ES2315234T3 - Extraccion de proteinas de la membrana intrega. - Google Patents
Extraccion de proteinas de la membrana intrega. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2315234T3 ES2315234T3 ES00941593T ES00941593T ES2315234T3 ES 2315234 T3 ES2315234 T3 ES 2315234T3 ES 00941593 T ES00941593 T ES 00941593T ES 00941593 T ES00941593 T ES 00941593T ES 2315234 T3 ES2315234 T3 ES 2315234T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- detergent
- buffer
- membrane
- lysate
- diafiltrate
- 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 - Lifetime
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07K—PEPTIDES
- C07K14/00—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
- C07K14/195—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from bacteria
- C07K14/285—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from bacteria from Pasteurellaceae (F), e.g. Haemophilus influenza
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Gastroenterology & Hepatology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Biophysics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Communicable Diseases (AREA)
- Peptides Or Proteins (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Procedimiento para la extracción de proteínas de la membrana interna gram-negativas, expresadas de manera natural o recombinante de bacterias o células hospedadoras bacterianas que contienen un vector recombinante por diafiltración diferencial de flujo tangencial de detergente, que comprende: (a) lisar las bacterias o las células hospedadoras bacterianas que contienen un vector recombinante en un caldo de fermentación; (b) diafiltrar el caldo de fermentación lisado de (a) con un tampón que no es retenido por la membrana de diafiltración, en el que dicho tampón elimina los contaminantes intracelulares y extracelulares a través del permeado, y que utiliza un agente quelante para impedir la proteólisis; (c) diafiltrar el lisado procedente de (b) con un detergente y un tampón que no es retenido por la membrana de diafiltración; en el que dicho detergente disuelve y elimina las proteínas de la membrana interna, y utilizar un catión divalente para estabilizar las proteínas de la membrana externa, impidiendo de este modo su disolución; y (d) recoger las proteínas de la membrana interna eliminadas en (c).
Description
Extracción de proteínas de la membrana
íntegra.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para la extracción de proteínas de la membrana íntegra
gram-negativas de bacterias o de células
hospedadoras bacterianas que contienen un vector recombinante por
diafiltración diferencial de flujo tangencial en detergente.
\vskip1.000000\baselineskip
Las bacterias gram-negativas
poseen tanto una membrana interna como una membrana externa. En
conjunto, las proteínas contenidas en estas membranas se denominan
proteínas de la membrana íntegra. Las proteínas de la membrana
íntegra naturales pueden extraerse de bacterias
gram-negativas en cantidades relativamente pequeñas.
Las técnicas de expresión recombinantes permiten que estas
proteínas se expresen en bacterias en cantidades aumentadas.
La purificación discontinua a pequeña escala de
dichas proteínas de la membrana íntegra recombinantes ha implicado
una etapa de extracción utilizando la centrifugación para extraer
las proteínas del lisado de la célula bacteriana, seguido de
purificación corriente abajo utilizando técnicas convencionales.
Sin embargo, la centrifugación no se prefiere
para la extracción de dichas proteínas a gran escala, porque es un
procedimiento molesto. Un procedimiento de extracción a mayor escala
es deseable a fin de obtener cantidades de proteínas suficientes
para la fabricación económica.
Por lo tanto, hay necesidad de un procedimiento
para extraer proteínas de la membrana íntegra
gram-negativas naturales o recombinantes que impida
la utilización de la centrifugación y sea por consiguiente más
adecuado al aumento de escala. Dos de dichas proteínas son las
proteínas de la membrana externa lipidadas P4 y P6 de
Haemophilus influenzae.
\vskip1.000000\baselineskip
Por lo tanto, un objetivo de la presente
invención consiste en desarrollar un procedimiento para extraer
proteínas de la membrana íntegra gram-negativas
naturales o recombinantes que impidan la utilización de
centrifugación y por consiguiente sea más adecuado para el aumento
de la escala.
Otro objetivo de la presente invención consiste
en desarrollar un procedimiento para disolver selectivamente las
proteínas de la membrana interna y externa de bacterias
gram-negativas.
Otro objetivo más de la presente invención
consiste en desarrollar procedimientos para extraer las formas
lipidadas de las proteínas recombinantes P4 y P6 de la membrana
externa de H. influenzae procedentes de E. coli.
Estos y otros objetivos de la invención
expuestos a continuación se consiguen mediante procedimientos que
utilizan diafiltración diferencial de flujo tangencial de detergente
e impiden la utilización de la centrifugación. Estos procedimientos
proporcionan también la extracción continua de las proteínas
deseadas.
Para la extracción de proteínas de la membrana
interna gram-negativas, expresadas de manera natural
o recombinante de bacterias o células hospedadoras bacterianas que
contienen un vector recombinante, respectivamente, por
diafiltración diferencial de flujo tangencial de detergente, se
utiliza un procedimiento que comprende:
- (a)
- lisar las bacterias o las células hospedadoras bacterianas que contienen un vector recombinante en un caldo de fermentación;
- (b)
- diafiltrar el caldo de fermentación lisado de (a) con un tampón que no es retenido por la membrana de diafiltración, en el que dicho tampón elimina los contaminantes intracelulares y extracelulares a través del permeado, y que utiliza un agente quelante para impedir la proteólisis;
- (c)
- diafiltrar el lisado procedente de (b) con un detergente y un tampón que no es retenido por la membrana de diafiltración, en el que dicho detergente disuelve y elimina las proteínas de la membrana interna, y utilizar un catión divalente para estabilizar las proteínas de la membrana externa, impidiendo de este modo su disolución; y
- (d)
- recoger las proteínas de la membrana interna eliminadas en (c).
\newpage
Para la extracción de proteínas
gram-negativas de la membrana externa, expresadas de
manera natural o recombinante de bacterias o las células
hospedadoras bacterianas que contienen un vector recombinante,
respectivamente, por diafiltración diferencial de flujo tangencial
de detergente, se utiliza un procedimiento que comprende:
- (a)
- lisar las bacterias o las células hospedadoras bacterianas que contienen un vector recombinante en un caldo de fermentación;
- (b)
- diafiltrar el caldo de fermentación lisado de (a) con un tampón que no es retenido por la membrana de diafiltración, en el que dicho tampón elimina los contaminantes intracelulares y extracelulares a través del permeado, y que utiliza un agente quelante para impedir la proteólisis;
- (c)
- diafiltrar el lisado procedente de (b) con un detergente y un tampón que no es retenido por la membrana de diafiltración, en el que dicho detergente disuelve y elimina las proteínas de la membrana interna, y utilizar un catión divalente para estabilizar las proteínas de la membrana externa, impidiendo de este modo su disolución; y
- (d)
- diafiltrar el lisado procedente de (c) con el tampón procedente de (c), y utilizar un catión divalente procedente de (c) en ausencia de detergente, para reducir la concentración del detergente procedente de (c);
- (e)
- diafiltrar el lisado procedente de (d) con el tampón que no es retenido por la membrana de diafiltración, un agente quelante y un detergente para disolver y eliminar las proteínas de la membrana externa; y
- (f)
- recoger las proteínas de la membrana interna eliminadas en (e).
Si se desea, puede realizarse la extracción
adicional añadiendo las etapas siguientes al procedimiento
anterior:
- (g)
- diafiltrar el lisado procedente de (e) con los reactivos de (e), a excepción del detergente, a fin de reducir la concentración de detergente;
- (h)
- diafiltrar el lisado procedente de (g) con los reactivos de (e); y
- (i)
- recoger las proteínas de la membrana externa eliminadas en (h).
Para la extracción de la proteína P4
recombinante lipidada (rP4 lipidada) de H. influenzae de las
células hospedadoras bacterianas por diafiltración diferencial de
flujo tangencial de detergente, se utiliza un procedimiento que
comprende:
- (a)
- lisar las células hospedadoras bacterianas en un caldo de fermentación;
- (b)
- diafiltrar el caldo de fermentación lisado de (a) con un tampón que no es retenido por la membrana de diafiltración, en el que dicho tampón elimina los contaminantes intracelulares y extracelulares a través del permeado, y que utiliza un agente quelante para impedir la proteólisis;
- (c)
- diafiltrar el lisado procedente de (b) con un detergente y un tampón que no es retenido por la membrana de diafiltración, en el que dicho detergente disuelve y elimina las proteínas de la membrana interna, y utilizar un catión divalente para estabilizar las proteínas de la membrana externa, impidiendo de este modo su disolución;
- (d)
- diafiltrar el lisado procedente de (c) con el tampón procedente de (c), y utilizar un catión divalente procedente de (c) en ausencia de detergente, para reducir la concentración del detergente procedente de (c);
- (e)
- diafiltrar el lisado procedente de (d) con el tampón que no es retenido por la membrana de diafiltración, un agente quelante y un detergente para disolver y eliminar las proteínas de la membrana externa;
- (f)
- diafiltrar el lisado procedente de (e) con el tampón que no es retenido por la membrana de diafiltración, un agente quelante y un detergente para extraer y eliminar la rP4 lipidada; y
- (g)
- recoger la rP4 lipidada eliminada en (f).
