglobulins [IGs], e.g. monoclonal or polyclonal antibodies
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K1/00General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
    • C07K1/14Extraction; Separation; Purification
    • C07K1/16Extraction; Separation; Purification by chromatography
    • C07K1/22Affinity chromatography or related techniques based upon selective absorption processes
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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
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    • C12N9/14Hydrolases (3)
    • C12N9/24Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2)
    • C12N9/2402Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2) hydrolysing O- and S- glycosyl compounds (3.2.1)
    • C12N9/2462Lysozyme (3.2.1.17)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
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    • C12Y302/01Glycosidases, i.e. enzymes hydrolysing O- and S-glycosyl compounds (3.2.1)
    • C12Y302/01017Lysozyme (3.2.1.17)
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    • C07K2317/56Immunoglobulins specific features characterized by immunoglobulin fragments variable (Fv) region, i.e. VH and/or VL
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    • C07K2319/20Fusion polypeptide containing a tag with affinity for a non-protein ligand
    • C07K2319/21Fusion polypeptide containing a tag with affinity for a non-protein ligand containing a His-tag
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    • C07K2319/00Fusion polypeptide
    • C07K2319/60Fusion polypeptide containing spectroscopic/fluorescent detection, e.g. green fluorescent protein [GFP]

Definitions

  • the present invention relates to novel binding agents capable of binding a target compound.
  • the binding agents are particularly useful for therapy and as detection reagents for the detection of a target compound, for example in assays for diagnostic purposes.
  • the binding agents can also be used as an affinity tag.
  • the present invention relates to a capture system comprising an affinity tag and an affinity ligand useful for purifying a protein of interest. Furthermore, specific uses of the corresponding system are described, in particular for the crystallization or purification of a protein of interest.
  • Recombinant DNA technology enables the production of desired proteins of interest in host cells.
  • Such polypeptides produced by host cells are typically separated from the proteins of the host cell prior to use to obtain them in pure form.
  • Affinity chromatography based methods are often preferred for protein purification.
  • Affinity chromatography can be used to purify high-yield proteins from complex mixtures.
  • Affinity chromatography is based on the ability of proteins to bind noncovalently but nevertheless specifically, for example to a ligand immobilized on a support for the desired protein, for example to an antibody which binds the protein to be purified. If the protein of interest has affinity for a metal ion, isolation can be accomplished using metal affinity chromatography, as is the case with IMAC methods, for example.
  • a protein of interest is often purified by expressing the protein of interest as a fusion protein, wherein the fusion protein comprises the protein of interest and one or more affinity tags.
  • the affinity tag allows for the purification of the protein of interest according to generalized protocols as opposed to the highly specific procedures associated with conventional chromatography.
  • These tags offer the great advantages of, for example, conventional metal affinity tags (for example, when using a poly-His tag), namely, the ability to inexpensively large scale purification, as well as possible cleaning under denaturing conditions, and so on.
  • cleaning tags are known in the art, such as poly His tag, streptavidin tag, SBP tag, GST tag, and similar purification tags that allow the isolation of various proteins over the same affinity tag.
  • affinity tags that are already available, there remains a need in the art for improved purification methods, particularly methods that permit purification of the protein of interest using an affinity ligand that can either be attached to a solid support or which allows purification of the protein of interest without the use of a solid support.
  • an object of the present invention is to provide means for assisting the crystallization of a protein of interest.
  • One aspect of the present invention is based on the surprising discovery that the isolated CDR3 region of heavy chain antibodies, in particular the CDR3 region derived from camelid antibodies (also called the CDR3 region), binds as a binding agent Binding of a target compound can be used even if the stabilizing frameworks of the heavy chain antibody (and / or other commonly used stabilizing structures) are removed or not used. This finding is very surprising since it has been previously believed that the stabilizing frameworks or similar stabilizing agents are imperative to give the CD3 region the correct conformation or 3D structure to bind the CDR3 region to its target compound enable.
  • the CDR3 region alone, without conformation stabilizing structures, is capable of binding to a target compound with substantially the same specificity and / or affinity as the heavy chain antibody from which the CDR3 region is derived tie.
  • This discovery allows the provision of binding agents that are even smaller than conventional heavy chain antibodies, but still bind their target compound with the desired specificity and / or affinity.
  • Another essential aspect of the present invention is based on the idea of using a specific affinity tag-based system that makes it possible to purify, precipitate and / or crystallize a protein of interest.
  • This system is based on the use of lysozyme as the affinity ligand and the use of a lysozyme binding affinity tag.
  • the inventors have found that this specific combination of an affinity tag that binds lysozyme and lysozyme as an affinity ligand offers significant advantages in the purification, precipitation, and / or crystallization of a protein of interest.
  • the present invention also relates to a complex having lysozyme as affinity ligands, wherein the lysozyme is bound to a fusion protein having a protein of interest and a lysozyme binding affinity tag.
  • the present invention relates to an expression vector for expression of a fusion protein, wherein the fusion protein comprises a protein of interest and an affinity tag specifically binding lysozyme.
  • a host cell is provided which has a corresponding expression vector.
  • the present invention relates to the use of lysozyme to assist and / or facilitate the crystallization of a fusion protein having a protein of interest and an affinity tag that binds lysozyme.
  • the present invention relates to the use of lysozyme for the purification of a fusion protein comprising a protein of interest and an affinity tag that binds lysozyme.
  • the present invention relates to the use of lysozyme for the precipitation of a fusion protein having a protein of interest and an affinity tag that binds lysozyme.
  • the inventors have discovered that, unlike prior art views, it is possible to use the CDR3 region derived from a heavy chain antibody without its framework regions or other conformation stabilizing structures as a binding agent to bind a target compound.
  • a binding agent that specifically binds a target compound, wherein the binding agent has a CDR3 region derived from a heavy chain antibody, but does not have the corresponding framework regions or other structures containing the Stabilize CDR3 region, and wherein the binding agent binds the target compound across the CDR3 region.
  • the CDR3 region according to the invention is derived from a heavy chain antibody.
  • the CDR3 region is preferably derived from a heavy chain antibody of camelids (such as dromedaries, camels or alpacas), but may also be derived from a heavy chain antibody from other animals that produce corresponding antibodies. such as B. sharks.
  • a CDR3 region is ⁇ "derived ⁇ " from such a heavy chain antibody when the CDR3 region has homology or identity with the corresponding CDR3 region of the reference heavy chain antibody of at least 80%, at least over its entire length 85%, at least 90%, at least 93%, at least 95%, at least 97%, at least 98%, at least 99% or 100%
  • the CDR3 region specific for the target compound can be obtained, for example, from the above-mentioned antibodies by means of which appropriate
  • Heavy chain antibodies to a target compound can be obtained by those skilled in the art, for example, by using immunization methods known in the art.
  • the dromedary, camel or shark may be immunized with the desired target compound as an antigen and the mRNA encoding heavy chain antibodies subsequently isolated.
  • Polymerase chain reaction can be a gene library of single domain antibodies containing several million clones generated. Also screening methods, such as. Phage display and ribosome display, can be used to identify the antigen-binding clones.
  • the present invention further encompasses obtaining suitable CDR3 binding regions from heavy chain antibody libraries by screening methods. If a suitable CDR3 region is identified, it can also be manufactured synthetically thanks to its short length. This represents a significant advantage over prior art binding agents which, because of their size, usually need to be prepared recombinantly.
  • the CDR3 region has a length of 10 to 30, preferably 12 to 25 amino acids.
  • the CDR3 region of such heavy chain antibodies has the unusual ability to form finger-like extensions that can protrude into cavities of antigens, for example, into the groove of the active site of an enzyme.
  • the CDR3 region may form convexities or protrusions that may occupy, for example, the groove of a target compound.
  • the CDR3 region attaches to a groove, pocket or canyon of a target compound.
  • the non-stabilized CDR3 region of the present invention penetrates into the groove, pocket or canyon of the target compound and is thus stabilized by the molecular interactions between the CDR3 region and the lining amino acids of the groove, pocket or canyon.
  • the CDR3 region may mimic the binding of the natural substrate to the pocket, groove or canyon of the target compound to which the CDR3 region binds.
  • the CDR3 region is not limited by intramolecular bonds, e.g. Disulfide bonds, cyclized.
  • the CDR3 region does not contain amino- and / or carboxy-terminal amino acid residues that would allow cyclization and thus stabilization of the CDR3 region.
  • the CDR3 region does not contain cysteine residues.
  • the CDR3 region according to this embodiment has no cysteine residue.
  • a cysteine residue in the CDR3 region increases the risk of nonspecific reactions across the cysteine residue (for example, by forming disulfide bonds). Therefore, it is preferred to remove or replace any cysteine residues present in the CDR3 region used for binding.
  • a cysteine residue present in the CDR3 region may be replaced with other amino acids, e.g. by serine or alanine or other suitable amino acids.
  • an amino acid is selected for substitution, which maintains or even improves the binding ability.
  • the binding agent is the CDR3 region.
  • the scope of the present invention encompasses conjugating the CDR3 region to other compounds and / or structures, for example compounds that extend the half-life of the CDR3 region, such as HSA, HES or PEG, marker compounds or cytotoxic agents. Also, attachment to other protein or peptide compounds is possible, wherein, for example, the CDR3 region is conjugated or fused via a synthetic linker or via a glycine or alanine linker or by other linking agents to form a fusion construct.
  • the conjugation and / or binding may be covalent or noncovalent. However, according to one embodiment, the conjugation does not stabilize the conformation of the CDR3 region used as the binding agent.
  • the binding agent binds via the CDR3 region with the same specificity and / or affinity to its target compound as the heavy chain antibody from which it is derived and which has the corresponding framework regions.
  • the CDR3 region of heavy chain antibodies used to bind the target compound according to the present invention retains its binding specificity despite the fact that the conformation of the CDR3 region does not the framework regions of the heavy chain antibody or other stabilizing structures is stabilized. This has the advantage that the binding agent can be made small and its production is also considerably simplified since it can be produced synthetically and it is not necessary, for example, to cyclize the CDR3 region or to add conformation-stabilizing structures.
  • the binding agent binds lysozyme as the target compound across the CDR3 region.
  • the binding agent may also consist of the CDR3 region.
  • the binding agent comprises a CDR3 region having or consisting of a sequence selected from the group consisting of
  • binding agents which as stated can also consist of one of the above sequences, can advantageously also be used as an affinity tag which has an affinity for lysozyme. This is described in detail below.
  • the present invention provides a pharmaceutical or diagnostic composition comprising a binding agent according to the present invention. Due to the small size of the binding agent, a corresponding pharmaceutical or diagnostic composition has several advantages. First, their easy and safe preparation is advantageous for therapeutic and diagnostic uses. Furthermore, the small size of the binding agent allows for example Penetration of barriers in the body, such as the blood-brain barrier, which can not be penetrated by larger molecules, such as antibodies.
  • the binding agent according to the present invention can be used analogously to conventional antibodies and binding agents in therapy and diagnosis. For example, the binding agent can be used to detect a target compound so as to enable diagnosis based on the presence or absence of the target compound.
  • the binding agent according to the present invention can be advantageously used as an affinity tag that allows easy isolation of a protein of interest when the affinity tag is fused to the protein of interest.
  • a recombinant fusion can be achieved, for example, by expressing the protein of interest and the affinity tag as a fusion construct.
  • the present invention provides a fusion protein having a protein of interest and an affinity tag, wherein the affinity tag has or consists of a CDR3 region derived from a heavy chain antibody however, contains no framework regions for stabilizing the CDR3 region.
  • the CDR3 region also has no other stabilizing structures.
  • the CDR3 regions derived from corresponding heavy chain antibodies have several advantages that make them particularly suitable for use as an affinity tag.
  • the affinity ligand therefore preferably has a corresponding groove, pocket or canyon and is most preferably an enzyme such as lysozyme. This preferred embodiment will be described in more detail below.
  • the affinity tag is preferably unrelated to the protein of interest and therefore, of course, is not expressed as a corresponding fusion protein.
  • the recombinant fusion protein can then be isolated via the affinity tag CDR3 region, which specifically binds to the corresponding affinity ligand.
  • the affinity ligand may be immobilized on a solid support such as a column, or it may be added directly in free form to a fusion protein-containing mixture to precipitate the fusion protein, as described below for the preferred example of lysozyme as the affinity ligand.
  • the present invention relates to a novel affinity tag / affinity ligand system based on the use of lysozyme as an affinity ligand and a lysozyme-specific affinity tag.
  • This novel affinity tag / affinity ligand system based on the use of lysozyme as the affinity ligand, has several advantages and wide applications in the fields of protein purification, protein precipitation and / or protein crystallization.
  • a fusion protein comprising a protein of interest and an affinity tag capable of binding lysozyme.
  • a fusion protein which can be produced, for example, recombinantly, can easily be produced by the
  • Methods according to the present invention are purified using lysozyme as the affinity ligand.
  • the lysozyme-binding affinity tag is not naturally associated with the protein of interest, but the fusion construct is generated, for example, by recombinant DNA technology.
  • the fusion protein according to this aspect of the present invention has a specific affinity tag that binds to lysozyme, thereby allowing specific, affinity-based isolation of the fusion protein.
  • the lysozyme-binding affinity tag is located at either the N-terminus or the C-terminus of the fusion protein.
  • the affinity tag is according to the present invention
  • the location of the affinity tag may depend on the fusion protein to be expressed and its intended use.
  • One of the advantages of using an N-terminal affinity tag is that the yield of the expressed fusion protein is increased, providing a reliable context for efficient translation.
  • affinity tags do not always result in the purification of full-length proteins because defective translation products that do not contain the protein of interest in full length are also scavenged due to the N-terminal affinity tag. Therefore, for most applications, a C-terminus affinity tag will be advantageous because purification of the full-length fusion protein is enhanced compared to N-terminal affinity tag fusions.
  • the affinity tag binds to the active site of lysozyme. The inventors have found that it is advantageous if the affinity tag binds to the active site of lysozyme, as this gives high specificity to the affinity ligand lysozyme.
  • the binding of the affinity tag to the active site of lysozyme allows the use of mild elution conditions in the purification of the fusion protein, for example when using sugars bound by lysozyme.
  • Corresponding sugars can displace the fusion protein or the affinity tag from the active center of the lysozyme and thereby release it from the complex.
  • the fusion protein can be separated from the affinity ligand lysozyme as described below in connection with the purification process according to the present invention. This promotes elution.
  • the affinity tag comprises or consists of an immunoglobulin molecule or a functional fragment thereof that binds lysozyme.
  • the immunoglobulin molecule may be an antibody.
  • antibody refers to a protein having at least two heavy chains and two light chains linked by disulfide bonds
  • antibody includes naturally occurring antibodies as well as all recombinant forms of antibodies, for example, non-glycosylated antibodies expressed in prokaryotes Antibodies, humanized antibodies and chimeric antibodies.
  • Each heavy chain consists of a heavy chain variable range (VH) and a heavy chain constant range (CH).
  • Each light chain consists of a light chain variable range (VL) and a light chain constant range (CL).
  • the heavy chain constant range comprises three or, in the case of antibodies of the IgM or IgE type, four
  • Heavy chain constant domains (CH1, CH2, CH3 and CH4), wherein the first constant domain CH1 is adjacent to the variable region and may be linked by a hinge region to the second constant domain CH2.
  • the light chain constant range consists only of a constant domain.
  • the variable regions may also be divided into regions of hypervariability called complementarity determining regions (CDRs) with intermediate, more conserved regions called framework regions (FR), each variable region having three CDRs and four FRs.
  • CDRs complementarity determining regions
  • FR framework regions
  • the variable regions of the heavy and light chains contain a binding domain that interacts with an antigen.
  • the constant regions of the antibodies can mediate the binding of the immunoglobulin to host tissues or factors, including various cells of the immune system (e.g. effector cells) and the first component (C1 q) of the classical complement system.
  • immunoglobulin molecule or a functional fragment thereof includes, but is not limited to, a protein or glycoprotein derived from a
  • Antibody is derived and capable of the same antigen, in particular the same Epitope how to bind the antibody.
  • a fragment or derivative of an antibody as used herein generally refers to a functional fragment or derivative capable of binding to the antigen.
  • the fragment or derivative of an antibody has a heavy chain variable region. It has been demonstrated that the antigen-binding function of an antibody can also be exercised by fragments of a full-length antibody or derivatives thereof.
  • the affinity tag is derived from a heavy chain antibody.
  • Heavy chain antibodies are well known in the art and can be obtained from camelids, for example, as described in detail above.
  • the use of appropriate heavy chain antibodies has the advantage that they preferentially bind to the active site of the enzyme against which they were produced. Therefore, appropriate heavy chain antibodies are particularly suitable as an affinity tag for binding to the active site of lysozyme.
  • Antibodies or functional, i. Lysozyme-binding fragments have the advantage that these affinity tags are comparatively small, which is an advantage for an affinity tag, since the producing host cell need only use little capacity for the production of the affinity tag and thus the expression of the protein of interest with high yield is ensured.
  • the isolated CDR3 region of corresponding heavy chain antibodies has several advantages that make it suitable for use as an affinity tag. It is small and, surprisingly, does not have to be stabilized by framework regions or other structures in order to be able to bind a target compound and thus an affinity ligand with high specificity. Thus, such a CDR3 region can easily be expressed as a fusion protein together with the protein of interest and serve as an affinity tag.
  • the CDR3 region which exerts the binding function on the affinity ligands preferably has a length of 10 to 30, preferably 12 to 25 amino acids.
  • the CDR3 region forms at least one finger-like spur or protrusion which can protrude into the lumen, groove or pocket of the affinity ligand lysozyme.
  • the CDR3 region attaches to a groove, pocket or canyon of a lysozyme used as the affinity ligand. The binding is achieved by, for example, penetrating the CDR3 region into the groove, pocket or canyon of lysozyme and being stabilized by molecular interactions between the CDR3 region and the amino acids lining the groove, pocket or canyon.
  • the affinity tag has a sequence selected from the group consisting of
  • Lysozyme and are thus suitable for use as an affinity tag.
  • SEQ ID NO: 5 a cysteine was changed to a serum as compared with SEQ ID NO: 4.
  • the fusion protein according to the present invention has a proteolytic cleavage site.
  • the proteolytic interface separates the
  • the proteolytic cleavage site is a peptide sequence that typically has about 5-30 amino acids and is a recognition motif that is an interface contains.
  • a proteolytic cleavage site is used which is not recognized by any protease of the host cell in which the fusion protein is expressed by means of an expression vector. This to ensure that the fusion protein is expressed with the affinity tag so as to allow for isolation of the fusion protein and not previously cleaved by the proteases of the host cell.
  • the present invention relates to an expression vector for expressing a fusion protein having a protein of interest and a lysozyme-binding affinity tag.
  • the affinity tag may have a CDR3 region or consist of a CDR3 region derived from a heavy chain antibody, but not linked to the corresponding framework regions to stabilize the CDR3 region ,
  • the affinity tag can bind lysozyme.
  • the expression vector allows the expression of a fusion protein comprising a protein of interest and a lysozyme binding affinity tag according to the present invention.
