ES2259251B1 - Variante hipoalergenica de aspf1 de "asperguillus fumigatus", metodo dde produccion y aplicaciones. - Google Patents
Variante hipoalergenica de aspf1 de "asperguillus fumigatus", metodo dde produccion y aplicaciones. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2259251B1 ES2259251B1 ES200301352A ES200301352A ES2259251B1 ES 2259251 B1 ES2259251 B1 ES 2259251B1 ES 200301352 A ES200301352 A ES 200301352A ES 200301352 A ES200301352 A ES 200301352A ES 2259251 B1 ES2259251 B1 ES 2259251B1
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- aspf1
- recombinant
- polypeptides
- seq
- molecules
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 230000000774 hypoallergenic effect Effects 0.000 title claims abstract description 11
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 claims abstract description 10
- 108020004511 Recombinant DNA Proteins 0.000 claims abstract description 9
- 230000001472 cytotoxic effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 241000235058 Komagataella pastoris Species 0.000 claims abstract description 5
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000003013 cytotoxicity Effects 0.000 claims abstract description 3
- 231100000135 cytotoxicity Toxicity 0.000 claims abstract description 3
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 claims description 26
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 claims description 26
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 claims description 22
- 108020005403 ribonuclease U2 Proteins 0.000 claims description 16
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 claims description 11
- 206010020751 Hypersensitivity Diseases 0.000 claims description 10
- 239000013566 allergen Substances 0.000 claims description 9
- 230000007815 allergy Effects 0.000 claims description 9
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 9
- 208000026935 allergic disease Diseases 0.000 claims description 8
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 8
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims description 7
- FBUTXZSKZCQABC-UHFFFAOYSA-N 2-amino-1-methyl-7h-purine-6-thione Chemical compound S=C1N(C)C(N)=NC2=C1NC=N2 FBUTXZSKZCQABC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 241000228212 Aspergillus Species 0.000 claims description 6
- 108010001818 alpha-sarcin Proteins 0.000 claims description 6
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 claims description 6
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 claims description 4
- 231100000433 cytotoxic Toxicity 0.000 claims description 4
- 239000013604 expression vector Substances 0.000 claims description 4
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 4
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 claims description 3
- 230000002245 ribonucleolytic effect Effects 0.000 claims description 3
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 claims description 2
- 238000009169 immunotherapy Methods 0.000 claims description 2
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 claims description 2
- DPEYHNFHDIXMNV-UHFFFAOYSA-N (9-amino-3-bicyclo[3.3.1]nonanyl)-(4-benzyl-5-methyl-1,4-diazepan-1-yl)methanone dihydrochloride Chemical compound Cl.Cl.CC1CCN(CCN1Cc1ccccc1)C(=O)C1CC2CCCC(C1)C2N DPEYHNFHDIXMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 230000002009 allergenic effect Effects 0.000 claims 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims 2
- 229960005486 vaccine Drugs 0.000 claims 2
- 102000001708 Protein Isoforms Human genes 0.000 claims 1
- 108010029485 Protein Isoforms Proteins 0.000 claims 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 claims 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims 1
- 230000009465 prokaryotic expression Effects 0.000 claims 1
- 108010058643 Fungal Proteins Proteins 0.000 abstract description 5
- 108010083644 Ribonucleases Proteins 0.000 abstract description 5
- 102000006382 Ribonucleases Human genes 0.000 abstract description 5
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 abstract description 5
- 241001225321 Aspergillus fumigatus Species 0.000 abstract description 3
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 abstract description 3
- 229940091771 aspergillus fumigatus Drugs 0.000 abstract description 2
- 230000001900 immune effect Effects 0.000 abstract description 2
- 102000008300 Mutant Proteins Human genes 0.000 abstract 1
- 108010021466 Mutant Proteins Proteins 0.000 abstract 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 32
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 description 21
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 11
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 6
- 231100000350 mutagenesis Toxicity 0.000 description 6
- 238000002703 mutagenesis Methods 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 125000002987 valine group Chemical group [H]N([H])C([H])(C(*)=O)C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 6
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 5
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 101000854353 Agrocybe aegerita Ribonuclease ageritin Proteins 0.000 description 3
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 102000007056 Recombinant Fusion Proteins Human genes 0.000 description 3
- 108010008281 Recombinant Fusion Proteins Proteins 0.000 description 3
- 125000003275 alpha amino acid group Chemical group 0.000 description 3
- 230000014616 translation Effects 0.000 description 3
- 108700024170 Aspergillus fumigatus ASPF1 Proteins 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- KZSNJWFQEVHDMF-BYPYZUCNSA-N L-valine Chemical compound CC(C)[C@H](N)C(O)=O KZSNJWFQEVHDMF-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 2