Si se desea, puede realizarse la extracción
adicional de rP4 lipidada añadiendo las etapas siguientes al
procedimiento anterior:
- (h)
- diafiltrar el lisado procedente de (f) con los reactivos de (f), a excepción del detergente, a fin de reducir la concentración de detergente;
- (i)
- diafiltrar el lisado procedente de (h) con los reactivos de (f) para extraer y eliminar la rP4 lipidada; y
- (j)
- recoger la rP4 lipidada eliminada en (i).
Si se desea también, puede realizarse todavía la
extracción adicional de rP4 lipidada añadiendo las etapas
siguientes al procedimiento anterior:
- (k)
- diafiltrar el lisado procedente de (j) con los reactivos de (f), a excepción del detergente, a fin de reducir la concentración de detergente;
- (l)
- diafiltrar el lisado procedente de (k) con los reactivos de (f) para extraer y eliminar la rP4 lipidada; y
- (m)
- recoger la rP4 lipidada eliminada en (l).
Si se desea se pueden utilizar unos ciclos
adicionales de la extracción de la rP4 lipidada.
Para la extracción de la proteína P6
recombinante lipidada (rP6 lipidada) de H. influenzae de las
células hospedadoras bacterianas por diafiltración diferencial de
flujo tangencial de detergente, se utiliza un procedimiento que
comprende:
- (a)
- lisar las células hospedadoras bacterianas en un caldo de fermentación;
- (b)
- diafiltrar el caldo de fermentación lisado de (a) con un tampón que no es retenido por la membrana de diafiltración, en el que dicho tampón elimina los contaminantes intracelulares y extracelulares a través del permeado, y que utiliza un agente quelante para impedir la proteólisis;
- (c)
- diafiltrar el lisado procedente de (b) con un detergente y un tampón que no es retenido por la membrana de diafiltración, en el que dicho detergente disuelve y elimina las proteínas de la membrana interna, y utilizar un catión divalente para estabilizar las proteínas de la membrana externa, impidiendo de este modo su disolución;
- (d)
- diafiltrar el lisado procedente de (c) con un tampón que no es retenido por la membrana de diafiltración, un agente quelante para secuestrar el catión divalente e impedir la proteólisis y un disolvente para disolver y eliminar las proteínas de la membrana externa distintas de la rP6 lipidada;
- (e)
- diafiltrar el lisado procedente de (d) con un tampón que no es retenido por la membrana de diafiltración, un agente quelante para impedir la proteólisis, un detergente para eliminar las proteínas adicionales de la membrana externa y una sal para descomponer el complejo de la proteína de la membrana/membrana externa;
- (f)
- diafiltrar el lisado procedente de (e) con los reactivos de (e), a excepción del detergente y la sal, con objeto de reducir la concentración de detergente;
- (g)
- diafiltrar el lisado procedente de (f) con un detergente y un tampón que no es retenido por la membrana de diafiltración, en el que dicho detergente disuelve y elimina las proteínas adicionales unidas a la membrana celular externa y utilizar un agente quelante para impedir la proteólisis;
- (h)
- diafiltrar el lisado procedente de (g) con el tampón procedente de (g) y el agente quelante de (g) para reducir la concentración del detergente procedente de (g);
- (i)
- diafiltrar el lisado procedente de (h) con un compuesto de fosfato y un detergente para disolver y eliminar las proteínas adicionales unidas a la membrana celular externa;
- (j)
- diafiltrar el lisado procedente de (i) con un compuesto de fosfato para reducir la concentración de detergente procedente de (i);
- (k)
- calentar el lisado procedente de (j) para eliminar la rP6 lipidada de la membrana mientras se diafiltra este lisado con un compuesto de fosfato y un detergente para disolver, extraer y eliminar la rP6 lipidada; y
- (l)
- recoger la rP6 lipidada eliminada en (k).
Si se desea, el procedimiento para extraer rP6
lipidada puede modificarse concentrando el lisado procedente de (j)
antes de proceder a (k).
La Figura 1 representa un análisis
SDS-PAGE de las muestras tomadas de las corrientes
de permeado durante el proceso de extracción para rP4 lipidada, tal
como se describe en el Ejemplo 1 a continuación. Bandas: 1 -
Marcadores de bajo peso molecular de Pharmacia; 2 - 0,1 \mug de
patrón rP4 lipidada; 3 - 0,3 \mug de patrón rP4 lipidada; 4 - 1
\mug de patrón rP4 lipidada; 5 - Permeado de diafiltración con
tampón de lisis (Hepes 10 mM, EDTA 1 mM); 6 - Permeado de
diafiltración con Triton^{TM} X-100; 7 - Permeado
de diafiltración con tampón Tris^{TM}; 8 - Permeado de 1\times
diafiltración con tampón Zwittergent^{TM} 3-12; 9
- Permeado de 10\times diafiltración con Zwittergent^{TM}
3-12.
La Figura 2 representa el caudal de permeado de
cuatro series durante el transcurso del procedimiento de extracción
para rP4 lipidada tal como se describe en el Ejemplo 2 a
continuación. El caudal se mide en litros/metros^{2} de área de
la membrana/hora (lmh).
La Figura 3 representa un análisis
SDS-PAGE de las muestras tomadas de las corrientes
de permeado durante la primera parte del proceso de extracción para
rP6 lipidada, tal como se describe en el Ejemplo 3 a continuación.
Bandas: 1 - Marca 12 convencional; 2 - Permeado de diafiltración con
tampón de lisis; 3 - Permeado de diafiltración con Triton^{TM}
X-100; 4 - Permeado de diafiltración con tampón
Tris^{TM}; 5 - Permeado de 1\times diafiltración con tampón
Zwittergent^{TM} 3-14; 6 - Permeado de
diafiltración con Zwittergent^{TM} 3-14/NaCl 0,5
N; 7 - Permeado de diafiltración con tampón Tris^{TM}; 8 -
Permeado de diafiltración con Sarcosil.
La Figura 4 representa un análisis
SDS-PAGE de las muestras tomadas de las corrientes
de permeado durante la segunda parte del proceso de extracción para
rP6 lipidada, tal como se describe en el Ejemplo 3 a continuación.
Bandas: 1 - Marca 12 convencional; 2 - Permeado de diafiltración con
tampón de tampón Tris^{TM}; 3 - Permeado de diafiltración con
Zwittergent^{TM} 3-12 a temperatura ambiente; 4 -
Permeado de diafiltración con tampón Tris^{TM}; 5 - Permeado de
la etapa de concentración; 6 - Permeado de diafiltración con
Zwittergent^{TM} 3-12 a 55ºC; 7 - Permeado de
diafiltración con tampón Tris^{TM} a 55ºC; 8 - Permeado de
diafiltración con Zwittergent^{TM} 3-12 a
55ºC.
\vskip1.000000\baselineskip
Este procedimiento de la presente invención para
extraer proteínas de la membrana íntegra presenta varias ventajas
sobre los procedimientos alternativos. En primer lugar, este
procedimiento combina los procedimientos de clarificación y
extracción en una operación unitaria. El producto se extrae de las
células y se separa del residuo celular con solamente un
procedimiento continuo de diafiltración. Los métodos alternativos
por lo general requieren una operación unitaria para la extracción
y una segunda operación unitaria para la clarificación. La segunda
ventaja es que las proteínas de la membrana se extraen en un estado
semipurificado, que simplifica las etapas de tratamiento corriente
abajo. Por último, este procedimiento es muy realizable a escala
porque el único requisito es que el área superficial de las
membranas aumente proporcionalmente con la cantidad de células.
Antes del comienzo del proceso de extracción de
la presente invención, una proteína de la membrana íntegra de una
bacteria gram-negativa se expresa en una célula
hospedadora bacteriana homóloga o heteróloga por procedimientos
convencionales, o se aísla la bacteria natural. El caldo de
fermentación se lisa a continuación pasándolo a través de un
homogeneizador para comenzar el proceso de extracción. En una forma
de realización preferida de la presente invención, el
homogeneizador es un microfluidizador.
El caldo de fermentación lisado se somete a
continuación a un proceso diferencial de extracción con detergente
utilizando tecnología de filtración de flujo tangencial. En este
proceso, las células lisadas se diafiltran con una secuencia
específica de soluciones tampón utilizando un sistema de flujo
tangencial que incluye una membrana permeable con un corte o
apertura de tamaño definido. Se selecciona la secuencia de las
soluciones tampón para disolver las proteínas de la membrana
interna en primer lugar y a continuación para disolver las
proteínas de la membrana externa. Durante la diafiltración, las
proteínas disueltas de tamaño aproximado menor del corte del peso
molecular de la membrana pasan a través con el permeado, mientras
que las proteínas mayores y las proteínas no disueltas se
retienen.
Las soluciones tampón se cambian a continuación
y se introduce un detergente para disolver y extraer las proteínas
de la membrana externa. La secuencia de las etapas con tampón y
detergente se controla para extraer la proteína deseada de la
membrana externa de manera selectiva. La proteína extraída se
purifica a continuación por medios convencionales tales como
cromatografía de intercambio iónico.