  • Signal sequence is usually cleaved, so that then the fusion protein is secreted.
  • suitable secretory signal sequences are known in the art which allow secretion from eukaryotic or prokaryotic cells. Suitable secretory signal sequences are described, for example, in WO 2008/000445, the disclosure of which is incorporated herein by reference.
  • Suitable promoters which allow the expression of fusion proteins in prokaryotic and / or eukaryotic cells are well known to those skilled in the art and therefore need not be further described.
  • Suitable promoters include, for example, the CMV promoter, the SV40 promoter, the lacZ promoter, the ubiquitin promoter, regulatable promoters or constitutive promoters, and the like.
  • enhancer sequences for upregulating the expression of a fusion protein are known in the art. Enhancer sequences can be obtained from any eukaryotic or prokaryotic host, preferably in conjunction with the corresponding promoter that is used.
  • Enhancer elements may include CMV enhancers or one or more glucose-dependent elements and the like. Corresponding enhancer elements are well known in the art, as well as promoter / enhancer combinations, which may also be used in accordance with the teachings of the present invention.
  • the above-described expression vector may contain further transcriptional and / or translational signals, which are preferably recognized by the corresponding host, such as e.g. B. transcriptional regulatory signals and translation initiation signals.
  • Transcriptional and / or translational signals may be derived from any eukaryotic, prokaryotic, viral, bacterial, fungal or plant origin, preferably from human hosts or animal hosts, for example, mammalian hosts, preferably in conjunction with the corresponding promoters used.
  • a wide variety of transcriptional and translational regulatory sequences may be employed.
  • the host cell recognizes the transcriptional regulatory signals and translation initiation signals contained in the expression vector according to the present invention
  • the naturally occurring 5 'regions adjacent to components of the fusion protein may also be retained in the expression vector and for translation regulation according to the present invention Invention can be used.
  • other regulatory signals may also be used.
  • the design of corresponding expression vectors is known to the person skilled in the art.
  • the expression vector according to the present invention may include an origin of replication.
  • Suitable origins of replication include, but are not limited to, ColE1, pSC101, SV40, ori-pMP1, and M13 origins of replication.
  • the origin of replication should be active in either prokaryotic or eukaryotic host cells or both.
  • Suitable host cells include, for example, prokaryotic and eukaryotic host cells, for example, bacterial, fungal, plant, human and animal host cells.
  • Preferred prokaryotic host cells may be derived, for example, from bacteria, such as e.g. From Escherichia coli, B.subtilis, Salmonella, Pneumococcus and so on, or from algae, fungi and so on.
  • eukaryotic host cells can be used, such.
  • animal cells or human cells such as rodent cells such.
  • B. CHO cells Cells from eukaryotic organisms are particularly preferred when post-translational modifications, for example specific glycosylations, of the protein of interest are required.
  • the host cell may also be derived from yeast. Suitable host cells are also known to the person skilled in the art.
  • the eukaryotic expression vector according to the present invention may comprise one or more selectable marker genes.
  • Suitable selection markers are well known in the art and may, for example, be selected from the group of eukaryotic or prokaryotic selection markers.
  • the selection markers may confer resistance to antibiotics such as ampicillin, hygromycin, kanamycin, neomycin or the like.
  • Other selection markers include, but are not limited to, for example, DHFR, GS, and the like.
  • a host cell which has an expression vector according to the invention. This has been described in detail above and reference is made to the corresponding disclosure.
  • a method for purifying a fusion protein comprising a protein of interest and a binding agent according to the present invention as an affinity tag, wherein an affinity ligand capable of binding the affinity tag of the fusion protein is used to purify the fusion protein.
  • the fusion protein and in particular the affinity tag containing it, preferably have the features described above. Reference is made to the above disclosure.
  • the binding agent used as an affinity tag has a CDR3 region derived from a heavy chain antibody, but contains no framework regions, and preferably no other structures for stabilizing the CDR3 region. In one embodiment, it is used as an affinity tag
  • fusion protein comprises a protein of interest and an affinity tag that binds lysozyme.
  • the fusion protein and in particular the affinity tag preferably have those described above
  • lysozyme is used as the affinity ligand to specifically bind the affinity tag of the fusion protein.
  • the affinity ligand lysozyme is bound by the affinity tag of the fusion protein, creating a complex is formed, which has the fusion protein and lysozyme.
  • the complex can be separated from the remaining sample.
  • lysozyme is added to a sample comprising the fusion protein.
  • the sample may be, for example, a lysate, preferably a clarified lysate, or a culture medium comprising the fusion protein.
  • the addition of lysozyme to the sample results in the fusion protein being precipitated in the form of a complex comprising the fusion protein and lysozyme. Accordingly, lysozyme is used in an amount or concentration so that precipitation of the complexes occurs. This probably leads to a conformational change, which favors the precipitation.
  • This embodiment in which the lysozyme is added to the sample in free form, has the advantage that the fusion protein can be purified without the use of a solid matrix often used in conventional affinity chromatography based on the use of affinity ligands , Therefore, this embodiment of the purification method of the present invention, which does not use a solid support for purification, allows the cost-conscious purification of a protein of interest by utilizing the fact that lysozyme can precipitate a fusion protein, provided that the fusion protein has an affinity tag, in particular a CDR3 region of one Heavy-chain antibody that binds lysozyme.
  • the lysozyme used as the affinity ligand is immobilized to a solid support.
  • a complex is formed on the carrier.
  • a corresponding purification method can be carried out according to the well-known principle of affinity systems (such as His-tag based systems) in which the target is bound by means of affinity ligands immobilized on columns. Lysozyme can be bound directly or, for example, via a linker molecule to the solid support. Suitable solid supports that can be used in a corresponding affinity chromatography purification process, such as columns or particles, are known in the art and therefore need no further description. The remaining sample can then be separated from the complex formed.
  • the complex may optionally be washed prior to separation of the fusion protein from the affinity ligand lysozyme.
  • the fusion protein is separated from the lysozyme and thus released from the complex.
  • the release also referred to herein as "elution,” is achieved through the use of an elution solution, which can be achieved in a variety of ways, for example, sugars, peptides, free-lysozyme-binding affinity tags, and other agents can be used which have an affinity for the binding site of lysozyme and therefore can displace the fusion protein bound via the affinity tag from the complex
  • an elution solution containing at least one sugar is used This embodiment is particularly useful when using an affinity tag that binds to the active site of lysozyme
  • such an affinity tag is a CDR3 region that is derived from a lysozyme As described
  • a complex comprising lysozyme and a fusion protein having a protein of interest and a lysozyme binding affinity tag.
  • An appropriate complex can, for example, in an advantageous manner to
  • Crystallization of the contained fusion protein can be used to allow the analysis of the protein of interest.
  • Lysozyme is a protein that can be easily crystallized, and has been found to be useful in promoting the crystallization of a fusion protein that has a protein of interest and a lysozyme-binding affinity tag.
  • Proteins of interest that are otherwise difficult or impossible to crystallize.
  • the complex according to the present invention can therefore also be used for this purpose.
  • the above-described use of a lysozyme-binding CDR3 region of a heavy chain antibody as an affinity tag is a preferred embodiment which has the advantage that the affinity tag is very small, thereby lowering the risk is that the three-dimensional structure of the protein of interest is changed. Suitable lysozyme binding sequences have been described above.
  • Another aspect of the present invention relates to the use of lysozyme to purify a fusion protein having a protein of interest and a lysozyme binding affinity tag.
  • the details of the corresponding cleaning method are described above and reference is made to the above disclosure.
  • the present invention relates to the use of lysozyme for the precipitation of a fusion protein having a protein of interest and an affinity tag that binds lysozyme.
  • binding of the lysozyme-binding affinity tagged fusion protein to lysozyme results in conformational changes that result in reduced solubility of the lysozyme-fusion protein complex such that the complex then precipitates.
  • the precipitation is fast and comprehensive.
  • the reduced solubility of the protein complex can be easily utilized to remove the complex from the remainder of the sample by various means, such as. As centrifugation, sedimentation u.ä. separate. As described above, appropriate precipitation-based purification is very cost effective and time-saving, and allows purification of the fusion protein without the need for affinity-based column chromatography.
  • an appropriate precipitation method for the detection of a protein for example, in an assay of advantage.
  • an appropriate precipitation can be used, for example, to increase the local concentration of the protein to be detected and thereby the sensitivity of the assay. It can also be used to quantify a protein of interest by adding a second enzymatic or biochemical reaction to the precipitation process described above. Corresponding methods can also be used for diagnostic purposes.
  • diagnostic assays include, for example, the determination of the concentration of a protein or compound of interest in clinical samples, such as enzymes indicative of certain types of disease, inflammatory or marker proteins from pathogens, such as z. As viruses, which are usually present in low concentrations.
  • the fusion protein preferably has one or more of the features explained above. Reference is made to the corresponding disclosure.
  • the protein of interest can be of any kind.
  • the term "protein” refers to a molecule comprising a polymer of amino acids linked together by peptide bonds
  • the term “protein” encompasses polypeptides of any length (e.g., greater than 50 amino acids) and peptides (eg, 2-49 amino acids).
  • the term includes polypeptides and / or peptides having any activity or bioactivity including, for example, bioactive polypeptides, such as e.g.
  • Enzymatic proteins or peptides e.g., proteases, kinases, phosphatases
  • receptor proteins or peptides e.g., receptor proteins or peptides
  • transporter proteins or peptides e.g., transporter proteins or peptides
  • bactericidal and / or endotoxin binding proteins structural proteins or peptides
  • immune polypeptides toxins, antibiotics, hormones, growth factors, vaccines and the same.
  • the polypeptide may be selected from the group consisting of peptide hormones, interleukins, tissue plasminogen activators, cytokines, immunoglobulins, in particular antibodies or antibody fragments or variants thereof.
  • the immunoglobulin can be of any isotype. Very often, IgG molecules (eg IgG1) are produced or needed as therapeutic proteins.
  • An antibody fragment is any fragment of an antibody that has at least 20 amino acids of total antibody, preferably at least 100 amino acids, and that has the ability to bind an antigen.
  • the antibody fragment may, for example, include the binding region of an antibody, such as. B. a Fab fragment, an F (ab) 2 fragment, multiple bodies comprising multiple binding domains, such as. As diabodies, triabodies or tetrabodies, single domain antibodies or Affibodies.
  • An antibody variant is, for example, a derivative of an antibody or antibody fragment having the same binding function but, for example, an altered amino acid sequence.
  • the antibody and / or antibody fragment may comprise a murine light chain, a human light chain, a humanized light chain, a human heavy chain and / or a murine heavy chain, as well as active fragments or derivatives thereof.
  • it may be, for example, murine, human, chimeric or humanized.
  • the protein of interest is not initially associated with the affinity tag used in the fusion protein and is preferably not a heavy chain antibody or fragment thereof when a CDR3 region derived from a heavy chain antibody is used as the affinity tag ,
  • the affinity of the lysozyme-binding peptides provided by the present invention which can be used as an affinity tag was examined.
  • the amino acid sequence of the affinity tags P2-P6 corresponds to the sequences shown as SEQ ID NO: 2-6 and is derived from a CDR3 region of a heavy chain antibody.
  • Affinity tags P2 through P6 were N-terminally fused to GFP as a model protein of interest to produce a fusion protein having GFP (protein of interest) and a lysozyme binding affinity tag (P2 to P6).
  • the GFP protein additionally had a His tag at the C-terminus.
  • the affinity of the obtained GFP fusion proteins for lysozyme was determined. The results of the measurements are shown in the table below:
  • Example 2 shows that the lysozyme-binding affinity tag according to the present invention
  • the Invention can be used for precipitation and thus for the purification of a fusion protein having a protein of interest and the affinity tag.
  • the fusion protein P5-GFP has a lysozyme-specific affinity tag at the N-terminus.
  • affinity tag P5 see SEQ ID NO: 5
  • a cysteine was replaced with a serine as compared with the affinity tag P4 (see SEQ ID NO: 4).
  • P5-GFP additionally had a C-terminal His tag and was expressed in E. coli. Subsequently, lysozyme was used to precipitate the P5-GFP fusion protein. Two samples were tested. One sample had the clarified bacterial lysate (Sample 1), while the other sample contained P5-GFP pre-cleaned and concentrated using Ni-NTA Superflow Resin (Qiagen) according to the manufacturer's instructions (Sample 2). Subsequently, the mixture was centrifuged. As shown in Figure 1, lysozyme precipitates the P5-GFP fusion protein.
  • lysozyme affinity tag lyso tag
  • the addition of lysozyme resulted in increased turbidity of the P5-GFP sample, which was not observed in the GFP-His and GFP-Strep samples.
  • interferon-alpha was used as the protein of interest N-terminally provided with the lysozyme-binding affinity tag P5 (see SEQ ID NO: 5). This yielded a fusion protein comprising interferon alpha (protein of interest) and a lysozyme binding affinity tag (P5). Addition of lysozyme resulted in immediate precipitation of the lysozyme-binding affinity tag-bearing fusion protein. The precipitation of the complex was assisted by centrifugation to produce a type of pellet containing the complexes formed. The results of
  • the sample containing lysozyme and the tagged fusion protein was loaded onto the gel.
  • the sample comprises lysozyme and the affinity tagged one
  • the supernatant was applied in the third lane next to the marker (the second lane is free). As can be seen, the supernatant comprises excess lysozyme and only small residual amounts of the fusion protein. This shows that the addition of lysozyme effectively precipitated nearly all of the fusion protein containing interferon-alpha. Next, various concentrations of the pellet were applied to the gel. As can be seen, the precipitated pellet comprises the interferon-alpha-containing fusion protein and lysozyme.

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Abstract

The invention relates to, inter alia, a fusion protein comprising a protein of interest and an affinity tag which binds lysozyme. Lysozyme can be used to purify, precipitate, or support the crystallization of such a fusion protein. The invention further relates to a binding agent which specifically binds a target compound. The binding agent has a CDR3 region which is derived from a single-domain antibody but which does not have framework regions or other elements for stabilizing the CDR3 region, and the binding agent binds the target compound via the CDR3 region.

Description

„Fusionsprotein und Aufreinigungsverfahren"  "Fusion protein and purification process"
GEBIET DER ERFINDUNG FIELD OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft neue Bindungsagenzien, die eine Zielverbindung binden können. Die Bindungsagenzien sind insbesondere für die Therapie und als Nachweisagenzien zwecks Nachweis einer Zielverbindung verwendbar, beispielsweise in Assays für diagnostische Zwecke. Die Bindungsagenzien können zudem als Affinitäts-Tag verwendet werden. The present invention relates to novel binding agents capable of binding a target compound. The binding agents are particularly useful for therapy and as detection reagents for the detection of a target compound, for example in assays for diagnostic purposes. The binding agents can also be used as an affinity tag.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Capture-System, umfassend ein Affinitäts-Tag und einen Affinitätsliganden, das zur Aufreinigung eines Proteins von Interesse verwendbar ist. Ferner werden spezifische Verwendungen des entsprechenden Systems beschrieben, insbesondere zur Kristallisation oder Aufreinigung eines Proteins von Interesse. Further, the present invention relates to a capture system comprising an affinity tag and an affinity ligand useful for purifying a protein of interest. Furthermore, specific uses of the corresponding system are described, in particular for the crystallization or purification of a protein of interest.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG BACKGROUND OF THE INVENTION
Im Stand der Technik besteht anhaltender Bedarf an der Bereitstellung neuer Bindungsagenzien die eine Bindungsaffinität für eine Zielverbindung aufweisen. Insbesondere besteht Bedarf an kleinen bindenden Verbindungen, die auf einfache Weise synthetisch und/oder rekombinant hergestellt werden können und die trotz ihrer kleinen Größe spezifisch an eine Zielverbindung binden können. Entsprechende kleine bindende Moleküle bieten auch den Vorteil, dass sie fähig sein könnten, Barrieren im Körper zu durchdringen, wie z. B. die Blut-Hirn-Schranke, die von herkömmlichen Bindungsagenzien (beispielsweise Antikörpern) aufgrund ihrer Größe nicht durchdrungen werden können. Entsprechende kleine Bindungsagenzien würden auf therapeutischen und diagnostischen Gebieten daher erhebliche Vorteile aufweisen. Somit ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung von Verbindungen, die spezifisch an eine Zielverbindung binden können, die aber kleiner sind als beispielsweise Antikörper oder gewöhnlich verwendete Antikörperfragmente. Die rekombinante-DNA-Technologie ermöglicht die Herstellung gewünschter Proteine von Interesse in Wirtszellen. Derartige durch Wirtszellen hergestellte Polypeptide werden typischerweise vor ihrer Verwendung von den Proteinen der Wirtszelle abgetrennt, um sie in reiner Form zu erhalten. Auf Affinitätschromatographie basierte Verfahren sind oftmals für die Proteinaufreinigung bevorzugt. Affinitätschromotographie kann dazu verwendet werden, um Proteine mit hoher Ausbeute aus komplexen Gemischen zu reinigen. Die Affinitätschromatographie basiert auf der Fähigkeit von Proteinen, nichtkovalent aber dennoch spezifisch zu binden, beispielsweise an einen auf einem Träger immobilisierten Liganden für das gewünschte Protein, beispielsweise an einen Antikörper, der das aufzureinigende Protein bindet. Wenn das Protein von Interesse Affinität für ein Metallion aufweist, kann die Isolierung unter Verwendung von Metallaffinitätschromatographie durchgeführt werden, wie es beispielsweise bei IMAC-Verfahren der Fall ist. There is a continuing need in the art for the provision of novel binding agents which have binding affinity for a target compound. In particular, there is a need for small binding compounds which can be prepared synthetically and / or recombinantly in a simple manner and which, despite their small size, can specifically bind to a target compound. Corresponding small binding molecules also offer the advantage that they may be able to penetrate barriers in the body, such as. As the blood-brain barrier, which can not be penetrated by conventional binding agents (for example, antibodies) due to their size. Corresponding small binding agents would therefore have considerable advantages in therapeutic and diagnostic fields. Thus, it is an object of the present invention to provide compounds which are capable of specifically binding to a target compound but which are smaller than, for example, antibodies or commonly used antibody fragments. Recombinant DNA technology enables the production of desired proteins of interest in host cells. Such polypeptides produced by host cells are typically separated from the proteins of the host cell prior to use to obtain them in pure form. Affinity chromatography based methods are often preferred for protein purification. Affinity chromatography can be used to purify high-yield proteins from complex mixtures. Affinity chromatography is based on the ability of proteins to bind noncovalently but nevertheless specifically, for example to a ligand immobilized on a support for the desired protein, for example to an antibody which binds the protein to be purified. If the protein of interest has affinity for a metal ion, isolation can be accomplished using metal affinity chromatography, as is the case with IMAC methods, for example.