- DRTQHJPVMGBUCF-XVFCMESISA-N Uridine Chemical compound O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1N1C(=O)NC(=O)C=C1 DRTQHJPVMGBUCF-XVFCMESISA-N 0.000 description 2
- KZSNJWFQEVHDMF-UHFFFAOYSA-N Valine Natural products CC(C)C(N)C(O)=O KZSNJWFQEVHDMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000172 allergic effect Effects 0.000 description 2
- 125000000539 amino acid group Chemical group 0.000 description 2
- 230000000890 antigenic effect Effects 0.000 description 2
- 208000010668 atopic eczema Diseases 0.000 description 2
- 238000012217 deletion Methods 0.000 description 2
- 230000037430 deletion Effects 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- NMCHYWGKBADVMK-UHFFFAOYSA-N fenetylline Chemical compound C1=NC=2N(C)C(=O)N(C)C(=O)C=2N1CCNC(C)CC1=CC=CC=C1 NMCHYWGKBADVMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 2
- 108020001507 fusion proteins Proteins 0.000 description 2
- 102000037865 fusion proteins Human genes 0.000 description 2
- 230000002163 immunogen Effects 0.000 description 2
- 238000004255 ion exchange chromatography Methods 0.000 description 2
- 231100000219 mutagenic Toxicity 0.000 description 2
- 230000003505 mutagenic effect Effects 0.000 description 2
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 description 2
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 description 2
- 108091033319 polynucleotide Proteins 0.000 description 2
- 239000002157 polynucleotide Substances 0.000 description 2
- 102000040430 polynucleotide Human genes 0.000 description 2
- 210000003705 ribosome Anatomy 0.000 description 2
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 2
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 2
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 2
- 239000004474 valine Substances 0.000 description 2
- 108091026890 Coding region Proteins 0.000 description 1
- 108020004705 Codon Proteins 0.000 description 1
- 102000053602 DNA Human genes 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 241000724791 Filamentous phage Species 0.000 description 1
- 238000012218 Kunkel's method Methods 0.000 description 1
- 108010079246 OMPA outer membrane proteins Proteins 0.000 description 1
- 108010076504 Protein Sorting Signals Proteins 0.000 description 1
- 108091028664 Ribonucleotide Proteins 0.000 description 1
- 108020004682 Single-Stranded DNA Proteins 0.000 description 1
- 241000007071 Ustilago trichophora Species 0.000 description 1
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 1
- 230000000259 anti-tumor effect Effects 0.000 description 1
- 230000006907 apoptotic process Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- DRTQHJPVMGBUCF-PSQAKQOGSA-N beta-L-uridine Natural products O[C@H]1[C@@H](O)[C@H](CO)O[C@@H]1N1C(=O)NC(=O)C=C1 DRTQHJPVMGBUCF-PSQAKQOGSA-N 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 230000008827 biological function Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000010367 cloning Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000037029 cross reaction Effects 0.000 description 1
- 230000034994 death Effects 0.000 description 1
- 238000002405 diagnostic procedure Methods 0.000 description 1
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000000239 endoribonucleolytic effect Effects 0.000 description 1
- 210000003527 eukaryotic cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 230000009610 hypersensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- BPHPUYQFMNQIOC-NXRLNHOXSA-N isopropyl beta-D-thiogalactopyranoside Chemical compound CC(C)S[C@@H]1O[C@H](CO)[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O BPHPUYQFMNQIOC-NXRLNHOXSA-N 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 210000001322 periplasm Anatomy 0.000 description 1
- 239000013612 plasmid Substances 0.000 description 1
- 230000003389 potentiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 210000001236 prokaryotic cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000001742 protein purification Methods 0.000 description 1
- 239000002336 ribonucleotide Substances 0.000 description 1
- 125000002652 ribonucleotide group Chemical group 0.000 description 1
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 1
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000003053 toxin Substances 0.000 description 1
- 231100000765 toxin Toxicity 0.000 description 1
- 108700012359 toxins Proteins 0.000 description 1
- 210000004881 tumor cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 1
- 238000005199 ultracentrifugation Methods 0.000 description 1
- DRTQHJPVMGBUCF-UHFFFAOYSA-N uracil arabinoside Natural products OC1C(O)C(CO)OC1N1C(=O)NC(=O)C=C1 DRTQHJPVMGBUCF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940045145 uridine Drugs 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/14—Hydrolases (3)
- C12N9/16—Hydrolases (3) acting on ester bonds (3.1)
- C12N9/22—Ribonucleases RNAses, DNAses
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Peptides Or Proteins (AREA)
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
Abstract
Variante hipoalergénica de Aspf1 de
"Aspergillus fumigatus", método de producción y
aplicaciones.
Para la producción de una variante
hipoalergénica de
Aspf1 se ha clonado y expresado el DNA recombinante que codifica una variante de delación de esta ribonucleasa fúngica. Las proteína mutante recombinante expresada en el procariota Escherichia coli, o en el eucariota Pichia pastoris, se aísla y purifica con gran rendimiento, está correctamente plegada, y exhibe propiedades inmunológicas, enzimáticas y citotóxicas similares a las de las proteínas fúngicas naturales, pero es hipoalergénica y su citotoxicidad se encuentra significativamente atenuada, por lo que puede ser empleada en protocolos de diagnosis y terapia.