Por lo tanto, los procesos de extracción de la
presente invención permiten la disolución selectiva de las
proteínas de la membrana interna y externa de bacterias
gram-negativas. Las proteínas disueltas pasan a
través de la membrana de ultrafiltración con el permeado, mientras
que las proteínas no disueltas son retenidas por la membrana.
Las proteínas naturales de la membrana íntegra
extraídas utilizando este procedimiento de la invención son
extraídas de cualquier bacteria gram-negativa
adecuada, incluyendo, pero sin limitarse a, Haemophilus
influenzae (por ejemplo, las proteínas P4 y P6), Moraxella
catarrhalis (por ejemplo, las proteínas UspA1 y UspA2) y
Neisseria meningitidis del Grupo B.
Las proteínas recombinantes de la membrana
íntegra extraídas utilizando el proceso de la invención se expresan
en cualquier célula hospedadora bacteriana adecuada que contenga un
vector recombinante, que a su vez contiene una secuencia
nucleotídica que codifica la proteína deseada de la membrana íntegra
recombinante. Ejemplos de dichas células hospedadoras bacterianas
incluyen, pero no se limitan a, E. coli, Salmonella, Shigella
y B. subtilis.
Las proteínas naturales o recombinantes que
tienen un tamaño grande monomérico, multimérico o de agregado que
se aproximan al del corte de la membrana, no deberían extraerse con
esta membrana. Sin embargo, las proteínas
gram-negativas que se expresan como cuerpos de
inclusión en E. coli, tales como las proteínas gonocócicas o
meningocócicas, pueden extraerse también mediante este
procedimiento. Los cuerpos de inclusión son mayores que el tamaño
de corte de la membrana y de este modo son retenidos por la
membrana, mientras que otras proteínas son extraídas. Se añade a
continuación urea o un agente desnaturalizante similar para disolver
los cuerpos de inclusión. Se extraen a continuación las proteínas
deseadas y se vuelven a naturalizar y se purifican por métodos
convencionales.
El procedimiento de extracción de la presente
invención está ejemplificado con las formas recombinantes de las
proteínas P4 y P6 de Haemophilus influenzae, expresada en la
célula hospedadora E. coli.
La proteína P4 (conocida también como proteína
"e") de Haemophilus influenzae tiene un peso molecular
de aproximadamente 30 kD y se describe en la patente US nº
5.601.831. En su forma natural, la proteína P4 está lipidada. Para
expresar de manera recombinante la proteína P4 lipidada, el gen P4
se extrae de la bacteria y se inserta en un vector de expresión
apropiado. En los Ejemplos 1 y 2 a continuación, se utilizó el
vector de expresión pBAD18-Cm (Guzman, L.-M., et
al., J. Bacteriol., 177, 4121-4130
(1995)). Este vector contiene un activador inducible de arabinosa y
otros elementos de control apropiados. El vector de expresión se
inserta a continuación en una célula hospedadora bacteriana
adecuada. En los ejemplos 1 y 2 a continuación, la célula
hospedadora era la cepa BLR de E. coli (Novagen, Madison,
WI). Si se utiliza un activador inducible, se añade un inductor
para dar lugar a que la célula hospedadora exprese la proteína
deseada. En los ejemplos 1 y 2 a continuación, el inductor fue
L-arabinosa.
La proteína P6 (conocida también como
PBOMP-1 y PAL) de Haemophilus influenzae
tiene un peso molecular de aproximadamente 15 kD y se describe en
la patente US nº 5.110.908. En su forma natural, la proteína P4
está lipidada. Sin embargo, intentos previos para expresar de manera
recombinante rP4 lipidada produjeron bajos niveles de expresión. La
solicitud de patente provisional de Estados Unidos número 60/141.067
pendiente de trámite, asignada comúnmente describe un sistema de
expresión que produce rP6 lipidada. A fin de expresar de manera
recombinante la proteína rP6 lipidada, el gen P6 se obtiene de la
bacteria y se inserta en un vector de expresión apropiado. En los
ejemplos 3 y 4 a continuación, se utilizó otra vez el vector de
expresión pBAD18-CM. El vector de expresión se
inserta a continuación en una célula hospedadora bacteriana
adecuada. En los ejemplos 3 y 4 a continuación, la célula
hospedadora fue otra vez la cepa BLR de E. coli. Si se
utiliza un activador inducible, se añade un inductor para dar lugar
a que la célula hospedadora exprese la proteína deseada. En los
ejemplos 3 y 4 a continuación, el inductor fue
L-arabinosa.
En una forma de realización preferida de la
presente invención, la membrana de diafiltración es de Millipore
(Bedford, MA). Esta membrana es de celulosa regenerada, tiene un
tamaño de corte de 1.000 kD y tiene un área superficial de 0,002
m^{2}/g de células en peso húmedo.
Puede utilizarse cualquier detergente disolvente
de proteínas en el procedimiento de extracción incluyendo, sin
limitación, un compuesto Zwittergent^{TM} tal como
Zwittergent^{TM} 3-12 o Zwittergent^{TM}
3-14, un compuesto Triton^{TM} no iónico tal como
Triton^{TM} X-100, sarcosil, un glucósido tal como
octil-glucósido, nonil-glucósido o
decil-glucósido, colato o desoxicolato o
dodecil-maltósido. En las formas de realización
preferidas, los detergentes son Zwittergent^{TM}
3-12, Triton^{TM} X-100 y sarcosil
para las etapas específicas descritas en la presente memoria.
Una extensa variedad de compuestos pueden
utilizarse como tampones en el procedimiento de extracción, siempre
que el compuesto no sea retenido por la membrana de diafiltración.
Dichos tampones incluyen, pero no se limitan a, Hepes, ácido
3-(N-morfolino)propano sulfónico (MOPS),
Tris^{TM}, fosfato sódico y borato sódico. En las formas de
realización preferidas, los tampones son Hepes, Tris^{TM} y
fosfato sódico para las etapas específicas descritas en la presente
memoria.
Se utilizan agentes quelantes en varias etapas
del procedimiento de extracción para impedir la proteólisis y/o
para secuestrar cationes divalentes. El agente quelante preferido es
EDTA. Se utilizan cationes divalentes en varias etapas del
procedimiento de extracción para estabilizar o disolver las
proteínas de la membrana externa. Los cationes divalentes incluyen
iones metálicos tales como Mg^{+2} y Ca^{+2}, prefiriéndose
Mg^{+2}. El cloruro sódico es la sal preferida en la etapa de
descomposición con sal en el procedimiento para extraer rP6
lipidada.
La extracción puede modificarse incluyendo por
lo menos una operación unitaria con una membrana de diafiltración
diferente que tiene un corte diferente de peso molecular, de modo
que el lisado pasa en primer lugar a través de una membrana de
mayor tamaño y a continuación a través de por lo menos una membrana
de tamaño más pequeño. Dicha secuencia de membranas permite al
proceso de extracción purificar dos o más proteínas de la membrana
íntegra por separado en diferentes etapas (lisados) de la misma
serie de diafiltración.
Para la extracción de proteínas de la membrana
interna gram-negativas, expresadas de manera natural
o recombinante de bacterias o células hospedadoras bacterianas que
contienen un vector recombinante, respectivamente, por
diafiltración diferencial de flujo tangencial de detergente, se
utiliza un procedimiento que comprende:
- (a)
- lisar las bacterias o las células hospedadoras bacterianas que contienen un vector recombinante en un caldo de fermentación;
- (b)
- diafiltrar el caldo de fermentación lisado de (a) con un tampón que no es retenido por la membrana de diafiltración, en el que dicho tampón elimina los contaminantes intracelulares y extracelulares a través del permeado, y que utiliza un agente quelante para impedir la proteólisis;
\newpage
- (c)
- diafiltrar el lisado procedente de (b) con un detergente y un tampón que no es retenido por la membrana de diafiltración, en el que dicho detergente disuelve y elimina las proteínas de la membrana interna, y utilizar un catión divalente para estabilizar las proteínas de la membrana externa, impidiendo de este modo su disolución; y
- (d)
- recoger las proteínas de la membrana interna eliminadas en (c).
Para la extracción de proteínas
gram-negativas de la membrana externa, expresadas de
manera natural o recombinante de bacterias o las células
hospedadoras bacterianas que contienen un vector recombinante,
respectivamente, por diafiltración diferencial de flujo tangencial
de detergente, se utiliza un procedimiento que comprende:
- (a)
- lisar las bacterias o las células hospedadoras bacterianas que contienen un vector recombinante en un caldo de fermentación;
- (b)
- diafiltrar el caldo de fermentación lisado de (a) con un tampón que no es retenido por la membrana de diafiltración, en el que dicho tampón elimina los contaminantes intracelulares y extracelulares a través del permeado, y que utiliza un agente quelante para impedir la proteólisis;
- (c)
- diafiltrar el lisado procedente de (b) con un detergente y un tampón que no es retenido por la membrana de diafiltración, en el que dicho detergente disuelve y elimina las proteínas de la membrana interna, y utilizar un catión divalente para estabilizar las proteínas de la membrana externa, impidiendo de este modo su disolución;
- (d)
- diafiltrar el lisado procedente de (c) con el tampón procedente de (c), y utilizar un catión divalente procedente de (c) en ausencia de detergente, para reducir la concentración del detergente procedente de (c);
- (e)
- diafiltrar el lisado procedente de (d) con el tampón que no es retenido por la membrana de diafiltración, un agente quelante y un detergente para disolver y eliminar las proteínas de la membrana externa; y
- (f)
- recoger las proteínas de la membrana interna eliminadas en (e).