Ferner wird ein Protein von Interesse oft durch Expression des Proteins von Interesse als Fusionsprotein gereinigt, wobei das Fusionsprotein das Protein von Interesse und ein oder mehrere Affinitäts-Tags aufweist. Das Affinitäts-Tag ermöglicht die Reinigung des Proteins von Interesse nach generalisierten Protokollen im Gegensatz zu den hochspezifischen Verfahren, die mit herkömmlicher Chromatographie verbunden sind. Diese Tags bieten die großen Vorteile bspw. herkömmlicher Metallaffinitäts-Tags (beispielsweise bei Verwendung eines poly-His-Tags), nämlich die Eignung zur kostengünstigen Reinigung im großen Maßstab sowie eine mögliche Reinigung unter denaturierenden Bedingungen und so weiter.Furthermore, a protein of interest is often purified by expressing the protein of interest as a fusion protein, wherein the fusion protein comprises the protein of interest and one or more affinity tags. The affinity tag allows for the purification of the protein of interest according to generalized protocols as opposed to the highly specific procedures associated with conventional chromatography. These tags offer the great advantages of, for example, conventional metal affinity tags (for example, when using a poly-His tag), namely, the ability to inexpensively large scale purification, as well as possible cleaning under denaturing conditions, and so on.
Im Stand der Technik sind mehrere derartiger Reinigungs-Tags bekannt, beispielsweise poly-His-Tag, Streptavidin-Tag, SBP-Tag, GST-Tag und ähnliche Reinigungs-Tags, die die Isolierung verschiedener Proteine über das gleiche Affinitäts-Tag ermöglichen. Trotz der zahlreichen Affinitäts-Tags, die bereits erhältlich sind, besteht im Stand der Technik weiterhin Bedarf an verbesserten Reinigungsverfahren, insbesondere an Verfahren, die das Reinigen des Proteins von Interesse unter Verwendung eines Affinitätsliganden erlauben, der entweder an einen festen Träger gebunden sein kann oder der die Aufreinigung des Proteins von Interesse ohne die Verwendung eines festen Trägers erlaubt. Several such cleaning tags are known in the art, such as poly His tag, streptavidin tag, SBP tag, GST tag, and similar purification tags that allow the isolation of various proteins over the same affinity tag. Despite the numerous affinity tags that are already available, there remains a need in the art for improved purification methods, particularly methods that permit purification of the protein of interest using an affinity ligand that can either be attached to a solid support or which allows purification of the protein of interest without the use of a solid support.
Somit ist ferner eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines Verfahrens zur Aufreinigung eines Proteins von Interesse. Thus, it is further an object of the present invention to provide a method for purifying a protein of interest.
Ferner ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung von Mitteln zur Unterstützung der Kristallisation eines Proteins von Interesse. ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG Further, an object of the present invention is to provide means for assisting the crystallization of a protein of interest. SUMMARY OF THE INVENTION
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung basiert auf der überraschenden Entdeckung, dass der isolierte CDR3-Bereich von Schwere-Ketten-Antikörpern (heavy chain antibodies), insbesondere der von Cameliden-Antikörpern abgeleiteten CDR3-Bereich (auch CDR3- Region genannt), als Bindungsagens zur Bindung einer Zielverbindung verwendet werden kann, sogar wenn die stabilisierenden Gerüstbereiche des Schwere-Ketten-Antikörpers (und/oder andere gewöhnlich verwendete stabilisierende Strukturen) entfernt sind bzw. nicht verwendet werden. Diese Entdeckung ist sehr überraschend, da bisher angenommen wurde, dass die stabilisierenden Gerüstbereiche oder ähnliche stabilisierende Mittel zwingend erforderlich sind, um dem CD3-Bereich die korrekte Konformation bzw. 3D-Struktur zu verleihen, um die Bindung des CDR3-Bereichs an seine Zielverbindung zu ermöglichen. Nun wurde aber gefunden, dass der CDR3-Bereich allein - ohne konformationsstabilisierende Strukturen - fähig ist, mit im Wesentlichen der gleichen Spezifität und/oder Affinität wie der Schwere-Ketten-Antikörper, von dem der CDR3-Bereich abgeleitet ist, an eine Zielverbindung zu binden. Diese Entdeckung ermöglicht die Bereitstellung von Bindungsagenzien, die sogar kleiner sind als herkömmliche Schwere-Ketten-Antikörper, die aber ihre Zielverbindung immer noch mit der gewünschten Spezifität und/oder Affinität binden. One aspect of the present invention is based on the surprising discovery that the isolated CDR3 region of heavy chain antibodies, in particular the CDR3 region derived from camelid antibodies (also called the CDR3 region), binds as a binding agent Binding of a target compound can be used even if the stabilizing frameworks of the heavy chain antibody (and / or other commonly used stabilizing structures) are removed or not used. This finding is very surprising since it has been previously believed that the stabilizing frameworks or similar stabilizing agents are imperative to give the CD3 region the correct conformation or 3D structure to bind the CDR3 region to its target compound enable. However, it has now been found that the CDR3 region alone, without conformation stabilizing structures, is capable of binding to a target compound with substantially the same specificity and / or affinity as the heavy chain antibody from which the CDR3 region is derived tie. This discovery allows the provision of binding agents that are even smaller than conventional heavy chain antibodies, but still bind their target compound with the desired specificity and / or affinity.
Gemäß einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung daher ein Bindungsagens bereit, das eine Zielverbindung spezifisch bindet, wobei das Bindungsagens einen CDR3-Bereich aufweist, der von einem Schwere-Ketten-Antikörper abgeleitet ist, aber keine Gerüstbereiche zur Stabilisierung des CDR3-Bereichs oder andere stabilisierende Strukturen zur Stabilisierung des CDR3-Bereichs aufweist und wobei das Bindungsagens dieThus, in one aspect, the present invention provides a binding agent that specifically binds to a target compound, wherein the binding agent has a CDR3 region derived from a heavy chain antibody, but no framework regions for stabilizing the CDR3 region or other stabilizing Having structures for stabilizing the CDR3 region and wherein the binding agent is the
Zielverbindung über den CDR3-Bereich bindet. Ferner wird eine pharmazeutische Zusammensetzung bereitgestellt, die ein entsprechendes Bindungsagens aufweist. Target compound binds across the CDR3 region. Further provided is a pharmaceutical composition having a corresponding binding agent.
Ein weiterer wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung basiert auf dem Gedanken, ein spezifisches Affinitäts-Tag basiertes System zu verwenden, das es ermöglicht, ein Protein von Interesse zu reinigen, zu präzipitieren und/oder zu kristallisieren. Dieses System basiert auf der Verwendung von Lysozym als Affinitätsligand und der Verwendung eines Lysozym bindenden Affinitäts-Tags. Die Erfinder haben herausgefunden, dass diese spezifische Kombination eines Affinitäts-Tags, das Lysozym bindet, und Lysozym als Affinitätsligand erhebliche Vorteile bei der Reinigung, Präzipitation und/oder Kristallisation eines Proteins von Interesse bietet. Another essential aspect of the present invention is based on the idea of using a specific affinity tag-based system that makes it possible to purify, precipitate and / or crystallize a protein of interest. This system is based on the use of lysozyme as the affinity ligand and the use of a lysozyme binding affinity tag. The inventors have found that this specific combination of an affinity tag that binds lysozyme and lysozyme as an affinity ligand offers significant advantages in the purification, precipitation, and / or crystallization of a protein of interest.
Ferner wird ein Fusionsprotein bereitgestellt, das ein Protein von Interesse und ein Affinitäts- Tag, das spezifisch Lysozym bindet, aufweist. Vorzugsweise wird das Fusionsprotein rekombinant hergestellt. Ferner wird ein Verfahren zur Aufreinigung eines Fusionsproteins bereitgestellt, das ein Protein von Interesse und ein Affinitäts-Tag, das spezifisch Lysozym bindet, aufweist, wobei das Verfahren einen Schritt aufweist, bei dem Lysozym als Affinitätsligand eingesetzt wird, der an das Affinitäts-Tag des Fusionsproteins bindet. Dadurch wird ein Komplex gebildet, der Lysozym und das aus der Probe zu reinigende Fusionsprotein aufweist. Der Komplex kann dann von der restlichen Probe abgetrennt und das Fusionsprotein aus dem Komplex freigesetzt werden. Lysozym kann in freier Form zu der das Fusionsprotein aufweisenden Probe gegeben werden, oder aber an einen Träger, wie bspw. einer Säule, immobilisiert vorliegen. Further provided is a fusion protein comprising a protein of interest and an affinity tag that specifically binds lysozyme. Preferably, the fusion protein is produced recombinantly. Further provided is a method for purifying a fusion protein comprising a protein of interest and an affinity tag specifically binding lysozyme, the method comprising a step of employing lysozyme as the affinity ligand attached to the affinity tag of the protein Fusion protein binds. This forms a complex comprising lysozyme and the fusion protein to be purified from the sample. The complex can then be separated from the remainder of the sample and the fusion protein released from the complex. Lysozyme may be added in free form to the sample containing the fusion protein, or immobilized on a support, such as a column.
Somit betrifft die vorliegende Erfindung auch einen Komplex, der Lysozym als Affinitätsliganden aufweist, wobei das Lysozym an ein Fusionsprotein gebunden ist, welches ein Protein von Interesse und ein Lysozym bindendes Affinitäts-Tag aufweist. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung einen Expressionsvektor zur Expression eines Fusionsproteins, wobei das Fusionsprotein ein Protein von Interesse und ein Affinitäts-Tag, das spezifisch Lysozym bindet, aufweist. Ferner wird eine Wirtszelle bereitgestellt, die einen entsprechenden Expressionsvektor aufweist. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung von Lysozym zwecks Unterstützung und/oder Ermöglichen der Kristallisation eines Fusionsproteins, das ein Protein von Interesse und ein Affinitäts-Tag, das Lysozym bindet, aufweist. Thus, the present invention also relates to a complex having lysozyme as affinity ligands, wherein the lysozyme is bound to a fusion protein having a protein of interest and a lysozyme binding affinity tag. Further, the present invention relates to an expression vector for expression of a fusion protein, wherein the fusion protein comprises a protein of interest and an affinity tag specifically binding lysozyme. Furthermore, a host cell is provided which has a corresponding expression vector. Further, the present invention relates to the use of lysozyme to assist and / or facilitate the crystallization of a fusion protein having a protein of interest and an affinity tag that binds lysozyme.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung von Lysozym zur Aufreinigung eines Fusionsproteins, das ein Protein von Interesse und ein Affinitäts-Tag, das Lysozym bindet, aufweist. Further, the present invention relates to the use of lysozyme for the purification of a fusion protein comprising a protein of interest and an affinity tag that binds lysozyme.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung von Lysozym zur Präzipitation eines Fusionsproteins, das ein Protein von Interesse und ein Affinitäts-Tag, das Lysozym bindet, aufweist. Further, the present invention relates to the use of lysozyme for the precipitation of a fusion protein having a protein of interest and an affinity tag that binds lysozyme.
Weitere Aufgaben, Merkmale, Vorteile und Erscheinungsformen der vorliegenden Anmeldung werden dem Fachmann aus der folgenden Beschreibung und den anhängenden Ansprüchen ersichtlich werden. Es ist jedoch zu beachten, dass die folgende Beschreibung, die anhängenden Ansprüche und die spezifischen Beispiele, wenn sie bevorzugte Ausführungsformen der Anmeldung angeben, nur zur Veranschaulichung gegeben werden. Dem Fachmann werden nach dem Lesen des Folgenden verschiedene Veränderungen und Modifikationen im Umfang und Geist der offenbarten Erfindung nahe liegen. AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG Other objects, features, advantages and aspects of the present application will become apparent to those skilled in the art from the following description and the appended claims. It is to be noted, however, that the following description, the appended claims and the specific examples, when indicating preferred embodiments of the application, are given by way of illustration only. Those skilled in the art will, after reading the following, be susceptible to various changes and modifications in the scope and spirit of the disclosed invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Die Erfinder haben entdeckt, dass es im Gegensatz zu Ansichten im Stand der Technik möglich ist, den von einem Schwere-Ketten-Antikörper abgeleiteten CDR3-Bereich ohne seine Gerüstbereiche oder andere konformationsstabilisierende Strukturen als Bindungsagens zwecks Bindung einer Zielverbindung zu verwenden. The inventors have discovered that, unlike prior art views, it is possible to use the CDR3 region derived from a heavy chain antibody without its framework regions or other conformation stabilizing structures as a binding agent to bind a target compound.
Somit wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Bindungsagens bereitgestellt, das spezifisch eine Zielverbindung bindet, wobei das Bindungsagens einen CDR3-Bereich aufweist, der von einem Schwere-Ketten-Antikörper abgeleitet ist, aber nicht die entsprechenden Gerüstbereiche oder andere Strukturen aufweist, die den CDR3-Bereich stabilisieren, und wobei das Bindungsagens die Zielverbindung über den CDR3-Bereich bindet. Der CDR3-Bereich gemäß der Erfindung ist aus einem Schwere-Kette-Antikörper abgeleitet. Der CDR3-Bereich ist vorzugsweise aus einem Schwere-Kette-Antikörper von Cameliden (wie z. B. Dromedaren, Kamelen oder Alpakas) abgeleitet, kann aber auch aus einem Schwere-Kette-Antikörper aus anderen Tieren abgeleitet sein, die entsprechende Antikörper erzeugen, wie z. B. Haie. Ein CDR3-Bereich ist von einem derartigen Schwere-Ketten- Antikörper„abgeleitet", wenn der CDR3-Bereich über seine gesamte Länge eine Homologie oder Identität mit dem entsprechenden CDR3-Bereich des Referenz-Schwere- Ketten- Antikörper von wenigstens 80 %, wenigstens 85 %, wenigstens 90 %, wenigstens 93 %, wenigstens 95 %, wenigstens 97 %, wenigstens 98 %, wenigstens 99 % oder 100 % aufweist. Der für die Zielverbindung spezifische CDR3-Bereich kann beispielsweise aus den vorstehend genannten Antikörpern erhalten werden. Verfahren mittels derer entsprechendeThus, in accordance with one aspect of the present invention, there is provided a binding agent that specifically binds a target compound, wherein the binding agent has a CDR3 region derived from a heavy chain antibody, but does not have the corresponding framework regions or other structures containing the Stabilize CDR3 region, and wherein the binding agent binds the target compound across the CDR3 region. The CDR3 region according to the invention is derived from a heavy chain antibody. The CDR3 region is preferably derived from a heavy chain antibody of camelids (such as dromedaries, camels or alpacas), but may also be derived from a heavy chain antibody from other animals that produce corresponding antibodies. such as B. sharks. A CDR3 region is \ "derived \" from such a heavy chain antibody when the CDR3 region has homology or identity with the corresponding CDR3 region of the reference heavy chain antibody of at least 80%, at least over its entire length 85%, at least 90%, at least 93%, at least 95%, at least 97%, at least 98%, at least 99% or 100% The CDR3 region specific for the target compound can be obtained, for example, from the above-mentioned antibodies by means of which appropriate
Schwere-Ketten-Antikörper gegen eine Zielverbindung erhalten werden können, sind dem Fachmann bekannt, beispielsweise durch Verwendung im Fachgebiet bekannter Immunisierungsverfahren. Beispielsweise kann das Dromedar, das Kamel oder der Hai mit der gewünschten Zielverbindung als Antigen immunisiert und die mRNA, die Schwere-Kette- Antikörper kodiert, anschließend isoliert werden. Durch reverse Transkription undHeavy chain antibodies to a target compound can be obtained by those skilled in the art, for example, by using immunization methods known in the art. For example, the dromedary, camel or shark may be immunized with the desired target compound as an antigen and the mRNA encoding heavy chain antibodies subsequently isolated. By reverse transcription and
Polymerase-Kettenreaktion kann eine Genbibliothek von Einzeldomänen-Antikörpern, die mehrere Millionen Klone enthalten, erzeugt werden. Auch Screening-Verfahren, wie z. B. Phage-Display und Ribosomen-Display, können verwendet werden, um die das Antigen bindenden Klone zu identifizieren. Die vorliegende Erfindung umfasst ferner den Erhalt geeigneter bindender CDR3-Bereiche aus Schwere-Kette-Antikörperbibliotheken mithilfe von Screening-Verfahren. Wenn ein geeigneter CDR3-Bereich identifiziert ist, kann er dank seiner kurzen Länge auch synthetisch hergestellt werden. Dies stellt einen beträchtlichen Vorteil gegenüber Bindungsagenzien des Standes der Technik dar, die aufgrund ihrer Größe üblicherweise rekombinant hergestellt werden müssen. Gemäß einer Ausführungsform weist der CDR3-Bereich eine Länge von 10 bis 30, vorzugsweise 12 bis 25 Aminosäuren auf. Der CDR3-Bereich entsprechender Schwere- Ketten-Antikörper verfügt über die ungewöhnliche Fähigkeit, fingerartige Ausläufer zu bilden, die in Hohlräume von Antigenen ragen können, beispielsweise in die Furche des aktiven Zentrums eines Enzyms. Der CDR3-Bereich kann beispielsweise konvexe Ausläufer oder Vorsprünge bilden, die beispielsweise die Furche einer Zielverbindung besetzen können. Somit bindet der CDR3-Bereich gemäß einer Ausführungsform an eine Furche, eine Tasche oder einen Canyon einer Zielverbindung. Der nichtstabilisierte CDR3-Bereich gemäß der vorliegenden Erfindung dringt in die Furche, die Tasche oder den Canyon der Zielverbindung ein und wird so durch die molekularen Wechselwirkungen zwischen dem CDR3-Bereich und den auskleidenden Aminosäuren der Furche, der Tasche oder des Canyons stabilisiert. Gemäß einer Ausführungsform kann der CDR3-Bereich die Bindung des natürlichen Substrats an die Tasche, Furche oder den Canyon der Zielverbindung, an den der CDR3- Bereich bindet, nachahmen. Polymerase chain reaction can be a gene library of single domain antibodies containing several million clones generated. Also screening methods, such as. Phage display and ribosome display, can be used to identify the antigen-binding clones. The present invention further encompasses obtaining suitable CDR3 binding regions from heavy chain antibody libraries by screening methods. If a suitable CDR3 region is identified, it can also be manufactured synthetically thanks to its short length. This represents a significant advantage over prior art binding agents which, because of their size, usually need to be prepared recombinantly. According to one embodiment, the CDR3 region has a length of 10 to 30, preferably 12 to 25 amino acids. The CDR3 region of such heavy chain antibodies has the unusual ability to form finger-like extensions that can protrude into cavities of antigens, for example, into the groove of the active site of an enzyme. For example, the CDR3 region may form convexities or protrusions that may occupy, for example, the groove of a target compound. Thus, in one embodiment, the CDR3 region attaches to a groove, pocket or canyon of a target compound. The non-stabilized CDR3 region of the present invention penetrates into the groove, pocket or canyon of the target compound and is thus stabilized by the molecular interactions between the CDR3 region and the lining amino acids of the groove, pocket or canyon. In one embodiment, the CDR3 region may mimic the binding of the natural substrate to the pocket, groove or canyon of the target compound to which the CDR3 region binds.