Aspf1 se ha clonado y expresado el DNA recombinante que codifica una variante de delación de esta ribonucleasa fúngica. Las proteína mutante recombinante expresada en el procariota Escherichia coli, o en el eucariota Pichia pastoris, se aísla y purifica con gran rendimiento, está correctamente plegada, y exhibe propiedades inmunológicas, enzimáticas y citotóxicas similares a las de las proteínas fúngicas naturales, pero es hipoalergénica y su citotoxicidad se encuentra significativamente atenuada, por lo que puede ser empleada en protocolos de diagnosis y terapia.
Description
Variante hipoalergénica de Aspf1 de
Aspergillus fumigatus, método de producción y
aplicaciones.
La presente invención, según se expresa en el
enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a una variante de
la ribotoxina Aspf1 en la que se ha sustituido el fragmento
correspondiente a la secuencia que comprende los aminoácidos 6 a 21
(según la numeración original de la secuencia de la proteína
natural) por dos Gly y se ha añadido un residuo de valina en su
extremo amino-terminal, entre sus dos primeros
residuos (Ala-1 y Thr-2).
La invención también hace referencia al DNA
recombinante que la codifica, y a moléculas homólogas como otras
ribotoxinas u otras ribonucleasas fúngicas, producidas en
organismos heterólogos recurriendo a la tecnología del DNA
recombinante. El objeto de la invención consiste, además, en la
producción de estas moléculas mediante tecnología recombinante en
la bacteria Escherichia coli y en la levadura Pichia
pastoris, lo que implica el uso de la secuencia SEQ ID NO: 1, o
de otras secuencias nucleotídicas obtenidas por mutagénesis de SEQ
ID NO: 1.
La invención proporciona un eficaz método de
producción, aislamiento y purificación para estas proteínas, con un
alto rendimiento, a fin de utilizarlas con fines terapéuticos y de
diagnóstico.
Las ribonucleasas fúngicas extracelulares
constituyen una familia de proteínas con muy variadas funciones y
secuencias, aunque todas ellas presentan elementos homólogos de
estructura secundaria y centros activos muy parecidos. Dentro de
esta gran familia destaca el grupo de las denominadas ribotoxinas.
Las ribotoxinas son ribonucleasas microbianas extracelulares con
propiedades citotóxicas y antitumorales (Olson, 1963, patente
US3104204; Olson y Goerner, 1965, Applied Microbiol. 13,
314-321; Martínez-Ruiz et
al., 2001, Methods Enzymol. 341,
335-351). Estas funciones biológicas se basan en su
capacidad para atravesar membranas e inactivar los ribosomas. Esta
inactivación bloquea la maquinaria de biosíntesis proteica celular
y produce la muerte por apoptosis (Olmo et al., 2001,
Eur. J. Biochem. 268, 2113-2123). La
secuencia de ribonucleotidos donde se produce la ruptura está
presente en todos los ribosomas conocidos hasta la fecha. Sin
embargo, estas proteínas muestran una cierta selectividad, siendo
su acción mucho más efectiva cuando se trata de células tumorales o
infectadas por ciertos virus. Esta selectividad radica precisamente
en su capacidad para interaccionar con membranas biológicas y
entrar en ciertas células. Es por ello también, y por su gran poder
inmunogénico y estabilidad, por lo que participan en el
establecimiento de muchas de las alergias frente a
Aspergillus spp. y otros hongos filamentosos (Crameri, 1998,
Int. Arch. Allergy Immunol. 115, 99-114). Se
ha probado cómo estas proteínas son unos de los principales
alergenos responsables de este tipo de enfermedades (Crameri, 1998,
Int. Arch. Allergy Immunol. 115, 99-114;
Hemmann et al., 1999, J. Allergy. Clin. Immunol. 104,
601-607; Kao et al., 2001, Methods
Enzymol. 341, 324-335) y se ha producido en
forma recombinante el principal alergeno de A. fumigatus, la
proteína rAspfl, con la idea de utilizarlo con fines diagnósticos
(Arruda et al., 1990 J. Experi. Med. 172,
1529-1532).
Pese a todo, su utilización en el tratamiento y
diagnóstico de enfermedades (principalmente procesos de carácter
alérgico o cancerígeno) no ha sido posible hasta ahora debido a su
extremada toxicidad. Las ribotoxinas son los inhibidores de la
biosíntesis de proteínas más potentes que se conocen (Lamy et
al., 1992, Genetically Engineered Toxins, Ed.