Si se desea, puede realizarse la extracción
adicional añadiendo las etapas siguientes al procedimiento
anterior:
- (g)
- diafiltrar el lisado procedente de (e) con los reactivos de (e), a excepción del detergente, a fin de reducir la concentración de detergente;
- (h)
- diafiltrar el lisado procedente de (g) con los reactivos de (e); e
- (i)
- recoger las proteínas de la membrana externa eliminadas en (h).
Para la extracción de la proteína P4
recombinante lipidada (rP4 lipidada) de H. influenzae de las
células hospedadoras bacterianas por diafiltración diferencial de
flujo tangencial de detergente, se utiliza un procedimiento que
comprende:
- (a)
- lisar las células hospedadoras bacterianas en un caldo de fermentación;
- (b)
- diafiltrar el caldo de fermentación lisado de (a) con un tampón que no es retenido por la membrana de diafiltración, en el que dicho tampón elimina los contaminantes intracelulares y extracelulares a través del permeado, y que utiliza un agente quelante para impedir la proteólisis;
- (c)
- diafiltrar el lisado procedente de (b) con un detergente y un tampón que no es retenido por la membrana de diafiltración, en el que dicho detergente disuelve y elimina las proteínas de la membrana interna, y utilizar un catión divalente para estabilizar las proteínas de la membrana externa, impidiendo de este modo su disolución;
- (d)
- diafiltrar el lisado procedente de (c) con el tampón procedente de (c), y utilizar un catión divalente procedente de (c) en ausencia de detergente, para reducir la concentración del detergente procedente de (c);
- (e)
- diafiltrar el lisado procedente de (d) con el tampón que no es retenido por la membrana de diafiltración, un agente quelante y un detergente para disolver y eliminar las proteínas de la membrana externa;
- (f)
- diafiltrar el lisado procedente de (e) con el tampón que no es retenido por la membrana de diafiltración, un agente quelante y un detergente para extraer y eliminar la rP4 lipidada; y
- (g)
- recoger la rP4 lipidada eliminada en (f).
Si se desea, puede realizarse la extracción
adicional de rP4 lipidada añadiendo las etapas siguientes al
procedimiento anterior:
- (h)
- diafiltrar el lisado procedente de (f) con los reactivos de (f), a excepción del detergente, a fin de reducir la concentración de detergente;
- (i)
- diafiltrar el lisado procedente de (h) con los reactivos de (f) para extraer y eliminar la rP4 lipidada; y
- (j)
- recoger la rP4 lipidada eliminada en (i).
Si se desea también, puede realizarse todavía la
extracción adicional de rP4 lipidada añadiendo las etapas
siguientes al procedimiento anterior:
- (k)
- diafiltrar el lisado procedente de (j) con los reactivos de (f), a excepción del detergente, a fin de reducir la concentración de detergente;
- (l)
- diafiltrar el lisado procedente de (k) con los reactivos de (f) para extraer y eliminar la rP4 lipidada; y
- (m)
- recoger la rP4 lipidada eliminada en (l).
Si se desea, pueden utilizarse más ciclos de
extracción de rP4 lipidada.
Para la extracción de la proteína P6
recombinante lipidada (rP6 lipidada) de H. influenzae de las
células hospedadoras bacterianas por diafiltración diferencial de
flujo tangencial de detergente, se utiliza un procedimiento que
comprende:
- (a)
- lisar las células hospedadoras bacterianas en un caldo de fermentación;
- (b)
- diafiltrar el caldo de fermentación lisado de (a) con un tampón que no es retenido por la membrana de diafiltración, en el que dicho tampón elimina los contaminantes intracelulares y extracelulares a través del permeado, y que utiliza un agente quelante para impedir la proteólisis;
- (c)
- diafiltrar el lisado procedente de (b) con un detergente y un tampón que no es retenido por la membrana de diafiltración, en el que dicho detergente disuelve y elimina las proteínas de la membrana interna, y utilizar un catión divalente para estabilizar las proteínas de la membrana externa, impidiendo de este modo su disolución;
- (d)
- diafiltrar el lisado procedente de (c) con un tampón que no es retenido por la membrana de diafiltración, un agente quelante para secuestrar el catión divalente e impedir la proteólisis y un disolvente para disolver y eliminar las proteínas de la membrana externa distintas de la rP6 lipidada;
- (e)
- diafiltrar el lisado procedente de (d) con un tampón que no es retenido por la membrana de diafiltración, un agente quelante para impedir la proteólisis, un detergente para eliminar las proteínas adicionales de la membrana externa y una sal para descomponer el complejo de la proteína de la membrana/membrana externa;
- (f)
- diafiltrar el lisado procedente de (e) con los reactivos de (e), a excepción del detergente y la sal, con objeto de reducir la concentración de detergente;
- (g)
- diafiltrar el lisado procedente de (f) con un detergente y un tampón que no es retenido por la membrana de diafiltración, en el que dicho detergente disuelve y elimina las proteínas adicionales unidas a la membrana celular externa y utilizar un agente quelante para impedir la proteólisis;
- (h)
- diafiltrar el lisado procedente de (g) con el tampón procedente de (g) y el agente quelante de (g) para reducir la concentración del detergente procedente de (g);
- (i)
- diafiltrar el lisado procedente de (h) con un compuesto de fosfato y un detergente para disolver y eliminar las proteínas adicionales unidas a la membrana celular externa;
- (j)
- diafiltrar el lisado procedente de (i) con un compuesto de fosfato para reducir la concentración de detergente procedente de (i);
- (k)
- calentar el lisado procedente de (j) para eliminar la rP6 lipidada de la membrana mientras se diafiltra este lisado con un compuesto de fosfato y un detergente para disolver, extraer y eliminar la rP6 lipidada; y
- (l)
- recoger la rP6 lipidada eliminada en (k).
\newpage
Si se desea, el procedimiento para extraer pR6
lipidada puede modificarse concentrando el lisado procedente de (j)
antes de proceder a (k).
A fin de que la presente invención sea mejor
entendida, se dan a conocer los ejemplos siguientes. Los ejemplos
se proporcionan a título ilustrativo únicamente y no deben
considerarse como limitativos del alcance de la invención.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
1
El procedimiento general para extraer rP4
lipidada de células bacterianas, tales como las células E.
coli, conllevó la microfluidización o la lisis celular y la
extracción con detergente diferencial de la membrana. Se recogió el
caldo de cultivo de fermentación y se ajustó a EDTA 5 mM para
inhibir la posible degradación de las proteínas procedentes de las
metaloproteasas. Se diluyó a continuación el caldo de cultivo a
menos del 5% p/v de concentración de peso de células en húmedo y se
lisó con un microfluidizador a alta presión (Microfluidics, Newton,
MA). Se diafiltraron las células filtradas con una secuencia
específica de soluciones tampón utilizando un sistema de flujo
tangencial que incluye membranas Millipore de celulosas regeneradas
de 1.000 kD de células de 0,002 m^{2}/g de área superficial en
peso en húmedo. La secuencia de las soluciones tampón se seleccionó
para disolver las proteínas de la membrana interna en primer lugar y
a continuación para disolver las proteínas de la membrana externa
que incluyen rP4. Durante la diafiltracion, las proteínas disueltas
de tamaño aproximado menor del corte del peso molecular de la
membrana pasaron a través del permeado, mientras que las moléculas
mayores y las proteínas no disueltas se retuvieron. La secuencia de
las etapas de diafiltración fue la siguiente:
- (1)
- Se diafiltró el caldo de fermentación lisado con Hepes 10 mM/EDTA 1 mM/pH 8,0 a un volumen igual a tres veces el volumen de lo retenido para eliminar los contaminantes intracelulares y extracelulares a través del permeado.
- (2)
- Se diafiltró el lisado cinco veces con Hepes 10 mM/MgCl_{2} 1 mM/Triton^{TM} X-100 al 1%, pH 8, para disolver y eliminar las proteínas de la membrana interna. Los iones Mg^{+2} estabilizaron la membrana externa; por consiguiente, las proteínas de la membrana externa no se disolvieron en presencia de Triton^{TM} X-100.
- (3)
- Se diafiltró el lisado tres veces con Hepes 10 mM/MgCl_{2} 1 mM/pH 8, para reducir la concentración de Triton^{TM} X-100.
- (4)
- Se diafiltró el lisado tres veces con Tris^{TM} 50 mM/EDTA 5 mM/Zwittergent^{TM} 3-12 al 1%/pH 8, para disolver las proteínas de la membrana externa, incluyendo rP4 lipidada, y a continuación comenzar a extraer y recoger la rP4 lipidada de la membrana externa.