Gemäß einer Ausführungsform ist der CDR3-Bereich nicht durch intramolekulare Bindungen, wie z.B. Disulfidbindungen, cyclisiert. Gemäß einer Ausführungsform enthält der CDR3- Bereich keine amino- und/oder carboxyterminalen Aminosäurereste, die eine Cyclisierung und damit Stabilisierung des CDR3-Bereichs ermöglichen würden. Gemäß einer Ausführungsform enthält der CDR3-Bereich keine Cysteinreste. Somit weist der CDR3- Bereich gemäß dieser Ausführungsform keinen Cysteinrest auf. Ein Cysteinrest im CDR3- Bereich erhöht das Risiko unspezifischer Reaktionen über den Cysteinrest (beispielsweise durch Bilden von Disulfidbindungen). Daher ist es bevorzugt, etwaige Cysteinreste, die in dem zur Bindung verwendeten CDR3-Bereich vorhanden sind, zu entfernen oder zu ersetzen. Beispielsweise kann ein in dem CDR3-Bereich vorhandener Cysteinrest durch andere Aminosäuren ersetzt werden, wie z.B. durch Serin oder Alanin oder andere geeigneten Aminosäuren. Vorzugsweise wird zur Substitution eine Aminosäure gewählt, die die Bindungsfähigkeit erhält oder sogar verbessert. Gemäß einer Ausführungsform besteht das Bindungsagens aus dem CDR3-Bereich. DerAccording to one embodiment, the CDR3 region is not limited by intramolecular bonds, e.g. Disulfide bonds, cyclized. In one embodiment, the CDR3 region does not contain amino- and / or carboxy-terminal amino acid residues that would allow cyclization and thus stabilization of the CDR3 region. In one embodiment, the CDR3 region does not contain cysteine residues. Thus, the CDR3 region according to this embodiment has no cysteine residue. A cysteine residue in the CDR3 region increases the risk of nonspecific reactions across the cysteine residue (for example, by forming disulfide bonds). Therefore, it is preferred to remove or replace any cysteine residues present in the CDR3 region used for binding. For example, a cysteine residue present in the CDR3 region may be replaced with other amino acids, e.g. by serine or alanine or other suitable amino acids. Preferably, an amino acid is selected for substitution, which maintains or even improves the binding ability. In one embodiment, the binding agent is the CDR3 region. Of the
Schutzbereich der vorliegenden Erfindung umfasst jedoch, den CDR3-Bereich an andere Verbindungen und/oder Strukturen zu konjugieren bzw. anzuheften, beispielsweise an Verbindungen, die die Halbwertszeit des CDR3-Bereichs verlängern, wie z.B. HSA, HES oder PEG, Markerverbindungen oder zytotoxische Agenzien. Auch ist eine Anheftung an andere Protein- oder Peptidverbindungen möglich, wobei beispielsweise der CDR3-Bereich über einen synthetischen Linker oder über einen Glycin- oder Alanin-Linker oder durch andere Verbindungsmittel zu einem Fusionskonstrukt konjugiert oder fusioniert ist. Die Konjugation und/oder Bindung kann kovalent oder nichtkovalent sein. Gemäß einer Ausführungsform führt die Konjugation aber nicht zu einer Stabilisierung der Konformation des CDR3-Bereichs, der als Bindungsagens verwendet wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bindet das Bindungsagens über den CDR3- Bereich mit der gleichen Spezifität und/oder Affinität an seine Zielverbindung wie der Schwere-Ketten-Antikörper, aus dem er abgeleitet ist und der die entsprechenden Gerüstbereiche aufweist. Wie vorstehend diskutiert, haben die Erfinder überraschend gefunden, dass der CDR3-Bereich von Schwere-Ketten-Antikörpern, der gemäß der vorliegenden Erfindung zur Bindung der Zielverbindung verwendet wird, seine Bindungsspezifität trotz des Umstands behält, dass die Konformation des CDR3-Bereichs nicht durch die Gerüstbereiche des Schwere- Kette- Antikörpers oder andere stabilisierende Strukturen stabilisiert wird. Dies hat den Vorteil, dass das Bindungsagens klein gestaltet werden kann und seine Herstellung zudem erheblich vereinfacht wird, da es synthetisch hergestellt werden kann und es nicht notwendig ist, beispielsweise den CDR3-Bereich zu cyclisieren oder konformationsstabilisierende Strukturen anzufügen. However, the scope of the present invention encompasses conjugating the CDR3 region to other compounds and / or structures, for example compounds that extend the half-life of the CDR3 region, such as HSA, HES or PEG, marker compounds or cytotoxic agents. Also, attachment to other protein or peptide compounds is possible, wherein, for example, the CDR3 region is conjugated or fused via a synthetic linker or via a glycine or alanine linker or by other linking agents to form a fusion construct. The conjugation and / or binding may be covalent or noncovalent. However, according to one embodiment, the conjugation does not stabilize the conformation of the CDR3 region used as the binding agent. According to a preferred embodiment, the binding agent binds via the CDR3 region with the same specificity and / or affinity to its target compound as the heavy chain antibody from which it is derived and which has the corresponding framework regions. As discussed above, the inventors have surprisingly found that the CDR3 region of heavy chain antibodies used to bind the target compound according to the present invention retains its binding specificity despite the fact that the conformation of the CDR3 region does not the framework regions of the heavy chain antibody or other stabilizing structures is stabilized. This has the advantage that the binding agent can be made small and its production is also considerably simplified since it can be produced synthetically and it is not necessary, for example, to cyclize the CDR3 region or to add conformation-stabilizing structures.
Gemäß einer Ausführungsform bindet das Bindungsagens über den CDR3-Bereich Lysozym als Zielverbindung. Wie ausgeführt, kann das Bindungsagens auch aus dem CDR3-Bereich bestehen. In one embodiment, the binding agent binds lysozyme as the target compound across the CDR3 region. As stated, the binding agent may also consist of the CDR3 region.
Zwecks Bindung von Lysozym weist das Bindungsagens gemäß einer Ausführungsform einen CDR3-Bereich auf, der eine Sequenz aufweist oder aus dieser besteht, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus For binding lysozyme, in one embodiment, the binding agent comprises a CDR3 region having or consisting of a sequence selected from the group consisting of
SEQ ID NO 1 : DSTIYASYYECGHGLSTGGYGYDS SEQ ID NO 1: DSTIYASYYECGHGLSTGGYGYDS
SEQ ID NO 2: DTSTWYRG YCGTN P N YFS Y  SEQ ID NO 2: DTSTWYRG YCGTN P N YFS Y
SEQ ID NO 3: GWSSLGSCGTNRNRYNY  SEQ ID NO 3: GWSSLGSCGTNRNRYNY
SEQ ID NO 4: GYRNYGQCATRY  SEQ ID NO 4: GYRNYGQCATRY
SEQ ID NO 5: GYRNYGQSATRY  SEQ ID NO 5: GYRNYGQSATRY
SEQ ID NO 6: TRKYVPVRFALDQSSYDY  SEQ ID NO 6: TRKYVPVRFALDQSSYDY
Die Beispiele dieser Anmeldung zeigen, dass die vorstehenden isolierten CDR3-Bereiche von Schwere-Kette-Antikörpern Lysozym binden können und daher als Bindungsagenzien für Lysozym eingesetzt werden können. Diese Bindungsagenzien, die wie ausgeführt auch aus einer der obigen Sequenzen bestehen können, können in vorteilhafter Weise auch als Affinitäts-Tag verwendet werden, das eine Affinität zu Lysozym aufweist. Dies ist nachfolgend noch im Detail beschrieben. The examples of this application show that the above isolated CDR3 regions of heavy chain antibodies can bind lysozyme and therefore can be used as binding agents for lysozyme. These binding agents, which as stated can also consist of one of the above sequences, can advantageously also be used as an affinity tag which has an affinity for lysozyme. This is described in detail below.
Ferner stellt die vorliegende Erfindung eine pharmazeutische oder diagnostische Zusammensetzung bereit, die ein Bindungsagens gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist. Aufgrund der kleinen Größe des Bindungsagens weist eine entsprechende pharmazeutische oder diagnostische Zusammensetzung mehrere Vorteile auf. Zunächst ist ihre einfache und sichere Herstellung für therapeutische und diagnostische Verwendungen von Vorteil. Ferner erlaubt die kleine Größe des Bindungsagens beispielsweise das Durchdringen von Barrieren im Körper, wie z.B. der Blut-Hirn-Schranke, die von größeren Molekülen, wie z.B. Antikörpern, nicht durchdrungen werden können. Das Bindungsagens gemäß der vorliegenden Erfindung kann analog zu herkömmlichen Antikörpern und Bindungsagenzien bei der Therapie und Diagnose verwendet werden. Beispielsweise kann das Bindungsagens zum Nachweis einer Zielverbindung verwendet werden, um so eine Diagnose auf der Grundlage des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins der Zielverbindung zu ermöglichen. Further, the present invention provides a pharmaceutical or diagnostic composition comprising a binding agent according to the present invention. Due to the small size of the binding agent, a corresponding pharmaceutical or diagnostic composition has several advantages. First, their easy and safe preparation is advantageous for therapeutic and diagnostic uses. Furthermore, the small size of the binding agent allows for example Penetration of barriers in the body, such as the blood-brain barrier, which can not be penetrated by larger molecules, such as antibodies. The binding agent according to the present invention can be used analogously to conventional antibodies and binding agents in therapy and diagnosis. For example, the binding agent can be used to detect a target compound so as to enable diagnosis based on the presence or absence of the target compound.
Ferner kann das Bindungsagens gemäß der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise als Affinitäts-Tag verwendet werden, das die einfache Isolierung eines Proteins von Interesse ermöglicht, wenn das Affinitäts-Tag an das Protein von Interesse fusioniert ist. Eine solche rekombinante Fusion kann beispielsweise durch Expression des Proteins von Interesse und des Affinitäts-Tags als Fusionskonstrukt erzielt werden. Somit stellt die vorliegende Erfindung gemäß einer Ausführungsform ein Fusionsprotein bereit, das ein Protein von Interesse und ein Affinitäts-Tag aufweist, wobei das Affinitäts-Tag einen CDR3- Bereich aufweist oder daraus besteht, der von einem Schwere-Ketten-Antikörper abgeleitet ist, der jedoch keine Gerüstbereiche zur Stabilisierung des CDR3-Bereichs enthält. Vorzugsweise weist der CDR3-Bereich auch keine anderen stabilisierenden Strukturen auf. Wie vorstehend diskutiert, weisen die von entsprechenden Schwere-Ketten-Antikörpern abgeleiteten CDR3-Bereiche mehrere Vorteile auf, die sie zur Verwendung als Affinitäts-Tag besonders geeignet machen. Sie sind klein und benötigen überraschenderweise keine stabilisierenden Gerüstbereiche oder andere konformationsstabilisierenden Strukturen, um mit hoher Spezifität an eine Zielverbindung und somit einen Affinitätsliganden zu binden. Somit können sie leicht als Fusionsprotein zusammen mit dem Protein von Interesse exprimiert werden. Wie vorstehend diskutiert, weist der CDR3-Bereich, der dieFurther, the binding agent according to the present invention can be advantageously used as an affinity tag that allows easy isolation of a protein of interest when the affinity tag is fused to the protein of interest. Such a recombinant fusion can be achieved, for example, by expressing the protein of interest and the affinity tag as a fusion construct. Thus, in one embodiment, the present invention provides a fusion protein having a protein of interest and an affinity tag, wherein the affinity tag has or consists of a CDR3 region derived from a heavy chain antibody however, contains no framework regions for stabilizing the CDR3 region. Preferably, the CDR3 region also has no other stabilizing structures. As discussed above, the CDR3 regions derived from corresponding heavy chain antibodies have several advantages that make them particularly suitable for use as an affinity tag. They are small and surprisingly do not require stabilizing frameworks or other conformation stabilizing structures to bind with high specificity to a target compound and thus an affinity ligand. Thus, they can easily be expressed as a fusion protein together with the protein of interest. As discussed above, the CDR3 region containing the
Bindungsfunktion ausübt und damit als Affinitäts-Tag dienen kann, vorzugsweise eine Länge von 10 bis 30, besonders bevorzugt 12 bis 25 Aminosäuren auf. Gemäß einer Ausführungsform bildet der CDR3-Bereich einen fingerartigen Ausläufer oder Vorsprung, der in den Hohlraum, die Furche oder die Tasche eines Affinitätsliganden ragen kann, beispielsweise in die Furche des aktiven Zentrums eines Enzyms. Somit bindet der CDR3-Binding function and thus can serve as an affinity tag, preferably a length of 10 to 30, particularly preferably 12 to 25 amino acids on. In one embodiment, the CDR3 region forms a finger-like spur or protrusion that can protrude into the cavity, groove, or pocket of an affinity ligand, for example, into the groove of the active site of an enzyme. Thus, the CDR3 binds
Bereich gemäß einer Ausführungsform an eine Furche, eine Tasche oder einen Canyon einer Zielverbindung, die als Affinitätsligand eingesetzt wird. Die Bindung wird erzielt, indem der CDR3-Bereich beispielsweise in die Furche, die Tasche oder den Canyon der Zielverbindung eindringt und durch die molekularen Wechselwirkungen zwischen dem CDR3-Bereich und den Aminosäuren, die die Furche, die Tasche oder den Canyon auskleiden, stabilisiert wird. Der Affinitätsligand weist daher vorzugsweise eine(n) entsprechende(n) Furche, Tasche oder Canyon auf und ist höchst bevorzugt ein Enzym, wie z.B. Lysozym. Diese bevorzugte Ausführungsform wird nachstehend ausführlicher beschrieben. Das Affinitäts-Tag ist vorzugsweise mit dem Protein von Interesse nicht verwandt und wird daher natürlich nicht als ein entsprechendes Fusionsprotein exprimiert. A region according to one embodiment of a groove, a pocket or a canyon of a target compound, which is used as an affinity ligand. Binding is achieved by, for example, penetrating the CDR3 region into the groove, pocket or canyon of the target compound and being stabilized by the molecular interactions between the CDR3 region and the amino acids lining the groove, pocket or canyon , The affinity ligand therefore preferably has a corresponding groove, pocket or canyon and is most preferably an enzyme such as lysozyme. This preferred embodiment will be described in more detail below. The affinity tag is preferably unrelated to the protein of interest and therefore, of course, is not expressed as a corresponding fusion protein.
Das rekombinante Fusionsprotein kann dann über den als Affinitäts-Tag dienenden CDR3- Bereich isoliert werden, der spezifisch an den entsprechenden Affinitätsliganden bindet. Der Affinitätsligand kann beispielsweise an einen festen Träger wie bspw. einer Säule immobilisiert sein oder er kann direkt in freier Form zu einem das Fusionsprotein aufweisenden Gemisch zugegeben werden, um das Fusionsprotein zu präzipitieren, wie nachfolgend für das bevorzugte Beispiel von Lysozym als Affinitätsligand beschrieben wird. The recombinant fusion protein can then be isolated via the affinity tag CDR3 region, which specifically binds to the corresponding affinity ligand. For example, the affinity ligand may be immobilized on a solid support such as a column, or it may be added directly in free form to a fusion protein-containing mixture to precipitate the fusion protein, as described below for the preferred example of lysozyme as the affinity ligand.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein neues Äff initäts- Tag/Affinitätsligand-System, das auf der Verwendung von Lysozym als Affinitätsligand und einem spezifisch an Lysozym bindenden Affinitäts-Tag basiert. Dieses neue Äff initäts- Tag/Affinitätsligand-System, das auf der Verwendung von Lysozym als Affinitätsligand basiert, weist mehrere Vorteile und weitreichende Einsatzmöglichkeiten auf dem Gebiet der Proteinreinigung, Proteinpräzipitation und/oder Proteinkristallisation auf. In another aspect, the present invention relates to a novel affinity tag / affinity ligand system based on the use of lysozyme as an affinity ligand and a lysozyme-specific affinity tag. This novel affinity tag / affinity ligand system, based on the use of lysozyme as the affinity ligand, has several advantages and wide applications in the fields of protein purification, protein precipitation and / or protein crystallization.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fusionsprotein bereitgestellt, das ein Protein von Interesse und ein Affinitäts-Tag aufweist, das Lysozym binden kann. Ein solches Fusionsprotein, das bspw. rekombinant hergestellt werden kann, kann leicht durch dasIn another aspect, there is provided a fusion protein comprising a protein of interest and an affinity tag capable of binding lysozyme. Such a fusion protein, which can be produced, for example, recombinantly, can easily be produced by the
Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung unter Verwendung von Lysozym als Affinitätsligand aufgereinigt werden. Das Lysozym-bindende Affinitäts-Tag ist natürlicherweise nicht mit dem Protein von Interesse verbunden, sondern das Fusionskonstrukt wird bspw. durch rekombinante DNA-Technologie generiert. Methods according to the present invention are purified using lysozyme as the affinity ligand. The lysozyme-binding affinity tag is not naturally associated with the protein of interest, but the fusion construct is generated, for example, by recombinant DNA technology.