Marcel-Dekker, 237-257). Es, por
tanto, del máximo interés poder disponer de formas suficientemente
activas pero con su citotoxicidad y/o alergenicidad atenuadas. La
ribonucleasa U2 (RNasa U2) de Ustilago sphaerogena es la
ribonucleasa fúngica extracelular no tóxica más próxima a las
ribotoxinas, desde un punto de vista filogenético. Como todas las
de la familia, comparte con ellas un núcleo estructural que
comprende los elementos de estructura secundaria ordenada y el
centro activo (Pérez-Cañadillas et al., 2000,
J. Mol. Biol. 299, 1061-1073). Sin embargo,
la RNasa U2 presenta una especificidad enzimática completamente
diferente y no parece ser capaz de interaccionar con membranas. Por
ello, no es citotóxica. Disponer de formas recombinantes puras
tanto de diversas ribotoxinas como de la RNasa U2, o de cualquier
variante de las mismas obtenida por mutagénesis, permite el
aislamiento de proteínas no naturales potencialmente aptas para su
utilización en la diagnosis y el tratamiento terapéutico. Cuando se
comparan las estructuras de las ribotoxinas y la de la RNasa U2, se
observa que la principal diferencia radica en la horquilla \beta
amino-terminal de la primera. Como se ha probado
que esta horquilla es determinante para el mantenimiento de las
características citotóxicas e inmunogénicas de la ribotoxina
\alpha-sarcina (García-Ortega
et al., 2001, Protein Sci. 10,
1658-1668; García-Ortega et
al., 2002, J. Biol. Chem. 277,
18632-18639; Patente de Invención Nº P200200562), se
decidió preparar una variante de Aspf1 en la que este elemento de
estructura se sustituyó por las dos Gly que constituyen el giro
\beta presente en la posición equivalente en la RNasa U2 y en la
que también se añadió un residuo extra de valina en su extremo
amino-terminal, entre sus dos primeros aminoácidos
(Ala-1 y Thr-2).
Hasta la fecha, no se ha descrito la preparación
de la variante objeto de la invención, pues se trata de una
proteína no natural obtenida mediante la tecnología del DNA
recombinante y distintas aproximaciones mutagénicas. Se ha descrito
una variante equivalente de la \alpha-sarcina
(García-Ortega et al., 2002, J. Biol.
Chem. 277, 18632-18639; Patente de Invención Nº
P200200562) pero esta ribotoxina no es el alergeno natural y tiene
propiedades inmunológicas significativamente distintas de las de
Aspf1 (Kao et al., 2001, Methods Enzymol. 341,
324-335; Patente de Invención Nº P200200562). Se ha
descrito también la producción de alguna de las proteínas naturales
en forma recombinante (Arruda et al., 1990, J. Experi.
Med. 172, 1529-1532; Fitton, 1993, patente
ZA9301832; Fitton, 1994, patente US5306626; Lacadena et al.,
1994, Gene 142, 147-151;
Martínez-Ruiz et al., 1998, Protein
Expression and Purification 12, 315-322;
Martínez-Ruiz et al., 2000, FEMS
Microbiology Letters 189, 165-169), pero éstas
no reúnen las propiedades adecuadas para su utilización en
diagnosis y terapia, por las razones apuntadas más arriba.
La presente invención se refiere a la producción
de una variante de Aspf1 que implica la sustitución del fragmento
de secuencia que comprende los aminoácidos que ocupan las
posiciones 6 a 21 por dos Gly, así como la adición de un residuo de
valina entre sus dos primeros aminoácidos (Ala-1 y
Thr-2), y de proteínas homólogas a ésta que se
produzcan mediante la tecnología recombinante. Los organismos
utilizados para su producción son el procariota Escherichia
coli y el eucariota Pichia pastoris. La invención
también se refiere a los protocolos de aislamiento y purificación
utilizados.
Por medio del procedimiento objeto de la
invención, se obtienen moléculas de DNA recombinante que codifican
polipéptidos que exhiben la funcionalidad de las ribotoxinas y/o de
la RNasa U2, y que, en muchos casos, son hipocitotóxicas y/o
hipoalergénicas.
Además, la invención dispone de secuencias
polinucleotídicas que hibridan en condiciones restrictivas con las
descritas antes -lo que implica un nivel de identidad de al menos
un 60% entre sus secuencias de nucleótidos-, o bien derivan de
ellas por degeneración del código genético, inserción, deleción o
mutagénesis.
El procedimiento de obtención de esta proteína
recombinante, \Delta(6-21)Aspf1,
incluye vectores de expresión y células huésped que contengan una
secuencia de nucleótidos como la descrita en SEQ ID NO: 1
codificante de \Delta(6-21)Aspf1,
proteínas homólogas o fragmentos suyos.
Mediante el procedimiento objeto de esta
invención se obtienen polipéptidos con actividad enzimática
endorribonucleolítica, con capacidad para interaccionar con
membranas lipídicas y/o propiedades antigénicas como las de las
ribotoxinas y/o la RNasa U2. Estos polipéptidos pueden contener la
secuencia caracterizada por SEQ ID NO: 1 y 2, o sus homólogas,
unidas a otros polipéptidos (por ejemplo, como proteínas de fusión
o como proteínas quiméricas), o haber sido modificados química o
enzimáticamente.
Los métodos de preparación de estos polipéptidos
implican su producción recombinante a partir de las moléculas
polinucleotídicas anteriormente mencionadas, en sistemas de cultivo
de células procariotas y eucariotas que contienen como vehículo de
esos DNA los vectores de expresión descritos. Una vez producida la
molécula polipeptídica concreta, ésta es aislada en forma soluble
mediante el adecuado fraccionamiento de las células y el medio
extracelular, utilizando cromatografías de intercambio iónico y
penetrabilidad, según se describe más adelante.