- (5)
- Se diafiltró el lisado tres veces con Tris^{TM} 50 mM/EDTA 5 mM, pH 8. Esta etapa se realizó sin Zwittergent^{TM} 3-12, porque los compuestos de Zwittergent^{TM} no atraviesan la membrana del corte de 1.000 kD tan fácilmente como los compuestos más pequeños tales como las sales. Esta etapa sirvió para reducir la concentración de Zwittergent^{TM} en la membrana; la concentración de Zwittergent^{TM} de la etapa (4) reduciría de otro modo el caudal a través de la membrana durante las etapas (6) y (8) a continuación.
- (6)
- Se diafiltró el lisado dos veces con Tris^{TM} 50 mM/EDTA 5 mM/Zwittergent^{TM} 3-12 al 1%, pH 8, para continuar extrayendo y recogiendo la rP4 lipidada de la membrana externa.
- (7)
- Se diafiltró el lisado dos veces con Tris^{TM} 50 mM/EDTA 5 mM/pH 8 para reducir de nuevo la concentración de Zwittergent^{TM}.
- (8)
- Se diafiltró el lisado dos veces con Tris^{TM} 50 mM/EDTA 5 mM/Zwittergent^{TM} 3-12 al 1%, pH 8, para continuar extrayendo y recogiendo la rP4 lipidada de la membrana externa.
- (9)
- Se diafiltró el lisado dos veces con Tris^{TM} 50 mM/EDTA 5 mM/pH 8 para reducir de nuevo la concentración de Zwittergent^{TM}.
Durante las etapas de diafiltración, se mantuvo
la presión transmembranaria en aproximadamente 5 psi (5 \times
0,068948 bares) y el caudal en flujo cruzado se mantuvo a 150
litros/metro^{2} de área de membrana/hora (lmh). Los
procedimientos de diafiltración se realizaron a temperatura
ambiente. El caudal de permeado osciló entre 30 y 40 lmh, que era
suficientemente alto como para que el proceso de extracción sea
práctico y realizable a escala.
Durante la extracción se tomaron muestras en
varios puntos para análisis por SDS-PAGE para
evaluar el efecto de varias etapas de diafiltración en la
extracción de proteínas. Se precipitaron las muestras mediante
adición de alcohol, se centrifugaron y después se volvieron a
disolver en el 20% del volumen original en el tampón de preparación
de la muestra SDS. Este procedimiento de preparación de muestras
concentró la muestra y redujo la concentración de Triton^{TM} o
Zwittergent^{TM} 3-12 de las muestras. El
Triton^{TM} X-100 o el Zwittergent^{TM}
3-12 interfieren con la unión de SDS a la muestra y
reducen la resolución de las bandas en los geles. Se cargaron diez
\mul de cada muestra en geles de acrilamida al 10% Novex
(Encinitas, CA) y los geles se introdujeron durante 60 a 90 minutos
a 125 voltios.
Un análisis SDS-PAGE típico de
las muestras extraídas de las corrientes de permeado durante el
proceso de extracción para rP4 lipidada se presenta en la Figura 1.
La rP4 lipidada se introdujo a aproximadamente 30 kD en estos
geles. El gel demuestra que algunas proteínas contaminantes se
eliminaron durante la diafiltración con tampón de lisis (banda 5) y
tampón que contenía Triton^{TM} X-100 (banda 6).
Hubo muy poca pérdida de rP4 lipidada durante estas etapas de
diafiltración. Durante la etapa de diafiltración con
Zwittergent^{TM} 3-12, se extrajo la rP4 lipidada
en estado parcialmente purificado (banda 8). Al final de la etapa de
diafiltración con Zwittergent^{TM} estaba presente muy poca rP4
lipidada en la corriente del permeado (banda 9). Esto indicaba que
la mayor parte de la rP4 lipidada disuelta se había recuperado a
través del permeado. Otros experimentos han demostrado que muy poca
rP4 lipidada no disuelta permanece en lo retenido después de la
terminación del proceso de extracción (datos no mostrados). La
banda de 30 kD del extracto del Zwittergent^{TM}
3-12 se ha demostrado que era rP4 lipidada mediante
análisis Western (datos no mostrados).
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
2
Este Ejemplo presenta los datos generados en
cuatro series de extracción adicionales para rP4 lipidada. En cada
serie, un caldo de cultivo de fermentación de E. coli
recombinante se ajustó en primer lugar a EDTA 5 mM para inhibir la
posible degradación de proteínas de las metaloproteasas. El caldo de
cultivo de fermentación se ajustó a continuación a una
concentración de células en húmedo del diez por ciento y se lisó
pasando a través de un microfluidizador de Microfluidics. De este
lisado celular se tomaron a continuación alícuotas en porciones que
contenían un equivalente de 500 gramos de células y se congeló a
-70ºC.
Una porción de 500 gramos del caldo de
fermentación de E. coli lisado se eliminó a continuación
desde -70ºC y se descongeló en un baño de agua una temperatura no
superior a 40ºC. El lisado celular se diluyó a continuación a un
peso de células en húmedo de cinco por ciento. Este lisado celular
del cinco por ciento se sometió a continuación a un proceso
diferencial de extracción con detergente utilizando diafiltración de
flujo tangencial tal como se describe en el Ejemplo 1. La única
diferencia ligera fue que en la etapa (4) la diafiltración se
realizó dos veces en lugar de tres veces.
El análisis SDS-PAGE de las
muestras tomadas en varios puntos durante la extracción dio
resultados comparables a los observados en la Figura 1 (datos no
mostrados). Se calculó la cantidad de rP4 lipidada recuperada en
cada una de las cuatro series. Se determinó el porcentaje de rP4
lipidada en el lisado celular antes y después de la extracción
introduciendo las muestras en geles de SDS-PAGE y a
continuación escaneándolas en un densitómetro. Estos datos
ilustraron que había una reducción media en gramos del 78% de
proteína rP4 lipidada en el lisado celular antes y después de la
extracción. Estos datos también demostraron que la recuperación
total de proteína rP4 lipidada en el grupo de extracción en
comparación con el lisado celular fue del 18%.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página
siguiente)
\newpage
\global\parskip0.950000\baselineskip
Los resultados se presentan en la Tabla 1:
La reproducibilidad del procedimiento de
diafiltración se ilustra en la Figura 2. El flujo de permeado de
las cuatro series durante el transcurso del proceso de extracción se
controló. La similitud en los caudales en todo el proceso de
muestra que el proceso de extracción es controlable y
reproducible.
Para purificar la rP4 lipidada extraída, el
extracto del lisado celular que contiene rP4 lipidada se procesó a
continuación a través de columnas de intercambio iónico en tándem
constituidas por una columna DEAE Sepharose^{TM} Fast Flow y una
columna SP Sepharose^{TM} Fast Flow (Pharmacia & Upjohn,
Piscataway, NJ). Se lavaron las columnas con tampón de equilibrio
adicional y la columna DEAE se separó a continuación de la corriente
del proceso. Se lavó a continuación la columna SP con 20 volúmenes
de columna de tampón de equilibrio y a continuación se eluyó con un
gradiente de la etapa de NaCl, proporcionando proteína LrP4 de 30 K
purificada. La concentración de NaCl 20 mM eluyó una forma agregada
purificada de proteína rP4 lipidada (Forma I). La concentración de
NaCl 140 mM eluyó una mezcla de la forma agregada y no agregada de
la proteína rP4 lipidada (Forma II).
La proteína de 30 K rP4 lipidada de la Forma II
se convirtió a continuación en el estado de la Forma I más agregado
sometiendo la proteína a una congelación lenta controlada. Las dos
formas purificadas pueden purificarse y almacenarse por separado o
pueden purificarse por separado y a continuación combinarse. El
procedimiento de conversión fue el siguiente:
- (1)
- Obtener alícuotas filtradas estériles de la Forma II de rP4 lipidada.
- (2)
- Congelar lentamente a -6ºC.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
3
El procedimiento para extraer rP6 lipidada fue
similar al procedimiento para extraer rP4 lipidada. Sin embargo, el
procedimiento de diafiltración requería más etapas porque la rP6
lipidada estaba asociada íntimamente con los peptidoglucanos. El
caldo de cultivo de fermentación de las células E. coli que
expresan rP6 lipidada se ajustó a EDTA 10 mM y se diluyó a menos de
o igual al 10% de células en peso húmedo/volumen antes de la
homogeneizacion. Se lisaron a continuación las células con un
microfluidizador a alta presión y se diafiltraron a temperatura
ambiente con una secuencia de tampón utilizando un dispositivo de
filtración por membrana en flujo cruzado. Se determinó que el área
de la membrana mínimo que permite el transporte de masa eficaz de
las proteínas disueltas a través de la membrana era aproximadamente
de 0,002 m^{2}/g de células en peso húmedo. Las proteínas
disueltas de tamaño aproximado inferior al valor de corte del peso
molecular de 1.000 kD de la membrana pasaban a través con el
permeado, mientras que las moléculas mayores y las proteínas no
disueltas se retenían. La secuencia de las etapas de diafiltración
fue la siguiente:
- (1)
- Se diafiltró el caldo de fermentación lisado con Hepes 10 mM/EDTA 1 mM/pH 8,0 (tampón de lisis) a un volumen igual a tres veces el volumen de lo retenido para eliminar los contaminantes intracelulares y extracelulares a través del permeado.