Das Fusionsprotein gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein spezifisches Affinitäts-Tag, das an Lysozym bindet, auf und ermöglicht dadurch eine spezifische, affinitätsbasierte Isolierung des Fusionsproteins. Gemäß einer Ausführungsform ist das an Lysozym bindende Affinitäts-Tag entweder am N-Terminus oder am C-Terminus des Fusionsproteins angeordnet. Vorzugsweise ist das Affinitäts-Tag gemäß der vorliegendenThe fusion protein according to this aspect of the present invention has a specific affinity tag that binds to lysozyme, thereby allowing specific, affinity-based isolation of the fusion protein. In one embodiment, the lysozyme-binding affinity tag is located at either the N-terminus or the C-terminus of the fusion protein. Preferably, the affinity tag is according to the present invention
Erfindung am C-Terminus angeordnet. Die Lokalisation des Affinitäts-Tags kann aber von dem zu exprimierenden Fusionsprotein und seiner vorgesehenen Verwendung abhängen. Einer der Vorteile der Verwendung eines N-terminal angeordneten Affinitäts-Tags liegt darin, dass die Ausbeute des exprimierten Fusionsproteins erhöht ist, da ein zuverlässiger Kontext für eine wirkungsvolle Translation geboten wird. Die Verwendung eines N-terminalenInvention arranged at the C-terminus. However, the location of the affinity tag may depend on the fusion protein to be expressed and its intended use. One of the advantages of using an N-terminal affinity tag is that the yield of the expressed fusion protein is increased, providing a reliable context for efficient translation. The use of an N-terminal
Affinitäts-Tags führt aber nicht immer zur Aufreinigung von Proteinen voller Länge, da fehlerhafte Translationsprodukte, die das Protein von Interesse nicht in voller Länge enthalten, aufgrund des N-terminalen Affinitäts-Tags mit aufgereinigt werden. Daher wird für die meisten Anwendungen ein am C-Terminus angeordnetes Affinitäts-Tag vorteilhaft sein, weil eine Aufreinigung des Fusionsproteins mit voller Länge im Vergleich zu Fusionen mit N- terminalem Affinitäts-Tag erhöht ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bindet das Affinitäts-Tag an das aktive Zentrum von Lysozym. Die Erfinder haben herausgefunden, dass es von Vorteil ist, wenn das Affinitäts-Tag an das aktive Zentrum von Lysozym bindet, da so eine hohe Spezifität für den Affinitätsliganden Lysozym erzielt wird. Ferner ermöglicht das Binden des Affinitäts-Tags an das aktive Zentrum von Lysozym die Verwendung milder Elutionsbedingungen bei der Aufreinigung des Fusionsproteins, beispielsweise bei Einsatz von Zuckern, die von Lysozym gebunden werden. Entsprechende Zucker können das Fusionsprotein bzw. das Affinitäts- Tag von dem aktiven Zentrum des Lysozyms verdrängen und es dadurch aus dem Komplex freisetzen. Dadurch kann das Fusionsprotein von dem Affinitätsliganden Lysozym getrennt werden, wie nachfolgend in Verbindung mit dem Aufreinigungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben wird. Dies fördert die Elution. However, affinity tags do not always result in the purification of full-length proteins because defective translation products that do not contain the protein of interest in full length are also scavenged due to the N-terminal affinity tag. Therefore, for most applications, a C-terminus affinity tag will be advantageous because purification of the full-length fusion protein is enhanced compared to N-terminal affinity tag fusions. In a preferred embodiment, the affinity tag binds to the active site of lysozyme. The inventors have found that it is advantageous if the affinity tag binds to the active site of lysozyme, as this gives high specificity to the affinity ligand lysozyme. Furthermore, the binding of the affinity tag to the active site of lysozyme allows the use of mild elution conditions in the purification of the fusion protein, for example when using sugars bound by lysozyme. Corresponding sugars can displace the fusion protein or the affinity tag from the active center of the lysozyme and thereby release it from the complex. Thereby, the fusion protein can be separated from the affinity ligand lysozyme as described below in connection with the purification process according to the present invention. This promotes elution.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Affinitäts-Tag ein Immunoglobulin-Molekül oder ein funktionelles Fragment davon, das Lysozym bindet, auf oder besteht daraus. Insbesondere kann das Immunoglobulin-Molekül ein Antikörper sein. In one embodiment, the affinity tag comprises or consists of an immunoglobulin molecule or a functional fragment thereof that binds lysozyme. In particular, the immunoglobulin molecule may be an antibody.
Der Begriff „Antikörper" bezeichnet insbesondere ein Protein, das wenigstens zwei schwere Ketten und zwei leichte Ketten aufweist, die durch Disulfidbindungen verbunden sind. Der Begriff „Antikörper" umfasst natürlich vorkommende Antikörper sowie alle rekombinanten Formen von Antikörpern, beispielsweise in Prokaryoten exprimierte Antikörper, nichtglycosylierte Antikörper, humanisierte Antikörper und chimäre Antikörper. Jede schwere Kette besteht aus einem Schwere-Kette-variablen-Bereich (VH) und einem Schwere- Kettekonstanten-Bereich (CH). Jede leichte Kette besteht aus einem Leichte-Kette-variablen- Bereich (VL) und einem Leichte-Kette-konstanten-Bereich (CL). Der Schwere-Kette- konstante-Bereich umfasst drei oder - im Fall von Antikörpern des IgM- oder IgE-Typs - vierIn particular, the term "antibody" refers to a protein having at least two heavy chains and two light chains linked by disulfide bonds The term "antibody" includes naturally occurring antibodies as well as all recombinant forms of antibodies, for example, non-glycosylated antibodies expressed in prokaryotes Antibodies, humanized antibodies and chimeric antibodies. Each heavy chain consists of a heavy chain variable range (VH) and a heavy chain constant range (CH). Each light chain consists of a light chain variable range (VL) and a light chain constant range (CL). The heavy chain constant range comprises three or, in the case of antibodies of the IgM or IgE type, four
Schwere-Kette-konstante-Domänen (CH1 , CH2, CH3 und CH4), wobei die erste konstante Domäne CH1 dem variablen Bereich benachbart ist und durch einen Gelenkbereich mit der zweiten konstanten Domäne CH2 verbunden sein kann. Der Leichte-Kette-konstante-Bereich besteht nur aus einer konstanten Domäne. Die variablen Bereiche können ferner in Bereiche mit Hypervariabilität, die komplementaritätsbestimmende Bereiche (CDRs) genannt werden, mit dazwischen liegenden, stärker konservierten Bereichen, die Gerüstbereiche (FR) genannt werden, eingeteilt werden, wobei jeder variable Bereich drei CDRs und vier FRs aufweist. Die variablen Bereiche der schweren und leichten Ketten enthalten eine Bindungsdomäne, die mit einem Antigen wechselwirkt. Die konstanten Bereiche der Antikörper können die Bindung des Immunoglobulins an Wirtsgewebe oder -faktoren vermitteln, einschließlich an verschiedene Zellen des Immunsystems (beispielsweise Effektorzellen) und die erste Komponente (C1 q) des klassischen Komplementsystems. Heavy chain constant domains (CH1, CH2, CH3 and CH4), wherein the first constant domain CH1 is adjacent to the variable region and may be linked by a hinge region to the second constant domain CH2. The light chain constant range consists only of a constant domain. The variable regions may also be divided into regions of hypervariability called complementarity determining regions (CDRs) with intermediate, more conserved regions called framework regions (FR), each variable region having three CDRs and four FRs. The variable regions of the heavy and light chains contain a binding domain that interacts with an antigen. The constant regions of the antibodies can mediate the binding of the immunoglobulin to host tissues or factors, including various cells of the immune system (e.g. effector cells) and the first component (C1 q) of the classical complement system.
Ferner umfasst der Begriff Immunoglobulin-Molekül oder ein funktionelles Fragment davon insbesondere, ohne darauf beschränkt zu sein, ein Protein oder Glycoprotein, das aus einemFurther, the term immunoglobulin molecule or a functional fragment thereof includes, but is not limited to, a protein or glycoprotein derived from a
Antikörper abgeleitet ist und fähig ist, an das gleiche Antigen, insbesondere an das gleiche Epitop wie der Antikörper zu binden. Somit bezeichnet ein Fragment oder Derivat eines Antikörpers wie hier verwendet allgemein ein funktionelles Fragment oder Derivat, das an das Antigen binden kann. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das Fragment oder Derivat eines Antikörpers einen Schwere-Kette-variablen-Bereich auf. Es wurde gezeigt, dass die Antigen-bindende Funktion eines Antikörpers auch von Fragmenten eines Antikörpers voller Länge oder Derivaten davon ausgeübt werden kann. Beispiele von Fragmenten oder Derivaten eines Antikörpers umfassen (i) Fab-Fragmente, monovalente Fragmente, die aus dem variablen Bereich und der ersten konstanten Domäne, jeweils von der schweren und der leichten Kette, bestehen; (ii) F(ab)2-Fragmente, bivalente Fragmente, die zwei Fab-Fragmente umfassen, die am Scharnierbereich durch eine Disulfidbrücke verbunden sind; (iii) Fd-Fragmente, die aus dem variablen Bereich und der ersten konstanten Domäne CH1 der schweren Kette bestehen; (iv) Fv-Fragmente, die aus dem Schwere- Kette- und dem Leichte-Kette-variablen-Bereich eines einzelnen Arm eines Antikörpers bestehen; (v) scFv-Fragmente, Fv-Fragmente, die aus einer einzelnen Polypeptidkette bestehen; (vi) (Fv)2-Fragmente, die aus zwei Fv-Fragmenten bestehen, die kovalent miteinander verbunden sind; (vii) eine Schwere-Kette-variable-Domäne; und (viii) Mehrfachkörper, die aus einem Schwere-Kette-variablen-Bereich und einem Leichte- Kette-variablen-Bereich bestehen, die kovalent derart miteinander verknüpft sind, dass die Verbindung des Schwere- Kette- und des Leichte-Kette-variablen-Bereichs intermolekular aber nicht intramolekular erfolgen kann. Diese Antikörperfragmente und -derivate können unter Verwendung herkömmlicher Verfahren, die dem Fachmann bekannt sind, erhalten werden. Antibody is derived and capable of the same antigen, in particular the same Epitope how to bind the antibody. Thus, a fragment or derivative of an antibody as used herein generally refers to a functional fragment or derivative capable of binding to the antigen. According to a particularly preferred embodiment, the fragment or derivative of an antibody has a heavy chain variable region. It has been demonstrated that the antigen-binding function of an antibody can also be exercised by fragments of a full-length antibody or derivatives thereof. Examples of fragments or derivatives of an antibody include (i) Fab fragments, monovalent fragments consisting of the variable region and the first constant domain, each of the heavy and the light chain; (ii) F (ab) 2 fragments, bivalent fragments comprising two Fab fragments joined at the hinge region by a disulfide bridge; (iii) Fd fragments consisting of the variable region and the first constant domain CH1 of the heavy chain; (iv) Fv fragments consisting of the heavy chain and the light chain variable region of a single arm of an antibody; (v) scFv fragments, Fv fragments consisting of a single polypeptide chain; (vi) (Fv) 2 fragments consisting of two Fv fragments covalently linked together; (vii) a heavy chain variable domain; and (viii) multiple bodies consisting of a heavy chain variable region and a light chain variable region covalently linked such that the combination of the heavy chain and the light chain variable Area intermolecular but not intramolecular can be done. These antibody fragments and derivatives can be obtained using conventional techniques known to those skilled in the art.
Vorzugsweise ist das Affinitäts-Tag von einem Schwere-Ketten-Antikörper abgeleitet. Schwere-Ketten-Antikörper sind im Fachgebiet gut bekannt und können beispielsweise, wie vorstehend ausführlich beschrieben, von Cameliden erhalten werden. Die Verwendung entsprechender Schwere-Ketten-Antikörper hat den Vorteil, dass diese vorzugsweise an das aktive Zentrum des Enzyms binden, gegen das sie erzeugt wurden. Daher sind entsprechende Schwere-Ketten-Antikörper als Affinitäts-Tag zur Bindung an das aktive Zentrum von Lysozym besonders geeignet. Ferner hat die Verwendung von Schwere-Ketten-Preferably, the affinity tag is derived from a heavy chain antibody. Heavy chain antibodies are well known in the art and can be obtained from camelids, for example, as described in detail above. The use of appropriate heavy chain antibodies has the advantage that they preferentially bind to the active site of the enzyme against which they were produced. Therefore, appropriate heavy chain antibodies are particularly suitable as an affinity tag for binding to the active site of lysozyme. Furthermore, the use of heavy chain
Antikörpern oder funktionellen, d.h. Lysozym-bindenden, Fragmenten davon den Vorteil, dass diese Affinitäts-Tags vergleichsweise klein sind, was ein Vorteil für ein Affinitäts-Tag ist, da die produzierende Wirtszelle nur wenig Kapazitäten für die Herstellung des Affinitäts-Tags einsetzen muss und so die Expression des Proteins von Interesse mit hoher Ausbeute gewährleistet wird. Antibodies or functional, i. Lysozyme-binding fragments have the advantage that these affinity tags are comparatively small, which is an advantage for an affinity tag, since the producing host cell need only use little capacity for the production of the affinity tag and thus the expression of the protein of interest with high yield is ensured.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das in dem Fusionsprotein enthaltene Affinitäts-Tag ein oder mehrere Merkmale des vorstehend beschriebenen Bindungsagens auf, das einen CDR3-Bereich eines Schwere-Ketten-Antikörpers aufweist. Somit ist das Affinitäts-Tag vorzugsweise ein von einem Schwere-Kette-Antikörper abgeleiteter CDR3-According to a preferred embodiment, the affinity tag contained in the fusion protein has one or more features of the above-described binding agent having a CDR3 region of a heavy chain antibody. Thus, the affinity tag is preferably a CDR3 derived from a heavy chain antibody.
Bereich. Die Merkmale und bevorzugten Ausführungsformen des CDR3-Bereichs sind oben ausführlich beschrieben und es wird auf die obige Offenbarung verwiesen, die auch hier gilt. Wie vorstehend diskutiert, weist der isolierte CDR3-Bereich entsprechender Schwere- Ketten- Antikörper mehrere Vorteile auf, die ihn für die Verwendung als Affinitäts-Tag geeignet machen. Er ist klein und muss überraschenderweise nicht von Gerüstbereichen oder anderen Strukturen stabilisiert werden, um mit hoher Spezifität eine Zielverbindung und damit einen Affinitätsliganden binden zu können. Somit kann ein solcher CDR3-Bereich leicht als Fusionsprotein zusammen mit dem Protein von Interesse exprimiert werden und hier als Affinitäts-Tag dienen. Wie vorstehend diskutiert, weist der CDR3-Bereich, der die Bindungsfunktion an den Affinitätsliganden ausübt, vorzugsweise eine Länge von 10 bis 30, vorzugsweise 12 bis 25 Aminosäuren auf. Gemäß einer Ausführungsform bildet der CDR3- Bereich wenigstens einen fingerartigen Ausläufer oder Vorsprung, der in den Hohlraum, die Furche oder die Tasche des Affinitätsliganden Lysozym ragen kann. Somit bindet der CDR3- Bereich gemäß einer Ausführungsform an eine Furche, eine Tasche oder einen Canyon eines Lysozyms, das als Affinitätsligand verwendet wird. Die Bindung wird erzielt, indem der CDR3-Bereich beispielsweise in die Furche, die Tasche oder den Canyon von Lysozym eindringt und durch molekulare Wechselwirkungen zwischen dem CDR3-Bereich und den Aminosäuren, die die Furche, die Tasche oder den Canyon auskleiden, stabilisiert wird. Area. The features and preferred embodiments of the CDR3 area are above described in detail and reference is made to the above disclosure, which also applies here. As discussed above, the isolated CDR3 region of corresponding heavy chain antibodies has several advantages that make it suitable for use as an affinity tag. It is small and, surprisingly, does not have to be stabilized by framework regions or other structures in order to be able to bind a target compound and thus an affinity ligand with high specificity. Thus, such a CDR3 region can easily be expressed as a fusion protein together with the protein of interest and serve as an affinity tag. As discussed above, the CDR3 region which exerts the binding function on the affinity ligands preferably has a length of 10 to 30, preferably 12 to 25 amino acids. In one embodiment, the CDR3 region forms at least one finger-like spur or protrusion which can protrude into the lumen, groove or pocket of the affinity ligand lysozyme. Thus, in one embodiment, the CDR3 region attaches to a groove, pocket or canyon of a lysozyme used as the affinity ligand. The binding is achieved by, for example, penetrating the CDR3 region into the groove, pocket or canyon of lysozyme and being stabilized by molecular interactions between the CDR3 region and the amino acids lining the groove, pocket or canyon.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Affinitäts-Tag eine Sequenz auf, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus In one embodiment, the affinity tag has a sequence selected from the group consisting of
SEQ ID NO 1 : DSTIYASYYECGHGLSTGGYGYDS SEQ ID NO 1: DSTIYASYYECGHGLSTGGYGYDS
SEQ ID NO 2: DTSTWYRG YCGTN P N YFS Y  SEQ ID NO 2: DTSTWYRG YCGTN P N YFS Y
SEQ ID NO 3: GWSSLGSCGTNRNRYNY  SEQ ID NO 3: GWSSLGSCGTNRNRYNY
SEQ ID NO 4: GYRNYGQCATRY  SEQ ID NO 4: GYRNYGQCATRY
SEQ ID NO 5: GYRNYGQSATRY  SEQ ID NO 5: GYRNYGQSATRY
SEQ ID NO 6: TRKYVPVRFALDQSSYDY oder das Affinitäts-Tag besteht aus einer solchen Sequenz. Wie in den Beispielen gezeigt ist, binden die entsprechenden isolierten, nichtstabilisierten CDR3-Bereiche spezifisch an SEQ ID NO 6: TRKYVPVRFALDQSSYDY or the affinity tag consists of such a sequence. As shown in the examples, the corresponding isolated unstabilized CDR3 regions specifically bind
Lysozym und sind somit für die Verwendung als Affinitäts-Tag geeignet. In SEQ ID NO: 5 wurde im Vergleich mit SEQ ID NO: 4 ein Cystein gegen ein Serum ausgetauscht. Lysozyme and are thus suitable for use as an affinity tag. In SEQ ID NO: 5, a cysteine was changed to a serum as compared with SEQ ID NO: 4.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Fusionsprotein gemäß der vorliegenden Erfindung eine proteolytische Schnittstelle auf. Vorzugsweise trennt die proteolytische Schnittstelle dasIn one embodiment, the fusion protein according to the present invention has a proteolytic cleavage site. Preferably, the proteolytic interface separates the
Protein von Interesse von dem Affinitäts-Tag und ermöglicht damit die Entfernung des Affinitäts-Tags von dem Fusionsprotein, um so das Protein von Interesse ohne Affinitäts-Tag zu erhalten. Vorzugsweise ist die proteolytische Schnittstelle eine Peptidsequenz, die typischerweise etwa 5-30 Aminosäuren aufweist und ein Erkennungsmotiv darstellt, das eine Schnittstelle enthält. Vorzugsweise wird eine proteolytische Schnittstelle verwendet, die von keiner Protease der Wirtszelle erkannt wird, in der das Fusionsprotein mittels eines Expressionsvektors exprimiert wird. Dies um zu gewährleisten, dass das Fusionsprotein mit dem Affinitäts-Tag exprimiert wird, um so die Isolierung des Fusionsproteins zu ermöglichen und nicht zuvor von den Proteasen der Wirtszelle gespalten wird. Es gibt verschiedene Proteasen, die später zur Freisetzung bzw. Abspaltung des Affinitäts-Tags von dem Fusionsprotein verwendet werden können, so dass anschließend das Protein von Interesse ohne Affinitäts-Tag aufgereinigt werden kann. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung einen Expressionsvektor zur Expression eines Fusionsproteins, das ein Protein von Interesse und einen Lysozym bindenden Affinitäts-Tag aufweist. Wie vorstehend beschrieben, kann das Affinitäts-Tag gemäß einer Ausführungsform einen CDR3-Bereich aufweisen oder aus einem CDR3-Bereich bestehen, der aus einem Schwere-Ketten-Antikörper abgeleitet ist, aber nicht mit den entsprechenden Gerüstbereichen zur Stabilisierung des CDR3-Bereichs verbunden ist. Das Affinitäts-Tag kann Lysozym binden. Der Expressionsvektor ermöglicht die Expression eines Fusionsproteins, das ein Protein von Interesse und ein Lysozym bindendes Affinitäts-Tag gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist. Der Expressionsvektor weist ein oder mehrere funktionelle Elemente auf, die die Expression des Fusionsproteins in einer Wirtszelle ermöglichen. Diese funktionellen Elemente können ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem Promoter, einem Enhancer, einer Transkriptionsterminations-Signalsequenz, einer Poly(A)-Stelle, einem Intron zum Erhöhen der Expression des Fusionsproteins und einer sekretorischen Signalsequenz zum Sekretieren des Fusionsproteins. Eine sekretorische Signalsequenz ist eine Peptidsequenz, die typischerweise etwa 10 bis 30 Aminosäuren aufweist, vorzugsweise etwa 15 bis 30 Aminosäuren. Die sekretorische Signalsequenz ist gewöhnlich am N-Terminus des Expressions-Fusionsproteins angeordnet und ermöglicht die Sekretion des Fusionsproteins, d. h. den Durchtritt durch eine Zellmembran, beispielsweise in die Zellkultur oder extrazelluläres Medium hinein oder in den periplasmatischen Raum. Hierbei wird dieProtein of interest from the affinity tag and thus allows the removal of the affinity tag from the fusion protein, so as to obtain the protein of interest without affinity tag. Preferably, the proteolytic cleavage site is a peptide sequence that typically has about 5-30 amino acids and is a recognition motif that is an interface contains. Preferably, a proteolytic cleavage site is used which is not recognized by any protease of the host cell in which the fusion protein is expressed by means of an expression vector. This to ensure that the fusion protein is expressed with the affinity tag so as to allow for isolation of the fusion protein and not previously cleaved by the proteases of the host cell. There are several proteases that can later be used to release the affinity tag from the fusion protein so that subsequently the protein of interest can be purified without an affinity tag. Further, the present invention relates to an expression vector for expressing a fusion protein having a protein of interest and a lysozyme-binding affinity tag. As described above, according to one embodiment, the affinity tag may have a CDR3 region or consist of a CDR3 region derived from a heavy chain antibody, but not linked to the corresponding framework regions to stabilize the CDR3 region , The affinity tag can bind lysozyme. The expression vector allows the expression of a fusion protein comprising a protein of interest and a lysozyme binding affinity tag according to the present invention. The expression vector has one or more functional elements enabling expression of the fusion protein in a host cell. These functional elements may be selected from the group consisting of a promoter, an enhancer, a transcription termination signal sequence, a poly (A) site, an intron for enhancing expression of the fusion protein and a secretory signal sequence for secretion of the fusion protein. A secretory signal sequence is a peptide sequence which typically has about 10 to 30 amino acids, preferably about 15 to 30 amino acids. The secretory signal sequence is usually located at the N-terminus of the expression fusion protein and allows secretion of the fusion protein, ie, passage through a cell membrane, for example, into the cell culture or extracellular medium or into the periplasmic space. Here is the
Signalsequenz üblicherweise abgespalten, so dass dann das Fusionsprotein sekretiert wird. Im Fachgebiet sind mehrere geeignete sekretorische Signalsequenzen bekannt, die die Sekretion aus eukaryotischen oder prokaryotischen Zellen erlauben. Geeignete sekretorische Signalsequenzen werden beispielsweise in WO 2008/000445, dessen Offenbarung durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird, beschrieben. Signal sequence is usually cleaved, so that then the fusion protein is secreted. Several suitable secretory signal sequences are known in the art which allow secretion from eukaryotic or prokaryotic cells. Suitable secretory signal sequences are described, for example, in WO 2008/000445, the disclosure of which is incorporated herein by reference.