Los productos obtenidos mediante el
procedimiento objeto de la invención presentan actividad
ribonucleolítica y/o capacidad para interaccionar con membranas
lipídicas, así como reacción cruzada con anticuerpos IgG e IgE del
suero de pacientes alérgicos a hongos filamentosos, como los de
Aspergillus spp., sensibles a rAspfl (el alergeno principal
de la alergia frente a Aspergillus) (Arruda et al.,
1990 J. Experi. Med. 172, 1529-1532), o
segmentos antigénicos
suyos.
suyos.
Finalmente, con el procedimiento objeto de la
invención se dispone de moléculas homólogas a las ribotoxinas, pero
con propiedades biológicas alteradas, tanto a nivel de su actividad
y especificidad enzimática, como de su capacidad para atravesar
membranas, y, además son hipoalergénicas. Por ello, se pueden
utilizar para ser incorporadas para la fiel diagnosis de la
hipersensibilidad a Aspergillus spp. y a otros hongos
filogenéticamente relacionados con ellos. Además, también se pueden
emplear en las preparaciones de alergenos que se utilizan para
llevar a cabo la inmunoterapia correspondiente para el tratamiento
de la alergia a Aspergillus.
En resumen, lo que la invención aporta es un
método reproducible y estandarizado para la producción y
aislamiento de una variante de deleción de Aspf1 carente de
toxicidad y lo suficientemente hipoalergénica como para poder ser
utilizadas en distintos procedimientos de terapia y diagnosis.
En el procedimiento de obtención de la proteína
recombinante \Delta(6-21)Aspf1 se
utilizan los conocimientos acumulados durante los procesos de
clonación y producción de las proteínas naturales,
\alpha-sarcina y RNasa U2, también en forma
recombinante (Lacadena et al., Gene 142,
147-151,1994; Martínez-Ruiz et
al., Protein Expression and Purification 12,
315-322, 1998; Martínez-Ruiz et
al., FEMS Microbiology Letters 189,
165-169, 2000), así como la de una forma
delecionada equivalente de la \alpha-sarcina
(García-Ortega et al., 2002, J. Biol.
Chem. 277, 18632-18639; Patente de Invención Nº
P200200562). Así, a partir de las secuencias nucleotídicas conocidas
de estas proteínas se diseñan los desoxioligonucleotidos necesarios
para construir los mutantes mediante técnicas de mutagénesis
dirigida clásica, ya utilizadas en la preparación de otros mutantes
(Lacadena et al. Biochem. J. 309,
581-586, 1995; Lacadena et al.,
Proteins 37, 474-484, 1999;
García-Ortega et al. Prot. Sci. 10,
1658-1668, 2001; Martínez-Ruiz et
al., Methods Enzymol. 341, 335-351,
2001; Masip et al., 2001, European Journal of Biochemistry
268, 6190-6196; García-Ortega et
al., 2002, J. Biol. Chem. 277,
18632-18639; Solicitud de patente de Invención Nº
P200200562; Masip et al., 2003, Protein Science 22
12, 161-169).
Un modo de realización preferente se ha llevado
a cabo mediante las siguientes fases:
El método empleado es el que se conoce como
Método de Kunkel (Kunkel et al., Methods Enzymol.
154, 367-382,1987). Partiendo del DNA codificante
de la secuencia original de la proteína Aspf1 clonado en distintos
vectores (Lacadena et al., 1994, Gene 142,
147-151; Lacadena et al., 1999,
Proteins 37, 474-484), con un residuo de
valina insertado en su extremo amino-terminal. Uno
de ellos permite su biosíntesis en forma de DNA de una única hebra,
mediante la utilización de E. coli con genotipo F y la
utilización del fago filamentoso F1. Estas hebras de cadena
sencilla, que además se enriquecen en uridina, mediante el empleo
de cepas de E. coli con un genotipo ung^{-}
dut^{-}, se utilizan como molde para llevar a cabo la
mutagénesis y construir los mutantes objeto de la invención. El
desoxioligonucleótido mutagénico empleado para la preparación de
\Delta(6-21)Aspf1 es
5'-GTCACCTGGACATGCGGCGGCCTTCTA
TACAATCAA-3'. Tras la correspondiente elongación y ligación in vitro, se transforman células E. coli ung^{+} dut^{+} y se seleccionan las colonias que contenían las secuencias de DNA mutantes, cuya estructura se confirma mediante secuenciación.
TACAATCAA-3'. Tras la correspondiente elongación y ligación in vitro, se transforman células E. coli ung^{+} dut^{+} y se seleccionan las colonias que contenían las secuencias de DNA mutantes, cuya estructura se confirma mediante secuenciación.
Para la producción recombinante de estas
proteínas en E. coli la correspondiente secuencia
codificante de DNA se liga a los plásmidos pINPG (Lacadena et
al., Gene 142, 147-151,1994) o pET
(Novagen). Se utilizan construcciones que implican la fusión de las
secuencias codificantes a la del péptido señal de la proteína OmpA
de E. coli, lo que permite su exportación al periplasma y su
correcto procesamiento. Las células utilizadas son de la cepa
BL21(DE3). La inducción se lleva a cabo mediante la adición
de distintas cantidades de IPTG durante la fase logarítmica de
crecimiento de las bacterias. Tras la correspondiente incubación a
37ºC durante 16-36 horas, las bacterias se trataron
según protocolos estándar para obtener las distintas fracciones
celulares que contenían las proteínas recombinantes en estado
soluble y estas fracciones se utilizan para llevar a cabo su
purificación. Este proceso de fraccionamiento se detalla en
Martínez-Ruiz et al., Methods
Enzymol. 341, 335-351, 2001.