- (2)
- Se diafiltró el lisado tres veces con Hepes 10 mM/MgCl_{2} 1 mM/Triton^{TM} X-100 al 0,2% para disolver y eliminar las proteínas de la membrana interna. Los iones Mg^{+2} estabilizaron la membrana externa; por consiguiente, las proteínas de la membrana externa no se disolvieron en presencia de Triton^{TM} X-100.
- (3)
- Se diafiltró tres veces el lisado con Tris^{TM} 50 mM/EDTA 5 mM/Zwittergent^{TM} 3-14 al 0,2% para disolver y eliminar las proteínas de la membrana externa (menos la rP6 no lipidada). El EDTA sirve para secuestrar los iones Mg^{+2} de la etapa (2), así como para impedir la proteólisis.
- (4)
- Se diafiltró el lisado tres veces con Tris^{TM} 50 mM/EDTA 5 mM/NaCl 0,5 M/Zwittergent^{TM} 3-14 al 0,2% para disolver y eliminar las proteínas adicionales. Se añadió NaCl al tampón en esta etapa para destruir algunas interacciones iónicas entre las proteínas de la membrana y las membranas. Esta etapa se realizó debido a que la rP6 lipidada es una lipoproteína asociada a peptidoglucano y la sal sirve para eliminar las proteínas unidas a la membrana (menos la rP6 lipidada) del complejo proteico de la membrana/membrana externa (rP4 lipidada no está así asociada; por lo tanto esta etapa no se realizó para la extracción de esta proteína). Se continuó la diafiltración con tres volúmenes del retenido de Tris^{TM} 50 mM/EDTA 5 mM para reducir la concentración de Zwittergent^{TM} en lo retenido.
- (5)
- Se diafiltró el lisado tres veces con Tris^{TM} 50 mM/EDTA 5 mM/sarcosil al 0,2% para eliminar las proteínas adicionales unidas a la membrana (menos la rP6 lipidada) y a continuación se diafiltraron tres veces con Tris^{TM} 50 mM/EDTA 5 mM para reducir la concentración de sarcosil en lo retenido.
- (6)
- Se diafiltró el lisado tres veces con fosfato sódico 10 mM/Zwittergent^{TM} 3-12 al 0,2% para eliminar las proteínas adicionales unidas a la membrana (menos la rP6 no lipidada) y a continuación se diafiltraron tres veces con fosfato sódico 10 mM para reducir la concentración de Zwittergent^{TM} 3-12 en lo retenido.
- (7)
- Se concentró el lisado al 20% de su volumen original y a continuación se diafiltró tres veces con fosfato sódico 10 mM/Zwittergent^{TM} 3-12 al 0,2% a 55ºC para disolver la rP6 lipidada, que se recogió a través del permeado. Se realizó la concentración antes de la diafiltración para aumentar la concentración de rP6 lipidada en el permeado. Se continuó la diafiltración durante tres volúmenes de retenido adicionales con fosfato sódico 10 mM a 55ºC para reducir la concentración de Zwittergent^{TM} 3-12 en lo retenido. Esta etapa de calentamiento se realizó porque (como en la etapa (4) anterior)) la rP6 lipidada es una lipoproteína asociada a peptidoglucano y el calentamiento sirve para eliminar la rP6 lipidada del complejo membrana/proteína de la membrana (rP4 lipidada no está así asociada; de este modo esta etapa no se realizó para extraer esta proteína). Por último, se concluyó la diafiltración con tres volúmenes de retenido de fosfato sódico 10 mM a 55ºC.
Durante las etapas de diafiltración, se mantuvo
la presión transmembranaria en aproximadamente 10 psi (10 \times
0,068948 bares) y el caudal en flujo cruzado se mantuvo en 120 a 180
lmh. Todos procedimientos de diafiltración se realizaron a
temperatura ambiente excepto la etapa de extracción final a 55ºC,
que se llevó a cabo a una temperatura más elevada para disolver la
rP6 lipidada. El caudal de permeado osciló entre 30 y 50 lmh, que
era suficientemente alto como para que el proceso de extracción sea
práctico y realizable a escala.
Durante la extracción, se tomaron muestras en
varios puntos para análisis por SDS-PAGE para
evaluar el efecto de varias etapas de diafiltración en la
extracción de proteínas. Se prepararon muestras y se introdujeron
en geles tal como se describe en el Ejemplo 1.
Un análisis SDS-PAGE típico de
las muestras extraídas de las corrientes de permeado durante el
proceso de extracción de la rP6 lipidada se presenta en las Figuras
3 y 4. La rP6 lipidada se introdujo a aproximadamente 15 kD en
estos geles. Los geles demostraron que algunas proteínas
contaminantes se eliminaron durante la diafiltración con tampón de
lisis (Figura 3, banda 2) y tampón que contenía varios detergentes
(Figura 3, bandas 5-6 y Figura 4, banda 3). Hubo
muy poca pérdida de rP6 lipidada durante estas etapas de
diafiltración. Durante la etapa de diafiltración con
Zwittergent^{TM} 3-12 a 55ºC, se extrajo la rP6
lipidada en estado parcialmente purificado (Figura 4, banda 6). Al
final de la segunda etapa de diafiltración con Zwittergent^{TM}
3-12 a 55ºC estaba presente muy poca rP6 lipidada
en la corriente del permeado (Figura 4, banda 8). Esto sugirió que
la mayor parte de la rP6 lipidada disuelta había sido recuperada
por el permeado. Otros experimentos han demostrado que muy poca rP6
lipidada permanece no disuelta en lo retenido después de la
terminación del proceso de extracción (datos no mostrados). La
banda de 15 kD del extracto del Zwittergent^{TM}
3-12/55ºC se ha demostrado que era rP6 lipidada
mediante análisis Western (datos no mostrados).
El procedimiento descrito anteriormente se
repitió para extraer la rP6 lipidada del caldo de cultivo y otro de
fermentación de E. coli. El análisis por
SDS-PAGE fue similar al observado en las Figuras 3 y
4 (datos no mostrados) y la banda de 15 kD del extracto a 55ºC con
Zwittergent^{TM} 3-12 se demostró otra vez que
era rP6 lipidada por análisis Western (datos no mostrados).
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
4
Este Ejemplo presenta los datos generados de
tres series de extracción adicionales para rP6 lipidada. En cada
serie, el procedimiento descrito en el Ejemplo 3 se utilizó para
extraer la rP6 lipidada procedente de un caldo de fermentación de
E. coli recombinante.
Los resultados se presentan en la Tabla 2:
Claims (16)
-
\global\parskip0.950000\baselineskip
1. Procedimiento para la extracción de proteínas de la membrana interna gram-negativas, expresadas de manera natural o recombinante de bacterias o células hospedadoras bacterianas que contienen un vector recombinante por diafiltración diferencial de flujo tangencial de detergente, que comprende:- (a)
- lisar las bacterias o las células hospedadoras bacterianas que contienen un vector recombinante en un caldo de fermentación;
- (b)
- diafiltrar el caldo de fermentación lisado de (a) con un tampón que no es retenido por la membrana de diafiltración, en el que dicho tampón elimina los contaminantes intracelulares y extracelulares a través del permeado, y que utiliza un agente quelante para impedir la proteólisis;
- (c)
- diafiltrar el lisado procedente de (b) con un detergente y un tampón que no es retenido por la membrana de diafiltración; en el que dicho detergente disuelve y elimina las proteínas de la membrana interna, y utilizar un catión divalente para estabilizar las proteínas de la membrana externa, impidiendo de este modo su disolución; y
- (d)
- recoger las proteínas de la membrana interna eliminadas en (c).
- 2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que: la lisis de (a) se produce en un microfluidizador; en (b) y (c), el tampón se selecciona de entre el grupo constituido por Hepes, ácido 3-(N-morfolino)propano sulfónico (MOPS), Tris^{TM}, fosfato sódico y borato sódico; y en (c), el detergente se selecciona de entre el grupo constituido por un compuesto Zwittergent^{TM}, un compuesto Triton^{TM} no iónico, sarcosil, un compuesto glucosídico, un compuesto de colato y dodecil-maltósido y el catión divalente se selecciona de entre el grupo constituido por Mg^{+2} y Ca^{+2}.
- 3. Procedimiento según la reivindicación 2, en el que en (b), el tampón es Hepes y el agente quelante es EDTA; y en (c), el tampón es Hepes, el detergente es Triton^{TM} X-100 y el catión divalente es Mg^{+2}.