Geeignete Promoter, die die Expression der Fusionsproteine in prokaryotischen und/oder eukaryotischen Zellen ermöglichen, sind dem Fachmann gut bekannt und müssen daher nicht weiter beschrieben werden. Geeignete Promoter umfassen bspw. den CMV-Promoter, den SV40-Promoter, den lacZ-Promoter, den Ubiquitin-Promoter, regulierbare Promoter oder konstitutive Promoter und dergleichen. Auch Enhancersequenzen zum Hochregulieren der Expression eines Fusionsproteins sind dem Fachmann bekannt. Enhancersequenzen können aus jedem eukaryotischen oder prokaryotischen Wirt erhalten werden, vorzugsweise in Verbindung mit dem entsprechenden Promoter, der verwendet wird. Enhancerelemente können CMV-Enhancer oder einen oder mehrere glucoseabhängige Elemente und dergleichen umfassen. Entsprechende Enhancerelemente sind im Fachgebiet sehr gut bekannt, ebenso wie Promoter/Enhancer- Kombinationen, die ebenfalls gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Suitable promoters which allow the expression of fusion proteins in prokaryotic and / or eukaryotic cells are well known to those skilled in the art and therefore need not be further described. Suitable promoters include, for example, the CMV promoter, the SV40 promoter, the lacZ promoter, the ubiquitin promoter, regulatable promoters or constitutive promoters, and the like. Also, enhancer sequences for upregulating the expression of a fusion protein are known in the art. Enhancer sequences can be obtained from any eukaryotic or prokaryotic host, preferably in conjunction with the corresponding promoter that is used. Enhancer elements may include CMV enhancers or one or more glucose-dependent elements and the like. Corresponding enhancer elements are well known in the art, as well as promoter / enhancer combinations, which may also be used in accordance with the teachings of the present invention.
Ferner kann der vorstehend beschriebene Expressionsvektor weitere Transkriptionsund/oder Translationssignale enthalten, die vorzugsweise von dem entsprechenden Wirt erkannt werden, wie z. B. transkriptionsregulatorische Signale und Translationsinitiationssignale. Transkriptions- und/oder Translationssignale können aus jedem eukaryotischen, prokaryotischen, viralen, bakteriellen, fungalen oder pflanzlichen Ursprung stammen, vorzugsweise aus menschlichen Wirten oder Tierwirten, beispielsweise Säugerwirten, vorzugsweise in Verbindung mit den entsprechenden Promotern, die verwendet werden. Zu diesem Zweck kann abhängig von der Beschaffenheit der Wirtszellen eine breite Vielfalt an transkriptions- und translationsregulatorischen Sequenzen eingesetzt werden. Soweit die Wirtszelle die transkriptionsregulatorischen Signale und Translationsinitiationssignale erkennt, die in dem Expressionsvektor gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten sind, können auch die natürlich vorkommenden 5'-Bereiche, die benachbart zu Komponenten des Fusionsproteins liegen, im Expressionsvektor erhalten bleiben und für die Translationsregulation gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. Es können aber auch andere regulatorischen Signale verwendet werden. Die Gestaltung entsprechender Expressionsvektoren ist dem Fachmann bekannt. Furthermore, the above-described expression vector may contain further transcriptional and / or translational signals, which are preferably recognized by the corresponding host, such as e.g. B. transcriptional regulatory signals and translation initiation signals. Transcriptional and / or translational signals may be derived from any eukaryotic, prokaryotic, viral, bacterial, fungal or plant origin, preferably from human hosts or animal hosts, for example, mammalian hosts, preferably in conjunction with the corresponding promoters used. For this purpose, depending on the nature of the host cells, a wide variety of transcriptional and translational regulatory sequences may be employed. Insofar as the host cell recognizes the transcriptional regulatory signals and translation initiation signals contained in the expression vector according to the present invention, the naturally occurring 5 'regions adjacent to components of the fusion protein may also be retained in the expression vector and for translation regulation according to the present invention Invention can be used. However, other regulatory signals may also be used. The design of corresponding expression vectors is known to the person skilled in the art.
Zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen regulatorischen Sequenzen kann der Expressionsvektor gemäß der vorliegenden Erfindung einen Replikationsursprung umfassen. Geeignete Replikationsursprünge umfassen beispielsweise, sind aber nicht darauf beschränkt, ColE1 -, pSC101 -, SV40-, ori-pMP1 - und M13-Replikationsursprünge. Abhängig von der verwendeten Wirtszelle sollte der Replikationsursprung entweder in prokaryotischen oder in eukaryotischen Wirtszellen oder in beiden aktiv sein. In addition to the regulatory sequences described above, the expression vector according to the present invention may include an origin of replication. Suitable origins of replication include, but are not limited to, ColE1, pSC101, SV40, ori-pMP1, and M13 origins of replication. Depending on the host cell used, the origin of replication should be active in either prokaryotic or eukaryotic host cells or both.
Geeignete Wirtszellen umfassen bspw. prokaryotische und eukaryotische Wirtszellen, beispielsweise bakterielle, fungale, pflanzliche, menschliche und tierische Wirtszellen.Suitable host cells include, for example, prokaryotic and eukaryotic host cells, for example, bacterial, fungal, plant, human and animal host cells.
Bevorzugte prokaryotische Wirtszellen können beispielsweise aus Bakterien abgeleitet sein, wie z. B. aus Escherichia coli, B. subtilis, Salmonella, Pneumococcus und so weiter, oder aus Algen, Pilzen und so weiter. Ferner können eukaryotische Wirtszellen verwendet werden, wie z. B. tierische Zellen oder menschliche Zellen, beispielsweise Nagerzellen, wie z. B. CHO-Zellen. Zellen aus eukaryotischen Organismen sind besonders bevorzugt, wenn posttranslationale Modifikationen, beispielsweise spezifische Glycosylierungen, des Proteins von Interesse erforderlich sind. Die Wirtszelle kann auch aus Hefe abgeleitet sein. Geeignete Wirtszellen sind dem Fachmann auch bekannt. Preferred prokaryotic host cells may be derived, for example, from bacteria, such as e.g. From Escherichia coli, B.subtilis, Salmonella, Pneumococcus and so on, or from algae, fungi and so on. Furthermore, eukaryotic host cells can be used, such. As animal cells or human cells, such as rodent cells such. B. CHO cells. Cells from eukaryotic organisms are particularly preferred when post-translational modifications, for example specific glycosylations, of the protein of interest are required. The host cell may also be derived from yeast. Suitable host cells are also known to the person skilled in the art.
Ferner kann der eukaryotische Expressionsvektor gemäß der vorliegenden Erfindung ein oder mehrere selektierbare Markergene aufweisen. Geeignete Selektionsmarker sind im Fachgebiet gut bekannt und können bspw. aus der Gruppe von eukaryotischen oder prokaryotischen Selektionsmarkern ausgewählt werden. Die Selektionsmarker können bspw. eine Resistenz gegen Antibiotika wie bspw. Ampicillin, Hygromycin, Kanamycin, Neomycin oder dergleichen verleihen. Weitere Selektionsmarker umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt, bspw. DHFR, GS und dergleichen. Furthermore, the eukaryotic expression vector according to the present invention may comprise one or more selectable marker genes. Suitable selection markers are well known in the art and may, for example, be selected from the group of eukaryotic or prokaryotic selection markers. For example, the selection markers may confer resistance to antibiotics such as ampicillin, hygromycin, kanamycin, neomycin or the like. Other selection markers include, but are not limited to, for example, DHFR, GS, and the like.
Ferner wird eine Wirtszelle bereitgestellt, die einen erfindungsgemäßen Expressionsvektor aufweist. Dieser wurde im Detail oben beschrieben und es wird auf die entsprechende Offenbarung verwiesen. Furthermore, a host cell is provided which has an expression vector according to the invention. This has been described in detail above and reference is made to the corresponding disclosure.
Ferner wird ein Verfahren zur Aufreinigung eines Fusionsproteins bereitgestellt, das ein Protein von Interesse und ein Bindungsagens gemäß der vorliegenden Erfindung als Affinitäts-Tag aufweist, wobei ein Affinitätsligand, der das Affinitäts-Tag des Fusionsproteins binden kann, zur Aufreinigung des Fusionsproteins verwendet wird. Das Fusionsprotein und insbesondere das enthaltende Affinitäts-Tag weisen vorzugsweise die vorstehend beschriebenen Merkmale auf. Es wird auf die obige Offenbarung verwiesen. Wie vorstehend erläutert, weist das Bindungsagens, das als Affinitäts-Tag verwendet wird, einen CDR3- Bereich auf, der von einem Schwere-Ketten-Antikörper abgeleitet ist, enthält aber keine Gerüstbereiche und vorzugsweise auch keine anderen Strukturen zur Stabilisierung des CDR3-Bereichs. Gemäß einer Ausführungsform besteht das als Affinitäts-Tag verwendeteFurther provided is a method for purifying a fusion protein comprising a protein of interest and a binding agent according to the present invention as an affinity tag, wherein an affinity ligand capable of binding the affinity tag of the fusion protein is used to purify the fusion protein. The fusion protein, and in particular the affinity tag containing it, preferably have the features described above. Reference is made to the above disclosure. As discussed above, the binding agent used as an affinity tag has a CDR3 region derived from a heavy chain antibody, but contains no framework regions, and preferably no other structures for stabilizing the CDR3 region. In one embodiment, it is used as an affinity tag
Bindungsagens aus einem solchen CDR3-Bereich. Der Affinitätsligand und das Fusionsprotein bilden einen Komplex aus, der von der restlichen Probe abgetrennt werden kann, um so das Fusionsprotein zu isolieren. Wie ausgeführt, kann das Affinitäts-Tag gemäß einer Ausführungsform Lysozym binden. Geeignete, an Lysozym bindende Sequenzen wurden vorstehend offenbart. Binding agent from such a CDR3 region. The affinity ligand and the fusion protein form a complex that can be separated from the remainder of the sample to isolate the fusion protein. As stated, according to one embodiment, the affinity tag can bind lysozyme. Suitable lysozyme binding sequences have been disclosed above.
Ferner wird ein Verfahren zur Aufreinigung eines Fusionsproteins aus einer das Fusionsprotein aufweisenden Probe bereitgestellt, wobei das Fusionsprotein ein Protein von Interesse und ein Affinitäts-Tag aufweist, das Lysozym bindet. Das Fusionsprotein und insbesondere das Affinitäts-Tag weisen vorzugsweise die vorstehend beschriebenenAlso provided is a method of purifying a fusion protein from a sample comprising the fusion protein, wherein the fusion protein comprises a protein of interest and an affinity tag that binds lysozyme. The fusion protein and in particular the affinity tag preferably have those described above
Merkmale auf. Es wird auf die vorstehende Offenbarung verwiesen, die auch hier gilt. Features on. Reference is made to the above disclosure, which also applies here.
Ein wichtiges Merkmal des Verfahrens ist es, dass Lysozym als Affinitätsligand eingesetzt wird, um das Affinitäts-Tag des Fusionsproteins spezifisch zu binden. Der Affinitätsligand Lysozym wird durch das Affinitäts-Tag des Fusionsproteins gebunden, wodurch ein Komplex gebildet wird, der das Fusionsprotein und Lysozym aufweist. Zur Aufreinigung des Fusionsproteins kann der Komplex von der restlichen Probe abgetrennt werden. An important feature of the method is that lysozyme is used as the affinity ligand to specifically bind the affinity tag of the fusion protein. The affinity ligand lysozyme is bound by the affinity tag of the fusion protein, creating a complex is formed, which has the fusion protein and lysozyme. For purification of the fusion protein, the complex can be separated from the remaining sample.
Wie vorstehend beschrieben, kann das entsprechende Fusionsprotein leicht unter Verwendung von Lysozym als Affinitätsligand gereinigt werden. Das verwendete Lysozym kann ein c-Typ-, g-Typ- oder i-Typ-Lysozym sein. Vorzugsweise ist das Lysozym ausgewählt aus der Gruppe von c-Typ-Lysozymen, die die Fähigkeit aufweisen, beta-(1 ,4)- glycosidischen Bindungen zwischen N-Acetylmuraminsäure und N-Acetylglcosamin innerhalb von Peptidoglycanen spalten zu können. Besonders bevorzugt stammt das c-Typ- Lysozym von einem Säuger, Vogel oder Reptil, bevorzugter von einem Vogel- und höchst bevorzugt von Hühnern. Das als Affinitätsligand verwendete Lysozym kann aus natürlichen Quellen erhalten oder auch rekombinant hergestellt werden. As described above, the corresponding fusion protein can be easily purified using lysozyme as the affinity ligand. The lysozyme used may be a c-type, g-type or i-type lysozyme. Preferably, the lysozyme is selected from the group of c-type lysozymes which have the ability to cleave beta- (1, 4) -glycosidic bonds between N-acetylmuramic acid and N-acetylglucosamine within peptidoglycans. Most preferably, the c-type lysozyme is derived from a mammal, bird or reptile, more preferably from a bird and most preferably from chickens. The lysozyme used as affinity ligand can be obtained from natural sources or can also be prepared recombinantly.
Gemäß einer Ausführungsform wird Lysozym zu einer Probe zugegeben, die das Fusionsprotein aufweist. Die Probe kann beispielsweise ein Lysat sein, vorzugsweise ein geklärtes Lysat, oder aber ein Kulturmedium, das das Fusionsprotein aufweist. Die Zugabe von Lysozym zu der Probe hat zur Folge, dass das Fusionsprotein in Form eines Komplexes, der das Fusionsprotein und Lysozym aufweist, präzipitiert wird. Entsprechend wird Lysozym in einer Menge bzw. Konzentration eingesetzt, so dass es zur Ausfällung der Komplexe kommt. Hier kommt es wohl zu einer Konformationsänderung, die die Fällung begünstigt. Diese Ausführungsform, bei der das Lysozym in freier Form zu der Probe gegeben wird, hat den Vorteil, dass das Fusionsprotein ohne die Verwendung einer festen Matrix, wie sie bei herkömmlichen Affinitätschromatographien oftmals verwendet wird, die auf den Einsatz von Affinitätsliganden basieren, aufgereinigt werden kann. Daher erlaubt diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aufreinigungsverfahrens, die keinen festen Träger zur Aufreinigung verwendet, die kostenbewußte Aufreinigung eines Proteins von Interesse durch Nutzung des Umstands, dass Lysozym ein Fusionsprotein präzipitieren kann, sofern das Fusionsprotein einen Affinitäts-Tag aufweist, insbesondere einen CDR3-Bereich eines Schwere-Ketten- Antikörpers, das Lysozym bindet. In one embodiment, lysozyme is added to a sample comprising the fusion protein. The sample may be, for example, a lysate, preferably a clarified lysate, or a culture medium comprising the fusion protein. The addition of lysozyme to the sample results in the fusion protein being precipitated in the form of a complex comprising the fusion protein and lysozyme. Accordingly, lysozyme is used in an amount or concentration so that precipitation of the complexes occurs. This probably leads to a conformational change, which favors the precipitation. This embodiment, in which the lysozyme is added to the sample in free form, has the advantage that the fusion protein can be purified without the use of a solid matrix often used in conventional affinity chromatography based on the use of affinity ligands , Therefore, this embodiment of the purification method of the present invention, which does not use a solid support for purification, allows the cost-conscious purification of a protein of interest by utilizing the fact that lysozyme can precipitate a fusion protein, provided that the fusion protein has an affinity tag, in particular a CDR3 region of one Heavy-chain antibody that binds lysozyme.