En este caso, los vectores empleados para ligar
las secuencias codificantes de las proteínas recombinantes son
pHILD2, pHILS1, pPIC9 y pPICZ\alpha (Invitrogen). Células GS115 o
KM71, convenientemente transformadas con las construcciones
correspondientes, se cultivan primero en medio mínimo tamponado de
glicerol (BMY), no inductor, para conseguir buenos niveles de
densidad celular. Una vez alcanzado este punto, las células se
recogen mediante centrifugación y se vuelven a resuspender en el
medio inductor, medio mínimo tamponado de metanol (BMM). Estas
células se incuban a 30ºC durante 2-4 días, con
fuerte agitación añadiendo metanol cada 12 horas (concentración
final del 0.5%) para que la producción de las proteínas
recombinantes sea máxima. Una vez acabado el cultivo, se separa el
medio extracelular mediante ultracentrifugación y se utiliza como
punto de partida para llevar a cabo el aislamiento y la
purificación de las proteínas.
Esta purificación se lleva a cabo mediante dos
etapas, una cromatografía de intercambio iónico en Amberlita IRC 50
y una cromatografía de penetrabilidad en Biogel P10. Cuando es
necesario concentrar las distintas fracciones de proteína se
recurre a la liofilización o a la ultrafiltración. Los cambios de
pH y/o de tampón se llevan a cabo mediante diálisis o cromatografía
de penetrabilidad en Biogel P2. Este procedimiento rinde una
preparación de proteína de una pureza superior al 99% de acuerdo
con su comportamiento en HPLC y PAGE-SDS, con su
composición de aminoácidos y con sus características
espectroscópicas. Además, es reconocida por el anticuerpo
policlonal específico de la \alpha-sarcina y la
Aspf1 fúngicas y naturales.
\vskip1.000000\baselineskip
SEQ ID NO:
1
La secuencia de DNA correspondiente a los
residuos 6 a 21 de Aspf1 fue delecionada. Esta secuencia de DNA
corresponde a una horquilla \beta que sobresale del núcleo
estructural principal de la \alpha-sarcina.
Se insertó una secuencia de DNA que codificaba
la incorporación de dos Gly. Estas dos glicocolas aparecen en una
posición equivalente en la RNasa U2 y permiten el establecimiento
de un giro \beta necesario para que la proteína se pliegue
correctamente.
La secuencia contiene además un codón
correspondiente a un residuo de valina en su porción
amino-terminal, situado entre los que serían los dos
primeros residuos de la proteína fúngica natural Aspf1
(Ala-1 y Thr-2).
SEQ ID NO:
2
La secuencia de aminoácidos correspondiente a
los residuos 6 a 21 de la Aspf1 ha sido delecionada. Esta secuencia
de aminoácidos corresponde a una estructura de horquilla \beta
presente en el extremo amino-terminal de la
\alpha-sarcina. Esta estructura sobresale del
núcleo estructural principal de la
\alpha-sarcina.
Se insertaron dos residuos de Gly. Estas dos
glicocolas están presentes en la RNasa U2 y permiten el
establecimiento de un giro \beta necesario para que la proteína
se pliegue correctamente.
La secuencia contiene además un residuo de
valina en su porción amino-terminal, situado entre
los que serían los dos primeros residuos de la proteína fúngica
natural Aspf1 (Ala-1 y Thr-2).
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<110> Universidad Complutense de
Madrid
\vskip0.400000\baselineskip
<120> Método de producción de una variante
hipoalergénica del alergeno principal de Aspergillus
fumigatus Aspf 1.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<160> 2
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 1
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 424
\vskip0.400000\baselineskip
<212> DNA
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Artificial Sequence
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (19)...(24)
\vskip0.400000\baselineskip
<223> The DNA sequence corresponding to
Aspf1 amino acid residues 6 to 21 has been deleted. This DNA
corresponds to a \beta-hairpin structure which
protudes out of the Aspf1 main structural core.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (19)...(24)
\vskip0.400000\baselineskip
<223> The DNA sequence corresponding to
two GIy residues has been inserted. These two GIy are present in
RNase U2 and allow the establishment of a
\beta-turn required for the correct folding of the
protein.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (4)...(6)
\vskip0.400000\baselineskip
<223> The DNA sequence corresponding to an
additional valine residue located between Aspf1 residues 1 and 2,
and absent in the natural fungal protein, has been
incorporated.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 1
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 2
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 136
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Artificial Sequence
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (7)...(8)
\vskip0.400000\baselineskip
<223> The amino acid sequence
corresponding to Aspf1 amino acid residues 6 to 21 has been
deleted. This amino acid sequence corresponds to the Aspf1
amino-terminal \beta-hairpin. This
structure protrudes out of the Aspf1 main structural core.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (7)...(8)
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Two Gly residues have been inserted.