- 4. Procedimiento para la extracción de proteínas gram-negativas de la membrana externa, expresadas de manera natural o recombinante de bacterias o las células hospedadoras bacterianas que contienen un vector recombinante por diafiltración diferencial de flujo tangencial de detergente, que comprende:
- (a)
- lisar las bacterias o las células hospedadoras bacterianas que contienen un vector recombinante en un caldo de fermentación;
- (b)
- diafiltrar el caldo de fermentación lisado de (a) con un tampón que no es retenido por la membrana de diafiltración, en el que dicho tampón elimina los contaminantes intracelulares y extracelulares a través del permeado, y que utiliza un agente quelante para impedir la proteólisis;
- (c)
- diafiltrar el lisado procedente de (b) con un detergente y un tampón que no es retenido por la membrana de diafiltración, en el que dicho detergente disuelve y elimina las proteínas de la membrana interna, y utilizar un catión divalente para estabilizar las proteínas de la membrana externa, impidiendo de este modo su disolución;
- (d)
- diafiltrar el lisado procedente de (c) con el tampón procedente de (c), y utilizar un catión divalente procedente de (c) en ausencia de detergente, para reducir la concentración del detergente procedente de (c);
- (e)
- diafiltrar el lisado procedente de (d) con el tampón que no es retenido por la membrana de diafiltración, un agente quelante y un detergente para disolver y eliminar las proteínas de la membrana externa; y
- (f)
- recoger las proteínas de la membrana interna eliminadas en (e).
- 5. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que: la lisis de (a) se produce en un microfluidizador; en (b), (c), (d) y (e), el tampón se selecciona de entre el grupo constituido por Hepes, MOPS, Tris^{TM}, fosfato sódico y borato sódico; en (c) y (e), el detergente se selecciona de entre el grupo constituido por un compuesto Zwittergent^{TM}, un compuesto Triton^{TM} no iónico, sarcosil, un compuesto glucosídico, un compuesto de colato y dodecil-maltósido; y en (c) y (d) el catión divalente se selecciona de entre el grupo constituido por Mg^{+2} y Ca^{2+}.
- 6. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que en (b), el tampón es Hepes y el agente quelante es EDTA; en (c), el tampón es Hepes, el detergente es Triton^{TM} X-100 y el catión divalente es Mg^{+2}; en (d), el tampón es Hepes y el catión divalente es Mg^{+2} y en (e), el tampón es Tris^{TM}, el agente quelante es EDTA y el detergente es Zwittergent^{TM} 3-12.
- 7. Procedimiento de la reivindicación 4, que comprende asimismo:
- (g)
- diafiltrar el lisado procedente de (e) con los reactivos de (e), a excepción del detergente, a fin de reducir la concentración de detergente;
\global\parskip1.000000\baselineskip
- (h)
- diafiltrar el lisado procedente de (g) con los reactivos de (e); y
- (i)
- recoger las proteínas de la membrana externa eliminadas en (h).
- 8. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que la proteína gram-negativa de la membrana externa es la proteína P4 lipidada recombinante de la membrana externa (rP4) de Haemophilus influenzae, y en el que la etapa (f) se sustituye por las etapas siguientes:
- (f)
- diafiltrar el lisado procedente de (e) con el tampón que no es retenido por la membrana de diafiltración, un agente quelante y un detergente para extraer y eliminar la rP4 lipidada; y
- (g)
- recoger la rP4 lipidada eliminada en (f).
- 9. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que: la lisis de (a) se produce en un microfluidizador; en (b), (c), (d), (e) y (f), el tampón se selecciona de entre el grupo constituido por Hepes, MOPS, Tris^{TM}, fosfato sódico y borato sódico; en (c), (e) y (f) el detergente se selecciona de entre el grupo constituido por un compuesto Zwittergent^{TM}, un compuesto Triton^{TM} no iónico, sarcosil, un compuesto glucosídico, un compuesto de colato y dodecil-maltósido; y en (c) y (d) el catión divalente se selecciona de entre el grupo constituido por Mg^{+2} y Ca^{+2}.
- 10. Procedimiento según la reivindicación 9, en el que en (b), el tampón es Hepes y el agente quelante es EDTA; en (c), el tampón es Hepes, el detergente es Triton^{TM} X-100 y el catión divalente es Mg^{+2}; en (d) el tampón es Hepes y el catión divalente es Mg^{+2}; en (e), el tampón es Tris^{TM}, el agente quelante es EDTA y el detergente es Zwittergent^{TM} 3-12; y en (f), el tampón es Tris^{TM}, el agente quelante es EDTA y el detergente es Zwittergent^{TM} 3-12.
- 11. Procedimiento según la reivindicación 8, que comprende asimismo:
- (h)
- diafiltrar el lisado procedente de (f) con los reactivos de (f), a excepción del detergente, a fin de reducir la concentración de detergente;
- (i)
- diafiltrar el lisado procedente de (h) con los reactivos de (f) para extraer y eliminar la rP4 lipidada; y
- (j)
- recoger la rP4 lipidada eliminada en (i).
- 12. Procedimiento según la reivindicación 11, que comprende asimismo:
- (k)
- diafiltrar el lisado procedente de (j) con los reactivos de (f), a excepción del detergente, a fin de reducir la concentración de detergente;
- (l)
- diafiltrar el lisado procedente de (k) con los reactivos de (f) para extraer y eliminar la rP4 lipidada; y
- (m)
- recoger la rP4 lipidada eliminada en (l).
- 13. Procedimiento para la extracción de la proteína P6 recombinante lipidada (rP6) de Haemophilus influenzae de las células hospedadoras bacterianas por diafiltración diferencial de flujo tangencial de detergente, que comprende:
- (a)
- lisar las células hospedadoras bacterianas en un caldo de fermentación;
- (b)
- diafiltrar el caldo de fermentación lisado de (a) con un tampón que no es retenido por la membrana de diafiltración, en el que dicho tampón elimina los contaminantes intracelulares y extracelulares a través del permeado, y utilizar un agente quelante para impedir la proteólisis;
- (c)
- diafiltrar el lisado procedente de (b) con un detergente y un tampón que no es retenido por la membrana de diafiltración, en el que dicho detergente disuelve y elimina las proteínas de la membrana interna, y utilizar un catión divalente para estabilizar las proteínas de la membrana externa, impidiendo de este modo su disolución;
- (d)
- diafiltrar el lisado procedente de (c) con un tampón que no es retenido por la membrana de diafiltración, un agente quelante para secuestrar el catión divalente e impedir la proteólisis y un disolvente para disolver y eliminar las proteínas de la membrana externa distintas de la rP6 lipidada;
- (e)
- diafiltrar el lisado procedente de (d) con un tampón que no es retenido por la membrana de diafiltración, un agente quelante para impedir la proteólisis, un detergente para eliminar las proteínas adicionales de la membrana externa y una sal para descomponer el complejo de la proteína de la membrana/membrana externa;
- (f)
- diafiltrar el lisado procedente de (e) con los reactivos de (e), a excepción del detergente y la sal, para reducir la concentración de detergente;
- (g)
- diafiltrar el lisado procedente de (f) con un detergente y un tampón que no es retenido por la membrana de diafiltración, en el que dicho detergente disuelve y elimina las proteínas adicionales unidas a la membrana celular externa y utilizar un agente quelante para impedir la proteólisis;
- (h)
- diafiltrar el lisado procedente de (g) con el tampón procedente de (g) para reducir la concentración del detergente procedente de (g);
- (i)
- diafiltrar el lisado procedente de (h) con un compuesto de fosfato y un detergente para disolver y eliminar las proteínas adicionales unidas a la membrana celular externa;
- (j)
- diafiltrar el lisado procedente de (i) con un compuesto de fosfato para reducir la concentración de detergente procedente de (i);
- (k)
- calentar el lisado procedente de (j) para eliminar la rP6 lipidada de la membrana mientras se diafiltra este lisado con un compuesto de fosfato y un detergente para disolver, extraer y eliminar la rP6 lipidada; y
- (l)
- recoger la rP6 lipidada eliminada en (k).
- 14. Procedimiento según la reivindicación 13, en el que: la lisis de (a) se produce en un microfluidizador; en (b), (c), (d), (e), (f), (g) y (h), el tampón se selecciona de entre el grupo constituido por Hepes, MOPS, Tris^{TM}, fosfato sódico y borato sódico; en (b) y (c), el catión divalente se selecciona de entre el grupo constituido por Mg^{+2} y Ca^{+2}; en (c), (d), (e), (g), (i) y (k), el detergente se selecciona de entre el grupo constituido por un compuesto Zwittergent^{TM}, un compuesto Triton^{TM} no iónico, sarcosil, un compuesto glucosídico, un compuesto de colato y dodecil-maltósido; y en (e), la sal es una sal sódica.