Gemäß einer Ausführungsform liegt das Lysozym, das als Affinitätsligand verwendet wird, jedoch immobilisiert an einen festen Träger vor. Auch hier wird ein Komplex an dem Träger ausgebildet. Ein entsprechendes Reinigungsverfahren kann gemäß dem gut bekannten Prinzip von Affinitätssystemen (wie bspw. His-Tag basierten Systemen), bei denen das Target mittels an Säulen immobilisierten Affinitätsliganden gebunden wird, durchgeführt werden. Lysozym kann direkt oder bspw. über ein Linkermolekül an den festen Träger gebunden werden. Geeignete feste Träger, die bei einem entsprechenden Affinitätschromatographie-Reinigungsverfahren verwendet werden können, wie bspw. Säulen oder Partikel, sind im Fachgebiet bekannt und benötigen daher keine weitere Beschreibung. Die restliche Probe kann dann von dem gebildeten Komplex abgetrennt werden. Sofern gewünscht, kann der Komplex gegebenenfalls vor Trennung des Fusionsproteins von dem Affinitätsliganden Lysozym gewaschen werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Fusionsprotein von dem Lysozym abgetrennt und somit aus dem Komplex freigesetzt. Gemäß einer Ausführungsform wird die Freisetzung, hier auch als„Elution" bezeichnet, durch die Verwendung einer Elutionslösung erzielt. Die Elution kann auf verschiedene Arten erzielt werden. Bspw. können Zucker, Peptide, an Lysozym bindende Affinitäts-Tags in freier Form sowie andere Agenzien eingesetzt werden, die eine Affinität gegen die Bindungsstelle von Lysozym haben und daher das über den Affinitäts-Tag gebundene Fusionsprotein aus dem Komplex verdrängen können. Gemäß einer Ausführungsform, die eine sehr milde Elution des Fusionsproteins erlaubt, wird eine Elutionslösung verwendet, die wenigstens einen Zucker aufweist, der durch das aktive Zentrum von Lysozym gebunden wird. Diese Ausführungsform ist besonders geeignet, wenn ein Affinitäts-Tag verwendet wird, das an das aktive Zentrum von Lysozym bindet. Vorzugsweise ist ein solcher Affinitäts-Tag ein CDR3-Bereich, der von einem wie vorstehend beschriebenen Schwere-Ketten-Antikörper abgeleitet ist. Es wird auf die obige Offenbarung verwiesen, die auch hier gilt. Die Elutionslösung kann das natürliche Substrat des Enzyms enthalten, bspw. ausgewählt aus der Gruppe von Peptidoglycanen, insbesondere aus der Gruppe von Peptidoglycanen, die 1 ,4-beta-Verknüpfungen zwischen N-Acetylmuraminsäure- und N-Acetyl-D-glucosaminresten aufweisen. Vorzugsweise ist der Zucker in der Elutionslösung im Überschuss enthalten, um die Freisetzung des Affinitäts- Tags aus dem aktiven Zentrum des Lysozyms zu fördern. Dies ist besonders bevorzugt, wenn ein Affinitäts-Tag verwendet wird, das an das aktive Zentrum von Lysozym bindet, da der Überschuss an Zucker das Fusionsprotein leicht von dem Lysozym verdrängen kann, wodurch das Fusionsprotein aus dem Komplex freigesetzt wird. In one embodiment, the lysozyme used as the affinity ligand is immobilized to a solid support. Again, a complex is formed on the carrier. A corresponding purification method can be carried out according to the well-known principle of affinity systems (such as His-tag based systems) in which the target is bound by means of affinity ligands immobilized on columns. Lysozyme can be bound directly or, for example, via a linker molecule to the solid support. Suitable solid supports that can be used in a corresponding affinity chromatography purification process, such as columns or particles, are known in the art and therefore need no further description. The remaining sample can then be separated from the complex formed. If desired, the complex may optionally be washed prior to separation of the fusion protein from the affinity ligand lysozyme. According to a preferred embodiment, the fusion protein is separated from the lysozyme and thus released from the complex. In one embodiment, the release, also referred to herein as "elution," is achieved through the use of an elution solution, which can be achieved in a variety of ways, for example, sugars, peptides, free-lysozyme-binding affinity tags, and other agents can be used which have an affinity for the binding site of lysozyme and therefore can displace the fusion protein bound via the affinity tag from the complex According to an embodiment which allows a very mild elution of the fusion protein, an elution solution containing at least one sugar is used This embodiment is particularly useful when using an affinity tag that binds to the active site of lysozyme Preferably, such an affinity tag is a CDR3 region that is derived from a lysozyme As described above heavy chain antibody is derived Referenced the above disclosure, which also applies here. The elution solution may contain the natural substrate of the enzyme, for example selected from the group of peptidoglycans, in particular from the group of peptidoglycans having 1,4-beta linkages between N-acetylmuramic acid and N-acetyl-D-glucosamine residues. Preferably, the sugar is in excess in the eluting solution to promote the release of the affinity tag from the active site of the lysozyme. This is particularly preferred when using an affinity tag that binds to the active site of lysozyme, as the excess of sugar can easily displace the fusion protein from the lysozyme, thereby releasing the fusion protein from the complex.
Ferner wird mit der vorliegenden Erfindung ein Komplex bereitgestellt, der Lysozym und ein Fusionsprotein aufweist, das ein Protein von Interesse und ein Lysozym bindendes Affinitäts- Tag aufweist. Ein entsprechender Komplex kann beispielsweise in vorteilhafter Weise zurFurther provided by the present invention is a complex comprising lysozyme and a fusion protein having a protein of interest and a lysozyme binding affinity tag. An appropriate complex can, for example, in an advantageous manner to
Kristallisation des enthaltenen Fusionsproteins verwendet werden, um die Analyse des Proteins von Interesse zu ermöglichen. Lysozym ist ein Protein, das leicht kristallisiert werden kann, und es wurde gefunden, dass es zur Unterstützung der Kristallisation eines Fusionsproteins verwendet werden kann, das ein Protein von Interesse und ein Lysozym bindendes Affinitäts-Tag aufweist. Diese Merkmale erlauben selbst die Kristallisation einesCrystallization of the contained fusion protein can be used to allow the analysis of the protein of interest. Lysozyme is a protein that can be easily crystallized, and has been found to be useful in promoting the crystallization of a fusion protein that has a protein of interest and a lysozyme-binding affinity tag. These features even allow the crystallization of a
Proteins von Interesse, das anderweitig nicht oder nur schwer zu Kristallisieren ist. Der Komplex gemäß der vorliegenden Erfindung kann daher auch für diesen Zweck verwendet werden. Die vorstehend beschriebene Verwendung eines lysozymbindenden CDR3-Bereichs eines Schwere-Ketten-Antikörpers als Affinitäts-Tag stellt eine bevorzugte Ausführungsform dar, die den Vorteil hat, dass das Affinitäts-Tag sehr klein ist, wodurch das Risiko gesenkt wird, dass die dreidimensionale Struktur des Proteins von Interesse verändert wird. Geeignete, an Lysozym bindende Sequenzen wurden oben beschrieben. Proteins of interest that are otherwise difficult or impossible to crystallize. The complex according to the present invention can therefore also be used for this purpose. The above-described use of a lysozyme-binding CDR3 region of a heavy chain antibody as an affinity tag is a preferred embodiment which has the advantage that the affinity tag is very small, thereby lowering the risk is that the three-dimensional structure of the protein of interest is changed. Suitable lysozyme binding sequences have been described above.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung von Lysozym zur Aufreinigung eines Fusionsproteins, das ein Protein von Interesse und ein Lysozym bindendes Affinitäts-Tag aufweist. Die Einzelheiten des entsprechenden Reinigungsverfahrens sind vorstehend beschrieben und es wird auf die vorstehende Offenbarung verwiesen. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung von Lysozym zur Präzipitation eines Fusionsproteins, das ein Protein von Interesse und ein Affinitäts-Tag aufweist, das Lysozym bindet. Wie in den Beispielen gezeigt wird, führt die Bindung des mit einem Lysozym bindenden Affinitäts-Tag versehenen Fusionsproteins an Lysozym zu Konformationsänderungen, die zu einer verringerten Löslichkeit des Lysozym- Fusionsprotein-Komplexes führen, so dass der Komplex dann präzipitiert. Die Präzipitation erfolgt schnell und umfassend. Daher kann die verringerte Löslichkeit des Proteinkomplexes auf einfache Weise dazu genutzt werden, den Komplex von der restlichen Probe durch verschiedene Mittel, wie z. B. Zentrifugation, Sedimentation u.ä. abzutrennen. Wie vorstehend beschrieben, ist eine entsprechende präzipitationsbasierte Reinigung sehr kosten effektiv und zeitsparend und ermöglicht die Aufreinigung des Fusionsproteins ohne die Notwendigkeit einer affinitätsbasierten Säulenchromatographie. Another aspect of the present invention relates to the use of lysozyme to purify a fusion protein having a protein of interest and a lysozyme binding affinity tag. The details of the corresponding cleaning method are described above and reference is made to the above disclosure. Further, the present invention relates to the use of lysozyme for the precipitation of a fusion protein having a protein of interest and an affinity tag that binds lysozyme. As shown in the Examples, binding of the lysozyme-binding affinity tagged fusion protein to lysozyme results in conformational changes that result in reduced solubility of the lysozyme-fusion protein complex such that the complex then precipitates. The precipitation is fast and comprehensive. Therefore, the reduced solubility of the protein complex can be easily utilized to remove the complex from the remainder of the sample by various means, such as. As centrifugation, sedimentation u.ä. separate. As described above, appropriate precipitation-based purification is very cost effective and time-saving, and allows purification of the fusion protein without the need for affinity-based column chromatography.
Ferner ist ein entsprechendes Präzipitationsverfahren zum Nachweis eines Proteins bspw. in einem Assay von Vorteil. Hier kann eine entsprechende Präzipitation beispielsweise dazu verwendet werden, um die lokale Konzentration des nachzuweisenden Proteins und dadurch die Empfindlichkeit des Assays zu erhöhen. Es kann auch zur Quantifizierung eines Proteins von Interesse durch Hinzufügen einer zweiten enzymatischen oder biochemischen Reaktion zu dem vorstehend beschriebenen Präzipitationsvorgang verwendet werden. Entsprechende Verfahren können auch für diagnostische Zwecke verwendet werden. Furthermore, an appropriate precipitation method for the detection of a protein, for example, in an assay of advantage. Here, an appropriate precipitation can be used, for example, to increase the local concentration of the protein to be detected and thereby the sensitivity of the assay. It can also be used to quantify a protein of interest by adding a second enzymatic or biochemical reaction to the precipitation process described above. Corresponding methods can also be used for diagnostic purposes.
Beispiele für die Verwendung der vorliegenden Erfindung in diagnostischen Assays umfassen bspw. die Bestimmung der Konzentration eines Proteins oder einer Verbindung von Interesse in klinischen Proben, wie bspw. Enzyme, die für bestimmte Typen von Erkrankung indikativ sind, Entzündungsvorgänge- oder Markerproteine aus Pathogenen, wie z. B. Viren, die gewöhnlich in nur geringer Konzentration vorhanden sind. EinExamples of the use of the present invention in diagnostic assays include, for example, the determination of the concentration of a protein or compound of interest in clinical samples, such as enzymes indicative of certain types of disease, inflammatory or marker proteins from pathogens, such as z. As viruses, which are usually present in low concentrations. One
Präzipitationsvorgang gemäß der Erfindung würde daher die Empfindlichkeit von Assays dieses besonderen Typs erhöhen. Precipitation process according to the invention would therefore increase the sensitivity of assays of this particular type.
Das Fusionsprotein weist vorzugsweise ein oder mehrere der vorstehend erläuterten Merkmale auf. Es wird auf die entsprechende Offenbarung verwiesen. Das Protein von Interesse kann von jeder Art sein. Der Begriff „Protein" bezeichnet ein Molekül, das ein Polymer von Aminosäuren aufweist, die durch Peptidbindungen miteinander verknüpft sind. Der Begriff „Protein" umfasst Polypeptide jeder Länge (beispielsweise mit mehr als 50 Aminosäuren) und Peptide (beispielsweise 2-49 Aminosäuren). Der Begriff umfasst Polypeptide und/oder Peptide mit jeder Aktivität oder Bioaktivität, einschließlich beispielsweise bioaktive Polypeptide, wie z. B. enzymatische Proteine oder Peptide (beispielsweise Proteasen, Kinasen, Phosphatasen), Rezeptorproteine oder -peptide, Transporterproteine oder -peptide, bakterizide und/oder endotoxinbindende Proteine, Strukturproteine oder -peptide, Immun-Polypeptide, Toxine, Antibiotika, Hormone, Wachstumsfaktoren, Impfstoffe und dergleichen. Das Polypeptid kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Peptidhormonen, Interleukinen, Gewebeplasminogenaktivatoren, Zytokinen, Immunoglobulinen, insbesondere Antikörpern oder Antikörperfragmenten oder Varianten davon. Das Immunoglobulin kann von jedem Isotyp sein. Sehr oft werden IgG- Moleküle (beispielsweise lgG1 ) als therapeutische Proteine hergestellt oder benötigt. Ein Antikörperfragment ist jedes Fragment eines Antikörpers, das wenigstens 20 Aminosäuren des gesamten Antikörpers aufweist, vorzugsweise wenigstens 100 Aminosäuren, und das die Fähigkeit aufweist, ein Antigen zu binden. Das Antikörperfragment kann bspw. den Bindungsbereich eines Antikörpers umfassen, wie z. B. ein Fab-Fragment, ein F(ab)2- Fragment, Mehrfachkörper, die mehrere Bindungsdomänen umfassen, wie z. B. Diabodies, Triabodies oder Tetrabodies, Einzeldomänen-Antikörper oder Affibodies. Eine Antikörpervariante ist bspw. ein Derivat eines Antikörpers oder Antikörperfragments mit der gleichen Bindungsfunktion aber beispielsweise einer veränderten Aminosäuresequenz. Der Antikörper und/oder das Antikörperfragment kann eine murine leichte Kette, eine menschliche leichte Kette, eine humanisierte leichte Kette, eine menschliche schwere Kette und/oder eine murine schwere Kette umfassen, sowie aktive Fragmente oder Derivate davon. Somit kann er/es beispielsweise murin, menschlich, chimär oder humanisiert sein. Das Protein von Interesse ist vorzugsweise ursprünglich nicht mit dem in dem Fusionsprotein verwendeten Affinitäts-Tag verbunden und ist vorzugsweise kein Schwere-Ketten-Antikörper oder Fragment davon, wenn ein von einem Schwere-Ketten-Antikörper abgeleiteter CDR3- Bereich als Affinitäts-Tag verwendet wird. The fusion protein preferably has one or more of the features explained above. Reference is made to the corresponding disclosure. The protein of interest can be of any kind. The term "protein" refers to a molecule comprising a polymer of amino acids linked together by peptide bonds The term "protein" encompasses polypeptides of any length (e.g., greater than 50 amino acids) and peptides (eg, 2-49 amino acids). The term includes polypeptides and / or peptides having any activity or bioactivity including, for example, bioactive polypeptides, such as e.g. , Enzymatic proteins or peptides (e.g., proteases, kinases, phosphatases), receptor proteins or peptides, transporter proteins or peptides, bactericidal and / or endotoxin binding proteins, structural proteins or peptides, immune polypeptides, toxins, antibiotics, hormones, growth factors, vaccines and the same. The polypeptide may be selected from the group consisting of peptide hormones, interleukins, tissue plasminogen activators, cytokines, immunoglobulins, in particular antibodies or antibody fragments or variants thereof. The immunoglobulin can be of any isotype. Very often, IgG molecules (eg IgG1) are produced or needed as therapeutic proteins. An antibody fragment is any fragment of an antibody that has at least 20 amino acids of total antibody, preferably at least 100 amino acids, and that has the ability to bind an antigen. The antibody fragment may, for example, include the binding region of an antibody, such as. B. a Fab fragment, an F (ab) 2 fragment, multiple bodies comprising multiple binding domains, such as. As diabodies, triabodies or tetrabodies, single domain antibodies or Affibodies. An antibody variant is, for example, a derivative of an antibody or antibody fragment having the same binding function but, for example, an altered amino acid sequence. The antibody and / or antibody fragment may comprise a murine light chain, a human light chain, a humanized light chain, a human heavy chain and / or a murine heavy chain, as well as active fragments or derivatives thereof. Thus, it may be, for example, murine, human, chimeric or humanized. Preferably, the protein of interest is not initially associated with the affinity tag used in the fusion protein and is preferably not a heavy chain antibody or fragment thereof when a CDR3 region derived from a heavy chain antibody is used as the affinity tag ,
BEISPIELE EXAMPLES
Beispiel 1 example 1
Die Affinität der von der vorliegenden Erfindung bereitgestellten Lysozym-bindenden Peptide, die als Affinitäts-Tag eingesetzt werden können, wurde untersucht. Die Aminosäuresequenz der Affinitäts-Tags P2 - P6 entspricht den als SEQ ID NO: 2 - 6 gezeigten Sequenzen und sind aus einem CDR3-Bereich eines Schwere-Kette-Antikörpers abgeleitet. Die Affinitäts-Tags P2 bis P6 wurden N-terminal an GFP als Modellprotein von Interesse fusioniert, so dass ein Fusionsprotein erzeugt wurde, das GFP (Protein von Interesse) und einen Lysozym bindenden Affinitäts-Tag (P2 bis P6) aufwies. Das GFP- Protein wies zusätzlich ein His-Tag am C-Terminus auf. Die Affinität der erhaltenen GFP- Fusionsproteine für Lysozym wurde bestimmt. Die Ergebnisse der Messungen sind in der nachstehenden Tabelle gezeigt:  The affinity of the lysozyme-binding peptides provided by the present invention which can be used as an affinity tag was examined. The amino acid sequence of the affinity tags P2-P6 corresponds to the sequences shown as SEQ ID NO: 2-6 and is derived from a CDR3 region of a heavy chain antibody. Affinity tags P2 through P6 were N-terminally fused to GFP as a model protein of interest to produce a fusion protein having GFP (protein of interest) and a lysozyme binding affinity tag (P2 to P6). The GFP protein additionally had a His tag at the C-terminus. The affinity of the obtained GFP fusion proteins for lysozyme was determined. The results of the measurements are shown in the table below:
Die Ergebnisse zeigen, dass die kleinen Affinitäts-Tags gemäß der vorliegenden Erfindung, die aus dem CDR3-Bereich eines Schwere-Ketten-Antikörpers bestehen bzw. davon abgeleitet sind, trotz des Umstands, dass sie nicht von Gerüstbereichen oder anderen stabilisierenden Strukturen stabilisiert werden, Lysozym mit hoher Affinität binden können. Die Affinität kann durch geeignete Aminosäuresubstitutionen in der Peptidsequenz des Affinitäts-Tags weiter erhöht werden. Dies kann beispielsweise durch Molecular Modeling unterstützt werden. The results show that the small affinity tags according to the present invention consisting of or derived from the CDR3 region of a heavy chain antibody, despite being stabilized not by frameworks or other stabilizing structures, Lysozyme can bind with high affinity. The affinity can be further increased by appropriate amino acid substitutions in the peptide sequence of the affinity tag. This can be supported, for example, by molecular modeling.