These two Gly are present in RNase U2 and allow the establishment
of a \beta-turn required for the correct folding
of the protein.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (2)
\vskip0.400000\baselineskip
<223> An additional valine residue located
between Aspf1 residues 1 and 2, and absent in the natural fungal
protein, has been incorporated.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 2
Claims (19)
1. Moléculas de DNA recombinante
caracterizadas por SEQ ID NO: 1 que codifican péptidos con
actividad ribonucleolítica y que poseen al menos un epítopo
alergénico común con el alergeno principal de Aspergillus
spp. denominado Aspf1.
2. Moléculas de DNA recombinante
caracterizadas por SEQ ID NO: 1 que codifican péptidos con
propiedades citotóxicas y/o alergénicas atenuadas.
3. Moléculas de DNA recombinante
caracterizadas por SEQ ID NO: 1 que codifican péptidos con
capacidad alterada, con respecto a la
\alpha-sarcina y Aspf1, para interaccionar con
membranas lipídicas.
4. Moléculas de DNA recombinante, según
reivindicaciones anteriores, o modificaciones de dichas moléculas,
que codifican polipéptidos unidos a un polipéptido adicional, o
modificados química o enzimáticamente.
5. Polipéptidos recombinantes de
\Delta(6-21)Aspf1, o fragmentos de
dichos polipéptidos, según reivindicaciones anteriores,
caracterizados por la secuencia dada en SEQ ID NO: 1 y 2,
que presentan la antigenicidad de, al menos, un epítopo de
Aspf1.
6. Polipéptidos recombinantes de
\Delta(6-21)Aspf1, o fragmentos de
dichos polipéptidos, según reivindicaciones 1, 2, 3 y 4,
caracterizados por la secuencia dada en SEQ ID NO: 1 y 2,
que presentan actividad ribonucleolítica alterada con respecto a la
\alpha-sarcina, las Aspf1 y la RNasa U2.
7. Polipéptidos recombinantes de
\Delta(6-21)Aspf1, o fragmentos de
dichos polipéptidos, según reivindicaciones 1, 2, 3 y 4,
caracterizados por la secuencia dada en SEQ ID NO: 1 y 2,
que presentan actividad citotóxica alterada con respecto a la
\alpha-sarcina, las Aspf1 y la RNasa U2.
8. Polipéptidos recombinantes de
\Delta(6-21)Aspf1, o fragmentos de
dichos polipéptidos, según reivindicaciones 1, 2, 3 y 4,
caracterizados por la secuencia dada en SEQ ID NO: 1 y 2,
que presentan una capacidad alterada para interaccionar con
membranas con respecto a la \alpha-sarcina, la
Aspf1 y la RNasa U2.
9. Un vector de expresión procariota, y
preferentemente pINPG o pET, que contenga cualquiera de las
secuencias de nucleótidos descritas en las reivindicaciones 1 a 4, y
que permita la producción recombinante de cualquiera de los
polipéptidos según reivindicaciones 5 a 8.
10. Un vector de expresión eucariota, y
preferentemente pHILD2, pHILS1, pPIC9 o pPICZ\alpha, que contenga
cualquiera de las secuencias de nucleótidos descritas en las
reivindicaciones 1 a 4, y que permita la producción recombinante de
cualquiera de los polipéptidos según reivindicaciones 5 a 8.
11. Un organismo hospedador procariota,
transformado con un vector según reivindicación 9.
12. Un organismo hospedador eucariota,
transformado con un vector según reivindicación 10.
13. Un método para producir polipéptidos
recombinantes, según reivindicaciones 5, 6, 7, 8, 9 y 11, en el
sistema procariota de bacteria Escherichia coli y
preferentemente de la cepa BL21(DE3), caracterizado
porque se realiza una purificación mediante una cromatografía de
intercambio iónico en Amberlita IRC-50 y una de
penetrabilidad en Biogel P10.
14. Un método para producir polipéptidos
recombinantes, según reivindicaciones 5, 6, 7, 8, 10 y 12, en el
sistema eucariota de levadura Pichia pastoris y
preferentemente de las cepas GS115 y KM71, caracterizado
porque se realiza una purificación mediante una cromatografía de
intercambio iónico en Amberlita IRC-50 y una de
penetrabilidad en Biogel P10.
15. Utilización de los polipéptidos, según
reivindicaciones 5-8, en el diagnóstico in
vitro de la alergia.
16. Aplicación de las moléculas recombinantes,
según reivindicaciones 1-4, para el diseño de
vacunas destinadas a la inmunoterapia de la alergia.
17. Aplicación de las moléculas recombinantes
según reivindicaciones 1-4 para producir péptidos
que contengan al menos un epítopo T del alergeno Aspfl y sean
capaces de actuar como vacunas.
18. Aplicación de las moléculas recombinantes,
según reivindicaciones 1-4, para la producción de
isoformas recombinantes hipoalergénicas que tengan disminuida o
anulada su unión a IgE para el tratamiento de alergias.