- 15. Procedimiento según la reivindicación 14, en el que en (b), el tampón es Hepes y el agente quelante es EDTA; en (c), el tampón es Hepes, el detergente es Triton^{TM} X-100 y el catión divalente es Mg^{+2}; en (d) el tampón es Hepes, el agente quelante es EDTA, y el detergente es Zwittergent^{TM} 3-14; en (e), el tampón es Hepes, el agente quelante es EDTA, la sal es cloruro sódico, y el detergente es Zwittergent^{TM} 3-14; en (f), el tampón es Tris^{TM} y el agente quelante es EDTA; en (g), el tampón es Tris^{TM}, el detergente es sarcosil, y el agente quelante es EDTA; en (h), el tampón es Tris^{TM} y el agente quelante es EDTA; en (i), el detergente es Zwittergent^{TM} 3-12 y el fosfato es fosfato sódico; en (j), el fosfato es fosfato sódico; y en (k), el detergente es Zwittergent^{TM} 3-12.
- 16. Procedimiento según la reivindicación 13, en el que antes de (k) se concentra el lisado de (j).
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US14106799P | 1999-06-25 | 1999-06-25 | |
US141067P | 1999-06-25 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2315234T3 true ES2315234T3 (es) | 2009-04-01 |
Family
ID=22494024
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES00941593T Expired - Lifetime ES2315234T3 (es) | 1999-06-25 | 2000-06-20 | Extraccion de proteinas de la membrana intrega. |
Country Status (16)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7553634B1 (es) |
EP (1) | EP1189935B1 (es) |
JP (1) | JP2003503041A (es) |
KR (1) | KR100644494B1 (es) |
CN (1) | CN1181093C (es) |
AT (1) | ATE412007T1 (es) |
AU (1) | AU777738B2 (es) |
BR (1) | BR0011817B1 (es) |
CA (1) | CA2370694C (es) |
DE (1) | DE60040602D1 (es) |
DK (1) | DK1189935T3 (es) |
ES (1) | ES2315234T3 (es) |
IL (1) | IL146894A0 (es) |
MX (1) | MXPA01013264A (es) |
PT (1) | PT1189935E (es) |
WO (1) | WO2001000668A1 (es) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2504129A1 (en) | 2002-11-01 | 2004-05-21 | Promega Corporation | Cell lysis compositions, methods of use, apparatus, and kit |
KR102186997B1 (ko) * | 2013-03-15 | 2020-12-07 | 안선 바이오파르마, 아이엔씨. | 단백질 정제의 신규한 방법 |
FR3020070B1 (fr) * | 2014-04-22 | 2018-11-02 | Universite Grenoble Alpes | Proteines nadph oxydases |
CN104447975A (zh) * | 2014-11-18 | 2015-03-25 | 深圳市人口和计划生育科学研究所 | 一种提取人肿瘤细胞膜蛋白的方法 |
CN111518161A (zh) * | 2020-06-02 | 2020-08-11 | 英文特生物技术(北京)有限公司 | 一种柱式法从细胞中分离蛋白质的方法 |
BR112023001771A2 (pt) | 2021-05-21 | 2023-12-05 | Cambridge Crops Inc D/B/A Mori | Sistemas e métodos para fabricar uma solução de fibroína de seda e pós contendo fibroína de seda |
US11864569B2 (en) | 2021-08-16 | 2024-01-09 | Cambridge Crops, Inc. | Systems and methods for improving the performance of cereal using a silk fibroin solution and powders containing silk fibroin |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5110908A (en) * | 1986-12-31 | 1992-05-05 | Praxis Biologics, Inc. | Haemophilus influenzae peptides and proteins |
US5098997A (en) * | 1987-12-11 | 1992-03-24 | Praxis Biologics, Inc. | Vaccines for Haemophilus influenzae |
CA2047681C (en) * | 1989-03-09 | 2000-02-01 | Bruce A. Green | Vaccines for nontypable haemophilus influenzae |
ES2081864T3 (es) * | 1989-03-29 | 1996-03-16 | Univ New York State Res Found | Metodo para purificar una proteina de la membrana exterior de haemophilus influenzae. |
US5256294A (en) * | 1990-09-17 | 1993-10-26 | Genentech, Inc. | Tangential flow filtration process and apparatus |
FR2672895B1 (fr) * | 1991-02-15 | 1995-05-12 | Transgene Sa | Procede de purification d'une proteine fortement glycosylee. |
CA2144576A1 (en) * | 1994-03-17 | 1995-09-18 | Donald W. Nicholson | A single step purification of recombinant human interleukin-5 |
US5681570A (en) * | 1995-01-12 | 1997-10-28 | Connaught Laboratories Limited | Immunogenic conjugate molecules |
-
2000
- 2000-06-20 MX MXPA01013264A patent/MXPA01013264A/es active IP Right Grant
- 2000-06-20 BR BRPI0011817-6A patent/BR0011817B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2000-06-20 IL IL14689400A patent/IL146894A0/xx unknown
- 2000-06-20 PT PT00941593T patent/PT1189935E/pt unknown
- 2000-06-20 AT AT00941593T patent/ATE412007T1/de not_active IP Right Cessation
- 2000-06-20 ES ES00941593T patent/ES2315234T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2000-06-20 JP JP2001506679A patent/JP2003503041A/ja active Pending
- 2000-06-20 DE DE60040602T patent/DE60040602D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-06-20 EP EP00941593A patent/EP1189935B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-06-20 DK DK00941593T patent/DK1189935T3/da active
- 2000-06-20 KR KR1020017016359A patent/KR100644494B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2000-06-20 CA CA2370694A patent/CA2370694C/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-06-20 US US10/019,163 patent/US7553634B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-06-20 CN CNB00809425XA patent/CN1181093C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2000-06-20 AU AU56284/00A patent/AU777738B2/en not_active Ceased
- 2000-06-20 WO PCT/US2000/017019 patent/WO2001000668A1/en active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE60040602D1 (de) | 2008-12-04 |
DK1189935T3 (da) | 2009-02-09 |
WO2001000668A1 (en) | 2001-01-04 |
CN1358196A (zh) | 2002-07-10 |
AU777738B2 (en) | 2004-10-28 |
EP1189935A1 (en) | 2002-03-27 |
ATE412007T1 (de) | 2008-11-15 |
BR0011817B1 (pt) | 2011-11-01 |
US7553634B1 (en) | 2009-06-30 |
PT1189935E (pt) | 2008-12-31 |
CA2370694A1 (en) | 2001-01-04 |
JP2003503041A (ja) | 2003-01-28 |
IL146894A0 (en) | 2002-08-14 |
KR100644494B1 (ko) | 2006-11-10 |
CA2370694C (en) | 2010-02-09 |
AU5628400A (en) | 2001-01-31 |
CN1181093C (zh) | 2004-12-22 |
MXPA01013264A (es) | 2002-06-04 |
EP1189935B1 (en) | 2008-10-22 |
KR20020026462A (ko) | 2002-04-10 |
BR0011817A (pt) | 2002-04-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2218185T3 (es) | Metodo para la purificacion de adn plasmidico exento de rnasa y de solvente organico, usando filtracion de flujo tangencial. | |
Ross et al. | Inducible erythromycin resistance in staphlyococci is encoded by a member of the ATP‐binding transport super‐gene family | |
ES2306450T3 (es) | Procedimientos nuevos de purificacion del factor ix. | |
ES2315234T3 (es) | Extraccion de proteinas de la membrana intrega. | |
ES2328008T3 (es) | Procedimientos de purificacion de adn. | |
CA2748932A1 (en) | Process for purifying lipopeptides | |
Osborn et al. | Large Scale Purification of A‐Protein from Bacteriophage R17 | |
ES2402413T3 (es) | Proteínas PilC recombinantes, método para su producción y uso de las mismas | |
ES2301823T3 (es) | Aislamiento de acidos nucleicos usando un polimero policationico como agente de precipitacion. | |
EP0771352B1 (en) | Nontypable haemophilus influenzae lkp tip adhesin protein and nucleic acid | |
US20230174966A1 (en) | Rna purification method | |
ES2315340T3 (es) | Purificacion de acido nucleico. | |
Jackson et al. | Preliminary crystallographic analysis of the ATP-hydrolysing domain of the Escherichia coli DNA gyrase B protein | |
US6773913B2 (en) | Device and process for purifying vectors | |
Beard et al. | Purification of sex pili from Escherichia coli carrying a derepressed F-like R factor | |
BR112012028860A2 (pt) | cepas spnk. | |
US6713611B2 (en) | Method for removing endotoxin from the samples containing basic protein | |
US7157562B1 (en) | Bioprocess for the production of recombinant anti-botulinum toxin antibody | |
EP4112634A1 (en) | Sars-cov-2 recombinant n protein, and preparation method and purification method therefor | |
Kondo et al. | Rapid isolation of plasmid DNA by LiCl-ethidium bromide treatment and gel filtration | |
KR100356044B1 (ko) | 개질된 수정미세섬유막 및 그 이용 | |
US20040058402A1 (en) | Method for purifying the helicobacter adhesin-like protein a (alpa) | |
Maurer et al. | [25] Purification and crystallization of calcium-binding protein from skeletal muscle sarcoplasmic reticulum | |
CN105734097A (zh) | 一种mim-i-bar蛋白提取纯化方法 | |
CN105002149A (zh) | 流感病毒rna聚合酶纯化或结晶的方法 |