Beispiel 2: Example 2:
Beispiel 2 zeigt, dass das Lysozym-bindende Affinitäts-Tag gemäß der vorliegendenExample 2 shows that the lysozyme-binding affinity tag according to the present invention
Erfindung zur Präzipitation und somit zur Aufreinigung eines Fusionsproteins verwendet werden kann, welches ein Protein von Interesse und das Affinitäts-Tag aufweist. Das Fusionsprotein P5-GFP weist am N-Terminus einen für Lysozym spezifischen Affinitäts-Tag auf. Bei dem Affinitäts-Tag P5 (siehe SEQ ID NO: 5) wurde im Vergleich zu dem Äff initäts- Tag P4 (siehe SEQ ID NO: 4) ein Cystein gegen ein Serin ausgetauscht. Das FusionsproteinInvention can be used for precipitation and thus for the purification of a fusion protein having a protein of interest and the affinity tag. The fusion protein P5-GFP has a lysozyme-specific affinity tag at the N-terminus. In the affinity tag P5 (see SEQ ID NO: 5), a cysteine was replaced with a serine as compared with the affinity tag P4 (see SEQ ID NO: 4). The fusion protein
P5-GFP wies zusätzlich C-terminal einen His-Tag auf und wurde in E. coli exprimiert. Anschließend wurde Lysozym zur Präzipitation des P5-GFP-Fusionsproteins verwendet. Dabei wurden zwei Proben geprüft. Eine Probe wies das geklärte bakterielle Lysat auf (Probe 1 ), während die andere Probe P5-GFP enthielt, das unter Verwendung von Ni-NTA- Superflow-Harz (Qiagen) gemäß Anleitung des Herstellers vorgereinigt und damit konzentriert war (Probe 2). Anschließend wurde das Gemisch zentrifugiert. Wie in Fig. 1 gezeigt, präzipitiert Lysozym das P5-GFP-Fusionsprotein. Die Bindung von Lysozym an das Affinitäts-Tag des P5-GFP-Fusionsproteins führt zu einem Komplex, der aufgrund einer Konformationsänderung des Lysozyms präzipitiert. Der präzipitierte Komplex ist in Fig. 1 als gelbes Pellet sichtbar. Probe 2, die das über den zusätzlichen His-Tag vorgereinigte P5- GFP-Fusionsprotein enthielt, führte aufgrund der höheren Konzentration des Fusionsproteins zu einem größeren Pellet. Wie in Fig. 1 gezeigt, führt die Zugabe von Lysozym zu dem geklärten Lysat ebenfalls zu einer Präzipitation des Fusionsproteins und ermöglicht damit die schnelle und einfache Isolierung des Fusionsproteins. P5-GFP additionally had a C-terminal His tag and was expressed in E. coli. Subsequently, lysozyme was used to precipitate the P5-GFP fusion protein. Two samples were tested. One sample had the clarified bacterial lysate (Sample 1), while the other sample contained P5-GFP pre-cleaned and concentrated using Ni-NTA Superflow Resin (Qiagen) according to the manufacturer's instructions (Sample 2). Subsequently, the mixture was centrifuged. As shown in Figure 1, lysozyme precipitates the P5-GFP fusion protein. The binding of lysozyme to the affinity tag of the P5-GFP fusion protein results in a complex that precipitates due to a conformational change of the lysozyme. The precipitated complex is visible in FIG. 1 as a yellow pellet. Sample 2, which contained the P5-GFP fusion protein pre-purified via the additional His tag, resulted in a larger pellet due to the higher concentration of the fusion protein. As shown in Figure 1, the addition of lysozyme to the clarified lysate also precipitates the fusion protein, thereby allowing for rapid and easy isolation of the fusion protein.
Die erhaltenen P5-GFP-Lysozym-Komplexe wurden dann durch Gelfiltration gereinigt und mittels SDS-Page und Coomassie-Färbung sowie photometrische Analyse einzelner Fraktionen bei OD = 509 nm analysiert. Fig. 2 zeigt die photometrische Analyse einzelner, durch Gelfiltration gereinigter Fraktionen. Die relative Fluoreszenz wurde als Funktion der Wellenlänge aufgetragen. Die höchste Absorbanz wurde in Einklang mit dem Anregungs- Emissionsspektrum von GFP bei OH = 509 nm beobachtet. Es wurden verschiedene Konzentrationen geprüft. Die Ergebnisse zeigen, dass bei einer bestimmten Konzentration die sofortige Präzipitation der Komplexe erfolgt. Hierdurch werden über 90 % und sogar über 95 % des Proteins von Interesse ausgefällt. The resulting P5-GFP-lysozyme complexes were then purified by gel filtration and analyzed by SDS-Page and Coomassie staining and photometric analysis of individual fractions at OD = 509 nm. Figure 2 shows the photometric analysis of individual fractions purified by gel filtration. Relative fluorescence was plotted as a function of wavelength. The highest absorbance was observed in agreement with the excitation emission spectrum of GFP at OH = 509 nm. Various concentrations were tested. The results show that at a certain concentration the immediate precipitation of the complexes occurs. This precipitates over 90% and even over 95% of the protein of interest.
Beispiel 3: Example 3:
Hier wurde die Verwendung und die Spezifität des Affinitäts-Tags für Lysozym (Lysotag) zur Proteinreinigung bestimmt. 1000 μΙ GFP-His, GFP-Strep und P5-GFP, gepuffert in 100 mM NaCI, 50 mM Tris, pH-Wert = 7,5 wurden in Eppendorf-Röhrchen gegeben, dann wurde Lysozym zugegeben und die Proben wurden bei Raumtemperatur inkubiert. Die Zugabe von Lysozym führte zu einer erhöhten Trübung der P5-GFP-Probe, die bei den GFP-His- und GFP-Strep-Proben nicht beobachtet wurde. Anschließend wurden die Proben 15 Minuten bei 4 <Ό zentrifugiert, was zu einer Pelletierung der P5-GFP enthaltenden Probe führte, nicht jedoch bei GFP-His und GFP-Strep. Die Ergebnisse sind in Fig. 3 gezeigt, die die Spezifität der Präzipitation von P5-GFP durchHere, the use and specificity of the lysozyme affinity tag (lyso tag) for protein purification was determined. 1000 μΙ GFP-His, GFP-Strep and P5-GFP buffered in 100 mM NaCl, 50 mM Tris, pH = 7.5 were added to Eppendorf tubes, then lysozyme was added and the samples were incubated at room temperature. The addition of lysozyme resulted in increased turbidity of the P5-GFP sample, which was not observed in the GFP-His and GFP-Strep samples. Subsequently, the samples were centrifuged for 15 minutes at 4 < Ό, resulting in pelleting of the sample containing P5-GFP, but not for GFP-His and GFP-Strep. The results are shown in Fig. 3, the specificity of the precipitation of P5-GFP by
Zugabe von Lysozym belegt. (1 ) GFP-His, (2) GFP-Strep, (3) P5-GFP. A: Proben vor der Zugabe von Lysozym. B: Proben nach der Zugabe von Lysozym. Die P5-GFP Probe erscheint nach der Zugabe von Lysozym trübe. C: Proben nach Zentrifugation mit 12.000 g bei 4 <Ό. Die Zugabe von Lysozym führte zur Präzipitation der P5-GFP Probe, was an dem gelblichen Pellet nach der Zentrifugation ersichtlich ist. Das Pellet enthält die gebildetenAddition of lysozyme occupied. (1) GFP-His, (2) GFP-Strep, (3) P5-GFP. A: Samples before adding lysozyme. B: Samples after the addition of lysozyme. The P5-GFP sample appears turbid after the addition of lysozyme. C: Samples after centrifugation at 12,000 g at 4 < Ό. The addition of lysozyme resulted in the precipitation of the P5-GFP sample as seen on the yellowish pellet after centrifugation. The pellet contains the formed
Komplexe. Bei den Kontrollproben wurde kein Effekt beobachtet. Die His-GFP Probe war auch nach der Zentrifugation klar, bei der Strep-GFP Probe zeigte sich ein weißliches Pellet nach der Zentrifugation. Dies belegt, dass die Präzipitation spezifisch durch die Interaktion des Lysozyms mit dem P5-Tag hervorgerufen wurde und nicht durch eine unspezifische Proteinaggregation induziert wurde, die bspw. durch die Zugabe von Lysozym zu der Probe hervorgerufen wird. Es ist anzumerken, dass das GFP bei dem Präzipitationsvorgang nicht denaturiert wird und seine Fluoreszenz während des gesamten Reinigungsvorgangs bewahrt. Im Überstand war GFP auch kaum noch nachweisbar, was die Effizienz der Methode unterstreicht. Damit wird ein schnelles, kostengünstiges und effektives Reinigungsverfahren bereitgestellt, das ohne Trägermaterialien wie bspw. Säulen durchführbar ist. Complex. No effect was observed in the control samples. The His-GFP sample was even after centrifugation, the Strep-GFP sample showed a whitish pellet after centrifugation. This demonstrates that precipitation was specifically caused by the interaction of the lysozyme with the P5 tag and was not induced by nonspecific protein aggregation, for example, caused by the addition of lysozyme to the sample. It should be noted that the GFP is not denatured during the precipitation process and retains its fluorescence throughout the purification process. In the supernatant, GFP was also barely detectable, which underlines the efficiency of the method. Thus, a fast, inexpensive and effective cleaning process is provided, which is feasible without support materials such as columns.
Beispiel 4: Example 4:
Weitere Untersuchungen wurden durchgeführt, um zu zeigen, dass die Präzipitation auch nicht durch eine unspezifische Wechselwirkung zwischen Lysozym und GFP verursacht wird, sondern auf eine spezifische Interaktion zwischen dem Lysozym und dem Affinitäts-Tag zurückzuführen ist. Ferner sollte gezeigt werden, dass das Konzept der vorliegenden Erfindung mit verschiedenen Proteinen von Interesse umsetzbar ist.  Further investigations were carried out to show that the precipitation is not caused by a non-specific interaction between lysozyme and GFP, but is due to a specific interaction between the lysozyme and the affinity tag. Further, it should be shown that the concept of the present invention can be implemented with various proteins of interest.
In Beispiel 4 wurde Interferon-alpha als Protein von Interesse verwendet, das N-terminal mit dem Lysozym-bindenden Affinitäts-Tag P5 (siehe SEQ ID NO: 5) versehen wurde. Hierdurch wurde ein Fusionsprotein erhalten, das Interferon-alpha (Protein von Interesse) und einen Lysozym bindenden Affinitäts-Tag (P5) aufwies. Die Zugabe von Lysozym führte zu einer sofortigen Präzipitation des den Lysozym-bindenden Affinitäts-Tag aufweisenden Fusionsproteins. Die Präzipitation des Komplexes wurde durch Zentrifugation unterstützt, so das eine Art Pellet erzeugt wurde, das die gebildeten Komplexe enthält. Die Ergebnisse derIn Example 4, interferon-alpha was used as the protein of interest N-terminally provided with the lysozyme-binding affinity tag P5 (see SEQ ID NO: 5). This yielded a fusion protein comprising interferon alpha (protein of interest) and a lysozyme binding affinity tag (P5). Addition of lysozyme resulted in immediate precipitation of the lysozyme-binding affinity tag-bearing fusion protein. The precipitation of the complex was assisted by centrifugation to produce a type of pellet containing the complexes formed. The results of
Gelelektrophorese sind in Fig. 4 gezeigt. Gel electrophoresis are shown in FIG.
In der ersten Bahn (neben dem Marker) wurde die Probe, die Lysozym und das mit einem Tag versehene Fusionsprotein enthielt (vor der Zentrifugation) auf das Gel tragen. Wie zu sehen ist, umfasst die Probe Lysozym und das mit dem Affinitäts-Tag verseheneIn the first lane (next to the marker), the sample containing lysozyme and the tagged fusion protein (before centrifugation) was loaded onto the gel. As can be seen, the sample comprises lysozyme and the affinity tagged one
Fusionsprotein. In der dritten Bahn neben dem Marker (die zweite Bahn ist frei) wurde der Überstand aufgebracht. Wie zu sehen ist, umfasst der Überstand überschüssiges Lysozym und nur geringe Restmengen des Fusionsproteins. Dies zeigt, dass durch die Zugabe von Lysozym beinahe das gesamte Fusionsprotein enthaltend Interferon-alpha wirkungsvoll präzipitiert wurde. Benachbart dazu wurden verschiedene Konzentrationen des Pellets auf das Gel aufgetragen. Wie zu sehen ist, umfasst das präzipitierte Pellet das Interferon-alpha enthaltende Fusionsprotein und Lysozym. Fusion protein. In the third lane next to the marker (the second lane is free), the supernatant was applied. As can be seen, the supernatant comprises excess lysozyme and only small residual amounts of the fusion protein. This shows that the addition of lysozyme effectively precipitated nearly all of the fusion protein containing interferon-alpha. Next, various concentrations of the pellet were applied to the gel. As can be seen, the precipitated pellet comprises the interferon-alpha-containing fusion protein and lysozyme.

Claims

ANSPRÜCHE
1 . Fusionsprotein, umfassend ein Protein von Interesse und ein Affinitäts-Tag, das Lysozym bindet. 1 . A fusion protein comprising a protein of interest and an affinity tag that binds lysozyme.
2. Fusionsprotein gemäß Anspruch 1 , wobei das Affinitäts-Tag des Fusionsproteins eines oder mehrere der in den Ansprüchen 8 bis 1 1 definierten Merkmale des CDR3- Bereichs aufweist. 2. A fusion protein according to claim 1, wherein the affinity tag of the fusion protein has one or more of the defined in claims 8 to 1 1 features of the CDR3 region.
3. Verfahren zur Aufreinigung eines Fusionsproteins gemäß Anspruch 1 oder 2 aus einer das Fusionsprotein aufweisenden Probe, wobei bei dem Verfahren Lysozym als Affinitätsligand eingesetzt wird und wobei das Affinitäts-Tag des Fusionsproteins an Lysozym bindet, um so einen Komplex zu bilden. A method for purifying a fusion protein according to claim 1 or 2 from a sample comprising the fusion protein, wherein the method employs lysozyme as the affinity ligand, and wherein the affinity tag of the fusion protein binds to lysozyme to form a complex.
4. Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei a) das Lysozym mit der Probe in Kontakt gebracht wird, um so den das Fusionsprotein und Lysozym aufweisenden Komplex zu präzipitieren oder The method of claim 3, wherein a) the lysozyme is contacted with the sample so as to precipitate the complex comprising the fusion protein and lysozyme, or
b) das Lysozym immobilisiert an einen Träger vorliegt und das Fusionsprotein über das Lysozym an den Träger gebunden wird.  b) the lysozyme is immobilized on a carrier and the fusion protein is bound to the carrier via the lysozyme.
5. Verfahren gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei die restliche Probe abgetrennt wird und vorzugsweise das Fusionsprotein aus dem Komplex freigesetzt wird. 5. The method according to claim 3 or 4, wherein the remaining sample is separated and preferably the fusion protein is released from the complex.
6. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5, wobei das6. The method according to one or more of claims 3 to 5, wherein the
Fusionsprotein unter Verwendung einer Elutionslösung freigesetzt wird, die einen Zucker aufweist, der durch Lysozym gebundenen wird. Fusion protein is released using an elution solution having a sugar that is bound by lysozyme.
7. Bindungsagens, das eine Zielverbindung spezifisch bindet, wobei das Bindungsagens einen CDR3-Bereich aufweist, der von einem Schwere-Kette-Antikörper abgeleitet ist, aber keine Gerüstbereiche oder andere Elemente zur Stabilisierung des CDR3- Bereichs aufweist und wobei das Bindungsagens die Zielverbindung über den CDR3- Bereich bindet. 7. A binding agent that specifically binds to an objective compound, wherein the binding agent has a CDR3 region derived from a heavy chain antibody but has no framework regions or other elements to stabilize the CDR3 region and wherein the binding agent crosses the target compound binds to the CDR3 region.
8. Bindungsagens gemäß Anspruch 7, wobei das Bindungsagens aus dem CDR3- Bereich besteht. A binding agent according to claim 7, wherein the binding agent consists of the CDR3 region.
9. Bindungsagens gemäß Anspruch 7 oder 8 mit einem oder mehreren der folgenden Merkmale: a) der CDR3-Bereich des Bindungsagens bindet die Zielverbindung mit der gleichen Spezifität und/oder Affinität wie ein Schwere-Ketten-Antikörper, der die Gerüstbereiche aufweist; 9. binding agent according to claim 7 or 8 with one or more of the following features: a) the CDR3 region of the binding agent binds the target compound with the same specificity and / or affinity as a heavy chain antibody having the framework regions;
b) der CDR3-Bereich weist eine Länge von 10 bis 30, vorzugsweise 12 bis 25, Aminosäuren auf;  b) the CDR3 region has a length of 10 to 30, preferably 12 to 25, amino acids;
c) der CDR3-Bereich bindet an eine Furche, eine Tasche oder einen Canyon einer Zielverbindung;  c) the CDR3 region binds to a groove, pocket or canyon of a target compound;
d) der CDR3-Bereich enthält keine amino- und/oder carboxyterminalen Aminosäurereste, die eine Cyclisierung ermöglichen würden;  d) the CDR3 region contains no amino- and / or carboxy-terminal amino acid residues that would allow cyclization;
e) der CDR3-Bereich ahmt die natürliche Substratbindung an die Tasche, die Furche oder den Canyon der Zielverbindung nach, an die der CDR3-Bereich bindet, und/oder  e) the CDR3 region mimics the natural substrate binding to the pocket, groove or canyon of the target compound to which the CDR3 region binds, and / or
f) der CDR3-Bereich weist keinen Cysteinrest auf.  f) the CDR3 region has no cysteine residue.
10. Bindungsagens gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9, wobei das Bindungsagens über den CDR3-Bereich Lysozym als Zielverbindung bindet. 10. binding agent according to one or more of claims 7 to 9, wherein the binding agent via the CDR3 region lysozyme binds as a target compound.
1 1 . Bindungsagens gemäß Anspruch 10, wobei das Bindungsagens einen CDR3-Bereich aufweist, der eine Sequenz ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus SEQ ID NO: 1 bis 6 aufweist oder aus einer dieser Sequenzen besteht. 1 1. The binding agent according to claim 10, wherein the binding agent has a CDR3 region which has a sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1 to 6 or consists of one of these sequences.
12. Fusionsprotein, umfassend ein Protein von Interesse und ein Affinitäts-Tag, wobei das Affinitäts-Tag einen CDR3-Bereich aufweist, der von einem Schwere-Ketten-Antikörper abgeleitet ist, aber keine Gerüstbereiche zur Stabilisierung des CDR3-Bereichs aufweist, wobei der CDR3-Bereich vorzugsweise eines oder mehrere der in den12. A fusion protein comprising a protein of interest and an affinity tag, wherein the affinity tag has a CDR3 region derived from a heavy chain antibody but has no framework regions for stabilizing the CDR3 region, wherein the CDR3 region preferably one or more of the in the
Ansprüchen 8 bis 1 1 definierten Merkmale des CDR3-Bereichs aufweist. Claims 8 to 1 1 has defined features of the CDR3 area.
13. Verwendung von Lysozym zur Aufreinigung, Präzipitation oder Unterstützung der Kristallisation eines Fusionsproteins gemäß Anspruch 1 oder 2. 13. Use of lysozyme for the purification, precipitation or support of the crystallization of a fusion protein according to claim 1 or 2.
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