19. Aplicación de las moléculas recombinantes,
según reivindicaciones 1-4, para la producción de
polipéptidos recombinantes con citotoxicidad modificada.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ES200301352A ES2259251B1 (es) | 2003-06-06 | 2003-06-06 | Variante hipoalergenica de aspf1 de "asperguillus fumigatus", metodo dde produccion y aplicaciones. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ES200301352A ES2259251B1 (es) | 2003-06-06 | 2003-06-06 | Variante hipoalergenica de aspf1 de "asperguillus fumigatus", metodo dde produccion y aplicaciones. |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2259251A1 ES2259251A1 (es) | 2006-09-16 |
ES2259251B1 true ES2259251B1 (es) | 2007-05-16 |
Family
ID=36998076
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES200301352A Expired - Fee Related ES2259251B1 (es) | 2003-06-06 | 2003-06-06 | Variante hipoalergenica de aspf1 de "asperguillus fumigatus", metodo dde produccion y aplicaciones. |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
ES (1) | ES2259251B1 (es) |
-
2003
- 2003-06-06 ES ES200301352A patent/ES2259251B1/es not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
GARCÍA-ORTEGA, L. et al. "Deletion of the NH2-terminal beta-hairpin of the ribotoxin alpha-Sarcin produces a nontoxic but active ribonuclease". THE JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY. 24.05.2002. Vol. 277, Nº 21, páginas 18632-18639, todo el documento. * |
PROTEIN SEQUENCE DATABASE [en línea], NCBI, National Institutes of Health, Bethesda, MD, USA. 19.07.2000. "Major allergen I 18 kDa antigen [Aspergillus fumigatus]. Número de acceso AAF86369, resumen & SARMA, P.V.G.K. et al. "Expression of an epitopic region of AspfI, an allergen/antigen/cytotoxin of Aspergillus fumigatus". IMMUNOLOGY LETTERS. 1999. Vol. 70, páginas 151-155, todo el documento. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ES2259251A1 (es) | 2006-09-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102522263B1 (ko) | polX 패밀리의 DNA 폴리머라제의 변형체 | |
ES2367128T3 (es) | Procedimiento para preparar una variante del antígeno protector de superficie de erysipelothrix rhusiopathiae en e. coli. | |
CN102481359A (zh) | 重组rsv抗原 | |
JP2007044045A (ja) | 微生物蛋白質と、この蛋白質を産生する微生物と、該蛋白質のワクチンおよび結核検出での利用 | |
JP5868587B2 (ja) | オオアワガエリからの主要アレルゲンPhlp1の変異体 | |
ES2257825T3 (es) | Alergeno recombinante con actividad enzimatica reducida. | |
KR20110114600A (ko) | 재조합 닭 전염성 코라이자 백신 및 그 제조방법 | |
ES2259251B1 (es) | Variante hipoalergenica de aspf1 de "asperguillus fumigatus", metodo dde produccion y aplicaciones. | |
Kimura et al. | The primary structures of ribosomal proteins S14 and S16 from the archaebacterium Halobacterium marismortui. Comparison with eubacterial and eukaryotic ribosomal proteins. | |
CN112313245A (zh) | 屋尘螨变应反应的治疗和预防 | |
ES2241383B2 (es) | Metodo de produccion de variantes de ribotoxina. | |
Leal et al. | Purification and antigenicity of two recombinant forms of Boophilus microplus yolk pro-cathepsin expressed in inclusion bodies | |
AU2016327453A1 (en) | Generation of peptides | |
CA2749571A1 (en) | Fusion proteins, preparation process thereof and their use in recombinant protein expression systems | |
KR102280493B1 (ko) | GnRH가 삽입된 STF2 재조합 단백질 및 이의 용도 | |
WO2017142388A2 (es) | Composición farmacéutica de proteínas híbridas recombinantes capaces de generar anticuerpos neutralzantes en contra del veneno de alacranes | |
EP1319020B1 (en) | VARIANTS OF THE MAJOR ALLERGEN Par j 2 OF Paritaria judaica | |
RU2143492C1 (ru) | Рекомбинантная плазмида, кодирующая гибридный белок - предшественник инсулина человека (варианты), штамм бактерий e.coli - продуцент гибридного белка - предшественника инсулина человека (варианты), способ получения инсулина человека | |
KR101911235B1 (ko) | Stf2 재조합 단백질 발현용 유전자 카세트 | |
Braciak et al. | Vector-derived expression of recombinant rat interleukin-6 | |
WO2022179318A1 (zh) | 基于s蛋白r815位点的冠状病毒干预的方法和产品 | |
KR102009709B1 (ko) | 융합 폴리펩타이드를 이용하여 인간 부갑상선 호르몬 1-84를 생산하는 방법 | |
Jiang et al. | Expression and purification of Src I from sea anemone Sagartia rosea as a recombinant non-fusion protein | |
TWI670280B (zh) | 人類乳突病毒之脂質抗原及用於人類乳突病毒相關疾病之免疫治療組合物 | |
Sakurai et al. | New evidence that the Tyr-157 and Tyr-159 residues of staphylococcal exfoliative toxin B are essential for its toxicity |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20060916 Kind code of ref document: A1 |
|
FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2259251B1 Country of ref document: ES |
|
FD2A | Announcement of lapse in spain |
Effective date: 20230626 |